機械加工設備控制系統PLC程序探討

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摘要：以華泰機械為例，闡述機械加工設備控制系統中的plc程序優化策略，包括合理選擇PLC控制系統、完善PLC控制系統硬件和軟件的設計。

關鍵詞：控制系統，PLC程序，優化策略，機械加工設備

PLC程序是一種專門為工業環境而設計的數字運算操作電子系統，在可編程存儲器的作用下來存儲一系列操作指令，在進行數字模擬信號輸入輸出操作的基礎上達到操控機械生產的目的，使機械可以按照人為要求進行定時、算數、計數以及順序、邏輯控制。在計算機通信技術、微處理技術不斷發展的支持作用下，如今計算機控制已經成為社會各領域工業生產的大勢所趨，能夠在計算機控制程序的輔助下全方位滿足于市場對不同規格產品的多樣化生產需求。而PLC程序的出現則將這一趨勢推向了頂峰，能夠為各領域的機械加工設備控制提供強大的微處理器，確保機械加工各項功能得以順利實現。目前PLC控制已經憑借其自身在使用便捷、功能強大、應用面廣等顯著優勢，成為我國工業自動化領域的主要裝置，被廣泛運用在工業生產各個領域，為我國工業制造轉型升級提供了強大的技術支持。

1華泰機械

華泰機械全稱無錫市華泰機械廠，該公司是一所成立于1997年的機械制造企業，專注于機械設備生產制造相關技術的開發、咨詢、維修、銷售、安裝等工作，業務范圍主要圍繞鋼材加工制造展開，涉及與之相關的機械設備及配件、數控機床設備，以及相關五金交點、金屬材料、包裝材料的生產與加工。其產品在社會中有著廣泛的應用，為我國制造業轉型升級提供了強大的技術動力支持。在多年的發展中，華泰機械始終堅持以“品質保證、服務專業、顧客滿意”的發展原則，在不斷提供自身技術水準的同時，建立起了從產品技術研發到生產為一體的服務流程，能夠切實滿足客戶的多樣化需求。在漫長的成長和發展進程中，華泰機械憑借自身強大的技術優勢，顯現出了迅猛的發展態勢，不僅收獲了國內大批企業的支持，更獲得了德國、日本、法國等工業制造強國同行業專家的認可。

2華泰機械加工設備控制中的PLC應用

通過對華泰機械加工生產總體情況的深入了解，可以看出目前PLC在該企業中有著很好的應用，其機械加工設備控制系統中涉及大量的數字化信號模擬控制裝置，如電磁閥、電機的停啟等，以及流量、壓力、溫度、計數的設定與控制等。都是在PLC本身開關量邏輯控制、運動控制、模擬量控制、過程控制、數據處理、聯網通信等功能的基礎上實現的。PLC的存在可以很好地輔助機械加工設備控制系統實現對這些裝置的有效控制。同時，企業還在對原有機械設備控制材料管理、程序設計、硬件準備等進行深入分析的基礎上，結合甲方生產發展要求，對專屬機械設備控制系統、支架零件生產單元等進行了升級優化，在PLC的輔助下程序運行效率不斷提升，可以在輸入指令后迅速做出反應，與之相對應的生產效率也有了很好的保障。

3華泰機械加工設備控制系統PLC程序的優化

3.1合理選擇PLC控制系統

不同型號下的PLC適用范圍、作用功能也是不盡相同的。在實際生產中，要充分結合機械加工設備生產實際需求，通過對被控制對象復雜程度的深入分析，來對PLC控制系統進行合理選擇，以此來確保其系統程序功能可以得到正常發揮。目前市場中應用較廣的PLC產品有日本的OMRON、FUJI，德國的SIEMENS，韓國的LG，美國的GE，以及以永宏、臺達、和利時、安控等為代表的一大批國產PLC品牌，這些產品規模都不盡相同。企業要想實現PLC程序的最優化設置首先就必須從選品方面入手。在PLC規模方面，企業可以根據自身機械加工生產流程及工藝的復雜程度來從大中小三種不同的規模中進行合理選擇。對于華泰機械這種大規模生產企業可選擇I\O點數＞512點的大規模PLC控制系統，為機械加工生產提供中斷控制、數據庫、智能控制、通信聯網、函數運算等服務。

3.2完善PLC控制系統硬件設計

從硬件方面來看PLC控制系統包含了輸出輸入兩部分電路系統。其中PLC輸出電路程序設計，要依據甲方開具的生產工藝標準、要求來進行設定。如各種變頻器、指示燈、數字直流調速器的信息輸出應以晶體管為主，以此來滿足高頻動作操作，盡量縮短反應時間。如若生產操作對輸出頻率要求不高，可選用繼電器進行輸出操作，此種電路設計方法不僅簡單且具繼電器具有負載能力，可很好的抵抗外部信號干擾，保障系統的正常運轉。對于PLC輸入電路的程序設計，一般以AC85—240V為主，同時要在系統中增加以隔離變壓器、電源濾波器等為代表的電源凈化元件，以增強系統穩定性，抗擊外部信號干擾。

3.3完善PLC控制系統軟件設計

對于PLC控制系統而言，軟硬件的完善設計要同時著手開展。其中軟件的作用主要是以控制要求為基準，通過程序語言的編寫，將機械制造相關工藝流程圖轉換為更易于系統識別的梯形圖，由此來便于PLC控制系統作用的發揮。軟件的設計與優化要伴隨著機械加工設備控制整個生產流程當中，軟件設計人員需要隨時根據生產要求對系統進行調試、升級、維護，由此來更好的掌控系統的運行。PLC控制程序軟件優化要點主要包括以下幾點：（1）對于I\O具體點數的分配，要嚴格按照機械設備生產流水線進行，由前向后推進的過程中逐步增大I/O點數。（2）對處于同一設備、程序，或是部件上的I/O信號，要予以集中分配、集中處理，為后期程序的維護做好準備。（3）對于計數器、定時器等要予以統一編號，切勿使同一編號重復存在、使用的情況出現，最大程度保障PLC控制系統的穩定運行。此外，對于PLC控制程序的軟件優化設計要盡可能做到簡單明了，在盡可能減少編程語言輸入的基礎上節約內存容量、提高程序掃描反應時間。

4未來發展的建議

在這里需要著重強調的一點是，華泰機械作為一家大型機械加工設備控制企業，PLC控制系統在其生產中有著廣泛的應用，一旦PLC程序的穩定性、安全性出現問題，將對整個系統的正常運轉造成嚴重的阻礙，致使整個生產加工流程被迫中斷。因此，在未來的發展中，華泰機械要著重做好PLC控制程序的抗干擾、可靠性設計工作。在對電弧干擾、共模干擾等進行具體分析的基礎生，通過增強電源變壓器容量、增設浪涌電壓抑制電路、改變接地地點等各種措施，有效增強系統的防干擾能力。并對PLC程序的運行環境進行綜合調查，將周圍環境控制在0～55℃之間，將濕度控制在35%～80%之間，并保持周圍環境清潔、干凈，防止導電性粉末、塵埃等對系統所造成的影響，最大程度保障PLC系統以及相關元器件的可靠運行。

5結語

華泰機械屬于我國工業制造領域領軍企業，在機械設備以及配件的開發、設計、制造、安裝、銷售、維護等各個領域均有著豐富的經驗。在未來的發展中，華泰機械要繼續做好技術研發工作，在現有PLC程序的基礎上結合其自身企業生產特點對程序予以進一步優化升級，使華泰機械可以在強大的PLC控制程序的輔助下再造輝煌。

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作者：黃文浩 陶麗萍 單位：無錫科技職業學院