可編程控制器（PLC）是在傳統(tǒng)的順序控制器基礎(chǔ)上引入微電子技術(shù)和計算機技術(shù)而產(chǎn)生的，用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，執(zhí)行邏輯控制、計數(shù)、計時、數(shù)據(jù)處理及聯(lián)網(wǎng)與通信等功能。大量采用傳統(tǒng)繼電控制系統(tǒng)的設(shè)備通過改造或更新，成了PLC控制的自動化系統(tǒng)。同時，又因為PLC改造成本低、簡單易用等，使其在教學實驗及老企業(yè)設(shè)備改造上使用越來越普及。本文介紹在設(shè)計制作組合機床動力實驗臺的`控制系統(tǒng)中PLC的應用。
1實驗臺及控制要求
組合機床是由通用部件和部分專用部件所組成的高效率機床。而實驗臺是組合機床一種重要的通用部件，可以根據(jù)不同工件的加工要求，通過電氣控制系統(tǒng)的配合實現(xiàn)動力頭各種動作循環(huán)。傳統(tǒng)實驗臺采用繼電器控制系統(tǒng)，一旦控制系統(tǒng)接線完成，則控制功能即固定，如要改變控制系統(tǒng)控制功能，必須對繼電器控制系統(tǒng)的硬件電路重新設(shè)計、安裝和接線，費時費力又復雜。采用PLC控制后，只要通過可編程控制器改變相應的控制程序，而不需對外部電路接線進行改動，即可適應不同的控制要求，方便、高效又可靠。
實驗臺液壓系統(tǒng)的工作原理圖如圖1所示。實驗臺可以通過改變電氣控制功能，滿足動力頭以下多種動作循環(huán)要求：
①動力頭快進→一工進→二工進→停留→快退→原位停止；
②動力頭快進→工進→快進→工進→停留→快退→原位停止；
③動力頭快進→工進→停留→快退→原位停止；
④動力頭快進→停留→快退→原位停止；
本文以第一種動作循環(huán)要求為例，說明PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計過程。
設(shè)計的PLC控制系統(tǒng)的控制功能要求如下：
①能滿足動力頭上述第一種動作循環(huán)要求；
②快進、一工進、二工進、延時停留等各階段都有相應的工作指示燈；
③終點停留方式可選（有壓力繼電器檢壓退回或時間繼電器延時退回兩種）；
④為確保安全，液泵電機有過載保護，動力頭在任何中間位置都可通過手動按鈕快速退到原位；
2硬件系統(tǒng)設(shè)計
采用SE-11R-EX型整體式小型PLC。該型號PLC采用AC110/220V或DC24V電源供電，有自帶24V直流電源的15點輸入接口及9點繼電器輸出接口。輸出接口可直接控制負載220V的小功率交流電磁鐵工作。
由液壓原理圖可知，一工進、二工進是通過電磁鐵3YA、4YA切斷該液壓分路來實現(xiàn)的。液壓泵啟動時3YA、4YA即處于通電工作狀態(tài)。
3軟件設(shè)計
根據(jù)實驗臺液壓系統(tǒng)的控制要求，程序按照如下動作順序設(shè)計：
①用按鈕SB4選擇終點停留方式（按下SB4，采用定時器延時后退回；否則采用壓力繼電器檢壓退回，此時，終點行程開關(guān)ST3不起作用）。
②按下按鈕SB2時液壓泵啟動，為動力頭前進提供壓力油。
③按下按鈕SB3，動力頭快進。
④壓下行程開關(guān)ST1，動力頭轉(zhuǎn)為一工進。
⑤壓下行程開關(guān)ST2，動力頭轉(zhuǎn)為二工進。
⑥到終點壓下行程ST3后動力頭停止，延時計時開始。
⑦延時結(jié)束動力頭快速回退，到原位時壓下行程開關(guān)ST4，動力頭停止。
程序采用PLC梯形圖編寫。該型號PLC輸入繼電器用I來表示，輸出繼電器用O來表示，中間繼電器用S來表示。為使整個程序結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，方便閱讀理解，該程序中所有自鎖環(huán)節(jié)都通過中間繼電器實現(xiàn)。
為了精簡程序，提高編程效率，本程序采用了主控指令MCS和MCR，同時也起到了聯(lián)鎖控制的作用（即在液壓泵沒有啟動時，后面的快進按鈕SB3和快退按鈕SB5不起作用）。程序中還用了很多中間繼電器作為中間狀態(tài)的記憶或過渡。
控制系統(tǒng)的梯形圖程序如圖3所示。本程序通過實際調(diào)試，使用效果良好。實驗臺在使用過程中如有不同的控制要求，可在不改動接線或改動很少的情況下，通過程序的改變來滿足不同的控制要求，大大節(jié)省了安裝調(diào)試時間，提高了效率。
4結(jié)論
應用PLC實現(xiàn)電氣控制，可以充分發(fā)揮PLC可靠性高、接線簡單、易學、使用靈活等優(yōu)點，所以，PLC在設(shè)備改造、研制中可以發(fā)揮越來越大的作用。
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