摘 要：將PLC級式編程技術(shù)運(yùn)用于液壓縱橫油缸進(jìn)給加工系統(tǒng)，使控制軟件與工序動(dòng)作有較好的對應(yīng)關(guān)系，編程和調(diào)試效率高。與梯形圖相比，軟件語句少，掃描時(shí)間短，實(shí)時(shí)性較強(qiáng)。 關(guān)鍵詞：PLC;級式編程技術(shù);控制系統(tǒng) Abstract: PLC stage programming technology is an advanced regular design for design of PLC ladder diagram. It is proved by experiment that the stage programming method makes the PLC control software have a good corresponding relationship with the working sequences of hydraulic-pressure and landscape orientation machinable， and makes the programming and debugging work more efficiently. Compared with the ladder programming method， the software edited by this method has less sentences， little scanning time and higher effective performance on real-time control. Key words: PLC; stage programming technology; control system 　　在機(jī)床控制系統(tǒng)中，多工序的加工系統(tǒng)由于動(dòng)作多，采用傳統(tǒng)的繼電器控制時(shí)，需要較多的繼電器，接線復(fù)雜，故障檢查及設(shè)備維修比較麻煩。因此，機(jī)床控制系統(tǒng)已基本上淘汰了傳統(tǒng)的繼電器控制方式，取而代之的是PLC和微控制器為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)。其中，PLC由于編程簡單，使用方便，設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化等優(yōu)點(diǎn)[1]，被廣泛應(yīng)用于機(jī)床控制系統(tǒng)中。但是，不少控制軟件仍然沿用低壓電器邏輯控制思路，將原來的繼電器控制原理圖移植為梯形圖軟件，致使程序龐大，控制變量之間邏輯關(guān)系復(fù)雜，分析起來非常困難，并且很容易遺漏一些應(yīng)該考慮的問題;在修改某一局部電路時(shí)，可能對系統(tǒng)的其它部分產(chǎn)生意想不到的影響，因此，梯形圖的修改也很麻煩，很難得到一個(gè)滿意的結(jié)果[3]。 1 級式語言原理 　　在順序邏輯控制中，通常根據(jù)工藝流程將設(shè)備的工作過程分解成若干個(gè)動(dòng)作工序，然后根據(jù)流程控制的要求，按事先設(shè)定好的各動(dòng)作之間的轉(zhuǎn)換條件，由一個(gè)動(dòng)作轉(zhuǎn)移到下一個(gè)動(dòng)作，依次類推，完成整個(gè)工藝流程[2]。在級式程序中，將決定各個(gè)工序動(dòng)作狀態(tài)及其轉(zhuǎn)移的程序單元稱為級，它與工序一一對應(yīng)。將工序之間的轉(zhuǎn)換條件稱為級轉(zhuǎn)換條件。一個(gè)級為一個(gè)程序塊，它由工序處理、轉(zhuǎn)換條件和轉(zhuǎn)移方向3部分組成（圖1）。工序處理包含了級內(nèi)將完成的工作;轉(zhuǎn)移條件用來確定本工序的動(dòng)作是否結(jié)束;轉(zhuǎn)移方向指定了將進(jìn)入的下一個(gè)工序號（級號）。當(dāng)動(dòng)作中的級ON，進(jìn)行動(dòng)作內(nèi)容的處理，該級中的輸出才可能有效;否則，不會(huì)輸出。整個(gè)控制程序由級模塊組成。級模塊是工藝流程中的一個(gè)子處理過程，包含了實(shí)現(xiàn)該處理過程所有的級。程序中，給每個(gè)級定義了唯一的編號，即級號，它可以看作是程序執(zhí)行順序的標(biāo)號。 [align=center] 圖1 級的結(jié)構(gòu)及表示[/align] 　　級式語言是一種面向工藝流程的可編程控制器語言，它將控制過程按照工藝流程分解成了若干動(dòng)作工序（級），分別編制各個(gè)工序的處理程序（級程序），并根據(jù)工序結(jié)束條件和工序轉(zhuǎn)移方向，將這些處理程序連接起來，即為級式程序。它是以動(dòng)作單位進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的。 2 液壓縱橫進(jìn)給加工系統(tǒng)的控制 　　液壓縱橫油缸進(jìn)給加工系統(tǒng)的動(dòng)作要求如下： 　　1）起動(dòng)液壓油泵，發(fā)出縱向油缸“向前”指令，縱向油缸帶動(dòng)刀具快進(jìn)、工進(jìn)，工進(jìn)結(jié)束后在終點(diǎn)位置停留并發(fā)出信號，使橫向油缸作出相應(yīng)的動(dòng)作。 　　2）緊接著橫向油缸帶動(dòng)刀具快進(jìn)、工進(jìn)，工進(jìn)結(jié)束后快速退回原位并發(fā)出信號使縱向油缸快速退回原位，整個(gè)循環(huán)結(jié)束。 　　根據(jù)控制要求和液壓縱橫油缸進(jìn)給加工系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)圖（圖2），畫出液壓縱橫油缸進(jìn)給加工系統(tǒng)的工作循環(huán)圖（圖3）。由液壓縱橫油缸進(jìn)給加工系統(tǒng)的動(dòng)作要求和其工作循環(huán)圖得執(zhí)行元件節(jié)拍表和檢測元件狀態(tài)表（表1） [align=center] 圖2 液壓縱橫油缸進(jìn)給加工系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)圖 圖3 液壓縱橫油缸進(jìn)給加工系統(tǒng)的工作循環(huán)圖[/align] 　　表1 執(zhí)行元件節(jié)拍表和檢測元件狀態(tài)表 　　執(zhí)行元件節(jié)拍表就是液壓電磁閥YV1～YV2的通斷表。檢測元件狀態(tài)表是對照工作循環(huán)圖并根據(jù)各程序中檢測元件狀態(tài)變化情況得到的，其列寫規(guī)則為：在某一程序中，若檢測元件處于原始狀態(tài)，則記為“0”狀態(tài)，若元件處于受激狀態(tài)，則記為“1”狀態(tài);若元件由0至1或1至0，則相應(yīng)記作0/1或1/0。在本系統(tǒng)中有行程開關(guān)SQ1～SQ2作為檢測元件。它們在各程序中的狀態(tài)見表1中檢測元件狀態(tài)欄。 3 用級式語言設(shè)計(jì)控制系統(tǒng) 　　該設(shè)備采用支持級式語言的光洋電子（無錫）有限公司SE-11型PLC來實(shí)現(xiàn)對液壓縱橫油缸進(jìn)給加工系統(tǒng)的控制。設(shè)計(jì)步驟如下： 　　1）根據(jù)液壓縱橫油缸進(jìn)給加工系統(tǒng)的動(dòng)作要求和工作循環(huán)圖畫出加工過程的流程圖。PLC用于該加工過程的控制流程如圖4所示。 　　2）由表1和圖4確定輸入信號和輸出信號。先把外部輸入信號（來自按鈕、限位開關(guān)以及其它來自現(xiàn)場的控制信號）連接到PLC的輸入接口的端子上，即與PLC的輸入繼電器相連;再把PLC的輸出信號（控制外部接觸器、電磁閥等信號）與外部執(zhí)行器件相連，得到用PLC控制的外部接線圖如圖5所示。 　　3）按照加工流程圖并結(jié)合執(zhí)行元件節(jié)拍表和檢測元件狀態(tài)表，遵循級式編程規(guī)則，用PLC的內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器/計(jì)時(shí)器等單元設(shè)計(jì)出液壓縱橫油缸進(jìn)給加工系統(tǒng)的梯形圖，如圖6所示。PLC各輸入、輸出線圈、內(nèi)部繼電器線圈及觸頭、特殊功能單元、計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器等都有規(guī)定的編號和地址。 [align=center] 圖4液壓縱橫油缸進(jìn)給加工系統(tǒng)的控制流程圖 圖5 PLC外部接線圖 圖6 液壓縱橫油缸進(jìn)給加工系統(tǒng)的梯形圖[/align] 4 結(jié)束語 　　級式語言設(shè)計(jì)簡單、規(guī)范、通用，很容易被初學(xué)者接受。對于有經(jīng)驗(yàn)的工程師，級式語言設(shè)計(jì)同樣能提高設(shè)計(jì)效率，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很方便。因此，在一些復(fù)雜的控制系統(tǒng)中具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。 　　作者創(chuàng)新點(diǎn)觀點(diǎn)：將PLC級式編程技術(shù)運(yùn)用于機(jī)械液壓控制系統(tǒng)，使控制軟件與工序動(dòng)作有較好的對應(yīng)關(guān)系，編程和調(diào)試效率高，提高了控制系統(tǒng)的可靠性和加工系統(tǒng)的柔性。 　　經(jīng)濟(jì)效益：從提高生產(chǎn)效率角度，直接經(jīng)濟(jì)效益21萬元。 參考文獻(xiàn)： 　　[1] 胡學(xué)林.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2000. 　　[2] 萬加桔,趙志英, 羅良玲.順序控制設(shè)計(jì)法在組合機(jī)床中的應(yīng)用[J]. 微計(jì)算機(jī)信息, 2005,12-1:30-32. 　　[3] 廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.