摘 要：將PLC級式編程技術運用于液壓縱橫油缸進給加工系統，使控制軟件與工序動作有較好的對應關系，編程和調試效率高。與梯形圖相比，軟件語句少，掃描時間短，實時性較強。 關鍵詞：PLC;級式編程技術;控制系統 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 　　在機床控制系統中，多工序的加工系統由于動作多，采用傳統的繼電器控制時，需要較多的繼電器，接線復雜，故障檢查及設備維修比較麻煩。因此，機床控制系統已基本上淘汰了傳統的繼電器控制方式，取而代之的是PLC和微控制器為核心的數字控制系統。其中，PLC由于編程簡單，使用方便，設計、施工、調試周期短，抗干擾能力強，可靠性高，易于實現機電一體化等優點[1]，被廣泛應用于機床控制系統中。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系復雜，分析起來非常困難，并且很容易遺漏一些應該考慮的問題;在修改某一局部電路時，可能對系統的其它部分產生意想不到的影響，因此，梯形圖的修改也很麻煩，很難得到一個滿意的結果[3]。 1 級式語言原理 　　在順序邏輯控制中，通常根據工藝流程將設備的工作過程分解成若干個動作工序，然后根據流程控制的要求，按事先設定好的各動作之間的轉換條件，由一個動作轉移到下一個動作，依次類推，完成整個工藝流程[2]。在級式程序中，將決定各個工序動作狀態及其轉移的程序單元稱為級，它與工序一一對應。將工序之間的轉換條件稱為級轉換條件。一個級為一個程序塊，它由工序處理、轉換條件和轉移方向3部分組成（圖1）。工序處理包含了級內將完成的工作;轉移條件用來確定本工序的動作是否結束;轉移方向指定了將進入的下一個工序號（級號）。當動作中的級ON，進行動作內容的處理，該級中的輸出才可能有效;否則，不會輸出。整個控制程序由級模塊組成。級模塊是工藝流程中的一個子處理過程，包含了實現該處理過程所有的級。程序中，給每個級定義了唯一的編號，即級號，它可以看作是程序執行順序的標號。 [align=center] 圖1 級的結構及表示[/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作工序（級），分別編制各個工序的處理程序（級程序），并根據工序結束條件和工序轉移方向，將這些處理程序連接起來，即為級式程序。它是以動作單位進行程序設計的。 2 液壓縱橫進給加工系統的控制 　　液壓縱橫油缸進給加工系統的動作要求如下： 　　1）起動液壓油泵，發出縱向油缸“向前”指令，縱向油缸帶動刀具快進、工進，工進結束后在終點位置停留并發出信號，使橫向油缸作出相應的動作。 　　2）緊接著橫向油缸帶動刀具快進、工進，工進結束后快速退回原位并發出信號使縱向油缸快速退回原位，整個循環結束。 　　根據控制要求和液壓縱橫油缸進給加工系統的液壓系統圖（圖2），畫出液壓縱橫油缸進給加工系統的工作循環圖（圖3）。由液壓縱橫油缸進給加工系統的動作要求和其工作循環圖得執行元件節拍表和檢測元件狀態表（表1） [align=center] 圖2 液壓縱橫油缸進給加工系統的液壓系統圖 圖3 液壓縱橫油缸進給加工系統的工作循環圖[/align] 　　表1 執行元件節拍表和檢測元件狀態表 　　執行元件節拍表就是液壓電磁閥YV1～YV2的通斷表。檢測元件狀態表是對照工作循環圖并根據各程序中檢測元件狀態變化情況得到的，其列寫規則為：在某一程序中，若檢測元件處于原始狀態，則記為“0”狀態，若元件處于受激狀態，則記為“1”狀態;若元件由0至1或1至0，則相應記作0/1或1/0。在本系統中有行程開關SQ1～SQ2作為檢測元件。它們在各程序中的狀態見表1中檢測元件狀態欄。 3 用級式語言設計控制系統 　　該設備采用支持級式語言的光洋電子（無錫）有限公司SE-11型PLC來實現對液壓縱橫油缸進給加工系統的控制。設計步驟如下： 　　1）根據液壓縱橫油缸進給加工系統的動作要求和工作循環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、限位開關以及其它來自現場的控制信號）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合執行元件節拍表和檢測元件狀態表，遵循級式編程規則，用PLC的內部繼電器、計數器/計時器等單元設計出液壓縱橫油缸進給加工系統的梯形圖，如圖6所示。PLC各輸入、輸出線圈、內部繼電器線圈及觸頭、特殊功能單元、計時器/計數器等都有規定的編號和地址。 [align=center] 圖4液壓縱橫油缸進給加工系統的控制流程圖 圖5 PLC外部接線圖 圖6 液壓縱橫油缸進給加工系統的梯形圖[/align] 4 結束語 　　級式語言設計簡單、規范、通用，很容易被初學者接受。對于有經驗的工程師，級式語言設計同樣能提高設計效率，程序的調試、修改和閱讀也很方便。因此，在一些復雜的控制系統中具有較強的推廣價值。 　　作者創新點觀點：將PLC級式編程技術運用于機械液壓控制系統，使控制軟件與工序動作有較好的對應關系，編程和調試效率高，提高了控制系統的可靠性和加工系統的柔性。 　　經濟效益：從提高生產效率角度，直接經濟效益21萬元。 參考文獻： 　　[1] 胡學林.可編程控制器應用技術[M].北京：高等教育出版社，2000. 　　[2] 萬加桔,趙志英, 羅良玲.順序控制設計法在組合機床中的應用[J]. 微計算機信息, 2005,12-1:30-32. 　　[3] 廖常初.PLC編程及應用[M].北京：機械工業出版社，2004.