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摘 要：工控机是一种应用比较早的电气自动化控制设备，其主要是利用现代计算机技术，对机床的电气系统进行有效的控制，因其被广泛地应用在工业自动化生产和控制工作中，因此被称为工控机。本文即是对工控机在机床电气系统当中的应用进行研究，探讨了工控机的主要功能模块，并说明了常用的应用系统，阐述了工控机在机床电气系统当中硬件和软件结构，最后列举了现代新型的工控机技术，以期能为相关工作提供参考。
关键词：工控机；机床电气系统；功能模块；应用系统；应用技术
控制器是工业生产当中设备运行的主要控制元件。早在上个世纪80年代，国外工业生产者就已经开始将计算机技术、数字化技术等应用在工业机床生产控制工作当中，并且随着现代互联网技术的不断深入，使得工控机实现了智能化、开放式互联网络的控制技术，进一步提升了工控机的工作效率，提高了工业生产的稳定性。
一、机床电气系统工控机的功能模块
目前，随着现代工业生产技术的不断提高，生产控制设备的技术含量也随之升高，使得机床电气系统中的工控机功能也在不断提升，其一般包括三大功能模块，分别是系统控制模块、I/O接口模块、通信模块。工控机内的系统模块与普通计算机有一定的相似之处，主要包括CPU、储存模块、人机接口和支持系统等，通常情况下其CPU为一体化模板，其与结构和模板均被CPU所控制。I/O接口模块主要是被用来传输和接受信号，并对其进行读取、转化等，以通信类模板为主要组成，并且还包括USB数据接口、局域网络接口等结构。模块式的结构能够方便使用者对工控机功能的选择，根据实际工业生产需要来调节工控机的实际功能。在实际工作中，还可以由系统本身自动选择合理的功能模块搭配，借此组成相关的应用系统。在工控机配合相应的操作软件之后，可以实现自我检测和自动控制，同时还具有图形打印等附加功能。
二、机床电气系统工控机的应用系统
（一）数据处理和顺序控制系统
工控机的数据处理系统主要是用于对机床生产过程中电气系统所产生的各类参数进行检测和数据处理，同时对检测结果进行保存、显示和处理，还提供了表格和曲线的绘制功能。在实际工作过程中，如果工控机在检测数据时检测值超过了系统编程时规定的数值就会引发相关故障，而此时工控机可以通过计算机系统发出预警，通知控制人员相关事故问题的所在。
顺序控制系统主要指的是在实际控制时，对机床的控制是按照事先规定的顺序进行的规律性工作，这种规律的设定和稳定控制有助于机床生产和流水线生产的稳定性，降低事故的发生几率。
（二）直接控制系统
在机床电气工控机内部还设定了直接控制系统，其是基于数字控制技术的基础下研发而成的，也被称为“DDC”系统。这一系统就是将工控机转变为数字技术控制设备，直接参与到机床的整体生产过程中，利用对生产环境和生产项目的检测，通过工控机进行反馈，并执行相关的生产功能，同时对于检测的数据进行直接显示和直接控制。
（三）监督系统
工控机的监督系统是其中的一个重要构成，在机床生产过程中也发挥着极为重要的作用。其主要是根据生产车间内或机床生产产品的相关参数和运行状态作为参考数据，根据已经设定在工控机系统内部的数学模拟模型和控制模型测定出一个定值，帮助机床在这个定值下进行生产。如果生产过程中运行状态或产品指标超出了定值或未达到定值的要求，则工控机就会进行控制或报警，并将其直接反馈显示在显示屏上，为操作者提供最直观的数据，保证后续处理工作的顺利进行。
（四）分布控制系统
现代工业生产过程中生产规模正在逐渐扩大，并且生产工艺越来越复杂，而这直接导致了现代机床电气控制设备运行的复杂程度越来越高。工控机本身是由多级结构组成的，其不同等级的结构具有自身的控制功能，在理论中将其称为“集散型控制系统”。通过上位机的串联可以实现多台工控机的共同控制，每个工控机可以控制机床生产过程中的不同环节，这样就可以进一步提升生产水平，稳定机床的电力供给和运行。
三、机床电气系统的硬件和软件结构
（一）机床电气系统的硬件结构
在现代工业生产过程中，机床电气系统的硬件包括很多，其中操作系统包括CRT显示器、键盘、操作台等，而控制系统则包括工控机、步进电机定位模块等，输出结构当中包括电磁阀、继电器以及机床行程开关，这三个部分的硬件均需要通过各类线路进行连接，以工控机为中心枢纽，连接在输出或输入接头上。
（二）机床电气系统的软件结构
除硬件以外，机床电气系统还具有软件结构。现代机床电气控制系统为了方便操作，均采用彩色电子显示屏对数据进行显示，采用窗口形式使操作更加方便。其软件主要的功能在于实现机床生产过程中的自动化运行，并自动为生产前进行准备，同时能够在动态情况下显示生产流程的曲线图。在实际运行过程中，如果发生故障或意外情况可以自动中断生产，并暂停机床的运行，显示故障所在位置，帮助维修人员迅速查找事故原因。对于加工设备当中砂轮的工作参数进行显示，使操作人员能够对加工的运行状况进行了解，增加工作效率。
四、机床电气系统工控机的新技术
（一） 工控机
工控机是一种新型的电气工控机型，其主要是以传统工控机为基础，在原有的控制效率上提升了20%以上。其主要的优势在于这种工控机的开放性较大，能够实现与商用电脑之间的连接，这样也就使得该机种的硬件资源和软件资源更加丰富。同时由于操作系统的设置更加趋于日常化，使得操作人员的压力降低，对于操作技巧的要求有所下降。另外，利用这种工控机能够有效降低控制成本，使软件和硬件的更新更加便宜，更新渠道更加广泛，在今后的发展过程中必将迅速扩大到整个自动化生产领域。
（二）管控一体化技术
随着现代工业生产要求越来越高，管控一体化系统的应用范围也越来越广，控制系统和管理系统的融合是现代工控机系统发展的必然趋势。基于现代以太网和局域网技术的不断深化，使得这种技术的实现成为了可能。将工控机的控制系统与局域网络当中的管理和监控系统进行连接，实现了对机床电气系统的实时性、分布性以及自动化管理，提高了企业的生产效率。
（三）嵌入式系统
这种系统主要是以现代计算机应用软件作为研发核心，以计算机硬件的应用为基础，将硬件设计成为可裁剪、可重组的模式，这种技术是将软件技术和硬件技术融合在一起，实现了根据实际情况选择系统功能的目的，并且提高了软件和硬件的可靠性。这一技术至今已经发展超过30年，但由于早期软件和硬件技术水平相对落后，使得这一技术的发展受到了制约。随着我国现代计算机技术的进步，使得这一系统的开发和研究更进一步，并引入了英特网技术，使得机床电气系统的管控更加方便。
结语：
随着现代计算机技术和网络技术的不断提升，机床电气工控机的研究也在不断进步，以自动化、管控一体化等作为发展目标，借以实现我国工业生产的现代化发展，提高机床生产的稳定性，提升生产效率。
参考文献
[1]顾小洪，吴秋峰.无线网络在工业企业中应用的一些探讨[J].工业控制计算机，2012（11）：1-2.
[2]马勇.浅谈机床电气设备维修技术[J].科技创新与应用，2013（04）：102-103.
[3]韩金玲，裴帮富.机床电气故障分析与查找[J].机床与液压，2013（06）：39-41.
[4]孟咏梅.机床电气系统改造探讨[J].科技创业家，2013（24）：71-72.
[5]耿玉龙.机床电气系统改造探讨[J].科技创新与应用，2014（16）：99-100.
关键词：工控机；机床电气系统；功能模块；应用系统；应用技术
控制器是工业生产当中设备运行的主要控制元件。早在上个世纪80年代，国外工业生产者就已经开始将计算机技术、数字化技术等应用在工业机床生产控制工作当中，并且随着现代互联网技术的不断深入，使得工控机实现了智能化、开放式互联网络的控制技术，进一步提升了工控机的工作效率，提高了工业生产的稳定性。
一、机床电气系统工控机的功能模块
目前，随着现代工业生产技术的不断提高，生产控制设备的技术含量也随之升高，使得机床电气系统中的工控机功能也在不断提升，其一般包括三大功能模块，分别是系统控制模块、I/O接口模块、通信模块。工控机内的系统模块与普通计算机有一定的相似之处，主要包括CPU、储存模块、人机接口和支持系统等，通常情况下其CPU为一体化模板，其与结构和模板均被CPU所控制。I/O接口模块主要是被用来传输和接受信号，并对其进行读取、转化等，以通信类模板为主要组成，并且还包括USB数据接口、局域网络接口等结构。模块式的结构能够方便使用者对工控机功能的选择，根据实际工业生产需要来调节工控机的实际功能。在实际工作中，还可以由系统本身自动选择合理的功能模块搭配，借此组成相关的应用系统。在工控机配合相应的操作软件之后，可以实现自我检测和自动控制，同时还具有图形打印等附加功能。
二、机床电气系统工控机的应用系统
（一）数据处理和顺序控制系统
工控机的数据处理系统主要是用于对机床生产过程中电气系统所产生的各类参数进行检测和数据处理，同时对检测结果进行保存、显示和处理，还提供了表格和曲线的绘制功能。在实际工作过程中，如果工控机在检测数据时检测值超过了系统编程时规定的数值就会引发相关故障，而此时工控机可以通过计算机系统发出预警，通知控制人员相关事故问题的所在。
顺序控制系统主要指的是在实际控制时，对机床的控制是按照事先规定的顺序进行的规律性工作，这种规律的设定和稳定控制有助于机床生产和流水线生产的稳定性，降低事故的发生几率。
（二）直接控制系统
在机床电气工控机内部还设定了直接控制系统，其是基于数字控制技术的基础下研发而成的，也被称为“DDC”系统。这一系统就是将工控机转变为数字技术控制设备，直接参与到机床的整体生产过程中，利用对生产环境和生产项目的检测，通过工控机进行反馈，并执行相关的生产功能，同时对于检测的数据进行直接显示和直接控制。
（三）监督系统
工控机的监督系统是其中的一个重要构成，在机床生产过程中也发挥着极为重要的作用。其主要是根据生产车间内或机床生产产品的相关参数和运行状态作为参考数据，根据已经设定在工控机系统内部的数学模拟模型和控制模型测定出一个定值，帮助机床在这个定值下进行生产。如果生产过程中运行状态或产品指标超出了定值或未达到定值的要求，则工控机就会进行控制或报警，并将其直接反馈显示在显示屏上，为操作者提供最直观的数据，保证后续处理工作的顺利进行。
（四）分布控制系统
现代工业生产过程中生产规模正在逐渐扩大，并且生产工艺越来越复杂，而这直接导致了现代机床电气控制设备运行的复杂程度越来越高。工控机本身是由多级结构组成的，其不同等级的结构具有自身的控制功能，在理论中将其称为“集散型控制系统”。通过上位机的串联可以实现多台工控机的共同控制，每个工控机可以控制机床生产过程中的不同环节，这样就可以进一步提升生产水平，稳定机床的电力供给和运行。
三、机床电气系统的硬件和软件结构
（一）机床电气系统的硬件结构
在现代工业生产过程中，机床电气系统的硬件包括很多，其中操作系统包括CRT显示器、键盘、操作台等，而控制系统则包括工控机、步进电机定位模块等，输出结构当中包括电磁阀、继电器以及机床行程开关，这三个部分的硬件均需要通过各类线路进行连接，以工控机为中心枢纽，连接在输出或输入接头上。
（二）机床电气系统的软件结构
除硬件以外，机床电气系统还具有软件结构。现代机床电气控制系统为了方便操作，均采用彩色电子显示屏对数据进行显示，采用窗口形式使操作更加方便。其软件主要的功能在于实现机床生产过程中的自动化运行，并自动为生产前进行准备，同时能够在动态情况下显示生产流程的曲线图。在实际运行过程中，如果发生故障或意外情况可以自动中断生产，并暂停机床的运行，显示故障所在位置，帮助维修人员迅速查找事故原因。对于加工设备当中砂轮的工作参数进行显示，使操作人员能够对加工的运行状况进行了解，增加工作效率。
四、机床电气系统工控机的新技术
（一） 工控机
工控机是一种新型的电气工控机型，其主要是以传统工控机为基础，在原有的控制效率上提升了20%以上。其主要的优势在于这种工控机的开放性较大，能够实现与商用电脑之间的连接，这样也就使得该机种的硬件资源和软件资源更加丰富。同时由于操作系统的设置更加趋于日常化，使得操作人员的压力降低，对于操作技巧的要求有所下降。另外，利用这种工控机能够有效降低控制成本，使软件和硬件的更新更加便宜，更新渠道更加广泛，在今后的发展过程中必将迅速扩大到整个自动化生产领域。
（二）管控一体化技术
随着现代工业生产要求越来越高，管控一体化系统的应用范围也越来越广，控制系统和管理系统的融合是现代工控机系统发展的必然趋势。基于现代以太网和局域网技术的不断深化，使得这种技术的实现成为了可能。将工控机的控制系统与局域网络当中的管理和监控系统进行连接，实现了对机床电气系统的实时性、分布性以及自动化管理，提高了企业的生产效率。
（三）嵌入式系统
这种系统主要是以现代计算机应用软件作为研发核心，以计算机硬件的应用为基础，将硬件设计成为可裁剪、可重组的模式，这种技术是将软件技术和硬件技术融合在一起，实现了根据实际情况选择系统功能的目的，并且提高了软件和硬件的可靠性。这一技术至今已经发展超过30年，但由于早期软件和硬件技术水平相对落后，使得这一技术的发展受到了制约。随着我国现代计算机技术的进步，使得这一系统的开发和研究更进一步，并引入了英特网技术，使得机床电气系统的管控更加方便。
结语：
随着现代计算机技术和网络技术的不断提升，机床电气工控机的研究也在不断进步，以自动化、管控一体化等作为发展目标，借以实现我国工业生产的现代化发展，提高机床生产的稳定性，提升生产效率。
参考文献
[1]顾小洪，吴秋峰.无线网络在工业企业中应用的一些探讨[J].工业控制计算机，2012（11）：1-2.
[2]马勇.浅谈机床电气设备维修技术[J].科技创新与应用，2013（04）：102-103.
[3]韩金玲，裴帮富.机床电气故障分析与查找[J].机床与液压，2013（06）：39-41.
[4]孟咏梅.机床电气系统改造探讨[J].科技创业家，2013（24）：71-72.
[5]耿玉龙.机床电气系统改造探讨[J].科技创新与应用，2014（16）：99-100.