傳統(tǒng)車床電控系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)

張傳興

摘 要：現(xiàn)代在數(shù)控機(jī)床普及的情況下，企業(yè)的競(jìng)爭越來越大。一些中小企業(yè)為了滿足社會(huì)發(fā)展的需求，為了追求更高的效益，又在不過多的增加成本的情況下，如何提高生產(chǎn)效率，增加企業(yè)的效益呢？筆者根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)狀，分析了相關(guān)機(jī)床的工藝流程，研究了電氣電路部分，應(yīng)用先進(jìn)的PLC控制技術(shù)加以設(shè)計(jì)改造，輔以相關(guān)的指令語句程序，取得了很好的效果。

關(guān)鍵詞：電控系統(tǒng) 指令語句 輸入輸出點(diǎn)數(shù) PLC

中圖分類號(hào)：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（b）-0064-02

我國是制造業(yè)大國，制造業(yè)在我國有著舉足輕重的地位。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們需求的增加，以及生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益要求的提高。顯然傳統(tǒng)機(jī)床的生產(chǎn)效率、性能等方面已滿足不了生產(chǎn)企業(yè)的需求。雖然目前數(shù)控技術(shù)已經(jīng)普及，其優(yōu)質(zhì)的性能也得到了用戶的一致認(rèn)可，但其高昂的價(jià)格對(duì)一般企業(yè)來說也是可望而不可及的。如果企業(yè)為了追求效益而把設(shè)備全部更換掉，不僅增加了他們的負(fù)擔(dān)，也造成了社會(huì)的巨大浪費(fèi)。能否在企業(yè)不更新設(shè)備的情況下，利用現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行一定的改造，提高企業(yè)的效益呢？答案是肯定的。

基于此筆者對(duì)企業(yè)的相關(guān)老式機(jī)床進(jìn)行研究，利用現(xiàn)在普及的PLC技術(shù)加以改造，并且為PLC輔以相關(guān)的程序。實(shí)踐證明，改造后的機(jī)床不僅滿足了老式機(jī)床的性能要求，而且還大大提高了生產(chǎn)效率，得到了相關(guān)企業(yè)的認(rèn)可。下面筆者以C650車床為例，淺談一下其電氣控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)過程。

1 改造思想

C650車床是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，其布線比較復(fù)雜。若工作過程中出現(xiàn)故障，不僅排查困難，花費(fèi)時(shí)間長，而且會(huì)嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)。如果在工藝要求發(fā)生變化的情況下，控制柜內(nèi)的元件和接線就得需要做相應(yīng)的改動(dòng)，并且改造工期長，費(fèi)用高。因此，要求在改造后的設(shè)備應(yīng)便于靈活控制生產(chǎn)線，便于維修、維護(hù)和改造，并且在改造的過程中，不能改變其生產(chǎn)流程工藝流程，不能降低工作效率，不得降低其工作性能，還要把原控制電路中的電器元件要最大限度的加以利用。

根據(jù)改造要求筆者在綜合考慮各種因素的情況下選用了PLC加以改造。因?yàn)镻LC是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)的一種工業(yè)計(jì)算機(jī)，它克服了繼電器控制系統(tǒng)中接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性及靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，并將控制器和被控對(duì)象方便的連接起來。其編程思路與繼電器控制電路非常密切，客戶在短時(shí)間內(nèi)很容易掌握、接受。

2 C650車床電力拖動(dòng)控制要求及特點(diǎn)

C650車床能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)外圓車削、螺紋螺桿等操作，以及刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)控制功能，要滿足以下幾點(diǎn)要求。

（1）主軸負(fù)載為切削恒功率負(fù)載，要求電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和反接制動(dòng)控制。（2）用一臺(tái)2.2 KW三相籠形異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)刀架及溜板箱做快速移動(dòng)，要求電氣控制部分采用點(diǎn)動(dòng)控制。（3）為實(shí)現(xiàn)加工過程中對(duì)刀具的冷卻，采用一臺(tái)功率為125 W的三相交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻泵工作，要求電氣控制部分采用單向運(yùn)行控制。

3 C650車床電路分析

圖1為C650車床電氣控制原理圖。其中Q為電源開關(guān)，Q與變壓器TS之間為主電路，其右側(cè)為控制電路。接觸器KM1、KM2對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)M1正反轉(zhuǎn)控制；電阻R為M1反接制動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)的限流電阻；電流表PA和時(shí)間繼電器KT為M1運(yùn)行電流監(jiān)控電路；熔斷器FU1、熱繼電器FR1為M1的保護(hù)元件；速度繼電器KS用于M1速度零點(diǎn)檢測(cè)。接觸器KM4控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的起?？刂啤＝佑|器KM5控制快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的工作。

4 PLC對(duì)C650車床電控系統(tǒng)的改造

4.1 C650車床控制指令器件及輸出設(shè)備的分析

在C650車床電路中，用到的控制指令器件有：M1的反接制動(dòng)控制按鈕SB1，正傳按鈕SB2，反轉(zhuǎn)按鈕SB3，點(diǎn)動(dòng)按鈕SB4；M2的起停按鈕SB5，SB6；M3的起停位置開關(guān)SQ；KS的正反轉(zhuǎn)常開觸頭KS1、KS2；M1正反轉(zhuǎn)控制接觸器KM1、KM2，制動(dòng)控制接觸器KM3；M2起停控制接觸器KM4；M3起停控制接觸器KM5。

4.2PLC選型、輸入輸出點(diǎn)數(shù)確定及分配

有前面分析可知，為了滿足控制要求需要9個(gè)控制信號(hào)；為了控制相應(yīng)的電機(jī)工作需要5個(gè)控制設(shè)備。在選用PLC時(shí)，不僅應(yīng)滿足控制要求和輸出要求，而且還應(yīng)留有一定的余量，同時(shí)還要兼顧價(jià)格。所以選擇了西門子S7-200CPU224的PLC。它有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，完全能給滿足本電路的設(shè)計(jì)需求。其輸入輸出點(diǎn)的分配為：

4.3 PLC外部接線圖

在電路設(shè)置和布局過程中，為了滿足設(shè)計(jì)要求，并且盡量使用原電路中的元器件，以最大限度的節(jié)約資金，防止資源的浪費(fèi)。改造中保持圖1主電路不變，除選用PLCS7-200CPU224外，其余元器件不需更換，并且為了節(jié)省PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)，電路中把熱繼電器常閉觸點(diǎn)置于輸出控制端，不占用I/O點(diǎn)?？刂齐娐凡季€如圖2所示。

4.4 程序設(shè)計(jì)

電路布置好后為了保證車床的正常運(yùn)行，最重要也是最關(guān)鍵的一步就是編寫程序，它是車床工作的靈魂，是指揮機(jī)構(gòu)。在此筆者用指令語句語言進(jìn)行編程。

（1）準(zhǔn)備階段：LD SM0.1；S S0.0，1；R S0.1，8；LSCR S0.0，以上四條語句是初始化語句，PLC開機(jī)后便進(jìn)入初始化等待狀態(tài)。

（2）M2起動(dòng)：LD I0.5；SCRT S0.1；SCRE，按下SB6電動(dòng)機(jī)M2得電運(yùn)行，提供冷卻液。

（3）M1控制：LSCR S0.1；LD I0.3；AN I0.2；AN I0.5；AN I0.7；SCRT S0.2，按下SB4電動(dòng)機(jī)M1得電運(yùn)行，松開SB4電動(dòng)機(jī)M1失電停車，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。LD I0.1；AN I0.2；AN I0.5；AN I0.7；SCRT S0.2；LSCR S0.2，按下SB2電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)。LD I0.1； AN I0.5；LSCR S0.3；SCRE，按下SB1電動(dòng)機(jī)M1失電，正傳反接制動(dòng)控制。LSCR S0.3；LD I0.2；AN I0.1；AN I0.3；AN I0.5；AN I1.0；SCRT S0.4；SCRE，按下SB3電動(dòng)機(jī)M1實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。LSCR S0.4；LD I0.1； AN I0.5；SCRT S0.5；SCRE，按下SB1電動(dòng)機(jī)M1失電，反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制。

（4）M2停止：LSCR S0.5；LD I0.4；SCRT S0.6；SCRE，按下SB5電動(dòng)機(jī)M2失電停轉(zhuǎn)，終止冷卻液供給。

（5）M3快移控制：LSCR S0.6；LD I0.6；SCRT S0.7；SCRE，控制SQ的閉合與斷開實(shí)現(xiàn)M3的快移控制。

到此程序編寫完畢，把以上程序下載到PLC中，調(diào)試運(yùn)行，控制效果達(dá)到預(yù)期要求。

5 結(jié)語

對(duì)C650車床電控部分改造后，完全達(dá)到了企業(yè)的預(yù)期要求，并且改造后電路控制簡單，抗干擾強(qiáng)，在維護(hù)維修過程中也非常方便，大大提高了生產(chǎn)效率，得到了相關(guān)企業(yè)的一致認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)

[1] 田效伍.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006，53-176.

[2] 田淑珍.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011，2-100.

[3] 張?jiān)撇?，劉淑榮.工廠電氣控制技術(shù)[M].2版.北京：高等教育出版社，2004.

[4] 陳麗.PLC控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)[M].北京：中國鐵道出版社，2010：36-155.endprint

摘 要：現(xiàn)代在數(shù)控機(jī)床普及的情況下，企業(yè)的競(jìng)爭越來越大。一些中小企業(yè)為了滿足社會(huì)發(fā)展的需求，為了追求更高的效益，又在不過多的增加成本的情況下，如何提高生產(chǎn)效率，增加企業(yè)的效益呢？筆者根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)狀，分析了相關(guān)機(jī)床的工藝流程，研究了電氣電路部分，應(yīng)用先進(jìn)的PLC控制技術(shù)加以設(shè)計(jì)改造，輔以相關(guān)的指令語句程序，取得了很好的效果。

關(guān)鍵詞：電控系統(tǒng) 指令語句 輸入輸出點(diǎn)數(shù) PLC

中圖分類號(hào)：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（b）-0064-02

我國是制造業(yè)大國，制造業(yè)在我國有著舉足輕重的地位。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們需求的增加，以及生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益要求的提高。顯然傳統(tǒng)機(jī)床的生產(chǎn)效率、性能等方面已滿足不了生產(chǎn)企業(yè)的需求。雖然目前數(shù)控技術(shù)已經(jīng)普及，其優(yōu)質(zhì)的性能也得到了用戶的一致認(rèn)可，但其高昂的價(jià)格對(duì)一般企業(yè)來說也是可望而不可及的。如果企業(yè)為了追求效益而把設(shè)備全部更換掉，不僅增加了他們的負(fù)擔(dān)，也造成了社會(huì)的巨大浪費(fèi)。能否在企業(yè)不更新設(shè)備的情況下，利用現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行一定的改造，提高企業(yè)的效益呢？答案是肯定的。

基于此筆者對(duì)企業(yè)的相關(guān)老式機(jī)床進(jìn)行研究，利用現(xiàn)在普及的PLC技術(shù)加以改造，并且為PLC輔以相關(guān)的程序。實(shí)踐證明，改造后的機(jī)床不僅滿足了老式機(jī)床的性能要求，而且還大大提高了生產(chǎn)效率，得到了相關(guān)企業(yè)的認(rèn)可。下面筆者以C650車床為例，淺談一下其電氣控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)過程。

1 改造思想

C650車床是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，其布線比較復(fù)雜。若工作過程中出現(xiàn)故障，不僅排查困難，花費(fèi)時(shí)間長，而且會(huì)嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)。如果在工藝要求發(fā)生變化的情況下，控制柜內(nèi)的元件和接線就得需要做相應(yīng)的改動(dòng)，并且改造工期長，費(fèi)用高。因此，要求在改造后的設(shè)備應(yīng)便于靈活控制生產(chǎn)線，便于維修、維護(hù)和改造，并且在改造的過程中，不能改變其生產(chǎn)流程工藝流程，不能降低工作效率，不得降低其工作性能，還要把原控制電路中的電器元件要最大限度的加以利用。

根據(jù)改造要求筆者在綜合考慮各種因素的情況下選用了PLC加以改造。因?yàn)镻LC是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)的一種工業(yè)計(jì)算機(jī)，它克服了繼電器控制系統(tǒng)中接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性及靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，并將控制器和被控對(duì)象方便的連接起來。其編程思路與繼電器控制電路非常密切，客戶在短時(shí)間內(nèi)很容易掌握、接受。

2 C650車床電力拖動(dòng)控制要求及特點(diǎn)

C650車床能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)外圓車削、螺紋螺桿等操作，以及刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)控制功能，要滿足以下幾點(diǎn)要求。

（1）主軸負(fù)載為切削恒功率負(fù)載，要求電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和反接制動(dòng)控制。（2）用一臺(tái)2.2 KW三相籠形異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)刀架及溜板箱做快速移動(dòng)，要求電氣控制部分采用點(diǎn)動(dòng)控制。（3）為實(shí)現(xiàn)加工過程中對(duì)刀具的冷卻，采用一臺(tái)功率為125 W的三相交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻泵工作，要求電氣控制部分采用單向運(yùn)行控制。

3 C650車床電路分析

圖1為C650車床電氣控制原理圖。其中Q為電源開關(guān)，Q與變壓器TS之間為主電路，其右側(cè)為控制電路。接觸器KM1、KM2對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)M1正反轉(zhuǎn)控制；電阻R為M1反接制動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)的限流電阻；電流表PA和時(shí)間繼電器KT為M1運(yùn)行電流監(jiān)控電路；熔斷器FU1、熱繼電器FR1為M1的保護(hù)元件；速度繼電器KS用于M1速度零點(diǎn)檢測(cè)。接觸器KM4控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的起停控制。接觸器KM5控制快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的工作。

4 PLC對(duì)C650車床電控系統(tǒng)的改造

4.1 C650車床控制指令器件及輸出設(shè)備的分析

在C650車床電路中，用到的控制指令器件有：M1的反接制動(dòng)控制按鈕SB1，正傳按鈕SB2，反轉(zhuǎn)按鈕SB3，點(diǎn)動(dòng)按鈕SB4；M2的起停按鈕SB5，SB6；M3的起停位置開關(guān)SQ；KS的正反轉(zhuǎn)常開觸頭KS1、KS2；M1正反轉(zhuǎn)控制接觸器KM1、KM2，制動(dòng)控制接觸器KM3；M2起?？刂平佑|器KM4；M3起?？刂平佑|器KM5。

4.2PLC選型、輸入輸出點(diǎn)數(shù)確定及分配

有前面分析可知，為了滿足控制要求需要9個(gè)控制信號(hào)；為了控制相應(yīng)的電機(jī)工作需要5個(gè)控制設(shè)備。在選用PLC時(shí)，不僅應(yīng)滿足控制要求和輸出要求，而且還應(yīng)留有一定的余量，同時(shí)還要兼顧價(jià)格。所以選擇了西門子S7-200CPU224的PLC。它有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，完全能給滿足本電路的設(shè)計(jì)需求。其輸入輸出點(diǎn)的分配為：

4.3 PLC外部接線圖

在電路設(shè)置和布局過程中，為了滿足設(shè)計(jì)要求，并且盡量使用原電路中的元器件，以最大限度的節(jié)約資金，防止資源的浪費(fèi)。改造中保持圖1主電路不變，除選用PLCS7-200CPU224外，其余元器件不需更換，并且為了節(jié)省PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)，電路中把熱繼電器常閉觸點(diǎn)置于輸出控制端，不占用I/O點(diǎn)?？刂齐娐凡季€如圖2所示。

4.4 程序設(shè)計(jì)

電路布置好后為了保證車床的正常運(yùn)行，最重要也是最關(guān)鍵的一步就是編寫程序，它是車床工作的靈魂，是指揮機(jī)構(gòu)。在此筆者用指令語句語言進(jìn)行編程。

（1）準(zhǔn)備階段：LD SM0.1；S S0.0，1；R S0.1，8；LSCR S0.0，以上四條語句是初始化語句，PLC開機(jī)后便進(jìn)入初始化等待狀態(tài)。

（2）M2起動(dòng)：LD I0.5；SCRT S0.1；SCRE，按下SB6電動(dòng)機(jī)M2得電運(yùn)行，提供冷卻液。

（3）M1控制：LSCR S0.1；LD I0.3；AN I0.2；AN I0.5；AN I0.7；SCRT S0.2，按下SB4電動(dòng)機(jī)M1得電運(yùn)行，松開SB4電動(dòng)機(jī)M1失電停車，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。LD I0.1；AN I0.2；AN I0.5；AN I0.7；SCRT S0.2；LSCR S0.2，按下SB2電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)。LD I0.1； AN I0.5；LSCR S0.3；SCRE，按下SB1電動(dòng)機(jī)M1失電，正傳反接制動(dòng)控制。LSCR S0.3；LD I0.2；AN I0.1；AN I0.3；AN I0.5；AN I1.0；SCRT S0.4；SCRE，按下SB3電動(dòng)機(jī)M1實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。LSCR S0.4；LD I0.1； AN I0.5；SCRT S0.5；SCRE，按下SB1電動(dòng)機(jī)M1失電，反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制。

（4）M2停止：LSCR S0.5；LD I0.4；SCRT S0.6；SCRE，按下SB5電動(dòng)機(jī)M2失電停轉(zhuǎn)，終止冷卻液供給。

（5）M3快移控制：LSCR S0.6；LD I0.6；SCRT S0.7；SCRE，控制SQ的閉合與斷開實(shí)現(xiàn)M3的快移控制。

到此程序編寫完畢，把以上程序下載到PLC中，調(diào)試運(yùn)行，控制效果達(dá)到預(yù)期要求。

5 結(jié)語

對(duì)C650車床電控部分改造后，完全達(dá)到了企業(yè)的預(yù)期要求，并且改造后電路控制簡單，抗干擾強(qiáng)，在維護(hù)維修過程中也非常方便，大大提高了生產(chǎn)效率，得到了相關(guān)企業(yè)的一致認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)

[1] 田效伍.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006，53-176.

[2] 田淑珍.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011，2-100.

[3] 張?jiān)撇?，劉淑榮.工廠電氣控制技術(shù)[M].2版.北京：高等教育出版社，2004.

[4] 陳麗.PLC控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)[M].北京：中國鐵道出版社，2010：36-155.endprint

摘 要：現(xiàn)代在數(shù)控機(jī)床普及的情況下，企業(yè)的競(jìng)爭越來越大。一些中小企業(yè)為了滿足社會(huì)發(fā)展的需求，為了追求更高的效益，又在不過多的增加成本的情況下，如何提高生產(chǎn)效率，增加企業(yè)的效益呢？筆者根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)狀，分析了相關(guān)機(jī)床的工藝流程，研究了電氣電路部分，應(yīng)用先進(jìn)的PLC控制技術(shù)加以設(shè)計(jì)改造，輔以相關(guān)的指令語句程序，取得了很好的效果。

關(guān)鍵詞：電控系統(tǒng) 指令語句 輸入輸出點(diǎn)數(shù) PLC

中圖分類號(hào)：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（b）-0064-02

我國是制造業(yè)大國，制造業(yè)在我國有著舉足輕重的地位。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們需求的增加，以及生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益要求的提高。顯然傳統(tǒng)機(jī)床的生產(chǎn)效率、性能等方面已滿足不了生產(chǎn)企業(yè)的需求。雖然目前數(shù)控技術(shù)已經(jīng)普及，其優(yōu)質(zhì)的性能也得到了用戶的一致認(rèn)可，但其高昂的價(jià)格對(duì)一般企業(yè)來說也是可望而不可及的。如果企業(yè)為了追求效益而把設(shè)備全部更換掉，不僅增加了他們的負(fù)擔(dān)，也造成了社會(huì)的巨大浪費(fèi)。能否在企業(yè)不更新設(shè)備的情況下，利用現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行一定的改造，提高企業(yè)的效益呢？答案是肯定的。

基于此筆者對(duì)企業(yè)的相關(guān)老式機(jī)床進(jìn)行研究，利用現(xiàn)在普及的PLC技術(shù)加以改造，并且為PLC輔以相關(guān)的程序。實(shí)踐證明，改造后的機(jī)床不僅滿足了老式機(jī)床的性能要求，而且還大大提高了生產(chǎn)效率，得到了相關(guān)企業(yè)的認(rèn)可。下面筆者以C650車床為例，淺談一下其電氣控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)過程。

1 改造思想

C650車床是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，其布線比較復(fù)雜。若工作過程中出現(xiàn)故障，不僅排查困難，花費(fèi)時(shí)間長，而且會(huì)嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)。如果在工藝要求發(fā)生變化的情況下，控制柜內(nèi)的元件和接線就得需要做相應(yīng)的改動(dòng)，并且改造工期長，費(fèi)用高。因此，要求在改造后的設(shè)備應(yīng)便于靈活控制生產(chǎn)線，便于維修、維護(hù)和改造，并且在改造的過程中，不能改變其生產(chǎn)流程工藝流程，不能降低工作效率，不得降低其工作性能，還要把原控制電路中的電器元件要最大限度的加以利用。

根據(jù)改造要求筆者在綜合考慮各種因素的情況下選用了PLC加以改造。因?yàn)镻LC是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)的一種工業(yè)計(jì)算機(jī)，它克服了繼電器控制系統(tǒng)中接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性及靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，并將控制器和被控對(duì)象方便的連接起來。其編程思路與繼電器控制電路非常密切，客戶在短時(shí)間內(nèi)很容易掌握、接受。

2 C650車床電力拖動(dòng)控制要求及特點(diǎn)

C650車床能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)外圓車削、螺紋螺桿等操作，以及刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)控制功能，要滿足以下幾點(diǎn)要求。

（1）主軸負(fù)載為切削恒功率負(fù)載，要求電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和反接制動(dòng)控制。（2）用一臺(tái)2.2 KW三相籠形異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)刀架及溜板箱做快速移動(dòng)，要求電氣控制部分采用點(diǎn)動(dòng)控制。（3）為實(shí)現(xiàn)加工過程中對(duì)刀具的冷卻，采用一臺(tái)功率為125 W的三相交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻泵工作，要求電氣控制部分采用單向運(yùn)行控制。

3 C650車床電路分析

圖1為C650車床電氣控制原理圖。其中Q為電源開關(guān)，Q與變壓器TS之間為主電路，其右側(cè)為控制電路。接觸器KM1、KM2對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)M1正反轉(zhuǎn)控制；電阻R為M1反接制動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)的限流電阻；電流表PA和時(shí)間繼電器KT為M1運(yùn)行電流監(jiān)控電路；熔斷器FU1、熱繼電器FR1為M1的保護(hù)元件；速度繼電器KS用于M1速度零點(diǎn)檢測(cè)。接觸器KM4控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的起?？刂啤＝佑|器KM5控制快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的工作。

4 PLC對(duì)C650車床電控系統(tǒng)的改造

4.1 C650車床控制指令器件及輸出設(shè)備的分析

在C650車床電路中，用到的控制指令器件有：M1的反接制動(dòng)控制按鈕SB1，正傳按鈕SB2，反轉(zhuǎn)按鈕SB3，點(diǎn)動(dòng)按鈕SB4；M2的起停按鈕SB5，SB6；M3的起停位置開關(guān)SQ；KS的正反轉(zhuǎn)常開觸頭KS1、KS2；M1正反轉(zhuǎn)控制接觸器KM1、KM2，制動(dòng)控制接觸器KM3；M2起停控制接觸器KM4；M3起?？刂平佑|器KM5。

4.2PLC選型、輸入輸出點(diǎn)數(shù)確定及分配

有前面分析可知，為了滿足控制要求需要9個(gè)控制信號(hào)；為了控制相應(yīng)的電機(jī)工作需要5個(gè)控制設(shè)備。在選用PLC時(shí)，不僅應(yīng)滿足控制要求和輸出要求，而且還應(yīng)留有一定的余量，同時(shí)還要兼顧價(jià)格。所以選擇了西門子S7-200CPU224的PLC。它有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，完全能給滿足本電路的設(shè)計(jì)需求。其輸入輸出點(diǎn)的分配為：

4.3 PLC外部接線圖

在電路設(shè)置和布局過程中，為了滿足設(shè)計(jì)要求，并且盡量使用原電路中的元器件，以最大限度的節(jié)約資金，防止資源的浪費(fèi)。改造中保持圖1主電路不變，除選用PLCS7-200CPU224外，其余元器件不需更換，并且為了節(jié)省PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)，電路中把熱繼電器常閉觸點(diǎn)置于輸出控制端，不占用I/O點(diǎn)?？刂齐娐凡季€如圖2所示。

4.4 程序設(shè)計(jì)

電路布置好后為了保證車床的正常運(yùn)行，最重要也是最關(guān)鍵的一步就是編寫程序，它是車床工作的靈魂，是指揮機(jī)構(gòu)。在此筆者用指令語句語言進(jìn)行編程。

（1）準(zhǔn)備階段：LD SM0.1；S S0.0，1；R S0.1，8；LSCR S0.0，以上四條語句是初始化語句，PLC開機(jī)后便進(jìn)入初始化等待狀態(tài)。

（2）M2起動(dòng)：LD I0.5；SCRT S0.1；SCRE，按下SB6電動(dòng)機(jī)M2得電運(yùn)行，提供冷卻液。

（3）M1控制：LSCR S0.1；LD I0.3；AN I0.2；AN I0.5；AN I0.7；SCRT S0.2，按下SB4電動(dòng)機(jī)M1得電運(yùn)行，松開SB4電動(dòng)機(jī)M1失電停車，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。LD I0.1；AN I0.2；AN I0.5；AN I0.7；SCRT S0.2；LSCR S0.2，按下SB2電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)。LD I0.1； AN I0.5；LSCR S0.3；SCRE，按下SB1電動(dòng)機(jī)M1失電，正傳反接制動(dòng)控制。LSCR S0.3；LD I0.2；AN I0.1；AN I0.3；AN I0.5；AN I1.0；SCRT S0.4；SCRE，按下SB3電動(dòng)機(jī)M1實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。LSCR S0.4；LD I0.1； AN I0.5；SCRT S0.5；SCRE，按下SB1電動(dòng)機(jī)M1失電，反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制。

（4）M2停止：LSCR S0.5；LD I0.4；SCRT S0.6；SCRE，按下SB5電動(dòng)機(jī)M2失電停轉(zhuǎn)，終止冷卻液供給。

（5）M3快移控制：LSCR S0.6；LD I0.6；SCRT S0.7；SCRE，控制SQ的閉合與斷開實(shí)現(xiàn)M3的快移控制。

到此程序編寫完畢，把以上程序下載到PLC中，調(diào)試運(yùn)行，控制效果達(dá)到預(yù)期要求。

5 結(jié)語

對(duì)C650車床電控部分改造后，完全達(dá)到了企業(yè)的預(yù)期要求，并且改造后電路控制簡單，抗干擾強(qiáng)，在維護(hù)維修過程中也非常方便，大大提高了生產(chǎn)效率，得到了相關(guān)企業(yè)的一致認(rèn)可。

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