PLC在機(jī)床電氣控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

楊吉鴻

摘 要 隨著我國(guó)機(jī)械化程度的不斷加強(qiáng)，數(shù)控機(jī)床被應(yīng)用到我國(guó)大量機(jī)械企業(yè)的生產(chǎn)加工過(guò)程之中。本論文所研究的PLC在機(jī)床電氣控制系統(tǒng)里面的改造應(yīng)用，主要是通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，來(lái)研究與設(shè)計(jì)PLC在C650機(jī)床電氣控制系統(tǒng)改造之中的應(yīng)用，希望本論文的相關(guān)研究工作能夠?yàn)槲覈?guó)機(jī)床電氣系統(tǒng)的改造提供一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】PLC 電氣控制系統(tǒng) C650

1 前言

對(duì)于可編程控制器（簡(jiǎn)稱為PLC）而言，它是將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與過(guò)去的繼電接觸控制系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)、有效的整合，進(jìn)而發(fā)展成為現(xiàn)代企業(yè)的常用工業(yè)控制裝置，它主要是以微處理器作為核心的。PLC控制器具備許多優(yōu)點(diǎn)，如：可靠性非常高、使用起來(lái)很方便、價(jià)格不算昂貴、使用非常靈活等?？梢?，PLC控制器具備許多優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，并把現(xiàn)代控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等集為一體的現(xiàn)代控制系統(tǒng)，它為我國(guó)的工業(yè)化的良好發(fā)展奠定了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化提供了非常完善、非常精密的自動(dòng)化控制方面的裝置。

2 C650普通機(jī)床電氣控制要求

通常來(lái)講，我們所常見的C650普通車床是具有非常廣泛的使用用途，它主要被用作金屬方面的切削工作。下圖2-1則為該機(jī)床涉及到的電氣方面的主電路圖。此外，對(duì)于M2來(lái)講，它是用來(lái)表示主軸電動(dòng)機(jī)；對(duì)于M1來(lái)講，它則是表示冷卻泵電動(dòng)機(jī)；而對(duì)于M3來(lái)講，它是用來(lái)表示刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)；針對(duì)SR來(lái)講，它是用來(lái)表示速度繼電器；針對(duì)FU1-FU3來(lái)講，它是用來(lái)表示熔斷器的；針對(duì)KM-KM4來(lái)講，它是用來(lái)表示交流方面的接觸器的；而針對(duì)FR1-FR2來(lái)講，它是用來(lái)表示熱繼電器方面的熱元件等。由于機(jī)床涉及到的工藝范圍是很廣泛的，所以，有關(guān)它的調(diào)速范圍也是非常之大，運(yùn)動(dòng)也是非常之多。

3 PLC控制電路

為了更好實(shí)現(xiàn)對(duì)C650機(jī)床進(jìn)行PLC電器控制系統(tǒng)的改造，本論文主要選擇三菱公司所生產(chǎn)的FX2N-24MR型機(jī)床來(lái)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。

3.1 C650普通機(jī)床的PLC梯形圖

本論文涉及到的C650機(jī)床的PLC詳細(xì)、具體梯形圖主要為圖1所示的。

3.2 對(duì)PLC梯形圖控制進(jìn)行分析

（1）針對(duì)對(duì)刀過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整：要先把QS合上；接下來(lái)，再把SB2按下；這樣，X2就接通了；進(jìn)而促使Y1準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)，使得KM1進(jìn)行吸合；緊接著，M1串電阻限流點(diǎn)動(dòng)；然后再把SB2松開；這樣，X2就被斷開了，從而使得M1停轉(zhuǎn)；最終實(shí)現(xiàn)調(diào)動(dòng)方式對(duì)車床的位置進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整；

（2）有關(guān)車床的整個(gè)工作過(guò)程：首先，把QS合上，緊接著，把SB3按下，這樣，X3就被接通了，從而促使Y0進(jìn)行動(dòng)作；當(dāng)KM3對(duì)短接電阻R進(jìn)行吸合之后，再促使M10與Y1進(jìn)行動(dòng)作，而KM1則是被吸合，這樣，就導(dǎo)致M1進(jìn)行正轉(zhuǎn)起動(dòng)并準(zhǔn)確的運(yùn)行，當(dāng)這些動(dòng)作都完成后，車削加工動(dòng)作就開始執(zhí)行。如果要進(jìn)行停車動(dòng)作，則把SB1按下，這樣，X1就被接通，而X1涉及到的常閉觸頭則是被恰當(dāng)?shù)臄嚅_，在這樣的情況下，除了M2、M1外的全部線圈都將被釋放。由于存在慣性，當(dāng)SB1被松開后，SR1的常開觸點(diǎn)依舊是保持閉合狀態(tài)的，而相應(yīng)的X10則是被接通，這樣再進(jìn)一步的促使M1、Y2線圈被接通，而KM2則是被吸合，主軸電動(dòng)機(jī) M1 電源反接并串限流電阻 R實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)，當(dāng)運(yùn)行到速度為零的情況的時(shí)候，SR2的常開觸點(diǎn)就被有效的斷開，這樣，KM2被釋放，M1就停止運(yùn)轉(zhuǎn)；

（3）有關(guān)刀架的整個(gè)快移過(guò)程：首先，把QS進(jìn)行合上，扳動(dòng)進(jìn)給操縱手柄壓合位置開關(guān) SQ，這樣，就把X7進(jìn)行了接通，而有關(guān)的Y4開始動(dòng)作，相應(yīng)的KM4則是被吸合，這樣，就會(huì)進(jìn)一步的促使M3起動(dòng)運(yùn)行，最終使得刀架按照指定方向進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的移動(dòng)；

（4）要停車，按下 SB5 即可；倘若車削正在進(jìn)行中，而相關(guān)的工件又要用冷卻液，這樣，就對(duì)SB6進(jìn)行按下操作，X6則被接通，從而進(jìn)一步的促使Y3線圈通電，進(jìn)而促使KM3、M2進(jìn)行工作，在這樣的情況下，就開始有效的供給冷卻液等。

（5）如果電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)載的情況，這樣，就會(huì)促使FR2或者FR1的常閉觸點(diǎn)被斷開，從而進(jìn)一步的把電源切斷，最終促使電機(jī)停止運(yùn)作；

（6）有關(guān)反轉(zhuǎn)的具體工作過(guò)程，它是與正轉(zhuǎn)工作過(guò)程相同的。

3.3 梯形圖主要有如下一些特點(diǎn)

（1）為了避免 M1 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)造成相間短路，除采用程序上軟繼電器的觸點(diǎn)聯(lián)鎖外，還在 KM1 和 KM2的線圈支路上采用了接觸器常閉觸點(diǎn)的電路聯(lián)鎖；

（2）為了防止合上 QS 后有人轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤，使速度繼電器的常開觸點(diǎn) X10 （ 或 X11 ）閉合，造成 Y1 或 Y2 吸合，M1 突然轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)造成事故，特引入內(nèi)部輔助繼電器的 M1、M2，在 M1 或 M2 沒有接通的情況下，SR 的常開觸點(diǎn)即使閉合，電機(jī) M1 也不可能運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于PLC控制系統(tǒng)具備功能優(yōu)越、穩(wěn)定性高、編程也是非常簡(jiǎn)單、對(duì)能耗的消耗也低、抗干擾能力非常之強(qiáng)等諸多優(yōu)質(zhì)特征，進(jìn)而使得其被大量應(yīng)用到我國(guó)現(xiàn)代化機(jī)械工業(yè)的自動(dòng)控制生產(chǎn)活動(dòng)中。通過(guò)把PLC控制系統(tǒng)良好的應(yīng)用到我國(guó)現(xiàn)代機(jī)床中，不但可以減少大量原材料（如相關(guān)的導(dǎo)線、涉及到的電氣元件等）的使用，而且還使得機(jī)床的調(diào)試變得簡(jiǎn)單、維護(hù)工作量減少、節(jié)省整體設(shè)計(jì)周期等，從而進(jìn)一步的提升加工零部件等的合格性，使得企業(yè)的整體生產(chǎn)效益以及技術(shù)水準(zhǔn)等都大幅度上升。與此同時(shí)，所設(shè)計(jì)的具有交互性、用戶體驗(yàn)感好的人機(jī)界面（HMI），從而使得整個(gè)機(jī)床控制系統(tǒng)變得使用方便、易操作等，極大的提升了企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的程度等。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

四川大學(xué)錦江學(xué)院 四川省眉山市 620860