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1、Ac a d em ic 学术 基于 P 的旧式机床电气控制系统的改造 摘要 目前采用继电器控制的旧式普通机床设备仍在企业中广泛使用 随着 P L C技术的发展 使用 P L C相对于使用继电器线路拥有无法比拟的优势 用可编程序控制器 P L C 改造旧机床电控系统 是非常现实的技术改造方案 特别是 些加工工艺较特殊的机床设备 采用 P L C实现机床电器系 所 下面介绍采用 P L C改造机床电控 系统的一 般方法和具体步骤 1 改造原则 应最大限度地满足被控设备或生产过程的控 制要求 充分发挥 P L C的功能最大限度地满足被 控对象的控制要求 是改造控制系统的首要前提 这也是改造 中最重
2、要的一条原则 这就要求设计 人员在改造前就要深入现场进行调查研究 收集 控制现场的资料 收集相关先进的国内外资料 在满足要求的前提下 力求系统简单经济 使用 及维修方便 保证控制系统工作安全可靠 保证 控制系统能够长期安全可靠稳定运行 是改造控 制系统的重要原则 还要考虑适应发展的需要 由于技术的不断发展 控制系统的要求也将不断 地提高 改造时要适当考虑到今后控制系统发展 和完善的需要 在选择 P L C 输入 输出模块 I O点数和内存容量时要适当留有裕量 以满足 今后的发展和工艺的改进 2 改造流程 2 1 确定控制对 象 明确控制任务和改造 设计要求 要了解工艺过程和机械运动与 电气 执
3、行元件之间的关系和对 电控系统的控制要求 拟定控制系统改造设计的技术条件 要深入 全面了解需改造机床的工作过程 分析整理其控制的基本方式 完成动作 的条件 关系 以及相关 的保护联锁关系 了解是否需 要对现有机床的操作控制加 以改进 如有需要 后续改造设计中应予以实现 根据整理结果 确定所需输入 输 出设备在保证完成工艺要求 的前提下 力求系统简单经济 能最大限度地 使用原有的输入 输 出设备 降低改造成本 2 2 制定控制方案 进行 P L C选型 设备工艺流程的特点和应用要求是设计选 型 的主要依据 P L C及有关设备应 是集 成的 标准的 按照易于扩充其功能的原则 选 型所 用 P L
4、 C 应是相关工业领域成熟可靠的系统 P L C 的系统硬件 软件配置及功能应与设备规模和 控制要求相适应 因此在选型时应详细分析工 艺流程的特 点 控制要求 然后根据控制要求 估算输入输 出 z o点数 所需存 储器容量 确 定所需 P L C的功能 最后选 择具有高性价 比的 P L C 根据生产工艺和机械运动的控制要求 确 定电控系统的工作方式 通过研 究工艺流程和 机械运动的各个步骤和状态 来确立哪些信号 E 常必要的 需要输入 P L C 哪些信号要由 P L C 输出 哪些负 载要 由P L C驱动 分 门别类统计 出各输入输出 点 确定 I o点数时应留有 1 5 2 0 的余量
5、 为系统改造留有余地 2 3 设计 i o连接 编制 I 0分配表 绘制 I 0接线 图 同类型 的输入或输出点尽 量集 中在一起 连续分配 这样有利于程序编 写和 阅读 对 P L C的输入 输出进行合理地地 址编 号 会给 P L C系统的硬件设计 软件 设计 和系统调整带来很多方便 2 4 硬件设计与软件设计 根据所选用的 P L C产品 了解其使用性能 按随机提供的资料结合实际控制需求 同时考虑软 件编程的情况进行外部电路改造设计 绘制电气控 制系统原理接线图 电气布置图及电气安装图 用户程序的编写 可借鉴原有机床继电器控 制电路原理图加以修改完善 也可根据控制要求 灵活应用各种基本指
6、令和功能指令采取别的方法 灵活进行 P L C的程序设计 力求程序简单易读 2 5 现场运行调试 在模拟调试合格 的前提下 将 P L C与现场 设备连接 现场调试前要全面检查整个 P L C控 制系统 包括电源 接地线 设备连接线 I O 连接等 在保证整个硬件连接正确无误的情况 下才 可送 电 将 P L C的工作方 式置为运行 反 复调试 发现问题现场解决 如果系统调试达 不到指标要求 则可对硬件和软件作调整 通 常只需修改用户程序 即可达到调整 目的 当运 行一定时间且系统运行正常后 可将程序 固化 具有长久记忆功能的存储器 中 做好备份 最 后将改造设备的全部技术资料整理 归档 3
7、实例说 明 以C A 6 1 4 0车床 的改造为例 采用 P L C改造 其电控系统的具体过程如下 3 1 首先必须对原始资料进行详细的了解 明确机床的各控制过程后确 定改造方案 原车 床的工艺加工操作方法不变 主令电器不变基 础上 不改变原控制系统电器操作方法 电气 控制系统控制元件作用与原 电气线路相同 改 造原继电器控制中的硬件接线为 P L C 编程实现 3 2 C A 6 1 4 0车床有 3台 电动机 主轴电机 M 1 拖动主轴的旋转 M 2电动机实现切削液供给 M 3电动机为刀架快速移动 3 3 C A 6 1 4 0车床电气控制线路原理图如图 图 l C A 6 1 4 0
8、车床电气控制线路原理图 3 4 通过了解 电力拖动控制要求与控制特 点 进而详细分析了原有电力拖动控制线路原理 图 确定了各种控制信号性质及其之间的相互关 系 同时确定哪些信号需要输入 P L C或由P L C 输 出 以经济实用为前提 选择三菱 F K 2 N 4 8 M R 型 P L C 主机 根据 I 0 分配表绘制 I 0接线图 3 5 根据控制要求 设计该 电气控制系统 的P L C控制梯形图 P L C的程序可以采用梯形图 语句表 程序块等形式表示 为了与继 电器一接 触器系统相承接 采用梯形图形式对镗床电气控 制系统进行编程 梯形图与继电器一接触器系统 的原理图从本质上相一致
9、设计方法为参照继电 器原理图在保持原有控制逻辑基础上改绘 4 结束语 从上侈 可看出 通过使用P L c 改造该机床电气系 统后 中间硬 环节的减少使线路简化 电气故障减 少 维修费用得以降低 生产效率得到明显提高 使 用中间继电器越多的机床设备采用 P L c 对其电控系统 进行改造毯能 睨P I c 控制的优势 从实际情况考虑 采用P L c 对一些旧式机床设备进行改造是有必要的 从经济和技术角度考虑也是可行的 实践证明 利用 t C 对旧 机刺 圭 行改造 韵 确是 行之有效自 q 手段 参考文献 1 电气控制与可编程序控制器应用技术 主编 郁汉琪东南大学出版社 2 P L c行业应用实践主编 李方园 中国 电力出版社 3 可编程序控制器应用技术主编 张万 忠 北京化工工业出版社 4 维修 电工 实用技术手册主编 王兵 北京机械工业出版社 5 三菱 F x系列可编程序控制器编程手册 三菱公司编 6 三 菱 可 编 程 序 控 制 器 使 用 手 册 三菱公司编 中国机械 M a c h i n e C h i n a 5 I
