王智勇教學(xué)論文

1、利用PLC對舊機(jī)床進(jìn)行改造王智勇四川省金堂縣職業(yè)高級中學(xué) 610400 摘要：通過利用PLC對舊機(jī)床進(jìn)行改造是一種行之有效的手段?？朔死鲜嚼^電器控制系統(tǒng)的弊端。實(shí)踐證明，通過改進(jìn)，既提高了系統(tǒng)的可靠性，達(dá)到了應(yīng)用的目的；同時也說明，先進(jìn)的PLC在傳統(tǒng)制造行業(yè)是大有作為的。關(guān)鍵詞：PLC、改造、舊機(jī)床、T611鏜床、可靠性Transformation of the old machine using PLCWangzhiyongJintang County, Sichuan Province Vocational School 610 400Abstract: Through the use

2、of PLC to transform the old machine is an effective means. Overcome the drawbacks of the old relay control system. Practice has proved that by improving both the reliability of the system to the application purposes; also explains advanced PLC has plenty of opportunities in the traditional manufactu

3、ring industryKeywords: PLC, transformation of the old machine, T611 Boring, reliability1、問題的提出 在我國現(xiàn)有的機(jī)床中，其中一部分仍采用的是傳統(tǒng)的繼電器、接觸器控制方式，如B2012A龍門刨床，X62W銑床，T611鏜床等。這些機(jī)床采用繼電器控制，觸點(diǎn)多，線路復(fù)雜。使用多年后，故障多，維修量大，維護(hù)不便，可靠性差，影響了正常的生產(chǎn)。還有一些機(jī)床是早期國外進(jìn)口的機(jī)床，有的已到了使用期限即將或已經(jīng)出現(xiàn)一定程度的故障。出現(xiàn)損壞后，由于原生產(chǎn)廠家已不在提供舊產(chǎn)品的電路板或其它配件，配件供給的缺少使得機(jī)床得不到及時

4、的修護(hù)。，處于停產(chǎn)的閑置狀態(tài)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。另外，還有一部分舊機(jī)床雖然還能正常工作，但其精度、效率、自動化程度已不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)工藝要求。對這些機(jī)床進(jìn)行改造勢在必行，也是滿足企業(yè)資源的再利用，走持續(xù)化發(fā)展的需要，也是滿足企業(yè)新生產(chǎn)工藝，提高經(jīng)濟(jì)效益的需要。2、解決方法利用PLC對舊機(jī)床控制系統(tǒng)進(jìn)行改造是一種有效的手段。2.1 采用PLC進(jìn)行控制后，機(jī)床的控制電路的接線量大為減少，故障率大大降低，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和使用率，增強(qiáng)了可靠性，減小了維護(hù)、維護(hù)工作強(qiáng)度。2.2 現(xiàn)有PLC的品牌、種類都較豐富，采用PLC對早期進(jìn)口數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造后，解決了缺少配件的難題。2.3 當(dāng)機(jī)床加工程

5、序發(fā)生變化時，只需要修改PLC的程序就可以進(jìn)行新的加工，更改較方便，有助于提升機(jī)床的運(yùn)用。2.4 由于PLC具有通信功能，采用可編程控制器進(jìn)行機(jī)床改造后，可以與其他智能設(shè)備聯(lián)網(wǎng)通信，在今后的進(jìn)一步技術(shù)改造升級中，可根據(jù)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡(luò)中。3、改造中PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般布局及實(shí)例說明3.1 深入了解原有機(jī)床的工作過程，分析整理其控制的基本方式，完成的動作時序和條件關(guān)系，以及相關(guān)的保護(hù)和連鎖控制。盡可能地與實(shí)際操作人員充分交流，了解是否需要對現(xiàn)有機(jī)床的控制操作加以改進(jìn)，提高精度，可操作性，安全性等。如有需要，在后續(xù)的設(shè)備中予以實(shí)現(xiàn)。3.2 根據(jù)分析整理的結(jié)果，確定所需要的用戶輸入/輸出設(shè)

6、備。由于是對舊機(jī)床的改造，在保證完成工藝要求的前提下，最大限度的使用原有機(jī)床的輸入/輸出設(shè)備，如按鈕、行程開關(guān)、接觸器，電磁閥等，以降低改造成本。3.3 PLC機(jī)型選擇。根據(jù)輸入輸出設(shè)備的數(shù)量與類型，確定PLC所需的I/O點(diǎn)數(shù)。確定I/O點(diǎn)數(shù)時，應(yīng)留有20%左右的余量。以適應(yīng)今后的生產(chǎn)工藝變化，為系統(tǒng)改造留有余地。由I/O點(diǎn)數(shù)，利用經(jīng)驗(yàn)公式：總內(nèi)存字?jǐn)?shù)=（開關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)+開關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù)）×10+模擬量點(diǎn)數(shù)×150來估算內(nèi)存容量。在估算出內(nèi)存字?jǐn)?shù)后，在留25%的余量。據(jù)此，選擇合適的PLC機(jī)型。3.4 設(shè)計(jì)I/O連接，編制I/O分配表，繪制I/O接線圖。應(yīng)注意到：同類型的輸入

7、點(diǎn)或輸出點(diǎn)應(yīng)盡量集中在一起，連續(xù)分配。3.5 進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)?？山梃b機(jī)床的原有繼電器控制電路圖，加以修改和完善。完成程序設(shè)計(jì)后，應(yīng)進(jìn)行模擬調(diào)試，。3.6 模擬調(diào)試后，進(jìn)行現(xiàn)場系統(tǒng)調(diào)試。調(diào)試中出現(xiàn)的問題逐一排除，直至調(diào)試成功。最后還應(yīng)進(jìn)行技術(shù)資料整理、歸檔。例如對T611型臥式銑鏜床控制系統(tǒng)改造具體過程如下：、先明確T611型臥式鏜床的控制內(nèi)容和要求a) 主軸電動機(jī)M1為三角形-雙星形接法的雙速籠型異步電動機(jī)，由接觸器KM2、KM3控制它的正反轉(zhuǎn)。低速時由接觸器KM4控制，將定子繞組接成三角形；高速時由KM5、KM6控制，將定子繞組接成雙星形。高、低速轉(zhuǎn)換由行程開關(guān)SQ5控制。熱繼電器FR為

8、過載保護(hù)，電阻R為反接制動及電動控制的限流電阻，接觸器KM1為電阻R的短接接觸器。b) 主軸箱、工作臺與主軸由快速移動電動機(jī)M2拖動實(shí)現(xiàn)快速移動，由接觸器KM7、KM8控制它的正反轉(zhuǎn)。c) 為便于主軸變速和進(jìn)給變速時齒輪嚙合，應(yīng)有變速沖動。d) 臥式鏜床運(yùn)動部件多，應(yīng)有必要的連鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)。（電路原理圖見下圖）(Circuit diagram see figure below)B、PLC設(shè)計(jì)方法和型號的選擇a) PLC的設(shè)計(jì)方法PLC屬弱電系統(tǒng)，在弱電系統(tǒng)中記憶電路的抗干擾能力比門路差得多，而且門電路在干擾脈沖消失后可自行恢復(fù)正常狀態(tài)；因此，在設(shè)計(jì)控制程序時，應(yīng)該多用門電路，少用記憶電路，使系

9、統(tǒng)可靠性高?；谶@個道理，編寫程序時采用“順序控制”的方法。b) PLC型號的選擇 根據(jù)T611臥式鏜床的控制要求，該機(jī)床的輸入信號有15個點(diǎn)，輸出信號有7個點(diǎn)。Y005輸出點(diǎn)驅(qū)動負(fù)載電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的接觸器KM5、KM6。X021、X022接速度繼電器的正、反轉(zhuǎn)常開觸點(diǎn)。選用IO點(diǎn)數(shù)為40點(diǎn)的FX1N-40MR型PLC能夠滿足要求。(PLC的IO分配表見下表格) 輸入信號I點(diǎn)輸出信號O點(diǎn)M1反接制動按鈕SB1X001短路限流電阻R接觸器 KM1Y001M1正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2X002主軸電動機(jī)M1正傳接觸器KM2Y002M1反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3X003主軸電動機(jī)M1反轉(zhuǎn)接觸器 KM3Y003M1正向

10、點(diǎn)動按鈕SB4X004主電機(jī)低速接觸器KM4Y004M1反向點(diǎn)動按鈕SB5X005主電機(jī)高速接觸器KM5、KM6Y005主運(yùn)動變速沖動開關(guān)SQ3X013快速移動電機(jī)正傳接觸器 KM7Y006進(jìn)給運(yùn)動變速沖動開關(guān)SQ4X014快速移動電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器KM8Y007變速限位開關(guān)SQ5X015進(jìn)給運(yùn)動變速沖動開關(guān)SQ6X016主運(yùn)動變速沖動開關(guān)SQ7X017M2快速正轉(zhuǎn)開關(guān)SQ8X000M2快速反轉(zhuǎn)開關(guān)SQ9X010M1過載熱繼電器KHX020速度繼電器觸點(diǎn)KS-1X021速度繼電器觸點(diǎn)KS-2X022c) PLC的IO接線圖c) PLC I O wiring diagramd) PLC的程序編制T6

11、11臥式鏜床的動作復(fù)雜，互鎖關(guān)系多，因此在程序編制時用了4個輔助繼電器。X20為主軸電機(jī)保護(hù)繼電器，當(dāng)主電機(jī)過載時，X20斷開。M002為正轉(zhuǎn)反接制動輔助繼電器；M000、M001分別為正、反轉(zhuǎn)輔助繼電器，具有自鎖保持功能。M003為反轉(zhuǎn)制動輔助繼電器；用了一個定時器：T000為高速延時定時器；PLC程序見下圖4、改造中必須要注意的幾個問題4.1 根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)及內(nèi)存容量選擇PLC機(jī)型時，一定要留有余量，為日后系統(tǒng)修改及工藝變更提供方便。4.2 在改造中，對原有的外圍設(shè)備要加以區(qū)分地利用，注意外圍設(shè)備與所選的PLC輸出類型相匹配。如有頻繁通斷的感性負(fù)載，PLC最好選用晶體管輸出型；動作不頻繁的

12、負(fù)載可選用繼電器輸出型的PLC。4.3 在原有的繼電器控制電路的改造中，將繼電器控制電路翻譯為PLC梯形圖時，應(yīng)當(dāng)加以分析。例如，繼電器-接觸器控制電路中的電器常開常閉觸點(diǎn)一般為先斷后合方式，而在PLC梯形圖中的軟繼電器常開常閉觸點(diǎn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換時同時發(fā)生的，所以在翻譯成梯形圖時，要特別注意，不可不加分析。4.4 注意梯形圖程序的連鎖保護(hù)要與接觸器、繼電器的觸點(diǎn)連鎖保護(hù)相結(jié)合，以達(dá)到更有效、更穩(wěn)妥的保護(hù)。例如，在PLC程序中，已經(jīng)對電動機(jī)正反裝控制進(jìn)行互鎖保護(hù)，但實(shí)際交流接觸器觸點(diǎn)熔焊，不能斷開，此時電動機(jī)換向，勢必造成電源短路。如果增加正、反轉(zhuǎn)接觸器常閉觸點(diǎn)的互鎖，則可避免電源電路，有效保證安全。4.5 為保證安全，重大的安全保護(hù)部分不接入PLC,而直接作硬件處理。例如，緊急按鈕、緊急限位開關(guān)、熱繼電器常閉觸點(diǎn)等，不接入PLC輸入端，而直接接在輸出端，對負(fù)載電路進(jìn)行保護(hù)控制。5、結(jié)束語 通過利用PLC對舊機(jī)床進(jìn)行改造是一種行之有效的手段?？朔死鲜嚼^電器控制系統(tǒng)的弊端。實(shí)踐證明，通過改進(jìn)，既提高了系統(tǒng)的可靠性，達(dá)到了應(yīng)用的目的；同時也說明，先進(jìn)的PLC在傳統(tǒng)制造行業(yè)是大有作為的。 參考文獻(xiàn)（1） 李仁. 電氣控制【