PLC對C5112a立式車床的改造

杜鴻博，張 薇

(1. 佳木斯水利勘測設計研究院，黑龍江 佳木斯154002;2. 黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

0 前 言

C5112a 立式車床車采用接觸器、繼電器等電氣元件進行控制，其自動化程度不高，為完成整套控制部分的功能，各部分元件需連鎖或互鎖，但普通繼電器元件故障率高，易損壞，給立車的使用和維修均帶來極大不便。為了降低故障率，減少維修次數，采用歐姆龍CP1H 型PLC 對C5112a 立車電氣系統進行改造，利用PLC 運行穩定、接線簡單等優點來進行改善。

1 C5112A 立車電氣控制要求

1) 工作臺電動機M7 選用籠型異步電動機，完成工作臺主運動的驅動。電動機采用星角起動的方式起動，可正反兩個方向旋轉。有點動功能，停車時和點動完畢均反接制動。停車狀態下，可以通過變速轉閥手輪對工作臺進行變速，此時工作臺電機進行脈動轉動。

2) 立、側刀架的快速移動由電動機M3 、M5 單獨拖動，立側刀架進給控制由雙速電機M4、M6 控制。

3) 車床附有一臺單方向旋轉的油泵電動機M1，不運行則其他電機均不可工作。橫梁升降由電機M2 點動控制。

2 C5112A 車床電氣控制系統的主電路

C5112A 車床的主電路圖如圖1 所示。主電路中有7 臺電動機。根據控制部分的不同，可分為5 部分:第1 部分由交流接觸器KM1 控制油泵電機M1 啟停;第2 部分由交流接觸器KM2 和KM3 構成電動機M2 的正反轉接線，控制橫梁的升降。第3 部分由KM12 和KM13 控制快速電機M3 和進給電機M4 的正反轉，而KM4 閉合時M4 為高速，KM5 與KM18閉合為低速。第4 部分側刀架部分與立刀架部分完全相同，第5 部分KM9、KM10 分別為工作臺電機M7 的星角啟動，當KM9、KM11 同時閉合則為能耗制動。

圖1 C5112A 車床的主電路圖

3 PLC 型號選擇及硬件連接

C5112A 立式車床幾乎包括了普通電機的所有控制方式，相互之間的聯鎖環節相當復雜，如油泵電機與其他電機的聯鎖、立側刀架電機的互鎖等，為了確保使PLC 作為主要控制裝置后，以上聯鎖功能都得以保留，所涉及的電器元件均接入PLC 相應的輸入口。

經統計，輸入端各開關、按鈕等器件為21個，這些元件均接入PLC，為節約PLC 點數，電機保護器觸點均接入輸出器件電路中。輸出為13個。IO 地址分配如表1 所示，PLC控制的外部接線圖如圖2 所示。

圖2 PLC 控制的I/O 接線圖

表1 I/O 地址分配

4 C5112A 車床的PLC 程序設計

根據立式車床的控制要求，將原圖中的時間繼電器及中間繼電器用PLC 內部繼電器所代替，并由此簡化電路，設計出梯形圖。

由于整個梯形圖比較復雜，筆者只例舉部分進行分析。例如，工作臺的星角啟動程序如圖3 所示:

當工作臺啟動i0.03 按鈕按下后，其自鎖標志位w0.01接通并保持，主接觸器KM8 及星接觸器KM9 標志位接通，同時定時器T3 開始計時，3 s后KM9 斷開，同時為避免星角轉換時接觸器的延遲造成的短路，特設T4 進行4 ms的短延時，在PLC 內部保證了故障的發生。

5 結 論

對設計出的梯形圖，編寫相應的指令程序，用編程器進行程序的輸入、調試、修改，最后無誤的程序用編程器輸入PLC 的芯片內。，經操作者及維修人員反饋，采用PLC 取代繼電器一接觸器控制系統后，減少了電氣故障發生率，大大提高了機床的工作可靠性，收到良好的經濟效益。

圖3 工作臺星角啟動程序圖

［1］霍罡. 歐姆龍CP1H PLC 應用基礎與編程實踐［M］. 北京: 機械工業出版社，2008.

［2］張萬忠. 電器與PLC 控制技術［M］. 北京: 化學工業出版社，2009.