PLC在機床電氣控制系統改造中的應用

楊吉鴻

摘 要 隨著我國機械化程度的不斷加強，數控機床被應用到我國大量機械企業的生產加工過程之中。本論文所研究的PLC在機床電氣控制系統里面的改造應用，主要是通過對傳統的電氣系統進行對比，來研究與設計PLC在C650機床電氣控制系統改造之中的應用，希望本論文的相關研究工作能夠為我國機床電氣系統的改造提供一定的參考價值。

【關鍵詞】PLC 電氣控制系統 C650

1 前言

對于可編程控制器（簡稱為PLC）而言，它是將現代計算機技術與過去的繼電接觸控制系統進行科學、有效的整合，進而發展成為現代企業的常用工業控制裝置，它主要是以微處理器作為核心的。PLC控制器具備許多優點，如：可靠性非常高、使用起來很方便、價格不算昂貴、使用非常靈活等。可見，PLC控制器具備許多優勢特點，并把現代控制技術、計算機技術、通信技術等集為一體的現代控制系統，它為我國的工業化的良好發展奠定了非常堅實的基礎，也為我國的工業自動化提供了非常完善、非常精密的自動化控制方面的裝置。

2 C650普通機床電氣控制要求

通常來講，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則為該機床涉及到的電氣方面的主電路圖。此外，對于M2來講，它是用來表示主軸電動機；對于M1來講，它則是表示冷卻泵電動機；而對于M3來講，它是用來表示刀架快速移動電動機；針對SR來講，它是用來表示速度繼電器；針對FU1-FU3來講，它是用來表示熔斷器的；針對KM-KM4來講，它是用來表示交流方面的接觸器的；而針對FR1-FR2來講，它是用來表示熱繼電器方面的熱元件等。由于機床涉及到的工藝范圍是很廣泛的，所以，有關它的調速范圍也是非常之大，運動也是非常之多。

3 PLC控制電路

為了更好實現對C650機床進行PLC電器控制系統的改造，本論文主要選擇三菱公司所生產的FX2N-24MR型機床來進行改造設計。

3.1 C650普通機床的PLC梯形圖

本論文涉及到的C650機床的PLC詳細、具體梯形圖主要為圖1所示的。

3.2 對PLC梯形圖控制進行分析

（1）針對對刀過程進行準確調整：要先把QS合上；接下來，再把SB2按下；這樣，X2就接通了；進而促使Y1準確運動，使得KM1進行吸合；緊接著，M1串電阻限流點動；然后再把SB2松開；這樣，X2就被斷開了，從而使得M1停轉；最終實現調動方式對車床的位置進行準確調整；

（2）有關車床的整個工作過程：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進行動作；當KM3對短接電阻R進行吸合之后，再促使M10與Y1進行動作，而KM1則是被吸合，這樣，就導致M1進行正轉起動并準確的運行，當這些動作都完成后，車削加工動作就開始執行。如果要進行停車動作，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的斷開，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SB1被松開后，SR1的常開觸點依舊是保持閉合狀態的，而相應的X10則是被接通，這樣再進一步的促使M1、Y2線圈被接通，而KM2則是被吸合，主軸電動機 M1 電源反接并串限流電阻 R實現反接制動，當運行到速度為零的情況的時候，SR2的常開觸點就被有效的斷開，這樣，KM2被釋放，M1就停止運轉；

（3）有關刀架的整個快移過程：首先，把QS進行合上，扳動進給操縱手柄壓合位置開關 SQ，這樣，就把X7進行了接通，而有關的Y4開始動作，相應的KM4則是被吸合，這樣，就會進一步的促使M3起動運行，最終使得刀架按照指定方向進行準確、快速的移動；

（4）要停車，按下 SB5 即可；倘若車削正在進行中，而相關的工件又要用冷卻液，這樣，就對SB6進行按下操作，X6則被接通，從而進一步的促使Y3線圈通電，進而促使KM3、M2進行工作，在這樣的情況下，就開始有效的供給冷卻液等。

（5）如果電動機出現過載的情況，這樣，就會促使FR2或者FR1的常閉觸點被斷開，從而進一步的把電源切斷，最終促使電機停止運作；

（6）有關反轉的具體工作過程，它是與正轉工作過程相同的。

3.3 梯形圖主要有如下一些特點

（1）為了避免 M1 電動機正反轉時造成相間短路，除采用程序上軟繼電器的觸點聯鎖外，還在 KM1 和 KM2的線圈支路上采用了接觸器常閉觸點的電路聯鎖；

（2）為了防止合上 QS 后有人轉動卡盤，使速度繼電器的常開觸點 X10 （ 或 X11 ）閉合，造成 Y1 或 Y2 吸合，M1 突然轉動起來造成事故，特引入內部輔助繼電器的 M1、M2，在 M1 或 M2 沒有接通的情況下，SR 的常開觸點即使閉合，電機 M1 也不可能運轉。

4 結束語

由于PLC控制系統具備功能優越、穩定性高、編程也是非常簡單、對能耗的消耗也低、抗干擾能力非常之強等諸多優質特征，進而使得其被大量應用到我國現代化機械工業的自動控制生產活動中。通過把PLC控制系統良好的應用到我國現代機床中，不但可以減少大量原材料（如相關的導線、涉及到的電氣元件等）的使用，而且還使得機床的調試變得簡單、維護工作量減少、節省整體設計周期等，從而進一步的提升加工零部件等的合格性，使得企業的整體生產效益以及技術水準等都大幅度上升。與此同時，所設計的具有交互性、用戶體驗感好的人機界面（HMI），從而使得整個機床控制系統變得使用方便、易操作等，極大的提升了企業生產自動化的程度等。

參考文獻

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[2]侯磊，魯其興，鞏翰林，仲崇濤.基于PLC和MCGS的搬磚機械手控制系統設計[J].磚瓦世界，2017（10）.

作者單位

四川大學錦江學院 四川省眉山市 620860