C5225型立式車床電氣PLC改造

趙 鵬

（萊蕪鋼鐵集團有限公司規劃發展部， 山東 萊蕪 271100）

C5225立式車床是20世紀70年代生產的，歷經30年的使用，線路已嚴重老化，接地故障頻頻發生。同時該機床擁有繼電接觸器控制系統共有的不足：觸點的抖動問題、控制回路互聯繁瑣導致的故障排查困難、適時性差、可靠系數不是很高、操作電壓較高等。2009年萊蕪鋼鐵集團有限公司（以下簡稱公司）完成了對C5225立式車床的PLC電氣改造，取得了良好的效果。

1 C5225立式車床的主要動作簡介

工作臺只有正向工作轉動，為了找正工件設有正向點動與反向點動，在點動時電動機只有星形接法，在工作轉動時由系統自動完成星形接法與三角形接法的轉換。工作臺的變速由4個變速電磁閥和1個變速使能電磁閥控制；只要變速不到位每隔4 s沖動0.5 s以利于變速動作的完成。工作臺的制動采用速度繼電器控制的能耗制動。

左右刀架的結構相同。其快速移動由單獨的電動機執行；其進給運動由進給電動機配合手動的機械變速檔完成；其進給方向由電磁離合器控制。

橫梁的放松由電磁閥控制的液壓系統完成；橫梁升降由接觸器控制電動機的正反轉。橫梁下降結束后有0.5 s的回升運動用于消除絲杠間隙。

本著逢修必改的原則對該車床進行了改造性的修復。

公司利用PLC的邏輯運算功能代替了大量的工能性中間繼電器。例如，刀架的控制需要代表4個方向的中間繼電器，再用該繼電器去控制交流接觸器、第二級中間繼電器；第二級繼電器再去控制各種作用的電磁離合器。公司改造性的修復過程就是利用PLC的邏輯運算功能，對各種輸入信號按照預設的運算規則（控制程序）進行運算，并將運算結果通過PLC的輸出單元輸出到交流控制回路，從而完成控制功能的過程。

前控制工藝流程是PLC采集來自按鈕站的操作命令、各種硬件限位的狀態、各保護裝置的狀態三個方面的信號；PLC根據用戶編寫的程序（也就是具體的運算規則）對以上信號進行邏輯運算；PLC通過輸出單元輸出運算結果，控制中間繼電器（主要是起控制回路的強電與德弱電之間的隔離作用）；中間繼電器控制電磁閥，電磁閥控制液壓系統完成相應的功能、中間繼電器控制交流接觸器，交流接觸器控制電動機和電磁離合器完成各自的功能；機床的機械機構、電機回路則通過限位信號、保護信號把狀態返回給PLC。如此就形成了完整的控制鏈。改造后的控制工藝流程見圖1。

圖1 改造后的控制工藝流程

2 改造后系統的優點

1）按照機床動作邏輯設計PLC控制邏輯。將繁瑣的繼電互聯集中于PLC內從而簡化外部控制線路。在改造過程中，增添了部分安全措施例如：橫梁沒剎緊不允許工作臺工作轉動、工作臺沒啟動工作轉動禁止刀架進給等；簡化了部分保護控制方式例如：橫梁剎緊原反饋限位是4個串聯的，改造后是分別進PLC的；目的是有利于快速排除故障。

2）電磁離合器控制回路（由于電感量不大）參照本公司部分機床及外單位機床不設計能量釋放回路；增加一級中繼（采用CJX2-0901接觸器）提高分斷能力（原設計采用JZ7繼電器）。電磁閥控制考慮到電流較小直接使用微型繼電器控制。從而簡化了硬件接線。

3）各電機采用電動機保護型斷路器取代熔斷器和熱繼電器。既能提高系統的可靠性又能減少制作電柜的工作量。

4）PLC采用經濟實惠的三菱系列。在降低改造費用的同時該系列提高了操作者的用電安全系數；因為該系列的PLC是低電平有效，即操作者可能接觸到的電壓是安全電壓。

3 改造后的效果

PLC內部軟繼電器代替了大量的中間硬繼電器，簡化了外部控制回路，消除了眾多的節點，因此故障發生頻率大幅度地降低使故障停機率下降很多；同時由于PLC采用軟件編制程序來完成控制任務，程序運行可實現在線監測， PLC程序運行的可視化使得工人故障排查時間大為縮短從另一個方面降低了故障停機率。電動機保護器的應用大大提高了主回路的可靠性。

4 結語

C5225立車改造后，有效地簡化了外部控制回路，設備運行平穩，性能穩定，大大的降低了停機率，提高了生產效率，取得了一定的經濟效益。