用PLC改造T68鏜床主軸電動機電氣系統

吳冬玲

摘要：我們在了解傳統的T68鏜床其控制電路電氣控制基礎上，提出用PLC改造其繼電器-接觸器主軸電機控制電路方案，給出PLC的I/O分配圖、I/O接線圖、設計梯形圖及程序指令語句，并進行現場調試，降低了設備故障率，運行效果好。

Abstract： On the basis of understanding the electrical control of the control circuit of traditional T68 boring machine， we propose to transform the main shaft motor control circuit of relay-contactor with PLC， and give the PLC I/O distribution diagram， I/O wiring diagram， design ladder diagram and program instruction statement， and carry out on-site debugging， which reduces equipment failure rate and has good operation effect.

關鍵詞：PLC；鏜床主軸電氣系統改造

Key words： PLC；reform of main shaft electrical system of boring machine

中圖分類號：TG537 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）19-0161-03

1 背景

大連市普蘭店區職業教育中心是一所集高等職業教育，中等職業教育于一體的國家級重點綜合性職業學校，其中一個很重要的因素就是具備了校企聯辦的先進辦學模式，大連第一互感器廠的模具車間曾就座落在我們校園內，做為一名專業教師，自己有時間就經常到工廠去體驗一線的生活，在工作和實踐的過程中越來越讓我體會到對專業知識和實踐技能再提高的必要，成長的過程中我不斷的參加各級組織的專業進修學習，在工作實踐中再提高自身教育教學能力，記得我在參加大連教育局舉辦的電工技師學習過程中，我對老師講授的PLC理論實踐操作知識很感興趣，為此自己投入了很大精力，從電路中一個符號到硬件接線、軟件程序編制，一點一滴地積累，使我收獲頗多。學習過程中使我提高了把PLC用于老式的機床設備改造以提高其設備自動化程度，克服電氣線路復雜、故障點多、不便維修，從而增強設備的可靠性和效率的認識，萌生了將所學知識用于實踐的想法，回到工廠面對不同的機床設備，和機床操作工人及相關的技術人員交流了想法，進行了熱烈地的討論，得到了大家的認可，并從行動上給于了我很大的支持，決定對一臺老式的T68鏜床設備實施PLC的改造，提出并確定了用PLC改造其控制電路方案，給出PLC的I/O分配圖、I/O接線圖、梯形圖及程序指令表，并進行現場調試，從而克服由繼電器-接觸器控制的鏜床存在電路復雜，可靠性差，故障診斷與排除困難等缺點。用PLC改造其繼電器控制電路，可使得鏜床的可靠性和效率大為提高。滿足其功能上具有萬能特點。

1.1 圖1所示就是本文要改造的T68型臥式鏜床電氣控制線路。由于目前企業多使用的是T68鏜床，有一定電氣基礎知識的人對此電氣控制線路的組成動作原理等一定不陌生，加之本文篇幅有限對此不做解釋，在此只為閱讀者能明了本文應用PLC改造其而給出該電氣控制電路圖。

1.2 T68臥式鏜床的電氣控制改造方案

改造T68臥式鏜床的電氣控制要求方案：其一是原鏜床的工藝加工方法不變。其二是在保留主電路的原有元件的基礎上，不改變原控制系統電氣操作方法。其三是電氣控制系統控制元件作用與上述電氣線路相同。其四是主軸及進給起動、制動、低速、高速和變速沖動的操作方法不變。其五是改造繼電器接觸器控制中的硬件接線，由OM RON公司的小型PLC軟件編程來實現。

2 T68鏜床主軸電氣系統PLC改造控制電路

2.1 T68鏜床電氣系統PLC改造PLC控制機型選擇為OM RON公司生產的小型的CPM 1A-30CDR-A。

2.2 用PLC改造T68鏜床電氣系統I/O分配圖如表1所示。

2.3 用PLC改造T68鏜床I/O接線圖如圖2所示。

用PLC改造T68鏜床I/O接線圖處理中把常閉按鈕改用常開按鈕，熱繼電器的常閉觸點改用常開觸點。

2.4 用PLC改造T68鏜床梯形圖如圖3所示。

圖3中1、4控制M1正轉點動及反轉時的反接制動；回路2、5控制M1反轉及正轉時的反接制動；回路3控制制動電阻R的短接，確保M1全壓啟動。同時控制M1啟動時間；回路6、7控制M1的高低速；回路8、9控制M2的啟動與停止。為了克服M1、M2電動機正反轉時造成電源相間短路，方法是用程序上軟繼電器的觸點聯鎖外，還在KM1和KM2及KM6、KM7的線圈去路上采用了接觸器常閉觸點的互鎖。

2.5 用PLC改造T68鏜床電氣系統程序指令語句。

3 改造后T68鏜床的PLC調試過程（置1為開關閉合，置0為開關斷開）

3.1 M1的正轉連續控制

主軸變速行程開關SQ1壓下，0006置1，進給變速沖動行程開關SQ3壓下，0008置1。

3.1.1 正轉低速起動

主軸變速手柄-低速-0005置0-00置0，1005不工作，1005置0，1004置1，使KM4吸合，按下正轉起動按鈕SB2-0001置1，20000置1自鎖，-KM1、KM3、KM4得電-M1接成△低速運行-轉速上升-KV1動作-為反接制動作準備。

3.1.2 正轉低速停車，反接制動

按停車按鈕SB1-常閉開常開閉，1001、1003同時失電-同時1002、1004得電-M1串電阻R進行反接制動-轉速下降-KV1復位KM2失電-KM4失電-M1停車結束。

3.1.3 M1正轉高速起動

主軸變速手柄-高速-0005置1。按下1002-使0001接通20000動作（0006、0008置1）定時器TMOO開始計時，1003動作使KM3吸合，利用TMOO常閉觸點使KM4吸合，M1接成△低速運行經5s延時時間到，其常閉觸點開，常開觸點閉合，1004斷電，1005吸合，M1接成YY高速運行-轉速上升-KV1動作為反接制動作準備。

3.1.4 正轉高速停車

同正轉低速停車類似，采用的是低速反接制動。

3.2 M1的反轉控制類似正轉

3.3 M1點動正反轉控制

合上Q，按下0003使其置1，1001動作使1001吸合，1004動作使1004吸合，1001和1004的主觸點閉合，M1接成△并串電阻R低速點動。松開1004，0003斷開，M1停轉，實現正向調整鏜床位置，反轉點動0004可以實現。

3.4 主運動的變速控制

主軸變速SQ1：變速完畢，嚙合好受壓-0006置1；SQ2：變速過程中，發生頂齒受壓-0008置1。

主軸變速操作手柄拉出-SQ1復位-0006常開斷開，常閉關閉。若正轉狀態反接制動停車-調變速盤至所需速度-將操作手柄推回原位、若發生頂齒現象，則進行變速沖動：SQ2受壓-0008置1-1001通過KV1（0102）R常閉及SQ1常閉接通電源，同時1004通電使M1串入R接成△低速起動-當轉速n升到KV1動作值時-KV1（0102）常閉斷開，常開關閉-KM1（1001）失電，KM2（1002）KM4（1004）得電吸合-M1反接制動-n下降至100r/min-KV1復位-KM2失電，KM1得電-M1起動n上升-制動n下降-起動-制動……故M1被間歇地起動制動-直到齒輪嚙合好-手柄推上后-壓SQ1，SQ2復位，切斷沖動回路。變速沖動過程結束。

3.5 進給變速

由SQ3、SQ4控制，控制過程同主軸變速。

3.6 鏜頭架工作臺的快移

同由快移操作手柄，通過 SQ7、SQ8控制M2實現。

4 結束語

很高興通過以上操作步驟，當完成用PLC改造T68鏜床主軸電氣控制系統后，輸入程序經調試運行，效果很好。做法中采用OMRON小型PLC價格便宜，多種編程設備進行編程、調試、監控很方便，用它來控制的臥式鏜床，使得電氣系統結構簡單化，自動化程度高，工作穩定可靠，操作系統便于維護，特別是故障診斷與排除困難等缺點得到克服，而理實結合償試能將所學積極應用于舊有設備改造再利用，使之學有所用不只是節約了成本提高效率，同時其工業應用前景廣泛。

最后我在這里要特別感謝周寶龍教授的指導及在論文完成過程中給予我建議、幫助的老師們。

參考文獻：

[1]高勤主編.電器及PLC控制技術[M].北京：高教出版社2002，6（2003重印）.

[2]OMRON歐姆龍CPM1A系列PLC手冊.

[3]T68臥式鏜床說明書.