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LOGO!對CW6163B型車床的（de）數控化改造

2020-5-13 來源：廣州市工貿技師（shī）學院作者：鍾文偉（wěi）

摘要：本文通（tōng）過改造一個老式車床，來介紹改造項目改造（zào）步驟。要先了解要改造機床的動作（zuò）流程，根據其動作流程確定其改造方案，畫出改造後電氣原理圖（tú），然後與廠家的技術人員一起完善電氣原理圖，最後根據（jù）原理（lǐ）圖（tú）進行接線，完（wán）成設計。

關鍵詞：過（guò）載；短路；PLC；變壓器（qì）；順序控製

廣州（zhōu）市某機械設備加工廠內（nèi）有一（yī）台老式車床，它使用年限長（zhǎng）達30年，控製線路早已有多處破損，時有故障產生，已經嚴重影響了生產，但這（zhè）台機床的本體尚是完好（hǎo），購買一台全新的（de）設備取代它（tā）大約要十幾（jǐ）萬。鑒（jiàn）於以上（shàng）廠家領導找到我，希望我能對這台老式設（shè）備進行數控化改造，以最小（xiǎo）經濟代價讓這台設備煥發（fā）新春。

接到任務（wù）後（hòu），來到廠家和他們技術人員進行對接，谘詢一些有（yǒu）關該車床一些基本情況，想問對於這台（tái）設備他們想改造到（dào）什麽程度，隻是單純完成原來的控製功能（néng）還是（shì）另外增加一些功（gōng）能。由於曆（lì）史久遠，廠家技術人員無法提（tí）供（gòng）相應的技術資料，原有的圖紙早已丟失。對於（yú）這台設備他們（men）有以下（xià）想法（fǎ）：

1.設備原有功能（néng）全部都要有，原有保護也都（dōu）要有。

2.對設備控製（zhì）箱改動最小，增加電動機的工作指示和故障指示。

3.要充分利用原有型號電氣元件。

了解了他們想法，我（wǒ）確定了我的工作思路，首（shǒu）先我（wǒ）要對車床的動作流程要清（qīng）楚，恢複車床的原電氣原理圖，然後（hòu）分析它的工（gōng）作原理，據此確定用什麽（me）PLC對（duì）其改（gǎi）造，再畫出改造（zào）後的（de）電氣原理圖（tú），然後廠家技術人員一起（qǐ）確定該電氣原理圖的（de）是否（fǒu）符（fú）合他們（men）要求（qiú），最後按圖接線完成（chéng）改（gǎi）造任務。

一（yī）、恢複原有電氣原理（lǐ）圖

到了現場後，通過試車和跟線，最終確定原來（lái）的電氣原理圖如圖1所示：

二、圖（tú）1電氣（qì）原理圖原理分析

圖1 原有的電（diàn）氣原理圖

這台車床共控製三台電機（jī），1M主軸電動機是單向長時間運行，2M冷卻泵電動機（jī）也是（shì）單向長時（shí）間（jiān）運（yùn）行，而3M快（kuài）速進給電動機是點（diǎn）動（dòng）運行（háng）方式。

合上電源開關QF，為主電路和控（kòng）製線（xiàn）路提供電（diàn）源。控製線路（lù）分成三個工作電壓，一個是接觸器線圈（quān）的控製電壓110V;一個是指示燈工（gōng）作電壓6V;最後一個是照明工作電壓24V。按下（xià）SA1，則照明指示燈EL1開始工作輔（fǔ）助照明；按下SB7，3M快速進給電（diàn）動機開始點動運行；而1M主軸電動機和2M冷卻泵電動機存在著一個順序控製（zhì）關係，冷卻泵電動機一定要後啟動，而主軸電動機還要二地（dì）控製。按（àn）下SB3或SB4，主軸電動機啟動（dòng），然後（hòu）按下SB6啟動冷卻泵電動機，按下SB5停止冷（lěng）卻泵電動（dòng）機（jī）；按下SB1或SB2所有電動（dòng）機均停止（zhǐ）。

三、確定改造方案

根（gēn）據上麵簡述的工（gōng）作原理，以及廠家技術人員所提出技（jì）術要求，我確定改造方案所用PLC為西門子LOGO!，型號為LOGO!230RC。選擇西門子LOGO!原因如下：1.西門子LOGO!為小型PLC，基本不上占用空間，直接占用原變壓器的位置（zhì）。2.西門子（zǐ）LOGO!可以直接帶負載，它每個輸出（chū）點可以（yǐ）帶的電流為10A。3.西門子LOGO!便宜，通過對原理分析想完成改造，要用8個輸入點，4個輸（shū）出點，隻要一個（gè）西門子LOGO!基本模塊就可以，而（ér）一個西門（mén）子LOGO!基本模塊市場價（jià）500塊就可以了。4.LOGO!模（mó）塊采用的220V供電，原來控製箱內有一根零（líng）線，不要另外改線。

1.西門子LOGO!現場元件信號對（duì）照表如表1所示。

表1 PLC的I/O現場元件信號對照表（biǎo）

2.完成改造後電氣原理圖。

原來電氣原理圖的（de）主（zhǔ）電路保護（hù）原樣，隻要把控製線路稍做修改。

為了減少PLC輸入（rù）點（diǎn），我把（bǎ）二地（dì）啟動和二地停止各隻占用一個輸入點（diǎn），電動機的工作（zuò）指令和故障指令，都是在外（wài）圍線路，也不（bú）占用（yòng）輸入點。通過這些處理方法，隻要一個西門子LOGO!230RC基本模塊（kuài）就可以了，費用也減少了。完（wán）成改造的電氣原理圖如圖2所示。

圖2 完成改造電氣原理圖

3.與圖2所（suǒ）配套的程（chéng）序圖如圖3所（suǒ）示。

圖3

四（sì）、與廠家技術（shù）人員確（què）定方案

改造（zào）方案我確定以後，找來廠家技術人員，將上述圖紙提供給對方，看對方是否有不同建（jiàn）議（yì）。由於這個改造方案隻是用PLC替換了原來控製線路，控製各個電動機動作的接觸（chù）器仍然是原來的，隻是控製線圈的電壓由原來110V變成了220V。在控（kòng）製冷卻泵的接觸（chù）器KM2控製程序支路（lù）當中串入控製主軸接觸器KM1常開觸點，以形成順序控（kòng）製（zhì）；過載保護KH1和KH2占（zhàn）用了二個輸入點，在（zài）程序當中控製接觸器KM1和（hé）KM2的斷開，KH1斷開主軸電動機和冷卻泵電動機均停止，而KH2斷開則隻停止冷卻泵電動機。這就是說，線路原來功能和保護全部都有。

這個改造方案中（zhōng）西門子LOGO!230RC占用原來變壓器的位置，另外在控製箱的（de）外殼增（zēng）加了一個（gè）工作指示燈和二個故障指示燈，其餘均為原來型號的元器件，用PLC取代原（yuán）來的控製線路。在PLC外圍利用三個接觸器常開輔助（zhù）觸點接通三個工作指（zhǐ）示（shì）燈，KM1吸合，則EL1工作指示燈亮；KM2吸合（hé），則EL2工（gōng）作指（zhǐ）示燈亮（liàng）；KM3吸合，則EL3工作指示燈亮；KH1動（dòng）作，主軸電動機和冷卻泵電動機均停止，EL4工作指示燈亮；KH2動作，冷卻泵電動機（jī）停止，EL5工作指示燈亮（liàng）.對原來控製箱基本上沒有什麽改變，也增加（jiā）電動機工（gōng）作指示燈和故（gù）障指令燈，符合廠家的設計要（yào）求。

改造過程全部利用原來型號的元器件，對接觸器線圈的工作（zuò）電壓由原來的110V，變成220V，照明指示燈的工作電壓由原來的24V變成220V，工作狀態指示燈的工作電壓（yā）由6V變成220V，這樣做的目的省去一個機（jī）床控製變壓器，也便於統一管（guǎn）理後備元件。

五、完成接線，上電試機

與廠家的（de）技術人（rén）員確認，按改造後電（diàn）氣原理圖接好線，然後進行試機，符合（hé）廠家設計要求。本改造方案也比較經濟，改造過程使用一個（gè）西門子LOGO！價值500，三個接觸器價值100，六（liù）個（gè）指示燈價值20，再加上導線若幹，價值100，總的成本在1000以下。經過（guò）一個時間運行，車床動作穩定（dìng），故障基本上也沒有了，達到了設計要求。

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