LOGO!對CW6163B型車床的數控化改造（zào）
2019-11-22 來源：廣州市工貿技師學院 作者：鍾（zhōng）文偉
廣州市某機械設備加工廠內有一台老式（shì）車床，它使用年限長達30年，控（kòng）製線路早已有多（duō）處破損，時有故障產生，已經嚴重影（yǐng）響了生產，但這（zhè）台機床的本體尚是完好，購買一台全新的設備（bèi）取代它大約要十幾萬。鑒於以（yǐ）上廠家領導找到我，希望（wàng）我能對（duì）這台老式（shì）設備進（jìn）行數控化改造（zào），以最小經濟代價讓這台設備煥（huàn）發新春。
接到（dào）任務後，來到廠家和他們技術人（rén）員進行對接，谘詢一些有關該車床一些基本情況，想問對於這台設備他們想改造到什麽程度，隻是單純完成原來（lái）的（de）控製功能還是另外增（zēng）加一些功能。由於曆史久遠，廠家技術人員（yuán）無法提供相應的技術資料，原有的圖紙早已丟失。對於這台設備他們有以（yǐ）下想法（fǎ）：
1.設備原有功能全（quán）部都要有，原（yuán）有保護也都要有。
2.對設備控製箱改動最（zuì）小，增加電動（dòng）機的工作指示和故障指示。
3.要充分利用原有型（xíng）號電氣元件。
了解了他們想法，我確定了我的工作思路，首先我要對車床的動作流（liú）程要清楚，恢複車床的（de）原電（diàn）氣原理圖，然後分析它的工作原理，據此確定用什麽PLC對其改造，再畫出改造後的（de）電氣原理圖，然後廠家（jiā）技術人（rén）員一起確定該電氣原理圖（tú）的是否符合他們要求，最後按（àn）圖接線完成改造任務。
一、恢複（fù）原有電氣原理（lǐ）圖
到了現場後，通過試車和跟線，最終（zhōng）確定原來的電（diàn）氣原理圖（tú）如圖1所示：
圖1 原有（yǒu）的電氣原理圖
二、圖1電氣原理圖原理（lǐ）分析
這台車床共控製三台電機，1M主（zhǔ）軸電動機是單向長時間運行，2M冷卻泵電動機也是單向長時間運（yùn）行，而3M快速進給電動機是（shì）點動運行方式。
合上電源開關QF，為主電路和控製線路提供（gòng）電源。控製線路分成三個工作電壓，一個是接觸器（qì）線圈的控製電壓110V;一個（gè）是指示燈工作電壓6V;最後一個是照明（míng）工作電壓24V。
按下SA1，則（zé）照明（míng）指示燈EL1開（kāi）始工作輔助照（zhào）明（míng）；按下SB7，3M快速（sù）進給電動機開始點動運行；而（ér）1M主軸電動機和2M冷卻泵電動機存在著一個順序控製關係，冷卻泵電動機一定要後啟動，而主軸電動機還要二地控製。按下（xià）SB3或SB4，主軸電動機啟動，然後按下SB6啟動冷卻（què）泵電動機（jī），按下SB5停止冷卻泵電動機；按下SB1或SB2所有（yǒu）電動機均停止（zhǐ）。
三、確（què）定改造方案
根（gēn）據上麵簡述的工作原理，以（yǐ）及廠家技術人員所提出技（jì）術要（yào）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（mén）子LOGO!為小型PLC，基本不上占用空（kōng）間（jiān），直接占用原變壓器的位置。
2.西門子LOGO!可以直接帶負載，它每個輸出點可以帶的電流為10A。
3.西門子（zǐ）LOGO!便宜，通過對原理分析（xī）想完（wán）成改（gǎi）造，要用8個輸入點，4個輸出點，隻要一個西門（mén）子LOGO!基本模塊就可以，而一個西門子LOGO!基本模塊市場價500塊就可以了（le）。
4.LOGO!模塊采用的220V供電，原來控製箱內有（yǒu）一根零線，不要另外（wài）改線。
圖2 完成改造電氣原理圖
1.西門子LOGO!現場元件信號對照（zhào）表如（rú）表1所示。
2.完成（chéng）改造後電氣原（yuán）理圖（tú）。
原來電氣原理圖的主電（diàn）路保護原樣，隻要把控製線路（lù）稍做修改。為了（le）減少PLC輸入點，我把二地啟動和二地停止各隻占用一個輸入點，電動機的工作指令和故障指令，都是在外（wài）圍線路，也不占用輸入（rù）
點。通過（guò）這些處理方法，隻要一個西門子LOGO!230RC基本（běn）模塊就可以了，費用也減少了。完成（chéng）改造的電氣（qì）原理圖如圖2所示。
3.與圖2所配套的程序（xù）圖如圖3所示。
表1 PLC的I/O現場元件信號（hào）對照表
圖（tú）3
四、與廠家技術（shù）人員確定方案
改造方（fāng）案我（wǒ）確定以後，找來廠家（jiā）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。由於這個改造方案隻是用PLC替換（huàn）了（le）原來控製線路，控製各個電動機動作的接觸器仍然是（shì）原來的，隻是控製線圈的電壓由原來110V變成了220V。在控製冷（lěng）卻泵的接觸器（qì）KM2控製程序支路當中串（chuàn）入控製主軸接觸器KM1常開觸點，以（yǐ）形成順序控製；過載保護KH1和KH2占用了二個輸入（rù）點，在程序當中控製接（jiē）觸（chù）器KM1和KM2的斷開，KH1斷開主軸電動機和冷卻泵（bèng）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（gōng）能和保護全部都有。
這個改造方案中西門（mén）子LOGO!230RC占用原來變壓器的位置，另（lìng）外在控製箱的（de）外殼增加了一個工作（zuò）指示燈和（hé）二個故障指（zhǐ）示燈，其餘均為原來型號的元器件，用PLC取代原來的控（kòng）製線路。在PLC外圍利用三個接觸器常開輔助觸點接通三個工作指示（shì）燈（dēng），KM1吸合，則EL1工作指示燈亮；KM2吸合，則EL2工作（zuò）指示燈亮；KM3吸合，則（zé）EL3工作（zuò）指示燈（dēng）亮；KH1動作，主軸電動機和冷卻泵電動機均停止，EL4工作（zuò）指示燈（dēng）亮；KH2動作，冷卻泵電動（dòng）機停止，EL5工2作指示燈亮.對原來控製箱基本上沒有（yǒu）什麽改變，也增加電動機工作指示燈和（hé）故障指令燈，符合廠家的設計（jì）要求。
改造過程全部利用原來型號的元器件，對接觸器線圈（quān）的工作電壓由原來的110V，變成220V，照明指示燈的工作電壓由原來的24V變（biàn）成220V，工作狀（zhuàng）態指示燈的工作電壓由6V變成220V，這樣做的目的省（shěng）去一個機床控製變壓器（qì），也便於統一管理後備元件。
五（wǔ）、完（wán）成（chéng）接線，上電試機
與（yǔ）廠家的技術人員確認，按改造後電氣原理圖接好線，然後進行試機，符合廠家設計要求。本（běn）改（gǎi）造方案也比（bǐ）較經濟，改造過程使（shǐ）用一（yī）個西（xī）門子（zǐ）LOGO！價值500，三個接觸器價值100，六個指示燈（dēng）價值20，再加上導線若幹，價（jià）值100，總的（de）成本在1000以下。經過一個時間運（yùn）行，車床動作穩定，故障基本（běn）上也沒有了，達到了設計（jì）要求。
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