摘　要：針對T6216 鏜床原先采用的繼電器—接觸器（qì）控製係統電氣元件較（jiào）多、電路複雜、可靠性差、電氣（qì）故障頻繁等缺（quē）點，提（tí）出了采用可（kě）編程控製器（ＰＬＣ）對鏜床電氣控製（zhì）係統進行改造（zào），給出了改（gǎi）造後控（kòng）製（zhì）係統的硬件組成和軟件設計（jì）。說明了用（yòng）ＰＬＣ控製取代繼電器—接觸器控製，能根據ＰＬＣ運行狀態指示燈及時發現故障點，快速排除故障（zhàng），使操作維護方便，從而降低設備（bèi）故障率，提高（gāo）設備（bèi）利（lì）用率。
  
  

      0 引言

      鏜床是冷加工中使用比（bǐ）較普遍的（de）設備，主要用於加工精度、光潔度要（yào）求較（jiào）高的孔及各孔間的距離要求較為精確（què）的零件，如一（yī）些箱體零件，屬於精密機床。該鏜床原控製電路為繼電器控製，觸點多、線路複雜（zá）、故障多，操作人員維修任務較大。在工業控製領域，繼電器係統曾被廣泛使用並占主導地位，具有（yǒu）結構簡單、易學易懂（dǒng）、價（jià）格便宜的（de）優點，但其控（kòng）製過程是由硬件接線方式實現的，如果某一個繼電器損壞，甚至僅僅是一對觸點接觸不良，就可能造成（chéng）係統癱（tān）瘓（huàn），而往（wǎng）往故（gù）障排查（chá）難度又較大，需（xū）要花（huā）費很長時間。如果產品更新（xīn）換代，則需要改變整個（gè）控製係統，並且（qiě）設計施工（gōng）周期長。可見，繼電器（qì）控製係統存在著可（kě）靠性低、適應性差的缺點。而對鏜床（chuáng）的控製，要求電氣控製（zhì）抗幹擾能力強，運行可靠，且控製方式簡化，以提高機床（chuáng）的電氣使用壽命。針對這種情況，我們用ＰＬＣ改造鏜床繼電器（qì）控製電路，克服了以上缺點，降低了設備故障率，提高了設備使用效率，運行效果非常好。

      1、改造方案的確定

      （1）原鏜床的工藝加（jiā）工方法不變。
      （2）在保留主電路原有元件的基（jī）礎上，不改變原控製係統電氣操作方法。
      （3）電氣控（kòng）製係統控製元件（包括按鈕（niǔ）、行程開關、熱繼電器、接觸器）作用（yòng）與原電氣線路相同。
      （4）主軸和進給（gěi）仍采用直流調速（sù）不變。
      （5）將原繼電（diàn）器控（kòng）製中的硬件接線改為PLC編程實現。

      PLC以其可（kě）靠性高、邏輯控製功（gōng）能強、體積小、適應性強等（děng）優勢在工業測控領域廣泛運用，已大量替代由中間繼電器和時間繼電器等組成的傳統（tǒng）繼電器—接觸器控製係統。為此，決定采用PLC控製的形式對原控（kòng）製係統（tǒng）進行改造 。

      2、PLC控製電路設計

      2.1　PLC機型選擇（zé）及硬件電路設（shè）計

      目（mù）前，世界（jiè）上有上百個廠家生（shēng）產可編程控製器（qì）產品，比較著名的PLC生（shēng）產廠家主要有美國的AB、通用（CE），日本的三菱（líng）（MITSUBISHI）、歐姆龍（OMRON），德國的西門子
（SIMENS），法國的TE，韓國的三星（SUＭSUNG）、LS等。本（běn）設計選擇的是日本歐姆龍公司產品。歐姆龍係列PLC是一種（zhǒng）小型PLC，其許多功能（néng）達到了大、中（zhōng）型PLC的水平，而價格卻和小型PLC一樣，因此它一經推出（chū），即受到了廣泛關注。同時，該公司有多台歐姆龍係列PLC產品在使用，為本設計（jì）提供了很好的參考，也（yě）為（wéi）日後的維修維護和備品備件提供了方便。

   
      (1)本控製係統有27個（gè）輸入開關量，分別為：主軸機械變速１ＺＫ，占用４點（diǎn）；主軸變速良（liáng）好時壓合１ＸＫ、２ＸＫ、３ＸＫ、４ＸＫ，占用４點；進給方向（主軸、徑向刀架、滑座、自動斷開）選擇２ＺＫ，占用４點；手動、自動選擇３ＺＫ，占用１點；限位開關，正向（xiàng）９ＸＫ、反向１０ＸＫ，占用２點；主軸（zhóu）控（kòng）製，正（zhèng）向點動３ＡＮ、反向點動４ＡＮ、正轉５ＡＮ、反轉６ＡＮ、停止７ＡＮ，占（zhàn）用５點；進給控製（zhì），正向點動８ＡＮ、反（fǎn）向點動９ＡＮ、正轉１０ＡＮ、反（fǎn）轉１１ＡＮ、停止１２ＡＮ，占用５點；油泵１ＡＮ、風機２ＡＮ，占用2點。

  
     (2)本控製係統有23個輸出開關量，分別（bié）為：主軸和進給運（yùn）行控製，占用１點；主軸（zhóu）變速（sù）良好，占用１點；正反向給定控製，占用（yòng）１點；主軸製動電磁離（lí）合器９ＤＬ，占用１點；油泵接（jiē）觸器ＣＪ１，占（zhàn）用１點；主軸速（sù）度給定、點動控製Ｗ１、Ｗ２、Ｗ５、Ｗ６，占用４點；進給速度給定、點動控製Ｗ３、Ｗ４、Ｗ７、Ｗ８，占用４點；滑座、主軸箱、徑向刀架、主軸移動（dòng）進給工作方向選擇電磁閥３ＤＬ～８ＤＬ，占用６點；徑向刀（dāo）架、滑座換檔變速電（diàn）磁閥１ＤＦ～４ＤＦ，占用４點。

     (3)確定Ｉ／Ｏ點數是設計整個ＰＬＣ控製係統首先需要解決的問題，決定著PLC機型的選擇，係統硬件部分的設計，也是（shì）係統軟件編寫的前提。分析Ｔ６２１６鏜床電氣控製要求可知，該係統共有２７個輸入點、２３個輸出點，因此，確定選用歐姆龍Ｃ６０Ｐ－ＣＤＲ－Ａ　PLC，該（gāi）型號PLC共有３２個輸入點、２８個輸出點，輸出類型為繼電器輸出 ，既能滿足控製要（yào）求，又能留有一定的餘量。PLC外部（bù）接線（xiàn）及輸入、輸出分（fèn）配如圖１所示。

                                            圖１　PLC外部（bù）接線圖（tú）

      2.2　PLCＣ控製程序（xù）設計

      2.2.1主軸機械變速（sù）控製PLC程序設計（jì）

            圖２　主軸機械變速控（kòng）製梯形圖
 

                             表１　主軸機械變速表

     2.2.2主軸控製ＰＬＣ程序設計

                     圖３　主軸控製梯形圖 

      2.2.3 進給方向選擇控製ＰＬＣ程序設計

           圖４　進給方向選擇控製梯形圖

                                 表２　進給工作方向（xiàng）選擇（zé）表（biǎo）

      2.2.4 進給運動控製ＰＬＣ程序設（shè）計

      T6216鏜床進給運動控製可以實現進給電機的正（zhèng）轉、反（fǎn）轉、停（tíng）止、正（zhèng）向點動和反向點動等動作 。當按下正轉按鈕１０ＡＮ時（shí），輸入繼電器０１１１得電，通過輔助繼電器１２００接通輸出繼電器０５０８，接通＋１５Ｖ 電源，接通輸出繼電（diàn）器０５１０，接通進給（gěi）直流電機（jī）速度給定，進（jìn）給按正向給（gěi）定（dìng）速度運行。當按下（xià）反轉按鈕１１ＡＮ時（shí），輸入繼電器０１１２得（dé）電，通過輔（fǔ）助繼電器１２０１接通輸出繼電器０５０９，接通－１５Ｖ電源，接通輸出繼（jì）電器（qì）０５１０，接通進給直流電（diàn）機速度給定，進給按反向給定速度運行。按下停止按鈕１２ＡＮ，輸入繼電器０１１０接（jiē）通，通過（guò）輔助繼電器１１１５斷開輸出（chū）繼電器０５０８或０５０９及０５１０，斷開進給（gěi）直流（liú）電機給定（dìng），停止進給。當按下正向點動按鈕８ＡＮ 時，輸入繼電器０１０８得電，通（tōng）過輔助繼電器１１１３接通輸出繼電器０５０８，接通＋１５Ｖ 電源，接通輸出繼（jì）電器０５１０，接通進給（gěi）直流（liú）電機速度點動給定，進（jìn）給按正向點定速度運行。當按下反向點動按鈕９ＡＮ時，輸入繼電器０１０９得電，通過輔助繼電（diàn）器１１１４接（jiē）通輸（shū）出（chū）繼電器０５０９，接通－１５Ｖ電源，接通輸出繼電器０５１０，接通進給直流電機速度點動（dòng）給（gěi）定，進給按反向點定速度運行。ＰＬＣ共計需輸（shū）入５點、輸出５點，控製梯形圖如圖５所示。

               圖５　進給運動控製梯形圖

     3 、結語
 

     雖然PLC 一（yī）次性投資相對（duì）較（jiào）大，但 T6216鏜床原繼電器—接觸器控製係統經PLC改造後，無論在設備（bèi）安全性還是可靠性方麵和原有控製係統相比都有了顯著的（de）提高，大大降低了運行（háng）故障率，提高了設備運行的穩定性和（hé）效率，減（jiǎn）輕了（le）工（gōng）人的勞動強度，降低了日常維護成本（běn），並可避免因誤操（cāo）作而引起的事故出現。改造（zào）後設備經使用運行，結果表明效果非（fēi）常好，極大地提高（gāo）了（le）生產效（xiào）率。