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基於（yú） FX2NPLC 的 T6112 鏜床電氣控製係統智（zhì）能改造

2019-8-21 來源：平頂山學院（yuàn）電氣與（yǔ）機械工程學院作者：卞和營，杜豪傑

摘要: 針對 T6112 鏜床因為多年（nián）使用，導致電氣控（kòng）製係（xì）統線路及電（diàn）器（qì）元件老化、故（gù）障頻發（fā）、能耗大和加工效率低等現象，選用 FX2NPLC 對 T6112 鏜床的電（diàn）氣控製係統進行改造（zào），詳細闡述了（le）具體的改造方案．實踐證明（míng）改造後的 PLC 控製係統加工效率比原來提高了 3 倍（bèi）左右，且性能穩定可靠。

關鍵詞: FX2NPLC; T6112 鏜床; 電氣控製係統; 智能改造

0 引言

T6112 臥式鏜床（chuáng）主要（yào）用於加工孔、加工端麵、銑削平麵、鑽削及加工螺紋等，是（shì）鏜床中應用最廣泛的一種．筆者（zhě）針對某機（jī）械廠（chǎng）的（de） 5 台 T6112 型臥式鏜床因為多年使用導致電氣控製係統元件與線路老化，以及加工產品質量（liàng）差、效（xiào）率低（dī）、成本高等突出問題，提出了基於 FX2NPLC 的智能改造方案．

1 、T6112 臥式鏜床電氣控製線路分析

T6112 臥式（shì）鏜床電氣控製線路主要由主電路、控製電路和（hé）照明電路 3 部分組成（chéng）．主軸電機（jī） M1 與進（jìn）給電機（jī） M2 構成主電路（lù）; 照明電路 12 V 電源由變壓器 TC 提供並由開關 Q1 控（kòng）製; 電氣控（kòng）製電路供電電壓為 220 V，電氣控製電路（lù）原理圖如圖 1 所示。

圖 1 T6112 臥（wò）式鏜床電氣控製電路原理（lǐ）圖（tú）

由圖 1 可知，主軸電機 M1 的控製主要包括正轉低速、正轉高速、反轉低速、反轉高速、正轉（zhuǎn）點動、反轉點（diǎn）動、製動和變（biàn）速衝動; 進給電機 M2 的控製主要為正反轉控製．主軸電機 M1 的具體控製（zhì）過程分析如下:

1) 正轉低速控製，按下啟動按鈕SB2→KA1 線圈通電並自鎖（suǒ） → KM3 線圈通電 →KM1 線圈通電→KM4 線圈通電→電機 M1 正轉低速（sù）運行;

2) 正轉高速控製，按下啟（qǐ）動按鈕 SB2 →KA1 線圈通電並自鎖→KM3 線圈通電→KM1 線圈通電→SQ7 動作→時間繼電器 KT 開（kāi）始計時→KT計時時間（jiān）到→KM4 線圈斷電，KM5

線（xiàn）圈（quān）通電→電機 M1 正轉高速運行;

3) 反轉低速控製，按（àn）下（xià）啟（qǐ）動（dòng）按鈕 SB3 →KA2 線圈通電並自鎖（suǒ）→KM3 線圈通電→KM2 線圈通電→KM4 線圈（quān）通電→電機 M1 反轉低速運行;

4) 反轉高（gāo）速控製（zhì），按（àn）下啟動按鈕SB3→KA2 線圈通電並自（zì）鎖 → KM3 線圈通電 →KM2 線圈通（tōng）電→SQ7 動作→ 時（shí）間繼電器 KT 開始計時→KT 計時時間到→KM4

線圈（quān）斷電而 KM5 線圈（quān）通電→電機 M1 反（fǎn）轉高速運行;

5) 正轉點動，按下啟動按鈕 SB4 →KM1 線圈通電→KM4 線圈通電→電機 M1 正轉，鬆開啟動（dòng）按鈕 SB4→KM1 線圈斷電→KM4 線圈斷電→電機 M1 停止;

6) 反轉點動，按下啟動按鈕 SB5→KM2 線圈（quān）通電→KM4 線圈通電→電機 M1 反轉（zhuǎn），鬆開啟動按鈕 SB5→KM2線（xiàn）圈斷電→KM4 線圈斷電→電機 M1 停止;

7) 製動，假設（shè） M1 正在正轉（zhuǎn），當按下停止按鈕 SB1 後鬆開時，KM1、KM3 均斷電，而由於 M1 運（yùn）轉的慣性有一定（dìng）的速度，13 － 18 之間的速度繼電器的 KS 觸點是閉合的，且 18 － 19 之間（jiān）的 KM1 常閉觸點也是閉合（hé）的，導致 KM2 線圈通電，電機（jī） M1 通上反向電源，從而使電機 M1 快速停下;

8) 衝動，a．正常運行（háng）時的變速衝動，控製電路中 SQ3 與 SQ4 分別為主軸變速手柄與（yǔ）進給變速手柄，變速時 SQ3 或 SQ4複位，KM3 與 KT 線（xiàn）圈斷電，KM1 與 KM2 線圈（quān）通電狀態（tài）切換，而 KA1 與 KA2 由於自鎖仍（réng）保持原狀態，當手柄推回原位時完（wán）成變速，b．變速時齒輪齧合不良的衝動控製，主要由 SQ5 或 SQ6 控製，當齒輪齧合不良時，SQ3 與 SQ4 的常開觸點不能閉（bì）合，SQ5 或 SQ6 與 13 － 18 之間的常開觸點 KS 及 13 －15 之間的常閉觸（chù）點 KS 使 KM1 與 KM2 的線（xiàn）圈交替接通與（yǔ）斷開，產（chǎn）生衝（chōng）動直到齒輪齧合良好使 SQ3與 SQ4 的常開觸點閉合完（wán）成衝動．

進給電機 M2 的正反轉控製主要通過 SQ8 與 SQ9 手柄控製．

2、 T6112 臥式鏜床電氣控製線路的 PLC 智能改造

2． 1 PLC 機（jī）型（xíng）選擇與（yǔ）輸入（rù）輸出地址分配（pèi）

通過對 T6112 臥式鏜床的電氣控製線路的分析，可知輸入信號有 15 個，輸出信號有 7 個，在遵（zūn）循保證（zhèng）係統性能可靠、結構簡單、價格低以及係統功能可再擴展原則的基礎上設計了 PLC 智能改造方案，本智能改造方案采（cǎi）用三（sān）菱公司的 FX2N －48MＲ繼電器輸出型（xíng） PLC．

該智（zhì）能係（xì）統相應（yīng）的輸入及輸出地址分配見表 1 和表 2．

表 1 PLC 輸入地址分配表

表 2 PLC 輸出地址分配表

2． 2 PLC 外部硬件電路接線圖

根（gēn）據 T6112 臥式鏜床（chuáng）的控製要求以及 PLC 的輸入輸出地址分配，T6112 鏜（táng）床（chuáng）的 PLC 外部硬件電路接線如圖 2 所示（shì）．在圖 2 中接觸器（qì） KM1 和 KM2、KM6 和 KM7 分別進行了聯鎖保護，提高（gāo）了控製係（xì）統的可靠性（xìng）．

圖 2 PLC 外部硬（yìng）件電路

2． 3 T6112 鏜床 PLC 控製程序（xù）設計

根據 T6112 臥式鏜床的控製要求，結合 PLC的輸入輸（shū）出地址分配及外部硬件（jiàn）電路的設計，控製梯形圖程序（xù）如圖 3 所示。

2． 4 調（diào）試及改造（zào）

首先進行（háng）模擬調試，將各輸入（rù）主令設備按圖 2接到 PLC 的輸入端，用 7個 LED 燈代替 KM1 －KM7 接到（dào） PLC 的輸出（chū）端，把如圖 3 所示的 PLC 控製梯形（xíng）圖（tú）程（chéng）序下載（zǎi）到 FX2N 的 CPU，按 T6112 鏜床的控製要（yào）求順序操作接在 PLC 輸入端的（de）指令開關（guān），觀察 LED 燈的狀態( 燈亮相當於接通，燈滅（miè）相當於（yú）斷開) ，調試程序直至完全符合 T6112 鏜床的控製要求; 然後按圖 2 接（jiē）上 KM1 － KM7 線圈但（dàn）不連接電機，運行 PLC 觀察 KM1 － KM7 的動作情況，調試到完全符合要求; 最（zuì）後接通電機進行調試，調試滿足要求後完成改造工作。

圖 3 控製梯形（xíng）圖程序

3 、結論

應用 FX2NPLC 對 T6112 鏜床的電氣（qì）控製係統進行改造，改造後的 5 台 T6112 型臥式鏜床的 PLC控製係統不僅體積變小，故障大大減少，安全（quán）性能和響應速度明顯提高，而且設備的生產效率提高了3 倍左右．

筆者提供（gòng）的應用 FX2NPLC 對 T6112 型臥式鏜床（chuáng）電氣控製係統改造的方案，能夠對相關行業（yè）技術改造提供技術支持，有一定的實際（jì）借鑒意義。

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