蔡黎黎，趙志強(qiáng)

（1.中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司 研發(fā)中心，黑龍江 哈爾濱 150036；2.中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司 航空航天軸承分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

M7475立軸平面磨床，主要用于軸承平面工序的磨削加工，是一種廣泛應(yīng)用的磨削加工設(shè)備。目前，仍有部分M7475立軸平面磨床使用早期的繼電器控制系統(tǒng)─接觸器控制和由二極管組成的矩陣順序控制線路，使系統(tǒng)復(fù)雜、動(dòng)作元件多且運(yùn)行可靠性差，在生產(chǎn)過程中發(fā)生了很多故障和事故。為解決以上問題，設(shè)計(jì)了采用松下FP0系列PLC作為核心控制器的自動(dòng)化系統(tǒng)。

在M7475磨床控制系統(tǒng)中使用PLC代替繼電器控制系統(tǒng)中的邏輯線路部分。用PLC的輸入接口代替原軸承磨床的電氣系統(tǒng)的輸入接點(diǎn)，所有行程開關(guān)的開關(guān)量接入PLC的輸入點(diǎn)，使用SQ符號(hào)表示。選擇開關(guān)用SA表示,儀表觸點(diǎn)用KA表示,控制按鈕用SB表示系統(tǒng)的輸入信號(hào)也分別接入PLC的開關(guān)量輸入接口。電磁閥線圈、指示燈、充磁信號(hào)等系統(tǒng)的輸出信號(hào)分別接到PLC的輸出量接口上。為了減少輸出點(diǎn)數(shù)，各電磁閥的狀態(tài)指示燈并聯(lián)在其線圈兩端；系統(tǒng)的調(diào)整操作采用由PLC的Y1和Y2輸出調(diào)整信號(hào)在外部經(jīng)相應(yīng)開關(guān)控制。同時(shí)為了保護(hù)輸出繼電器，在電磁閥兩端各并聯(lián)一只續(xù)流二極管。

2 程序結(jié)構(gòu)

原M 7475機(jī)床包括自動(dòng)、半自動(dòng)、調(diào)整和長期修整4種工作方式，由萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇。用PLC改造后,此部分的接線要重新安排，可選用轉(zhuǎn)換開關(guān)的兩組觸點(diǎn)SA3－1和SA3－2(對(duì)應(yīng)PLC輸入端子X20和X21)，使其分別在4種工作情況下，滿足表1 所示的通斷狀態(tài)。

表1 開關(guān)方式狀態(tài)

表1 中“0”表示斷開，“1”表示接通。如用二進(jìn)制表示X20 和X21 的狀態(tài)，即為00，01，10和11四種。如圖1 示，自動(dòng)方式時(shí)驅(qū)動(dòng)M10，半自動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)M11，調(diào)整時(shí)驅(qū)動(dòng)M12，長修時(shí)驅(qū)動(dòng)M13。這樣可安排出圖2 的程序結(jié)構(gòu)圖。

圖1 工作方式梯形圖

圖2 程序結(jié)構(gòu)圖

3 矩陣電路的編程處理

矩陣二極管順序控制電路是原機(jī)床電氣系統(tǒng)中的重要組成部分。

（1）SA1合上，SA2打開，KA5線圈通電吸合并自鎖，此時(shí)KA5線圈及R上的電壓基本相等，約為12V，KA6線圈被短路脫吸。

（2）SA1打開，SA2合上，KA5線圈被短路，KA5脫吸，KA6線圈通電吸上并自鎖。

（3）SA1、SA2同時(shí)合上，由于KA5、KA6線圈同時(shí)被短路，所以V1也處于上述導(dǎo)通狀態(tài)，但KA5、KA6總是處于脫吸狀態(tài)。

圖3 二極管順序控制原理示意圖

根據(jù)上述要求可得出SA1、SA2與KA5、KA6的邏輯關(guān)系,如表2 所示。從表2 可看出，SA1是KA5的置位端，KA6的復(fù)位端；SA2是KA6的置位端，KA5的復(fù)位端。SA1和SA2分別用PLC的輸入點(diǎn)X0、X1代替，這種狀態(tài)可由PLC內(nèi)部的置位、復(fù)位指令來實(shí)現(xiàn)，其梯形圖如圖4 示，圖中M21相當(dāng)于KA5，M22相當(dāng)于KA6。

表2 順序控制邏輯

圖4 PLC梯形圖

3.1 編程調(diào)試

由于用PLC改造原M7475磨床電氣系統(tǒng)是以不改變?cè)刂凭€路為前提，此時(shí)可對(duì)原線路進(jìn)行分塊處理，可節(jié)省改造成本及時(shí)間。根據(jù)手動(dòng)、長修、 自動(dòng)和半自動(dòng)四種工作方式分別進(jìn)行模擬運(yùn)行。用開關(guān)模擬輸入信號(hào)，開關(guān)的一端接入相對(duì)應(yīng)的輸入端點(diǎn)，另一端作為公共端接在PLC輸入信號(hào)電源的負(fù)端。輸入程序后，對(duì)照輸入信號(hào)狀態(tài)表，設(shè)置好原始狀態(tài)情況下所有輸入信號(hào)的狀態(tài)，再按工步狀態(tài)，扳動(dòng)開關(guān)，觀察輸出端點(diǎn)指示燈在一個(gè)工作循環(huán)里的狀態(tài)變化，并與工藝過程對(duì)照。

4 結(jié)束語

基于PLC的M7475磨床電氣控制系統(tǒng)改造，在企業(yè)現(xiàn)有狀況下是非?，F(xiàn)實(shí)的技術(shù)改造方案，具有投資省、見效快的特點(diǎn)。通過使用PLC改造該磨機(jī)床電氣系統(tǒng)后，使整個(gè)系統(tǒng)得到了很大的簡化,去掉了原機(jī)床中多余的中間繼電器、時(shí)間繼電器、順序控制二極管及電阻等繁瑣的電氣控制器件，同時(shí)也減少了控制系統(tǒng)的外形體積。由于PLC的高可靠性，輸入輸出部分還有信號(hào)指示，使電氣故障次數(shù)大大減少，并為準(zhǔn)確判斷電器故障的發(fā)生部位提供了很大的方便。