顏玉玲

（宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 宜賓，644003）

0 引言

目前各職業(yè)院校和技能培訓(xùn)部門在組織相關(guān)PLC控制知識學(xué)習(xí)與技能的培訓(xùn)。但是如果單純的購買機床或是購買PLC控制的自動化生產(chǎn)線，所需的成本是相當(dāng)?shù)拇螅以诓僮鬟^程中如果出現(xiàn)誤操作帶來的維修費用也是相當(dāng)龐大的，怎樣既能熟悉相應(yīng)的機床或PLC的功能和控制原理，又能降低相應(yīng)的成本呢？目前職業(yè)類院校，多采用各種實驗臺來進(jìn)行機床模擬訓(xùn)練、電氣控制線路的分析與設(shè)計和PLC的控制設(shè)計等。本案選用在機床設(shè)備中占有很大比重的X62W萬能銑床作為模擬對象，相信會有很好的前景。

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計

1.1 X62W萬能銑床的電氣部分改進(jìn)

為了手動控制和自動控制系統(tǒng)的實現(xiàn)，且做到使用的元器件最少，同時考慮到原有的電氣原理圖存在著某些設(shè)計不是很合理，實際接線時可能會接錯，故將電氣原理圖稍作改進(jìn).主要改正如下：

①控制接觸器的電源的改變。由AC127V改為AC220V，原因在于元器件易于購買，且方便和PLC硬件系統(tǒng)整合，并有利于元器件的選擇和購買。

②三臺電動機功率的改變。由于原本的功率是將拖動負(fù)載考慮在內(nèi)，在實驗臺中都為輕載運行，故將主電動機的功率改為2.2kW，進(jìn)給電動機功率改為0.7kW，冷卻泵電動機功率降為90W。

③熱繼電器位置的改變。熱繼電器在電路中，對主電路進(jìn)行獨立的保護，同時將工作臺進(jìn)給的熱過載保護和冷卻泵的熱過載保護獨立開來。

④接線方式和標(biāo)號的修正與改進(jìn)。因為不同的廠家或人員有不同的標(biāo)號習(xí)慣，改為通用的類型較好。

整體來說硬件部分改動不是很多，原因在于選擇銑床的型號時，已考慮了電氣原理圖的改進(jìn)。

1.2 X62W萬能銑床的故障設(shè)置

本設(shè)計中根據(jù)以上原則設(shè)置了26個典型故障點，備用4個故障點即27-30。

故障分析應(yīng)根據(jù)機床故障現(xiàn)象，結(jié)合電路的功能進(jìn)行分析，若電路較復(fù)雜可將電路分解成環(huán)節(jié)電路再進(jìn)行故障的檢測。在實際操作中，同一故障現(xiàn)象可能由多種原因引起，所以在分析故障時應(yīng)全面考慮，將有可能的原因都列舉出來，并通過分析對比，按出現(xiàn)的幾率進(jìn)行排序，逐一排查。

1.3 控制系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)本設(shè)計的總體要求，采取西門子S7-200PLC。S7-200PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。

PLC輸入信號是可采用直流輸入接口電路和交流輸入接口。實驗室一般采用的是380V或220V的交流電源，選用直流輸入，可采用一個直流穩(wěn)壓電源。

（1）控制原理流程

如圖1所示，主要是對X62萬能銑床的具體的動作進(jìn)行分析說明。

（2）PLC外部接線圖

本設(shè)計中設(shè)計到了4個轉(zhuǎn)換開關(guān)，其中SA4控制電路中的照明燈，需要電壓為36V，為了不浪費PLC的輸入點，不占用PLC輸入口，直接控制使用。同樣的SA5為控制主軸電動機的正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，主軸電動機在主電路時還有一個反接制動的線路需串電阻，若將SA5用PLC控制是可能會出現(xiàn)接觸器的接線錯誤，為了防止短路也不采用PLC輸入。其余兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1和SA3分別是兩位旋鈕開關(guān)和四位旋鈕開關(guān)，SA1只需啟動位，啟動后不動SA1就保持在原位置，要斷開只需將開關(guān)轉(zhuǎn)到停止位即可。故只用一個輸入口就行。SA3轉(zhuǎn)換路需串電阻，若將SA5用PLC控制是可能會出現(xiàn)接觸器的接線錯誤，為了防止短路也不采用PLC輸入。其余兩個轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1和SA3分別是兩位旋鈕開關(guān)和四位旋鈕開關(guān)，SA1只需啟動位，啟動后不動SA1就保持在原位置，要斷開只需將開關(guān)轉(zhuǎn)到停止位即可。故只用

圖1 X62W萬能銑床的工作流程圖

一個輸入口就行。SA3轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)有四位，其SA1-1、SA1-3為非圓臺工作位，只要動下對應(yīng)的手柄，兩者同時接通，且保持，要恢復(fù)必須使其回到停止位，為了和硬件配合，占用兩個輸入點。SA1-3為非圓臺工作位，不會與SA1-1和SA1-3同時接通，故也單獨用一個輸入點，要恢復(fù)為斷開時，仍是是SA1的手柄恢復(fù)到停止位。為了有利于順序功能圖的編制，增加了SA1、SQ1-SQ4的中位輸入接口。

開關(guān)應(yīng)有四位，其SA1-1、SA1-3為非圓臺工作位，只要動下對應(yīng)的手柄，兩者同時接通，且保持，要恢復(fù)必須使其回到停止位，為了和硬件配合，占用兩個輸入點。SA1-3為非圓臺工作位，不會與SA1-1和SA1-3同時接通，故也單獨用一個輸入點，要恢復(fù)為斷開時，仍是是SA1的手柄恢復(fù)到停止位。為了真實與更準(zhǔn)確的與硬件效果一致，且有利于順序功能圖的編制，增加了SA1、SQ1-SQ4的中位輸入接口。

(3)實驗臺的元件布置圖

在布置方面，考慮到布置原則和方便操作、觀察及進(jìn)行功能擴展，將整體分為兩個部分，即繼電器控制部分安裝布置圖和PLC即轉(zhuǎn)換部分安裝控制圖。

2 結(jié)論

該設(shè)計在具體的安裝過程中有一定的改動，通過實驗和檢測證明，該實驗臺的常規(guī)功能完善，在不帶動負(fù)載只進(jìn)行觀察和常規(guī)接線情況下能安全進(jìn)行。

[1]王琳,冷令.PLC在X6132型銑床電氣控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用[J].工業(yè)控制計算機.2010,(10):111-112

[2]夏球.X62萬能銑床控制電路PLC控制方法的研究[J].機電技術(shù) .2010,33（3）：56-59

[3]崔琪,李小波.基于PLC的銑床控制系統(tǒng)改造設(shè)計[J].電氣技術(shù)與自動化.2010,40（3）：167-168

[4]Daoshan Du,Xiaodong Xu,Kazuo Yamazaki.A study on the generation of silicon-based hardware PLC by means of the direct conversion of the ladder diagram to circuit design language[J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology.2010,(5):615-626

[5]Michael F.Zaeh,Clemens Poernbacher.Modeldriven development of PLC software for machine tools[J].Production Engineering.2009,(1):2392-2397