郭延林

【摘 要】在機械加工企業(yè)中，有許多舊式普通機床，為了機床適應(yīng)小批量、多品種、復(fù)雜零件的加工，充分利用普通機床，就需要對普通機床進行機電一體化改造。采用PLC改造的機床電路時，需要注意的問題比較多，應(yīng)特別細致，周到、反復(fù)進行調(diào)試，得到的梯形圖常常需要進一步簡化和優(yōu)化。利用PLC對舊機床進行改造是一種行之有效的手段，不僅利用了原有的設(shè)備，節(jié)約資源，而且還滿足新生產(chǎn)工藝的需求，提高效率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益，因此應(yīng)用越來越廣泛。本文論述了T68鏜床的主電路由PLC取代復(fù)雜的電氣連線控制，設(shè)計出由PLC為鏜床的控制電路的安裝方法。

【關(guān)鍵詞】鏜床；PLC控制；電路改造

1.T68鏜床及PLC改造設(shè)計后好處

T68鏜床的電氣控制是由2臺電動機，主軸電機M1拖動主軸的旋轉(zhuǎn)和工作進給，M2電動機實現(xiàn)工作臺的快移，M1電動機是雙速電動機，低速是△接法，高速是YY接法，主軸旋轉(zhuǎn)和進給都由齒輪變速，停車時采用了反接制動，主軸和進給的齒輪變速采用了斷續(xù)自動低速沖動。

通過PLC改造后，可以延長鏜床的使用壽命，還可以降低機床的故障、更加便于控制、方便維修等各種好處。采用PLC實現(xiàn)T68鏜床電氣控制時，照明、電源指示燈、低壓備用電源插座及控制電源變壓器及相關(guān)電路保持原電路配置連接。繼電一接觸器系統(tǒng)中按鈕、速度繼電器、行程開關(guān)為PLC的輸入設(shè)備，接觸器線圈及指示燈為PLC的輸出設(shè)備。為了節(jié)省PLC的I/O點數(shù)，SQ1、SQ2的常開觸點并聯(lián)，SQ3、SQ4的常開觸點串聯(lián)，SQ3、SQ4的常閉觸點并聯(lián)，SQ5、SQ6的常開觸點并聯(lián)之后接在PLC的輸入端。經(jīng)過這樣處理后，僅需要14個輸入點，7個輸出點，又基于三菱的PLC在市場上被廣泛使用且價格便宜，適用于經(jīng)濟型的改造，因此，我選用三菱型號為FX2N-32MR的PLC。

2.機床面板電氣線路安裝

2.1機床面板對電氣線路的基本要求

（1）必須滿足機床的工作要求。

（2）有保護措施：如短路保護，過載保護，欠壓保護，欠電流保護等。

（3）成本要低所用元氣件要盡量少，容量要選擇適當(dāng)，導(dǎo)線截面積不要過大，布線要經(jīng)濟合理。

（4）便于維修調(diào)試。

2.2機床線路圖的種類

機床電氣線路圖分電氣原理圖和電氣接線圖兩種。必須注意，同一型號的機床，由于生產(chǎn)產(chǎn)家不同，電氣原理圖和電氣接線圖也有差別。

2.3機床電氣線路的安裝步驟

（1）安裝時先檢查電氣設(shè)備和電氣元件是否有短缺，規(guī)格是否符合明細表要求；外觀檢查是否有損傷；檢查所以觸頭是否光滑，接觸面是否良好，操作機構(gòu)和復(fù)位機構(gòu)是否靈活，絕緣電阻是否符合要求等。

（2）機床對電路進行分析。分析方法和步驟。

1）首先從分析原理圖著手，從主電路中找出該機床共有多幾臺電動機和其他設(shè)備，以及他們是受那些接觸器控制的。弄清每臺電動機的起動方法有無反轉(zhuǎn)，調(diào)速，連鎖和制動等。

2）根據(jù)主電路每臺電動機或其他設(shè)備的接觸器主觸頭文字符號，在控制線路中找出相對應(yīng)的線圈。

3）在控制線路中每個接觸器線圈小回路中所串聯(lián)、并聯(lián)的其他元件（如接觸器、繼電器的觸點以及按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)的接線點等）都找出來。分析它們相互間的關(guān)系。弄清那個先動作，那個后動作，在什么情況下動作，在什么情況下不動作。也就是要弄清控制線路中各種電器元件的相互關(guān)系、互相約制的關(guān)系。

3.PLC的安裝

3.1安裝環(huán)境

PLC適用于大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場，但它對使用場合、環(huán)境溫度等還是有一定要求?？刂芇LC的工作環(huán)境可以有效的提高它的工作效率和壽命。在安裝PLC時，要避開下列場所：

（1）環(huán)境溫度超過0℃～50℃的范圍。

（2）相對濕度超過85%或者存在露水凝聚（由溫度突變或其他因素所引起的）。

（3）太陽光直接照射。

（4）有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。

（5）有大量鐵屑及灰塵。

（6）頻繁或連續(xù)的振動，振動頻率為10～55Hz、幅度為0.5mm（峰-峰）。

（7）超過10g（重力加速度）的沖擊。

3.2 PLC的固定

小型可編程控制器外殼的4個角上，均有安裝孔。有兩種安裝方法：一是用螺釘固定，不同的單元有不同的安裝尺寸；另一種是DIN（德國共和標(biāo)準(zhǔn)）軌道固定。DIN軌道配套使用的安裝夾板，左右各一對。在軌道上，先裝好左右夾板，裝上PLC，然后擰緊螺釘。為了使控制系統(tǒng)工作可靠，通常把可編程控制器安裝在有保護外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污、水濺。為了保證可編程控制器在工作狀態(tài)下其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內(nèi)，安裝機器應(yīng)有足夠的通風(fēng)空間，基本單元和擴展單元之間要有30mm以上間隔。如果周圍環(huán)境超過55℃，要安裝電風(fēng)扇，強迫通風(fēng)。為了避免其他外圍設(shè)備的電干擾，可編程控制器應(yīng)盡可能遠離高壓電源線和高壓設(shè)備，可編程控制器與高壓設(shè)備和電源線之間應(yīng)留出至少200mm的距離。當(dāng)可編程控制器垂直安裝時，要嚴(yán)防導(dǎo)線頭、鐵屑等從通風(fēng)窗掉入可編程控制器內(nèi)部，造成印刷電路板短路，使其不能正常工作甚至永久損壞。

3.3電源接線

PLC供電電源為50Hz、220V±10%的交流電。FX系列可編程控制器有直流24V輸出接線端。該接線端可為輸入傳感（如光電開關(guān)或接近開關(guān)）提供直流24V電源。

如果電源發(fā)生故障，中斷時間少于10ms，PLC工作不受影響。若電源中斷超過10ms或電源下降超過允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點均同時斷開。當(dāng)電源恢復(fù)時，若RUN輸入接通，則操作自動進行。對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。如果電源干擾特別嚴(yán)重，可以安裝一個變比為1：1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。

3.4接地

良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地線與機器的接地端相接，基本單元接地。如果要用擴展單元，其接地點應(yīng)與基本單元的接地點接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給可編程控制器接上專用地線，接地點應(yīng)與動力設(shè)備（如電機）的接地點分開。若達不到這種要求，也必須做到與其他設(shè)備公共接地，禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地。接地點應(yīng)盡可能靠近PLC。

3.5直流24V接線端

使用無源觸點的輸入器件時，PLC內(nèi)部24V電源通過輸入器件向輸入端提供每點7mA的電流。PLC上的24V接線端子，還可以向外部傳感器（如接近開關(guān)或光電開關(guān)）提供電流。24V端子作傳感器電源時，COM端子是直流24V地端。如果采用擴展單元，則應(yīng)將基本單元和擴展單元的24V端連接起來。另外，任何外部電源不能接到這個端子。如果發(fā)生過載現(xiàn)象，電壓將自動跌落，該點輸入對可編程控制器不起作用。每種型號的PLC的輸入點數(shù)量是有規(guī)定的。對每一個尚未使用的輸入點，它不耗電，因此在這種情況下，24V電源端子向外供電流的能力可以增加。FX系列PLC的空位端子，在任何情況下都不能使用。

3.6輸入接線注意點

（1）輸入接線一般不要超過30m。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當(dāng)長些。

（2）輸入、輸出線不能用同一根電纜，輸入、輸出線要分開。

（3）可編程控制器所能接受的脈沖信號的寬度， 應(yīng)大于掃描周期的時間。

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