張文輝

（廣州市藍(lán)天技工學(xué)校，廣州 510000）

1 引言

M7130磨床在長期的使用與運(yùn)行中會出現(xiàn)一定的故障問題，對機(jī)械加工企業(yè)的日常生產(chǎn)造成了不良影響。為提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，需對M7130磨床進(jìn)行升級改造，充分結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)需求運(yùn)行最新的生產(chǎn)工藝技術(shù)，可以對M7130電氣控制用PLC的S7-200系列進(jìn)行改造。

2 M7130電氣控制系統(tǒng)概述

M7130電氣控制是目前很多機(jī)械加工企業(yè)在生產(chǎn)過程中所使用的系統(tǒng)，主要運(yùn)用在M7130平面磨床電氣控制層面上。M7130是一種平面臥軸矩臺磨床，采用了矩形的工作臺，在工作過程中砂輪旋轉(zhuǎn)，對放置在工作臺上的工件表面進(jìn)行磨削處理，對于厚度較小以及結(jié)構(gòu)較為簡單的工件端面有良好的磨削效果，實(shí)現(xiàn)了多零件同時加工處理，由冷卻泵電機(jī)、砂輪電機(jī)以及液壓泵電機(jī)組成，均采用單向運(yùn)轉(zhuǎn)方式，冷卻泵電機(jī)要求能夠單獨(dú)斷開冷卻泵電機(jī)。在出現(xiàn)短路以及零電壓的狀態(tài)下能夠進(jìn)行有效保護(hù)，避免突然斷電對電路中電氣元件的損壞[1]。

3 對M7130電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行西門子S7-200系列PLC改造

3.1 選擇合適的PLC系統(tǒng)

在機(jī)械加工企業(yè)中為了促進(jìn)M7130磨床電氣控制線路的改造，需要結(jié)合具體方法的使用情況選用最佳的PLC系統(tǒng)，由接觸器KM3來代替接插件XP1，由按鈕SB6與SB5來進(jìn)行控制液壓泵電機(jī)的冷卻工作。使用過程中增加了SB7作為總停按鈕，PLC的輸入信號中有效運(yùn)用了SQ2作為充退磁開關(guān)以及電流繼電器KA。為了便于操作控制比較，可以保留原有的電氣控制線路，以整流橋直流供電的電磁吸盤來進(jìn)行有效處理。由三臺電機(jī)的KM1、KM2、KM3接觸器來共同控制PLC的輸出端。對有效的電磁吸盤控制，利用反向接通、斷電以及正向接通等方式，以轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1來達(dá)到良好的吸盤控制效果。要求電磁吸盤能夠?qū)ぜa(chǎn)生足夠的吸引力對工件充分吸緊。將按下SB2和SB4，通過啟動電機(jī)M1、M2和M3來進(jìn)行磨削加工處理。

因此，基于PLC改造的需求，設(shè)置M7130磨床操作的相關(guān)參數(shù)數(shù)值。10路輸入，3路輸出的點(diǎn)數(shù)設(shè)置，充分滿足M7130的線路改造要求。運(yùn)用CPU為西門子公司S7-200系統(tǒng)來進(jìn)行改造。結(jié)合具體工作量的開展情況進(jìn)行有效擴(kuò)展，滿足機(jī)械企業(yè)的線路升級改造需要，能夠?qū)崿F(xiàn)超過余量1/3的輸出，近1/3余量的輸入設(shè)置，該P(yáng)LC系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能夠?qū)崿F(xiàn)10路輸出以及14路輸入，設(shè)備改造優(yōu)勢較為明顯。

3.2 PLC系統(tǒng)的輸入點(diǎn)分配與輸出點(diǎn)分配

在輸入與輸出點(diǎn)的分配上，PLC系統(tǒng)采用了I/O的點(diǎn)數(shù)分配表。電流繼電器的輸入點(diǎn)編號為I0.0，砂輪電機(jī)1M啟動按鈕為SB1，輸入點(diǎn)編號為I0.1。砂輪電機(jī)1M停止按鈕為SB2，輸入點(diǎn)編號為I0.2。液壓泵電動機(jī)3M啟動按鈕為SB3，輸入點(diǎn)編號為I0.3。液壓泵電機(jī)3M停止按鈕為SB4，輸入點(diǎn)編號為I0.4。冷卻泵電機(jī)M2，啟動按鈕為SB5，輸入點(diǎn)編號為I0.5。冷卻泵電機(jī)2M停止按鈕為SB6，輸入點(diǎn)編號為I0.6。熱繼電器為KR1、KR2，輸入點(diǎn)編號為 I0.7，退磁轉(zhuǎn)換開關(guān)為 QS2，輸入點(diǎn)編號為I1.0?？偼Ｖ拱粹o為SB7，輸入點(diǎn)編號為I1.1。砂輪電機(jī)1M，控制接觸器KM1，輸出點(diǎn)編號為Q0.0，液壓泵電機(jī)3M，控制接觸器為KM2，輸出點(diǎn)編號為Q0.1，冷卻泵電機(jī)2M控制接觸器為KM3，輸出點(diǎn)編號為Q0.2[2]。

3.3 對M7130進(jìn)行PLC改造的控制線路圖分析

在機(jī)械企業(yè)的生產(chǎn)過程中對M7130進(jìn)行技術(shù)改造的PLC控制線路圖具體如下圖1所示。在完成改造之后的照明燈安全電壓為24V，要求將380V接觸器線圈電壓重新設(shè)置為220V，以滿足線路改造的各項設(shè)置要求。

圖1 M7130磨床PLC改造線路圖

3.4 對M7130進(jìn)行PLC改造的控制梯形圖程序分析

在對M7130進(jìn)行PLC改造的過程中要求建立程序梯形圖，為PLC改造運(yùn)行提供了保障。下圖2展示了M7130平面磨床的PLC控制梯形圖程序。不同的PLC元件分別代表了不同的功能，在系統(tǒng)改造過程中分別發(fā)揮著不同的作用。KA是欠電流繼電器觸點(diǎn)，SB1是砂輪啟動按鈕，SB2是砂輪停止按鈕，SB4是液壓泵起動按鈕，SB3是液壓泵停止按鈕，SB5是冷卻泵起動，SB6是冷卻泵停止按鈕，SA1-1是電磁吸盤充磁按鈕。SA1-2能夠?qū)崿F(xiàn)電磁吸盤去磁，SA2進(jìn)行砂輪調(diào)整，SB7為總停按鈕，KM1是砂輪電機(jī)控制接觸器，KM2是液壓泵電機(jī)控制接觸器，KM3是冷卻泵電機(jī)控制接觸器，KM4是工作臺充磁控制接觸器，KM5是工作臺去磁控制接觸器。

圖2 M7130控制系統(tǒng)的PLC控制梯形圖

以S7-200可編程控制器進(jìn)行系統(tǒng)的改造優(yōu)化升級，設(shè)置220V的PLC電源電壓，采用220V的接觸器線圈作為負(fù)載電源，對M7130控制系統(tǒng)中的照明線路不進(jìn)行改造，以繼電器輸出方式繼續(xù)進(jìn)行使用，采用CPU224的處理方式，能夠有效滿足輸入輸出總點(diǎn)數(shù)的各種使用需求。由PLC來控制接觸器的開關(guān)，這種操作方式能夠有效避免由于轉(zhuǎn)換開關(guān)開閉而可能出現(xiàn)的電火花現(xiàn)象，在電磁吸盤電路的開關(guān)或者閉合上采用的是接觸器的觸點(diǎn)進(jìn)行操作，從而對電磁吸盤的控制電路起到良好的改造升級作用。利用兩個接觸器觸點(diǎn)來進(jìn)行電磁吸盤的吸合與退磁操作。以PLC定時器來有效控制去磁時間，不需工作人工即可完成相應(yīng)操作，在具體的使用過程中能夠做到有效而準(zhǔn)確地控制不同工件的剩磁情況，從而結(jié)合其具體運(yùn)行情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。以接觸器KM3取代冷卻泵電機(jī)的接觸器，同時在冷卻泵的起動與停止控制上運(yùn)用兩個按鈕來進(jìn)行操作控制。通過接觸器KM4與KM5來控制電磁吸盤的吸合、放松以及退磁回路，以達(dá)到良好的改造效果。在KM4線圈得電狀況下，正向接通電磁吸盤YH直流電源時，吸合工作狀態(tài)以YH進(jìn)行表示。在KM5線圈得電狀態(tài)下，直流電源反接以YH符號表示，顯示出退磁的工作狀態(tài)。

通過對M7130進(jìn)行西門子S7-200系列PLC改造升級處理之后促進(jìn)了電氣設(shè)備的良好運(yùn)行，降低了故障的發(fā)生率，在一定程度上提升了生產(chǎn)效率，取得了良好的改造經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，對其他機(jī)床電氣控制線路的改造提供了理論參考價值。

4 結(jié)語

M7130平面磨床電氣控制線路進(jìn)行改造處理是系統(tǒng)長期運(yùn)行的改革需要，采用S7-200 PLC系統(tǒng)具有較大的應(yīng)用空間，在使用過程中能夠有效減少故障的發(fā)生率，提升生產(chǎn)效率。