基于PLC控制的雙頭車床主電路設(shè)計

馬楠 MA Nan

（寧夏水利電力工程學(xué)校，銀川 750006）

（Ningxia School of Water Conservancy and Electric Power Engineering，Yinchuan 750006，China）

1 基于PLC的電路控制

CAD/CAM、機器人和PLC被譽為三大工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱，而融合了繼電器控制的傳統(tǒng)技術(shù)和計算機信息處理的現(xiàn)代技術(shù)兩者優(yōu)勢的PLC則位于三大支柱的前列。作為工業(yè)自動化領(lǐng)域的控制設(shè)備，PLC的重要程度和應(yīng)用范圍可謂是首屈一指。相對于傳統(tǒng)繼電器控制來說，PLC彌補了它們的很多不足之處，在PLC控制中省去了因為數(shù)量多而容易造成接觸不實等故障的中間繼電器和時間繼電器，只保留了少量的硬件來保證輸出和輸入，其大部分功能則依靠軟件來完成，由此一來PLC控制的接線數(shù)量只是繼電器控制接線數(shù)量的1%到10%，這樣便大大減少了接觸點，因此則降低了因接觸不實而造成故障的概率；由于繼電器控制所采用的均為傳統(tǒng)技術(shù)，其通常通過較多數(shù)量的控制電器來控制系統(tǒng)的電路，而連接電路的過程也非常復(fù)雜，其程序主要有人工布線、焊接和組裝，同時控制電路對于工藝的要求也極為嚴(yán)格，不能隨意地更改，否則就需要再花費大量的時間和人力進行連接。

對于電路的控制，PLC所依靠的是程序，該程序被存儲在機器中，當(dāng)我們改變程序后就能夠改變各類控制功能，通常情況不需要更改PLC控制的那些為數(shù)不多的外部接線；在實驗室中，用戶就能夠通過模擬實驗來調(diào)試PLC控制的程序，此時的輸入信號就是實驗室中的模擬開關(guān)，而且PLC上擁有一個發(fā)光二極管，用戶通過它便能夠清楚的了解到PLC的輸出狀態(tài)，先在實驗室中按照用戶需求對PLC控制系統(tǒng)進行相應(yīng)的模擬調(diào)試，然后再到生產(chǎn)現(xiàn)場進行安裝，安裝后再進行一輪的聯(lián)機調(diào)試，這樣能夠在最短的時間內(nèi)安全地完成PLC控制系統(tǒng)的安裝；對于PLC控制來說，其自身的診斷和顯示功能都非常完善，如果在生產(chǎn)過程中PLC發(fā)生故障，或者與PLC相連接的外部輸入裝置以及執(zhí)行環(huán)節(jié)發(fā)生故障而導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，那么PLC會通過發(fā)光二極管或者在線編程器將故障信息反饋給用戶，用戶可根據(jù)這些信息在最短的時間內(nèi)將故障原因找出來，當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)故障來自于PLC自身時，其可以非常便捷地進行維修，即將發(fā)生故障的模塊馬上換掉；對于機械設(shè)備而言，PLC的體積小到了足以裝入其中的地步，能夠達到真正的機電一體化控制。同時PLC的抗干擾能力也非常強，即便是十分惡劣的環(huán)境，其也能夠正常運轉(zhuǎn)。

2 基于PLC的雙頭車床主電路設(shè)計

作為一臺雙頭機床，YX-C46所采用的是數(shù)控技術(shù)，當(dāng)時通過數(shù)控技術(shù)對機床進行改造的過程中，我們選擇了兩個數(shù)控系統(tǒng)來對刀架進行控制，這樣就能夠控制兩個刀架，而能夠運動的進給軸也增加到了四個，圖1詳細展示了電控系統(tǒng)的構(gòu)成。電源的生成、控制電路和繼電器、接觸器等所有的執(zhí)行電器組成了強電控制電路。而電磁閥、制動器和各類型的開關(guān)以及各種電動機等部分組成了機床電器，機床的所有動作都是通過機床電器的執(zhí)行完成的，用戶也可通過機床電器的各個組成部分來了解機床的實時狀態(tài)的。

圖1 YX－C46電控系統(tǒng)

主電路對于數(shù)控機床來說，其作用主要是用來控制電動機，主電路不但能夠開啟和停止電動機，而且還可以夠檢測電動機的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)電動機故障，保證其正常的運行。伺服電動機、輔助機構(gòu)電動機和電磁閥等部件屬于執(zhí)行電器，其控制要求極為重要，所以在進行主電路設(shè)計的過程中需要將其需求放在首位，并且必須對執(zhí)行電器的啟動、方向控制、調(diào)速和制動等控制內(nèi)容進行詳盡和精準(zhǔn)的分析與研究。作為一種雙頭車床，與普通的數(shù)控機床不一樣，YX-C46所控制的運動刀架數(shù)量為兩個，因此對主電路的要求比較高，雙頭機床的主電路總共要包含一臺主軸電機、一臺尾座電機、一臺液壓電機、兩臺刀架電機、兩臺冷卻泵電機等七個電機才能正常運轉(zhuǎn)，之所以需要配備兩臺冷卻泵電機，其主要原因是雙頭車床中的回轉(zhuǎn)刀架數(shù)量為兩個，如果只有一臺冷卻泵電機，那么冷卻管將不能及時的冷卻，所以為了保證冷卻環(huán)節(jié)的正常運轉(zhuǎn)，必須配備兩個冷卻泵電機。除此之外，根據(jù)對220V、24V和28V等不同副邊電壓的需求，還需要兩副伺服變電器和一副控制變壓器等三副變壓器。通過數(shù)控技術(shù)對YX-C46主電路圖進行了改造，如圖2所示。其中主軸電機的正向轉(zhuǎn)動由主繼電器KM2負責(zé)控制；尾架電機則由繼電器KM5和KM6負責(zé)控制，其中尾架電機的前進由繼電器KM5進行控制，而尾架電機的后退則由繼電器KM6進行控制；液壓管能夠在潤滑油不夠的時候啟動進行相應(yīng)的補充，而液壓電機則由繼電器KM7負責(zé)控制；另外，機床上的刀架1正轉(zhuǎn)由繼電器KM8來完成，而刀架1的發(fā)轉(zhuǎn)則由繼電器KM9來完成；負責(zé)刀架2正轉(zhuǎn)的為繼電器KM10，而負責(zé)刀架2反轉(zhuǎn)的是繼電器KM11；繼電器KM12負責(zé)控制兩臺冷卻泵電機的運轉(zhuǎn)。首先轉(zhuǎn)換開關(guān)QS通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換過程引入三相交流電源，然后接觸器進行工作，啟動電機運轉(zhuǎn)，其中電機上配置了熱繼電器，其在電流過載時可以保護電機。

圖2 雙頭車床主電路

3 結(jié)束語

機械制造在我國可以說是歷史悠遠，且我國的機械制造業(yè)可謂規(guī)模巨大。但大部分的傳統(tǒng)機械制造廠由于建廠時間較長，其使用的機床變得非常老舊，遠遠不能達到國外先進的設(shè)備水平。而現(xiàn)代生產(chǎn)中零件正朝著越來越復(fù)雜的趨勢發(fā)展，這些老舊的機床對于現(xiàn)代零件的需求是難以滿足的。所以說，傳統(tǒng)的機械制造設(shè)備急需改造，雖然說這是中國機械制造業(yè)遺留的歷史問題，但是為了能夠適應(yīng)現(xiàn)代化的需求，突破阻礙我國機械制造業(yè)發(fā)展的瓶頸，必須著手進行解決這個擺在眼前的現(xiàn)實問題，其方法就是在老舊設(shè)備的基礎(chǔ)上融入現(xiàn)代先進技術(shù)，提升設(shè)備水平。文章通過可行性方案，利用數(shù)控技術(shù)控制改造和提升了YXC46-SK中間驅(qū)動雙頭車床，設(shè)計了以PLC控制為基礎(chǔ)的雙頭車床主電路，其目的是對改造設(shè)備的方法進行有力的探索，進而將其廣泛的推廣開來。

[1]黃小蘭.基于PLC的旋轉(zhuǎn)型灌裝機控制系統(tǒng)研究[D].武漢理工大學(xué),2012.

[2]陳佳龍.基于PLC的八層電梯模型控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].內(nèi)蒙古大學(xué),2012.

[3]閆怡璇.基于PLC的模擬控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用設(shè)計[D].西華大學(xué),2012.