基于S7-200實現CA6140車床電氣控制系統改造

龐文燕， 崔興艷

(哈爾濱職業技術學院， 哈爾濱 150081)

目前機床電氣設備作為一種通用機床在生產實際中應用較多。其中大部分是80年代的產品，電氣控制普遍采用傳統繼電器-接觸器控制，存在接線復雜、故障率高，影響產品質量和生產效率以及經濟效益等問題。PLC作為一種新型現代工業控制裝置，是現代工業控制的主流。用PLC技術對舊機床設備電氣控制系統進行升級改造，對企業實現生產過程自動化，提高勞動生產率，提高產品質量、改善企業管理，提高企業經濟效益和市場的競爭力具有重要的應用價值。車床是作為一種用途廣且非常普遍的金屬切削機床，在東北老工業基地市場保有量高，但是故障頻發，精確度有待提高。采用PLC、變頻器與觸摸屏相結合的技術來改造車床電氣控制系統，能夠快速提高車床的可靠性和效率。

1 CA6140車床結構及控制要求

1.1 普通臥式車床結構

車床主要用來車削外圓、內圓、端面、螺紋、定型面，也可用鉆頭、鉸刀等刀具來鉆孔、鏜孔、倒角、割槽和切斷等。車床加工過程中有主運動、進給運動、輔助運動。

1.2 車床控制要求及控制原理

主拖動電動機一般選用籠型異步電動機，選用機械調速，與主軸間使用齒輪變速箱連接，可采用直接起動或Y-△起動，停車要求快速，能正反轉。需要增加一臺冷卻泵，冷卻電動機為單方向旋轉，應在主電動機起動后起動，并在冷卻電動機不能提供冷卻液時，不允許主電動機工作。由單獨的快速移動電動機拖動溜板箱，采用點動控制?？刂凭€路應有必要的保護措施與安全的局部照明電路。

主軸電動機M1、冷卻泵電動機M2、快速移動電動機M3均直接啟動，分別由接觸器KM1、中間繼電器KA1、中間繼電器KA2來控制。采用FR1、FU1、FR2作過載保護及短路保護?？刂齐娐吠ㄟ^控制變壓器TC輸出127V交流電壓供電，采用熔斷器FU2作短路保護。SB2和SB3啟動M1和M3。主軸電動機M1啟動后，閉合轉換開關SA1，冷卻泵電動機M2旋轉。當M1停止時，M2停止旋轉。指示燈HL和照明燈EL由控制變壓器TC直接輸出36V交流電壓供電，采用熔斷器FU2作短路保護，其中照明燈由開關SA2控制其接通與斷開。控制電路如圖1所示。

圖1 C6140控制電路

2 PLC改造

根據CA6140車床電氣控制原理圖，制定PLC改造方案。改造的范圍僅是3個電動機控制電路。選擇西門子公司的S7-200CPU226作為控制器。I/O分配表見表1?？刂葡到y硬件原理圖見圖2。梯形圖及指令語句表見圖3。

表1 C6140型普通車床PLC的輸入/輸出點分配表

圖2 PLC控制系統硬件原理圖

圖3 梯形圖及指令語句表

3 結語

本文提出了舊機床電氣控制系統改造的意義，對CA6140車床進行了改造設計，實驗表明，該設計完全達到了控制目標且經濟可靠。

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