基于PLC的普通車床電氣控制系統設計

郭愛云

摘 要：科學技術的普及，使越來越多的機床及相關設備得到更為普遍的應用。但基于機床的維修技術卻沒有得到相應的提高，仍然存在一些諸如技術落后，可靠性能比較差，工作效率低，故障診斷和排除困難等，而數控車床昂貴的價格，又是許多中小型企業或用于實習的各類學校所不能承擔的，然而通過對普通車床的PLC設計，針對上述存在的問題，可以使之得到很好的解決，該文根據車床C650的電氣控制系統的控制要求，把PLC應用到普通車床中。

關鍵詞：車床 PLC 三菱

中圖分類號：n945.23 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（c）-0050-02

1 車床電氣控制要求

C650臥式車床屬于中型車床，如圖1所示，主軸電動機、冷卻泵電動機和刀架快速移動電動機分別用M1、M2、M3表示；交流接觸器為KM1～KM4；熱繼電器的熱元件是FR1～FR2；速度繼電器用SR表示；熔斷器是FU1～FU3。

1.1 主電路的控制原理

三相電源引入組合開關QS，主電動機Ml的短路保護用熔斷器為FU1，Ml電動機過載保護用熱繼電器為FR1。限流電阻用R表示，以使點動時，連續啟動電流導致的電動機過載得以避免。主軸電動機短接制動電阻用接觸器為KM；主軸電動機正向啟動用接觸器為KM1；KM2為主軸電動機方向啟動用接觸器。用互感器TA接入電流表A，對主電動機繞組的電流進行監視。

M2冷卻液電動機的短路保護用熔斷器是FU2；冷卻液電動機起動用接觸器是KM2；M2電動機的過載保護用FR2表示。

快速移動電動機的短路保護用熔斷器是FU3，快速移動電動機M3致使KM4短時工作，對此過載保護不必設置。

1.2 電氣控制要求

（1）將冷卻液、快速移動電動機、主軸電動機直接啟動，并且主軸電動機為了滿足控制要求采用正反轉控制，并且為了可以實現調整對刀，還需實現點動控制。

（2）因為在停車時需反接制動，且在點動完畢后也是需要的。為了不用重復點動，避免電流過大加重電動機負荷從而達到限流的作用，因此，串聯了一個限流電阻R于反接制動主電路和點動之間。

（3）為避免因為車削加工引起的刀具溫度升高，超過一定的標準，因此配備了冷卻泵電動機M2，以達到降溫冷卻的目的。

（4）為使刀架快速移動能夠得到保持，因此專門用了一臺電動機來控制和拖移。

（5）設過載保護和短路保護針對冷卻液電動機和主軸電機，是因為它們常態下需要保持工作狀態，而刀架快速移動電機只是在短時間內工作，因此不需要過載保護。

2 PLC選型

要9個輸入點和6個輸出點進行車床電氣控制系統的設計。對于PLC的輸入點和輸出點，通常要有30%的冗余，以便今后對系統進行完善。因此，該系統設置了16個輸入點，輸出點為16個。根據發展及工藝控制問題，故選用FX2N--32MR，FX2N 系列產品是三菱公司在FX系列PLC的基礎上，于90年代推出的，該機型在指令數量、通訊能力、運算速度等方面都更加完善，是集高性能、高速度、小型化于一體的FX系列中檔次最高的超小型PLC。24V直流16點輸入，繼電器型交流16點輸出。

3 I/O地址分配表，見表1。

4 輸入輸出端接線，見圖2。

5 C650普通車床的PLC控制梯形圖，見圖3。

梯形圖程序主要突出以下特點。

（1）我們知道在正反轉控制電路中，一定要謹慎，防止因為操作失誤或者接線錯誤而導致因為電動機正反轉，而引起的短路。因此，一方面要使軟繼電器的觸點在程序上聯鎖，另一方面，采用接觸器常閉觸點的電路，在KM1和KM2的線圈支路上與觸頭KM2、KM1聯鎖。

（2）為了不出現合上QS后造成人為轉動卡盤，從而閉合速度繼電器的常開觸點X007或X008，并吸合Y1或Y2，導致突然轉動起M1而發生事故的現象，所以引入了內部輔助繼電器M1、M2，沒有連接M1或M2時，盡管閉合SR的常開觸點，也不會啟動電機M1。

6 結語

該研究利用PLC對普通機床的電氣技術改造，即能解決很多的問題，還能提高效率，避免重復的維修，教師帶領學生通過機床的改造，提高了學生學習的目的性和主動性。

參考文獻

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