基于PLC對車床CA6140的電氣控制線路改造方法的探討

迪力拜爾?胡達拜地

摘要：車床是一種應用極為廣泛的金屬切削車床，目前采用傳統的繼電器控制的普通車床在中小型企業仍大量使用，能夠車削外圓、內圓、端面、螺紋、切斷及割槽等，它采用繼電器接觸器電路來實現電氣控制系統。但由于大量的使用了繼電器與接觸器，再加上繼電器系統接線復雜，經常造成接觸不良，而且原件老化快，設備故障頻繁，不便于維修，故障診斷與排除困難，影響到實際的生產運用。因此當務之急就是對CA6140車床進行技術改造，以提高企業的設備利用率，提高產品的質量和產量。本文結合了PLC的性能，在介紹CA6140車床基本結構的基礎上，深入分析了該車床的工作原理，論述了三菱FX-48MR在CA6140的控制運用。

關鍵詞：CA6140車床；PLC；改造

中圖分類號：G718 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2016）05-0391-01

1.概述

1.1車床CA6140接觸器控制和三菱FX2N48-MR控制分析

目前采用傳統的繼電器控制的普通車床存在一下問題：

①觸點易被電弧燒壞而導致接觸不良；

②機械方式實現的觸點控制反映速度慢；

③繼電器的控制被固定在線路中，功能單一、靈活性差。

可編程控制器（PLC）應用于機床電氣控制電路，有如下的特點：

①通用性、適應性強；

②完善的故障自診斷能力且維修方便；

③可靠性高及柔性強。

當前，小型PLC的價格亦很便宜，因此在普通車床的控制電路改造中發揮了及其重要的作用。

1.2CA6140型車床電氣控制線路工作原理分析

（1）CA6140型車床的主電路：電源由鑰匙開關SB控制，低壓斷路器QF作為機床的電源總開關，將SB向右旋轉，然后扳動斷路器QF，使其觸點閉合將三相電源引入。主電路中共有三臺電動機：M1為主軸電動機，帶動主軸旋轉和刀架的進給運動；M2為冷卻泵電動機，用以輸送冷卻液；M3為刀架快速移動電動機，用以拖動刀架快速移動。

（2）CA6140型車床的控制電路：通過控制變壓器TC輸出110V交流電壓供電，由熔斷器FU2作短路保護。在正常工作時，行程開關SQ1的常開觸頭閉合。當打開床頭皮帶罩后，SQ1的常開觸頭斷開，切斷控制電路電源，使三臺電動機都不能得電工作，以確保人身安全。鑰匙開關SB和行程開關SQ2的常閉觸點在車床正常工作時是斷開的，QF的線圈不得電，斷路器QF能合閘。當打開配電壁龕門時，SQ2閉合，QF線圈得電，斷路器QF自動跳閘，切斷車床的電源。

1）主軸電動機M1的控制：主軸電動機M1的啟動和停止，是由啟動按鈕SB2和停止按鈕SB1控制接觸器KM線圈的通電和斷電來實現的。如果主軸電動機M1在運行過程中出現過載，熱繼電器KH1動作，其常閉觸點斷開，接觸器KM線圈斷電，其主觸頭分斷將M1電源切除，防止電動機M1因過載而發熱燒毀。

2）冷卻泵電動機M2的控制：冷卻泵電動機M2的運行由繼電器KA1控制。KM的常開輔助觸頭實現主軸電動機M1和冷卻泵電動機M2的順序控制，保證只有主軸電動機M1啟動后冷卻泵電動機M2才能啟動運行，提供冷卻液。

3）刀架快速移動電動機M3的控制：刀架快速移動電動機M3的啟動是由安裝在進給操作手柄頂端的按鈕SB3控制的，它與中間繼電器KA2組成點動控制環節。將操作手柄扳到所需移動的方向，按下SB3，KA2得電吸合，電動機M3啟動運轉，刀架沿制定的方向快速移動；松開SB3，電動機M3停止運行，刀架停止快速移動。

（3）CA6140型車床信號與照明電路：以上圖中最右方的信號燈和照明燈區域表示的是CA6140型車床的信號與照明電路。其中，HL為電源指示燈，EL為車床的低壓照明燈。車床的電源開關QF閉合以后，電源指示燈HL就一直保持亮的狀態。照明燈EL由開關SA控制，SA閉合照明燈亮，SA打開則照明燈滅?？刂谱儔浩鱐C的二次側輸出24V和6V電壓，分別作為車床低壓照明和信號燈的電源。熔斷器FU4和FU3用來做短路保護。

2.PLC程序和外部接線設計

2.1分配I/O點。在系統改造過程中，由于主令電器及被控電器元件相對較多。為了方便系統線路裝配及控制程序設計，我們有必要進行I/O系統定義。具體分配表如下：

2.2PLC外部接線設計。PLC的控制電路的主電路，PLC的I/O接線如下圖所示，圖中輸入信號使用PLC提供的內部直流電源24V（DC）；負載使用的外部電源為交流110V（AC）；電源指示燈和照明燈使用6V和24V（AC），使用PLC的電源為交流220V（AC）。

2.3梯形圖設計。通過上述PLC控制過程的分析，我么可以繪制出PLC程序設計的梯形圖：

3.小結

利用三菱FX2N-48MR對CA6140車床進行改造，改造后車床的功耗變低，外部接線構造簡單清晰，維修簡單，因為PLC運行速度快，靈敏度高，所以工作效率很快。輸入電壓低，所以安全性也大大提高，經過改造既不花高昂的費用買新車床，也不用擔心可靠性差的問題。

參考文獻：

[1]李敬梅.《電力拖動控制線路與技能訓練（第五版）》.中國勞動社會保障出版社.2014

[2]王國海.《可變程序控制器及其應用（第二版）》.中國勞動社會保障出版社.2007

[3]百度文庫.《CA6140車床PLC改造》.

[4]http：//wenku.baidu.com/view/4cb3db412b160b4e767fcffc？fr=prin