PLC對(duì)立式車床電氣控制系統(tǒng)的改造研究

許興林

云南工業(yè)技師學(xué)院 云南曲靖 655000

PLC是一種具有較高價(jià)值的控制器，在實(shí)際的應(yīng)用中，PLC具有可編程的能力，能夠根據(jù)實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的編制，進(jìn)而滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，有效提升控制水平。立式機(jī)床是機(jī)械加工生產(chǎn)中常用的機(jī)床類型，它的合理利用，能夠有效提升加工的效率，為了提高立式機(jī)床的應(yīng)用質(zhì)量，可以將PLC應(yīng)用到立式機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)，進(jìn)而提高電氣控制質(zhì)量，促進(jìn)加工質(zhì)量提升。基于此，本文對(duì)PLC對(duì)立式機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的改造進(jìn)行研究，簡(jiǎn)單分析PLC，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)立式機(jī)床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單理解，最后對(duì)PLC立式機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的改造進(jìn)行闡述，旨在提升電氣控制系統(tǒng)的功能性與可靠性，滿足實(shí)際工作的基本需求。全面提升立式機(jī)床的服務(wù)質(zhì)量，確保工件加工的質(zhì)量和精確度。

1 PLC及立式機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的研究

立式機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的相關(guān)概述。PLC作為一種數(shù)字式的電子裝置，在實(shí)際的應(yīng)用中具有極高的應(yīng)用價(jià)值，使用它可以實(shí)現(xiàn)可編程程序的存儲(chǔ)和命令的存儲(chǔ)，所以，將它作為基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯、順序、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等功能，都能滿足實(shí)際工作的基本需求，有效提升控制質(zhì)量，確保控制效果。

立式機(jī)床在實(shí)際的應(yīng)用中，具有較高的應(yīng)用價(jià)值，為了保證立式機(jī)床具有較高的實(shí)用性，就要做好對(duì)立式機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且還要保證電氣控制系統(tǒng)的功能與可靠，從而滿足工件加工的需求。但是，在實(shí)際電氣系控制系統(tǒng)建設(shè)中，由于相應(yīng)零件設(shè)備的影響，會(huì)給立式機(jī)床帶來(lái)影響，無(wú)法滿足立式機(jī)床的應(yīng)用需求。所以，實(shí)際的加工中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)螺絲、螺母的制作，則選擇立式機(jī)床進(jìn)行加工，為了保證加工的質(zhì)量，則要對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，全面提升加工的質(zhì)量與加工的效率。另外，立式機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)有助于立式機(jī)床的合理運(yùn)用，能保證立式機(jī)床的服務(wù)能力，確保立式機(jī)床的功能與可靠，滿足實(shí)際建設(shè)的基本需求。但是，立式機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)用中也有一些缺點(diǎn)，為了保證立式機(jī)床的服務(wù)能力，就需要結(jié)合實(shí)際工作的相關(guān)需求，合理地對(duì)立式機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，并且嘗試將PLC引入其中，有效提升控制系統(tǒng)的功能與可靠。

2 PLC對(duì)立式機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的改造

為了確保立式機(jī)床能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，就要對(duì)立式機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，發(fā)揮電氣控制系統(tǒng)的功能，積極提升PLC的服務(wù)能力，滿足實(shí)際應(yīng)用的基本需求。所以，本文對(duì)基于PLC的立式機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的改造進(jìn)行研究，全面提升電氣控制系統(tǒng)的功能性與控制性，滿足實(shí)際應(yīng)用的基本需求。

2.1 改造思路

為了保證立式機(jī)床的功能性與可靠性，就要對(duì)立式機(jī)床進(jìn)行相應(yīng)的改造，實(shí)際的改造中，需要保持機(jī)床的操作方式不發(fā)生變化，還要使機(jī)床的源地開(kāi)關(guān)、按鈕、變壓器和交流接觸器、熱繼電器等仍舊能夠提供服務(wù)，而且控制作用也保持不變，滿足實(shí)際相關(guān)工作的基本需求。所以，在改造中，需要對(duì)原有的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，將原本電氣控制的線路變?yōu)橐訮LC為基礎(chǔ)控制的線路。另外，為了滿足PLC控制的要求，還要對(duì)I/O的地址分配表進(jìn)行合計(jì)，確保分配表符合工程的基本需求，確保電氣控制的效果。另外，由于線路中的電磁體和電磁融合的次數(shù)與頻率相對(duì)較高，所以為了避免隱患的發(fā)生，就需要在選擇PLC的型號(hào)時(shí)，加強(qiáng)對(duì)改造的研究，并且，還需要合理地對(duì)繼電器輸出型進(jìn)行選擇，本文選擇AFP12713型號(hào)為主，從而可以滿足實(shí)際應(yīng)用的基本需求，全面提升電氣控制系統(tǒng)的改造水平，并滿足實(shí)際工作的基本需求，滿足電氣控制的相應(yīng)要求，提高立式機(jī)床的功能性和服務(wù)性。

2.2 系統(tǒng)硬件的組成

為了滿足實(shí)際工作的需求，需要以PLC為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的改造，從而得到系統(tǒng)選擇具有較強(qiáng)抗干擾能力、較強(qiáng)可靠性的F-40MR可編程控制器，在PLC選擇完成后，還要對(duì)按鈕開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、接觸閥、電磁閥等進(jìn)行準(zhǔn)備，并且，保證這些設(shè)備和構(gòu)建都能處于較好的工作狀態(tài)。F-40MR共有24個(gè)輸入點(diǎn)，16個(gè)輸出點(diǎn)，同時(shí)，輸入信號(hào)是來(lái)自按鈕、形成開(kāi)關(guān)、壓力繼電器、控制器等開(kāi)關(guān)，另外，實(shí)際工作中，輸出信號(hào)要傳送到電磁閥、接觸器線圈等執(zhí)行元器件。至于I/O的分配，需要注意I/O點(diǎn)的合理分配，并且還要注意電氣元件的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的合理構(gòu)建，滿足系統(tǒng)的基本需求，全面提升系統(tǒng)的功能性與可靠性。本文以PLC控制器為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)建，具體的系統(tǒng)架構(gòu)可以參照如下圖所示。

系統(tǒng)架構(gòu)圖

通過(guò)上述架構(gòu)圖的構(gòu)建，能夠滿足實(shí)際工作的基本需求，有效滿足立式機(jī)床的運(yùn)行需求。

2.3 系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)

結(jié)合本文立式機(jī)床的應(yīng)用需求，要對(duì)立式機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對(duì)立式機(jī)床的控制，確保立式機(jī)床在實(shí)際工作中能夠保持較好的運(yùn)行狀態(tài)，降低安全隱患，提升機(jī)床運(yùn)行的可靠性。在實(shí)際的改造設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)輸入信號(hào)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)量，對(duì)輸出點(diǎn)、輸入點(diǎn)進(jìn)行管理分配。特別是輸出點(diǎn)，要視電壓不同分為DC24V電磁閥組合和AC220V接觸器組，并結(jié)合工件的加工工藝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制程序的梯形圖的設(shè)計(jì)，再根據(jù)梯形圖對(duì)可編程控制指令，使用編程板F-20P輸入。

(1)輸入與輸出點(diǎn)的相應(yīng)控制，確保他們之間能夠進(jìn)行合理的分配，滿足實(shí)際工作的基本需求，另外，還要加強(qiáng)對(duì)輸入與輸出點(diǎn)分配的效果。具體分配情況，可以用如下表顯示。

I/O的輸入與輸出的分配情況表

(2)控制程序的梯形圖。這一圖主要是用于顯示控制系統(tǒng)的基本情況，使用PLC控制器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)立式機(jī)床控制系統(tǒng)的優(yōu)化，滿足實(shí)際工作的基本需求。另外，在滿足上述兩個(gè)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，還要繼續(xù)滿足如下的相應(yīng)內(nèi)容。

(3)不脫扣試驗(yàn)。試驗(yàn)方法，除了滿足作用到試品上的大電流達(dá)到規(guī)定時(shí)間脫扣的需求，還要對(duì)試品的短路保護(hù)脫扣器進(jìn)行控制，使之不進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作。同時(shí)，在KT1延時(shí)0.2s后，將試品與KM1D線圈進(jìn)行串聯(lián)，當(dāng)觸頭開(kāi)關(guān)出現(xiàn)斷鏈的情況時(shí)，KM1會(huì)出現(xiàn)斷電的問(wèn)題。切斷試驗(yàn)電路后，會(huì)有1次脫扣試驗(yàn)結(jié)果。

(4)過(guò)電流保護(hù)特性試驗(yàn)。在經(jīng)過(guò)脫扣試驗(yàn)之后，還要進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)試驗(yàn)，這一試驗(yàn)，主要是對(duì)控制系統(tǒng)的過(guò)電流保護(hù)能力進(jìn)行判斷，判斷是否符合實(shí)際要求。因?yàn)檫^(guò)電流保護(hù)特性試驗(yàn)的試品試驗(yàn)電流相對(duì)較小，所以，在實(shí)際的試驗(yàn)中，需要配置一臺(tái)升流器，從而滿足試驗(yàn)的基本需求。值得注意的是，由于過(guò)載脫扣試驗(yàn)的通電時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，為了確保試品能夠在有效的時(shí)間內(nèi)，對(duì)真實(shí)的工作情況進(jìn)行展示，所以要再配置一套穩(wěn)流裝置，從而滿足輸出端的控制，確保系統(tǒng)的功能與穩(wěn)定。除此之外，在試驗(yàn)之前，需要進(jìn)行預(yù)調(diào)試的相關(guān)工作，并且還要參照相應(yīng)的試驗(yàn)流程進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn)，確保過(guò)電流保護(hù)特性的試驗(yàn)結(jié)果符合實(shí)際需求。實(shí)際測(cè)試中，要結(jié)合不脫扣試驗(yàn)的結(jié)果，將試品分成兩部分，分別為脫扣和不脫扣，下一步，需要對(duì)試驗(yàn)條件進(jìn)行相應(yīng)的控制，確保試驗(yàn)在適宜的環(huán)境中進(jìn)行，從而滿足實(shí)際工作的基本需求，提高試驗(yàn)的效果。最后，試驗(yàn)方法還要以短路特性脫扣試驗(yàn)的關(guān)鍵部分，不同的是KT1和KT2的延時(shí)時(shí)間需要結(jié)合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，從而滿足實(shí)際工作的基本需求。

除此之外，數(shù)顯式點(diǎn)秒表P的顯示時(shí)間常常是以倒計(jì)時(shí)的方式存在，為了確保試驗(yàn)效果，在試驗(yàn)開(kāi)始，就打開(kāi)數(shù)顯式秒表，同時(shí)開(kāi)始計(jì)數(shù)。另外，P的讀數(shù)為過(guò)載延時(shí)的總時(shí)間，隨著試驗(yàn)的進(jìn)行P上的讀數(shù)逐漸遞減，最后數(shù)值將要變成為0。

3 應(yīng)用PLC改造立式機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)

為了滿足立式機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的改造，需要合理地對(duì)PLC控制器進(jìn)行利用，并且還要以此為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC控制器的利用，進(jìn)而全面提升立式機(jī)床的功能性和可靠性。

3.1 系統(tǒng)工作方式的設(shè)計(jì)

為了滿足實(shí)際改造的需求，需要對(duì)系統(tǒng)的工作方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)后，能夠符合實(shí)際工作的需求，有效提升工作效率，促使工作水平得到合理提升。另外，工作方式的設(shè)計(jì)中，要以系統(tǒng)的功能模塊為基礎(chǔ)，并且對(duì)操作功能和程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保滿足系統(tǒng)需求，還可以對(duì)控制器的操作功能進(jìn)行利用，并使用PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)指令的執(zhí)行和實(shí)現(xiàn)，最終滿足工作流程的精準(zhǔn)控制。

3.2 系統(tǒng)編程方案的設(shè)計(jì)

為了滿足系統(tǒng)的需求，確保改造后的電氣控制系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，就要對(duì)編程方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先要確認(rèn)編程語(yǔ)言，并且還要以簡(jiǎn)單易懂的原則為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的設(shè)計(jì)，如電氣控制系統(tǒng)的編程中，使用與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)語(yǔ)言相通用的指令語(yǔ)句表，確保便于記憶，從而滿足程序應(yīng)用的基本需求。

3.3 硬件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)

硬件是滿足立式機(jī)床穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，合理地對(duì)刀具進(jìn)行選擇，確保刀具能夠處于較好的工作狀態(tài)，另外，還要對(duì)刀具的工作狀態(tài)檢測(cè)，避免刀具損傷或破壞，影響機(jī)床加工。

3.4 運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)

運(yùn)行參數(shù)是系統(tǒng)的重要組成部分，為滿足PLC控制器的合理運(yùn)行，需要對(duì)電氣控制的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行控制，并結(jié)合系統(tǒng)中的軟硬件，并以PLC控制為基礎(chǔ)，促使程序正常，通過(guò)PLC接收到機(jī)床的控制信號(hào)，并編入系統(tǒng)中，同時(shí)還要做好編號(hào)列表，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的合理控制。

3.5 信息輸出類型匹配的設(shè)計(jì)

應(yīng)用PLC對(duì)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)際的信息輸出中，機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的外圍設(shè)備應(yīng)與PLC相互匹配，反之相對(duì)于機(jī)床，電氣控制系統(tǒng)的改造將不能正常進(jìn)行。所以要與兩者信息輸出類型相匹配，確保輸出負(fù)數(shù)、電流、頻率等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如此，就能保證PLC本身處于較好的工作狀態(tài)，在輸出中，需要合理地對(duì)PLC進(jìn)行選擇，并消除機(jī)床運(yùn)行的不穩(wěn)定性，滿足機(jī)床運(yùn)行的基本需求。

最后還要對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)，確保控制系統(tǒng)手動(dòng)部分可以被去除，進(jìn)而滿足自動(dòng)化的基本需求，全面提升加工的質(zhì)量，滿足實(shí)際工作的基本需求。

結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合實(shí)際情況，先對(duì)PLC及立式機(jī)床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，再對(duì)具體改造后的系統(tǒng)進(jìn)行分析，確保PLC控制器的合理運(yùn)用，并保證立式機(jī)床的控制水平，降低安全隱患和質(zhì)量隱患，最后，再對(duì)相應(yīng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行闡述，確保改造后，機(jī)床能夠處于較好的工作狀態(tài)，滿足工件加工的基本需求。