三菱FX2N系列PLC对C650卧式车床的改造.doc

附件2论文封面格式要求2009年全国技工教育和职业培训 优秀教研成果评选活动参评论文 PLC在C650卧式车床的应用 PLC在C650卧式车床的应用摘要：介绍了利用三菱FX2N系列PLC对C650卧式车床的改造，阐述了系统改造方案，同时根据C650卧式车床的控制要求和特点，确定PLC的输入输出分配。在继电器控制线路的基础上，设计出梯形图并进行现场调试。 关键词：PLC；车床；改造 前言 车床是最常见的一种机床，它的主运动为主轴回转运动，刀架的移动为进给运动，车削加工一般不要求反转，但加工螺纹时，为避免乱扣，需要反转退刀，并保证工件的转速与刀具的移动速度之间具有严格的比例关系，溜板箱与主轴箱之间通过齿轮传动系统连接， C650卧式车床是其中较为常见的一种，其原控制电路为继电器控制，接触触点多、故障多、操作人员维修任务较大、针对这种情况，我们用PLC控制改造其继电器控制电路，克服了以上缺点，降低了设备故障率，提高了设备使用效率，运行效果良好。 1 改造方案的确定 1、1原车床的工艺加工方法不变； 1、2在保留主电路的原有元件的基础上，不改变原控制系统电气操作方法； 1、3电气控制系统控制元件包括(按钮、行程开关、热继电器、接触器)，作用与原电气线路相同； 1、4主轴和进给起动、制动、低速、高速和变速冲动的操作方法不变； 1、5改造原继电器控制中的硬件接线，改为PLC编程实现。 2利用三菱FX2N系列PLC对C650卧式车床的改造 2、1主电路 C650型卧式车床共有三台电动机（电气控制电路如图1所示），主轴电动机M1由接触器KM3、KM4、KM控制，冷却泵电动机M2由接触器KM1控制，快速移动电动机M3由接触器KM2控制。其中主轴电动机M1可以正、反转控制，也可以点动控制。 图1 电气控制电路图2、2 C650卧式车床PLC控制接线图如图2所示图2 C650卧式车床PLC控制接线图C650卧式车床PLC控制输入输出点分配表输入信号输出信号名称代号输入点编号名称代号输出点编号正转起动按钮SB1X0M1切除电阻R运行接触器KMY0反转停止按钮SB2X1M2运行接触器KM1Y1起动按钮SB3X2M3运行接触器KM2Y2总停止按钮SB4X3M1正转接触器KM3Y3停止按钮SB5X4M2反转接触器KM4Y4点动按钮SB6X5电流表A短接中间继电器KY5点动位置开关STX6主电动机过载保护继电器FR1X7冷却泵电动机过载保护继电器FR2X10正转制动速度继电器常开触点KS1X11反转制动速度继电器常开触点KS2X123改造后车床的PLC调试过程（PLC控制梯形图及指令表如图3所示）3、1 主轴电动机正转控制图3 PLC控制梯形图及指令表如按下主轴电动机正转启动按钮SB1， X0闭合，Y0接通并自锁，T0接通并开始计时；通用继电器M1接通。Y0常闭触点闭合，通用继电器M0接通； M0、M1常开触点闭合，Y3接通(因X7的常开触点在PLC通电后即为闭合状态)，主轴电动机正向启动运转。 当主轴电动机正向旋转速度达到100 r/min时， X11常开触点闭合，为主轴电动机正向旋转反向制动作好准备。 T0计时经过5 s后动作， T0常开触点闭合，接通Y5，电流表A开始监测主轴电动机的电流。 3、2 主轴电动机反转控制 按下主轴电动机正转启动按钮SB2， X1闭合，Y0接通并自锁，T0接通并开始计时；通用继电器M2接通。Y0常闭触点闭合，通用继电器M0接通； M0、M2常开触点闭合，Y4接通(因X7的常开触点在PLC通电后即为闭合状态)，主轴电动机反向启动运转。 当主轴电动机反向旋转速度达到100 r/min时， X12常开触点闭合，为主轴电动机反向旋转正向制动作好准备。 T0计时经过5 s后动作， T0常开触点闭合，接通Y5，电流表A开始监测主轴电动机的电流。 3、3 主轴电动机点动控制 按下主轴电动机点动按钮SB6， X5常开触点闭合，Y3接通，主轴电动机串联电阻R低点启动运行，松开SB6，Y3断电，主轴电动机停转，实现点动。 3、4 主轴电动机正向启动运行反向制动停止控制 当Y0、Y3、T0、Y5闭合，主轴电动机正向运转时，按下停止按钮SB4， X3常闭触点断开，Y0、T0失电，M1失电； M1常开触点复位断开，Y3失电，主轴电动机停止正转。同时， X3常开触点闭合，Y4接通，给主轴电动机通入反转电源，使之产生一个反转力矩制动主轴电动机的正向旋转，主轴电动机的正转速度迅速下降。当正转速度下降至100 r/min时，速度继电器KS1触点断开，X11常开触点复位断开，Y4掉电，完成主轴电动机的正向启动运行反向制动停止过程。 3、5 主轴电动机反向启动运行正向制动停止控制 当Y0、Y4、T0、Y5闭合，主轴电动机反向运转时，按下停止按钮SB4， X3常闭触点断开，Y0、T0失电， M2失电； M2常开触点复位断开，Y4失电，主轴电动机停止反转。同时， X3常开触点闭合，Y3接通，给主轴电动机通入正转电源，使之产生一个正转力矩制动主轴电动机的反向旋转，主轴电动机的反转速度迅速下降。当反转速度下降至100 r/min时，速度继电器KS2触点断开，X12常开触点复位断开，Y3掉电，完成主轴电动机的反向启动运转正向制动停止过程， 当主轴电动机过载，热继电器FR1动作时， X7的常开触点复位断开，Y0、Y3、Y4掉电，主轴电动机停止运行。 3、6 冷却泵电动机控制 按下冷却泵电动机的启动按钮SB3， X2常开触点闭合，Y1接通，冷却泵电动机启动运转。 3、7 快速移动电动机控制 按下位置开关ST，X6常开触点闭合，Y2接通，快速移动电动机启动运行。 4 结束语 将以上设计好的PLC程序输入到FX2N-32MR（FX2N系列PLC具有如下特点： 1、集成型高性能。 2、高速运算。3、安心、宽裕的存储器规格。 4、丰富的软元件范围）主机后，连接好输入输出分配和主电路，按照以上的步骤进行调试，调试过程全部通过，完全满足车床的控制要求；C650卧式车床原继电器电路经三菱FX2N系列PLC改造后，虽然一次性投资较大，但改造后的设备大大降低了运行的故障率，提高了设备运行的稳定性和效率，减轻了实习指导教师及工人的劳动强度，降低了日常维护成本，并可避免因误操作而引起的事故，改造后的设备经实际使用表明效果非常好。 参考文献： 1 梁光耀、徐文烋主编的电工新技术教程 2 高安邦、智