浅谈CA6140车床的PLC系统设计

1、    浅谈ca6140车床的plc系统设计    李兵摘 要：对ca6140车床进行plc改造的目的是为了提高旧设备的自动化程度，降低企业升级换代的成本。本文介绍了plc控制系统的设计思路和具体步骤，旨在为企业普通车床电气控制系统的改造升级提供参考。关键词：ca6140；plc 系统设计；i/oplc控制系统（programmable logic controller），即可编程逻辑控制器，是专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置。它采用某类可编程的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数

2、字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。企业要想提高生产效益，对现有的普通机床进行plc改造是一個投资少，见效快的捷径。一、ca6140车床电气控制系统硬件分析主运动传动链，两个末端分别是主电动机和主轴，其功用是把电动机的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动，并满足卧式车床主轴变速和换向的要求。进给运动传动链，两个末端分别是主轴和刀架，其功用是使刀架实现纵向或横向移动及变速与换向。二、ca6140车床电气控制系统原理1.ca6140车床电气控制电路分析（1）主电路分析。主轴电动机，带动主轴旋转和刀架的进给运动；由接触器控制，熔断器实现短路保护，热继电器实现过载保护；冷却泵

3、电动机，输送冷却液；由中间继电器控制，热继电器实现过载保护；刀架快速移动电动机。由中间继电器控制。（2）控制电路分析。主轴电动机正反转控制：采用多片摩擦离合器实现；冷却泵电动机 控制：主轴电动机与冷却泵电动机两台电动机之间实现顺序控制，只有当主轴电动机起动运转后，冷却泵电动机才能释放冷却液；刀架快速移动电动机控制：点动控制，主电路中未设过载保护，刀架移动方向（前、后、左、右）的改变，是由进给操作手柄配合机械装置来实现的。三、ca6140车床plc系统设计1.plc系统io统计根据车床主电路和控制电路的分析，将plc需要的输入信号和输出信号与对应的硬件相连，达到控制和检测的目的，车床电气控制系统

4、需要8 个外部输入信号，6个输出信号。plc 所具有的输入点和输出点一般要比所需冗余30 %，以便于系统的完善和今后的扩展预留。2.plc系统外部接线图从原理来说，采用plc系统的控制思路和原来的电气控制系统是一致的，只是在控制手段上采取了更先进的设备，提高了可靠性和生产柔性，因为plc控制系统的编程要比传统的电气控制系统改变接线方便。输入信号使用plc提供的内部直流电源24v（dc）；负载使用的外部电源为交流220v（ac）。plc系统的外部接线如图1所示（以s7-200为例）：3.plc系统程序设计plc的用户程序是设计人员根据控制系统的工艺控制要求，通过plc编程语言的编制设计的。根据国

5、际电工委员会制定的工业控制编程语言标准（iec1131-30），plc的编程语言包括以下五种：梯形图语言（ld）、指令表语言（il）、功能模块图语言（fbd）、顺序功能流程图语言（sfc）及结构化文本语言（st）。在工程实践中，一般采用梯形图语言（ld）进行设计，然后在编程软件中进行调试。部分程序如图2所示。四、结束语对ca6140车床进行的plc改造目的是为了提高旧设备的自动化程度，降低企业升级换代的成本。本文提出的采用plc系统取代电气控制系统的思路和步骤，能够提高普通ca6140车床的加工效率和稳定性，达到设计要求。参考文献1齐占庆等.机床电气控制技术m.北京：机械工业出版社，2005.2李国厚.plc原理与应用m.北京：清华