王智勇教学论文

1、利用PLC对旧机床进行改造王智勇四川省金堂县职业高级中学 610400 摘要：通过利用PLC对旧机床进行改造是一种行之有效的手段。克服了老式继电器控制系统的弊端。实践证明，通过改进，既提高了系统的可靠性，达到了应用的目的；同时也说明，先进的PLC在传统制造行业是大有作为的。关键词：PLC、改造、旧机床、T611镗床、可靠性Transformation of the old machine using PLCWangzhiyongJintang County, Sichuan Province Vocational School 610 400Abstract: Through the use

2、of PLC to transform the old machine is an effective means. Overcome the drawbacks of the old relay control system. Practice has proved that by improving both the reliability of the system to the application purposes; also explains advanced PLC has plenty of opportunities in the traditional manufactu

3、ring industryKeywords: PLC, transformation of the old machine, T611 Boring, reliability1、问题的提出 在我国现有的机床中，其中一部分仍采用的是传统的继电器、接触器控制方式，如B2012A龙门刨床，X62W铣床，T611镗床等。这些机床采用继电器控制，触点多，线路复杂。使用多年后，故障多，维修量大，维护不便，可靠性差，影响了正常的生产。还有一些机床是早期国外进口的机床，有的已到了使用期限即将或已经出现一定程度的故障。出现损坏后，由于原生产厂家已不在提供旧产品的电路板或其它配件，配件供给的缺少使得机床得不到及时

4、的修护。，处于停产的闲置状态，严重影响了生产。另外，还有一部分旧机床虽然还能正常工作，但其精度、效率、自动化程度已不能满足当前生产工艺要求。对这些机床进行改造势在必行，也是满足企业资源的再利用，走持续化发展的需要，也是满足企业新生产工艺，提高经济效益的需要。2、解决方法利用PLC对旧机床控制系统进行改造是一种有效的手段。2.1 采用PLC进行控制后，机床的控制电路的接线量大为减少，故障率大大降低，提高了设备的稳定性和使用率，增强了可靠性，减小了维护、维护工作强度。2.2 现有PLC的品牌、种类都较丰富，采用PLC对早期进口数控机床的控制系统进行改造后，解决了缺少配件的难题。2.3 当机床加工程

5、序发生变化时，只需要修改PLC的程序就可以进行新的加工，更改较方便，有助于提升机床的运用。2.4 由于PLC具有通信功能，采用可编程控制器进行机床改造后，可以与其他智能设备联网通信，在今后的进一步技术改造升级中，可根据需要联入工厂自动化网络中。3、改造中PLC控制系统设计的一般布局及实例说明3.1 深入了解原有机床的工作过程，分析整理其控制的基本方式，完成的动作时序和条件关系，以及相关的保护和连锁控制。尽可能地与实际操作人员充分交流，了解是否需要对现有机床的控制操作加以改进，提高精度，可操作性，安全性等。如有需要，在后续的设备中予以实现。3.2 根据分析整理的结果，确定所需要的用户输入/输出设

6、备。由于是对旧机床的改造，在保证完成工艺要求的前提下，最大限度的使用原有机床的输入/输出设备，如按钮、行程开关、接触器，电磁阀等，以降低改造成本。3.3 PLC机型选择。根据输入输出设备的数量与类型，确定PLC所需的I/O点数。确定I/O点数时，应留有20%左右的余量。以适应今后的生产工艺变化，为系统改造留有余地。由I/O点数，利用经验公式：总内存字数=（开关量输入点数+开关量输出点数）×10+模拟量点数×150来估算内存容量。在估算出内存字数后，在留25%的余量。据此，选择合适的PLC机型。3.4 设计I/O连接，编制I/O分配表，绘制I/O接线图。应注意到：同类型的输入

7、点或输出点应尽量集中在一起，连续分配。3.5 进行PLC程序设计。可借鉴机床的原有继电器控制电路图，加以修改和完善。完成程序设计后，应进行模拟调试，。3.6 模拟调试后，进行现场系统调试。调试中出现的问题逐一排除，直至调试成功。最后还应进行技术资料整理、归档。例如对T611型卧式铣镗床控制系统改造具体过程如下：、先明确T611型卧式镗床的控制内容和要求a) 主轴电动机M1为三角形-双星形接法的双速笼型异步电动机，由接触器KM2、KM3控制它的正反转。低速时由接触器KM4控制，将定子绕组接成三角形；高速时由KM5、KM6控制，将定子绕组接成双星形。高、低速转换由行程开关SQ5控制。热继电器FR为

8、过载保护，电阻R为反接制动及电动控制的限流电阻，接触器KM1为电阻R的短接接触器。b) 主轴箱、工作台与主轴由快速移动电动机M2拖动实现快速移动，由接触器KM7、KM8控制它的正反转。c) 为便于主轴变速和进给变速时齿轮啮合，应有变速冲动。d) 卧式镗床运动部件多，应有必要的连锁和保护环节。（电路原理图见下图）(Circuit diagram see figure below)B、PLC设计方法和型号的选择a) PLC的设计方法PLC属弱电系统，在弱电系统中记忆电路的抗干扰能力比门路差得多，而且门电路在干扰脉冲消失后可自行恢复正常状态；因此，在设计控制程序时，应该多用门电路，少用记忆电路，使系

9、统可靠性高。基于这个道理，编写程序时采用“顺序控制”的方法。b) PLC型号的选择 根据T611卧式镗床的控制要求，该机床的输入信号有15个点，输出信号有7个点。Y005输出点驱动负载电机高速运转的接触器KM5、KM6。X021、X022接速度继电器的正、反转常开触点。选用IO点数为40点的FX1N-40MR型PLC能够满足要求。(PLC的IO分配表见下表格) 输入信号I点输出信号O点M1反接制动按钮SB1X001短路限流电阻R接触器 KM1Y001M1正转启动按钮SB2X002主轴电动机M1正传接触器KM2Y002M1反转启动按钮SB3X003主轴电动机M1反转接触器 KM3Y003M1正向

10、点动按钮SB4X004主电机低速接触器KM4Y004M1反向点动按钮SB5X005主电机高速接触器KM5、KM6Y005主运动变速冲动开关SQ3X013快速移动电机正传接触器 KM7Y006进给运动变速冲动开关SQ4X014快速移动电机反转接触器KM8Y007变速限位开关SQ5X015进给运动变速冲动开关SQ6X016主运动变速冲动开关SQ7X017M2快速正转开关SQ8X000M2快速反转开关SQ9X010M1过载热继电器KHX020速度继电器触点KS-1X021速度继电器触点KS-2X022c) PLC的IO接线图c) PLC I O wiring diagramd) PLC的程序编制T6

11、11卧式镗床的动作复杂，互锁关系多，因此在程序编制时用了4个辅助继电器。X20为主轴电机保护继电器，当主电机过载时，X20断开。M002为正转反接制动辅助继电器；M000、M001分别为正、反转辅助继电器，具有自锁保持功能。M003为反转制动辅助继电器；用了一个定时器：T000为高速延时定时器；PLC程序见下图4、改造中必须要注意的几个问题4.1 根据I/O点数及内存容量选择PLC机型时，一定要留有余量，为日后系统修改及工艺变更提供方便。4.2 在改造中，对原有的外围设备要加以区分地利用，注意外围设备与所选的PLC输出类型相匹配。如有频繁通断的感性负载，PLC最好选用晶体管输出型；动作不频繁的

12、负载可选用继电器输出型的PLC。4.3 在原有的继电器控制电路的改造中，将继电器控制电路翻译为PLC梯形图时，应当加以分析。例如，继电器-接触器控制电路中的电器常开常闭触点一般为先断后合方式，而在PLC梯形图中的软继电器常开常闭触点的状态转换时同时发生的，所以在翻译成梯形图时，要特别注意，不可不加分析。4.4 注意梯形图程序的连锁保护要与接触器、继电器的触点连锁保护相结合，以达到更有效、更稳妥的保护。例如，在PLC程序中，已经对电动机正反装控制进行互锁保护，但实际交流接触器触点熔焊，不能断开，此时电动机换向，势必造成电源短路。如果增加正、反转接触器常闭触点的互锁，则可避免电源电路，有效保证安全。4.5 为保证安全，重大的安全保护部分不接入PLC,而直接作硬件处理。例如，紧急按钮、紧急限位开关、热继电器常闭触点等，不接入PLC输入端，而直接接在输出端，对负载电路进行保护控制。5、结束语 通过利用PLC对旧机床进行改造是一种行之有效的手段。克服了老式继电器控制系统的弊端。实践证明，通过改进，既提高了系统的可靠性，达到了应用的目的；同时也说明，先进的PLC在传统制造行业是大有作为的。 参考文献（1） 李仁. 电气控制【