2018基于PLC的普通车床电气控制系统设计

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　　摘 要：科学技术的普及，使越来越多的机床及相关设备得到更为普遍的应用。但基于机床的维修技术却没有得到相应的提高，仍然存在一些诸如技术落后，可靠性能比较差，工作效率低，故障诊断和排除困难等，而数控车床昂贵的价格，又是许多中小型企业或用于实习的各类学校所不能承担的，然而通过对普通车床的PLC设计，针对上述存在的问题，可以使之得到很好的解决，该文根据车床C650的电气控制系统的控制要求，把PLC应用到普通车床中。
　　关键词：车床 PLC 三菱
　　1 车床电气控制要求
　　C650卧式车床属于中型车床，如图1所示，主轴电动机、冷却泵电动机和刀架快速移动电动机分别用M1、M2、M3表示;交流接触器为KM1～KM4;热继电器的热元件是FR1～FR2;速度继电器用SR表示;熔断器是FU1～FU3。
　　1.1 主电路的控制原理
　　三相电源引入组合开关QS，主电动机Ml的短路保护用熔断器为FU1，Ml电动机过载保护用热继电器为FR1。限流电阻用R表示，以使点动时，连续启动电流导致的电动机过载得以避免。主轴电动机短接制动电阻用接触器为KM;主轴电动机正向启动用接触器为KM1;KM2为主轴电动机方向启动用接触器。用互感器TA接入电流表A，对主电动机绕组的电流进行监视。
　　M2冷却液电动机的短路保护用熔断器是FU2;冷却液电动机起动用接触器是KM2;M2电动机的过载保护用FR2表示。
　　快速移动电动机的短路保护用熔断器是FU3，快速移动电动机M3致使KM4短时工作，对此过载保护不必设置。
　　1.2 电气控制要求
　　(1)将冷却液、快速移动电动机、主轴电动机直接启动，并且主轴电动机为了满足控制要求采用正反转控制，并且为了可以实现调整对刀，还需实现点动控制。
　　(2)因为在停车时需反接制动，且在点动完毕后也是需要的。为了不用重复点动，避免电流过大加重电动机负荷从而达到限流的作用，因此，串联了一个限流电阻R于反接制动主电路和点动之间。
　　(3)为避免因为车削加工引起的刀具温度升高，超过一定的标准，因此配备了冷却泵电动机M2，以达到降温冷却的目的。
　　(4)为使刀架快速移动能够得到保持，因此专门用了一台电动机来控制和拖移。
　　(5)设过载保护和短路保护针对冷却液电动机和主轴电机，是因为它们常态下需要保持工作状态，而刀架快速移动电机只是在短时间内工作，因此不需要过载保护。
　　2 PLC选型
　　要9个输入点和6个输出点进行车床电气控制系统的设计。对于PLC的输入点和输出点，通常要有30%的冗余，以便今后对系统进行完善。因此，该系统设置了16个输入点，输出点为16个。根据发展及工艺控制问题，故选用FX2N--32MR，FX2N 系列产品是三菱公司在FX系列PLC的基础上，于90年代推出的，该机型在指令数量、通讯能力、运算速度等方面都更加完善，是集高性能、高速度、小型化于一体的FX系列中档次最高的超小型PLC。24V直流16点输入，继电器型交流16点输出。
　　3 I/O地址分配表，见表1。
　　4 输入输出端接线，见图2。
　　5 C650普通车床的PLC控制梯形图，见图3。
　　梯形图程序主要突出以下特点。
　　(1)我们知道在正反转控制电路中，一定要谨慎，防止因为操作失误或者接线错误而导致因为电动机正反转，而引起的短路。因此，一方面要使软继电器的触点在程序上联锁，另一方面，采用接触器常闭触点的电路，在KM1和KM2的线圈支路上与触头KM2、KM1联锁。
　　(2)为了不出现合上QS后造成人为转动卡盘，从而闭合速度继电器的常开触点X007或X008，并吸合Y1或Y2，导致突然转动起M1而发生事故的现象，所以引入了内部辅助继电器M1、M2，没有连接M1或M2时，尽管闭合SR的常开触点，也不会启动电机M1。
　　6 结语
　　该研究利用PLC对普通机床的电气技术改造，即能解决很多的问题，还能提高效率，避免重复的维修，教师带领学生通过机床的改造，提高了学生学习的目的性和主动性。
　　参考文献
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