主（zhǔ）頁（yè） > 技術文章 > 探討PLC技術對機床電路的改造 2024-10-17

探討PLC技術（shù）對機床電路的改造

摘要：本文引（yǐn）出了機床電路進（jìn）行PLC可編程技術改造的必要性，並詳細（xì）描述（shù）了由（yóu）機床控製電路（lù）圖（tú）設計成PLC梯（tī）形圖的解決方法（fǎ）、步驟和注意事項。
一、引（yǐn）言：
　　在我國現有的機床中,大（dà）部分仍采用的是傳統的繼電器-接觸器控製方（fāng）式（shì）,由於（yú）控製線路觸點多、線路複雜。使用多（duō）年後,故障多、維修量大、維護不便及可靠性差,影響了（le）正常的生產（chǎn）。還有部分機床雖然還能正常工作,但其精度、效率以及自動化程度已不能滿足當前生產工藝要求。對這些機床進行改造勢在必行,改造既是企業資源的再利用,走持續化發展的（de）需要（yào）,也是滿足企業新生產工藝,提高經（jīng）濟效益的需要。
二、解決方法：
　　用PLC改造機（jī）床控製係統時，因為（wéi）原有的（de）機床控製（zhì）係統（tǒng）是經過長期使用和考驗，已經被證明能完成係統要求的控製（zhì）功（gōng）能，而（ér）機床電路圖與PLC梯（tī）形（xíng）圖在表示方（fāng）法上和分（fèn）析方法上有很多相似之處，因此可以將機床電路圖“轉換”為具有相（xiàng）同功能的PLC的外部硬件接線圖和梯形圖。但（dàn）它們也有很大的本質區別，機床電路是由硬件元件組成的，各繼電器可同時動作。梯（tī）形圖是PLC的程序，是一種軟件，其CPU是串行工作的，即（jí）CPU同（tóng）時隻能處理1條指令，所以用PLC改造機床控製係（xì）統時有很多需（xū）要注意的地方。一般不需要改動控製麵板,保持（chí）了係統原有的外部特性，操作人（rén）員不用（yòng）改變長（zhǎng）期形（xíng）成的操作習慣，分析PLC控製係統的功（gōng）能時，將它想象成機床控製係統的控（kòng）製箱，外部接線圖描述了這個控製（zhì）箱（xiāng）的外接線，梯形圖是這個（gè）控製（zhì）箱的內部“線路圖（tú）”，梯形圖的輸（shū）入（rù）、輸出（chū）繼電器（qì）是這個控製箱與外部世界聯係的“接口繼電器”，分（fèn）析PLC可編程控製（zhì）係統時，可以將梯形圖（tú）中輸入繼電器的觸點想象成對應的外部輸入器件的（de）觸點或電路，將梯形圖中輸出繼電器（qì）的線圈想象成對應的外部負載的線圈。外部（bù）負載的（de）線圈除了受梯形圖的控製外（wài），還可能受外部觸點的控製。
三、改造機床控製係（xì）統的一般步驟及實例（lì）說明：
　　以搖臂鑽床的電氣控製原理圖（圖1）為例，將機床電（diàn）路圖轉換成功能相同的外部接線圖和梯形圖，選擇西門子S7-226的PLC硬件。具（jù）體步驟如下：
　　（1）深入了解原（yuán）有機床的工作過程,分（fèn）析整理其控製的基本方式、完成的動作時序和條件關係,以（yǐ）及相（xiàng）關（guān）的保護和聯鎖（suǒ）控製。盡可能地與實際操作（zuò）人員充分交流,了解是（shì）否需要對現有機床的控製操作加以改進,提（tí）高精度、可操作性和（hé）安全性（xìng）等。如有需要,在後續的設計中予（yǔ）以實現。這樣才能在設計和調試控製係（xì）統（tǒng）時做到心中有數。鑽床的主軸（zhóu）電機由接觸器KM1控（kòng）製，搖（yáo）臂的升降電機由（yóu）KM2和KM3控（kòng）製，立柱的鬆開（kāi）和夾緊電機用KM4和KM5控製。
　　（2）根據分（fèn）析整（zhěng）理的結果,確定PLC的輸入信（xìn）號和（hé）輸出負載，在保證完成工（gōng）藝要求的前提（tí）下（xià）,最大限度的（de）使用原有機床的輸入/輸出設備,機床電路圖（tú）中的接觸器和電磁閥等執行機構用PLC中（zhōng）輸出繼電器來控（kòng）製。它們的線圈接（jiē）在PLC的輸出端。按鈕、控製開關、限位開關、接（jiē）近開關等用來給PLC提供控製命令和反饋信號，它們的觸點接在PLC的輸入端，機（jī）床電路圖中的中間繼電器和時間（jiān）繼電器（qì）的功能（néng）用PLC內部的輔助繼電器（qì）和（hé）定時器來完成（chéng），它們（men）與PLC的輸入繼（jì）電器和輸出（chū）繼電（diàn）器無關。輸入（rù）輸（shū）出元件號分配。
　　根據PLC的輸入信號和（hé）輸出負（fù）載,以及它（tā）們對應的梯形圖中的輸入繼電器和輸出繼電器的元件,畫出PLC的外部接線圖（tú）。
　　（3）確定與機床電路圖中的中間繼電器、時間繼（jì）電器對（duì）應的梯形圖中的輔助繼電器和定時器的元件號,建立機床電路圖和梯形（xíng）圖中的元件一一對應的關係。
　　（4）根據上述對（duì）應關係按梯形圖語言中的語法規則畫出梯形（xíng）圖（圖3）
四、改造時的特別注意事項：
　　（1）常閉觸點輸（shū）入信號的處（chù）理
　　盡量（liàng）使（shǐ）用常開觸點，如果隻能使用常閉（bì）觸點，梯形圖中對應的觸點的常開/常閉（bì）類型應與機床電（diàn）路中相反（外閉內開）。如SQ1在機床（chuáng）電路中是常閉觸點，將它接到PLC輸入端I0.4，則在梯形圖中對應的觸點I0.4應是常開的。
（2 ）分離交織在一（yī）起的（de）電路。
可將各（gè）線圈的控製電路分離開來設計, 以線圈（quān）為單位分別考（kǎo）慮繼電（diàn）器的每個線圈受（shòu）到哪些觸點和電（diàn）路的控（kòng）製，畫出相應的等效梯形圖電路。
　　（3）梯形圖電路（lù）的優化設計
　　在串聯電路中，單個觸點應放在電路塊的右邊，在（zài）並聯電路中，單個觸點應放（fàng）在電路塊的下麵。
　　（4）斷（duàn）電（diàn）延時的（de）時間繼電器的處理
　　圖（tú）1機床電路圖中的KT屬於線圈斷電後開始延時的時間繼（jì）電器。為了方便理（lǐ）解，可用線圈通電（diàn）後延時的定時器來實（shí）現斷電延時功能。
　　（5）盡量減少PLC的輸入信號和輸出信號
　　PLC的價格與I/O電數有關，控製主控電機的交流接觸器KM1的電路簡單，應（yīng）仍（réng）然用繼（jì）電（diàn）器控製。一般同一器件隻須一組常（cháng）閉或常開提供PLC輸入信號，在梯（tī）圖中可以多次使用同一輸入繼電器的常開和常閉觸（chù）點。
五、結束語：
　　采用PLC可編程改造的（de）機床電路時，需要注意（yì）的問題比較多，應特別細致，周到、反複進行調試，得到的梯形圖（tú）常常需要進一（yī）步簡化和優化。實踐證明，利用PLC可編程對舊機床進行改造是（shì）一種行（háng）之（zhī）有（yǒu）效的手段.不僅利用了原有的設備（bèi）,節約（yuē）資源,而且還滿足（zú）新生（shēng）產（chǎn）工藝的需（xū）求,提高效率,創造更大（dà）的經濟（jì）效益和社會效益，因此應（yīng）用越（yuè）來越廣泛。

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