龙源期刊网基于PLC的车床电气控制系统设计作者：吴方来源：《硅谷》2011年第12期摘要：介绍西门子公司的PLC在普通车床C650改造中的应用。给出C650车床电气控制的软、硬件设计，本系统既可以用于新型车床的开发也可以用于车床的数控改造。关键词：PLC；梯形图；车床中图分类号：TH133文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0620067－02引言0普通车床是应用非常广泛的金属切削工具，目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业仍大量使用。由于继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在着固有缺陷。由于它是利用布线组成各种逻辑来实现控制，需要大量机械触点，因此可靠性不高；当改变生产流程时要改变大量的硬件接线，甚至重新设计系统，要耗费大量的人力物力，花费很多时间因而造成了这些企业的生产率低下，效益差，反过来这些企业又没有足够的资金购买新的数控车床。因此，当务之急就是对这些普通车床进行技术改造，以提高企业的设备利用率，提高产品的质量和产量。由于可编程控制器（PLC）具有：①通用性、适应性强；②完善的故障自诊断能力且维修方便；③可靠性高及柔性强等优点，且小型PLC的价格目前亦很便宜。因此，在普通车床的控制电路改造中发挥了及其重要的作用。本文以C650车床的控制系统为例，详细说明采用PLC改造传统控制系统的设计过程。1C650车床电气控制系统的主电路C650车床的主电路图如图1所示。主电路中有三台电动机。主电动机M1、冷却泵电动机胞和快速移动电动机M3。主电动机电路接线分为三部分，第一部分由交流接触器KM1和KM2的两组主触点构成电动机的正反转接线；第二部分为电流表A经电流互感器TA接在主电动机M1的动力回路上，利用一时间继电器KT的延时动合触点，在起动的短时间内将电流表暂时短接；第三部分线路通过交流接触器KM3的主触点控制限流电阻R的接人和切除。电动机阳由交流接触器KM4的主触点控制其接通与断开；电动机M3由交流接触器KM5控制。图1C650车床主电路图2控制电PLC路2.1机PLC型选择、硬件连接及110地址分配龙源期刊网车床电气控制系统所需的110点总数在256以下，属于小型机的范围。控制系统只需要逻辑运算等简单功能。主要用来实现条件控制和顺序控制。为实现C650车床上述的电气控制要求，所以PLC。为实现C650车床上述的电气控制要求，所以PLC可以选择西门子公司的s7-200系列[3]它的价格低，体积小，非常适用于单机自动化控制系统。该机床的输人信号是开关量信号，输出是负载三相交流电动机接触器等。根据表1可知，车床电气控制系统需要9个外部输人信号，5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。所以本系统所需的输人点为12个，输出点为7个。现选择西门子公司生产的s7-200系列的CPU224型PLC，24V直流14点输入，继电器型交流10点输出。110地址分配如表1所示，PLC控制的外部接线图如图2所示。表1I/O口地址分配表图2C650车床PLC控制的外部接线图2.2车床的C650PLC程序设计PLC的程序可以采用梯形图、语句表、程序块等形式表示。为了与继电器接触器系统相承接，采用梯形图形式对车床电气控制系统进行编程。梯形图与继电器一接触器系统的原理图从本质上相一致，设计方法为参照继电器原理图在保持原有控制逻辑基础上改绘。车床电气控制系统的PLC程序如图3所示。图3梯形图2.3梯形图PLC控制分析）车床1正向工作及反接制动过程：按下SB2，MlO.0接通，QO.2动作，KM3吸合短接电阻R，同时Mll.1动作，QO.O动作，KMl吸合，主电动机Ml正转起动运行，开始车削加工，要停车时，按下SB1，QO.0、QO.2释放，松开SBl，QO.l动作，KM2吸合，主电动机Ml串电阻反接制动，当速度接近零时，速度继电器正转常开触点KSl断开，K岛但释放电动机Ml停转，反向工作过程与正向相同。）刀架快速移2动过程：扳动进给操纵手柄压合位置开关SQ，QO.4动作，KM5吸合，M3起动运行，刀架向指定方向快速移动。龙源期刊网）主电动机正向点动过程：按下3SB4，QO.O动作，使KMl吸合，Ml串电阻限流点动，松开SB4，QO.O断开，Ml停转，实现点动控制。）冷却泵工作过程：如果车削加工过程中，工件需要使用冷却液时，按下4SB6，QO.3动作，KM4线圈得电，冷却泵电动机M2工作，提供冷却液，要停止，按下SB5即可。参考文献：徐国林，[1]PLC应用技术[M].北京机械