PLC在机床电气设备升级改造中应用

摘要：本文以x62w型卧式万能铣床的plc改造为例，介绍了机床电气设备从传统的继电器－接触器控制技术到plc控制技术的改造全过程，并论述了如何保证改造质量和改造过程中应注意的事项等内容。通过plc的技术改造，对提高劳动生产率，改善企业管理，提高了企业经济效益具有重要的应用价值和推广价值。 关键词：plc应用 机床设备 电气控制改造 1、引言

随着机电一体化技术的发展，对系统的可靠性要求愈来愈高，plc具有控制可靠、体积小、功能强、速度快、组态灵活和可扩展性的特点而得到了广泛的应用，plc控制的电气系统可靠性也大大提高了。用plc提高系统可靠性的方法具有经济、实用等特点，已经在机床控制系统中获得了成功应用，对实现设备改造与生产过程自动化，提高劳动生产率，改善企业管理，提高了企业经济效益具有重要的应用价值。本文以x62w型卧式万能铣床的plc改造为例，介绍了机床电气设备从传统的继电器控制技术到plc控制技术的改造全过程。

2、机床电气设备plc改造方案的确定

在确定机床电气设备plc改造方案时要充分了解设备产品的工艺特性和控制原理。任何一个plc系统都是为了实现被控对象的工艺要求，进一步提高生产效率、产品质量和生产安全，故在改造时要最大限度地满足被控对象和用户的基本要求，应尽量进行新功能开

发。

铣床的plc改造方案的制定，是根据x62w型卧式万能铣床的电气控制要求及电气控制原理，采用经验法，根据继电器－接触器控制过程，即由传统的转换的方法，确定plc的输入／输出均为开关量；输入输出设备的数量，选择plc型号并进行i／o口分配；编写设计plc的控制程序；plc程序监控调试；进行plc安装及布线；最后整机调试。

3、x62w型卧式万能铣床的电气控制要求及原理简介

x62w型万能铣床由三台电动机拖动，即主轴电机m1、进给电动机m2和冷却泵电机m3。其中m1由km1和转换开关qc控制其正、反转，sb1或sb2为m1起动按钮，sb5或sb6，为m1停止按钮；主轴变速由行程开关st1控制；换刀制动由sa1控制。

进给电动机m2由接触器km3和km4控制其正、反转；冷却泵电动机m3則由转换开关qs控制。主轴电动机m1起动后，将圆工作台开关sa2扳到“断”的位置，sa2-1、sa2-3触电闭合，sa2-2断开。按下按钮sb3或者sb4，接触器km3通电闭合，电磁铁ya2失电，ya3通电，工作台快速向六个进给方向快速移动。 4、x62w万能铣床plc的输入／输出点分配及plc选型 经过对x62w万能铣床的控制要求及电气控制原理分析，确定出改造后的输入／输出设备数量及plc的输入／输出点数，并进行plc选型。此时，最好有一个自己比较好区分的规律，以便于进行程序设计。

4.1输入信号(13点)分配如下

主轴电动机m1起动按钮sbl、sb2：i0.0；主轴电动机m1制动停止按钮sb5、sb6：i0.1；快速进给按钮sb3、sb4：i0.2；主轴冲动行程开关st1：i0.3；进给冲动行程开开关st2：i0.4；“向前”、“向下”行程开关st3：i0.5；“向后”、“向上”行程开关st4：i0.6；“向左”行程开关st5：i0.7

“向右”行程开关st6：i1.0；换刀制动开关sa1：i1.1；圆工作台开关sa2：i1.2；主轴、冷却泵电动机热继电器fr1、fr2：i1.3；进给电动机热继电器fr3：i1.4。 4.2输出信号(7点)分配如下

主轴电动机m1接触器km1：q0.0；快速进给接触器km2：q0.1；向左、前、下接触器km3：q0.2；向右、后、上接触器km4：q0.3；主轴制动电磁铁ya1：q0.4；工作台快速移动电磁铁ya2：q0.5；工作台快速移动电磁铁ya3：q0.6；

在选择plci／o点数时，在满足控制要求的前提下，要兼顾价格及备用余量，即使这样还要留一定的余量。一般情况下，i／o点数要根据控制对象输入输出信号的实际需要，再考虑10％-30％的余量即可。 4.3plc选型

根据输入／输出点数，选出plc的型号为s7-200plccpu226型。 5、x62w型万能铣床plc控制梯形图程序的调试

对新编制的plc程序要反复调试，调试的过程可以采用以下步骤。

(1)程序检查。把已经编好的程序输入编程器中，仔细进行检查，在改正语法和数据错误后下载程序并存入plc的存储器中。 (2)模拟运行。模拟控制的实际输入信号，并在程序运行中，在适当的时刻搬动开关接通或断开输入信号，用指示灯模拟各种机械动作，同时观察plc输出端状态指示灯的变化，来确定程序执行情况，并对照执行组件正确动作，看程序是否有错误，这一个过程要反复进行才能取得试验的成功。

(3)改造系统的安装。安装布线应注意plc的输入与输出、plc的电源线、应单独走线，plc远离干扰电源并且要可靠地接地。若用到扩展单元，其接地点应与基本单元接地点接在一起。 (4)改造的整机调试。在前几步确保无误后，检查各部分是否正常，各参数设置是否正确。这时进行空载调试，无误后进行带负荷调试，即进行加工试车使设备进入运行状态。 6、结语

本文的改造方案是对原来的继电器一接触式控制系统进行plc改造而成，经实际运行证明该plc控制系统无论是硬件还是软件，控制系统稳定可靠，具有极高的可靠性与灵活性，更容易维修，更能适应经常变动的工艺条件，通过改造取得了较好的经济效益，具有重要的应用价值和推广价值，同时这种改造方法也适用于其它机床的改造。 参考文献

[1]刘芬 贾建波等.机床电气控制与plc.国防工业出版社

2009,(8).

[2]王纳林 自动化专plc技术应用改造实训探索科技信息，2006，(6).