[摘要]文章對Z3040播臂鉆床電氣控制原理進行分析，提出采用松下FPl-C24進行電路的PLC改造方案。

[關(guān)鍵詞]Z3040；FP1-C24電氣控制PLC控制；方案分析

[作者簡介]鐘俏靈，柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系電氣工程師，研究方向：機電一體化，廣西柳州，545006

[中圖分類號]TG522

[文獻標(biāo)識碼]A

[文章編號]1007-7723(2009)06-0034-0002

目前PLE在機床的使用越來越多，有很多企業(yè)紛紛嘗試應(yīng)用PLC對機床電氣控制進行PLC改造并取得成功。本文介紹應(yīng)用松下FPl-C24可編程序控制器對Z3040搖臂鉆床進行電氣控制的PLC改造實例，通過方案分析，指出方案設(shè)計時應(yīng)注意的問題，對其他機床的改造具有一定的參考價值。

一、Z3040搖臂鉆床的電氣控制原理分析

Z3040搖臂鉆床繼電器控制系統(tǒng)的電氣原理圖如圖1所示，控制的電動機共有四臺。

Z3040搖臂鉆床主運動和進給運動共用一臺主電動機M1。加工螺紋時要求主軸能正反向旋轉(zhuǎn)，主軸正反轉(zhuǎn)是采用機械方法來實現(xiàn)的，所以M1只需單向旋轉(zhuǎn)，主電動機功率為3KW，用SBl、SB2實現(xiàn)啟動和停止控制，用熱繼電器FRl作過載保護。

搖臂的升降由升降電動機M2拖動，要求電動機能正反向旋轉(zhuǎn)，M2功率為1.1KW。SB3、SB4分別為搖臂上升和下降按鈕，由KM2、KM3控制電動機M2正反轉(zhuǎn)以實現(xiàn)搖臂的升降移動。

立柱、主軸箱與搖臂的夾緊與松開是采用電動機M3帶動液壓泵，通過夾緊機構(gòu)實現(xiàn)的。其夾緊與松開是通過控制電動機的正反轉(zhuǎn)送出不同流向的壓力油推動活塞帶動菱形塊動作來實現(xiàn)的。所以。液壓泵電動機M3要求能正反向旋轉(zhuǎn)，由KM4、KM5實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，M3功率為0.6KW，用熱繼電器FR2作過載保護。

冷卻泵電動機M4只需單向旋轉(zhuǎn)，其功率為0.125KW。由旋轉(zhuǎn)開關(guān)SCl直接控制單向旋轉(zhuǎn)。

二、Z3040搖臂鉆床電路的PLC改造方案

因Z3040搖臂鉆床的控制信號較多、觸點多，線路復(fù)雜，查找故障困難，維修不便，若采用PLC控制可大大簡化控制線路，降低機床的故障率，使維修更加方便。所以，對機床進行電路的PLC改造，機床主電路和照明燈按原圖紙接線，控制回路改用PLC控制。選擇PLC機型時要根據(jù)系統(tǒng)的實際需要選用合適的型號，以免大材小用造成浪費，或者功能范圍不符合應(yīng)用要求。一般在選機型時，要考慮到PLC輸入輸出點數(shù)要留有10％余量。現(xiàn)統(tǒng)計出7.3040機床的輸入點共為12點，輸出為9點，共21點?？紤]到企業(yè)現(xiàn)有的設(shè)備，選用FPl-C24型可編程序控制器。FPI-C24型可編程序控制器是日本松下電工生產(chǎn)的小型PLC，有16個輸入點、8個輸出點，為繼電器輸出型，帶負載能力為250V，2A。因FPl-C24只有8個輸出口，故在不改變原機床的功能的情況下，對控制回路稍作改動，因主軸與立柱松開與夾緊信號是兩個相反的信號，所以去掉主軸與立柱松開信號燈HLl，保留夾緊信號燈HL2。

對Z3040的PLC控制進行輸入，輸出分配。畫出輸入，輸出接線圖如圖2所示。

在圖1原繼電器控制回路中，由于按鈕、行程開關(guān)較多、觸點多、線路復(fù)雜，所以從安全考慮采用127V的低電壓?，F(xiàn)在改為PLC控制，按鈕、行程開關(guān)的輸入信號采用PLC提供的直流24V電壓，輸出與輸入回路完全隔離。所以，在此可選用220V的接觸器，如圖2所示。

應(yīng)用FPWIN G2軟件設(shè)計梯形圖程序如圖3所示。通過傳輸線傳送程序至PLC進行程序調(diào)試。

三、Z3040搖臂鉆床電路的PLC改造方案分析

(一)時間繼電器瞬動觸點和斷電延時觸點的處理

本設(shè)計的難點在于時間繼電器KT的取代。圖1中，時間繼電器KT有兩對瞬動觸點和一對斷電延時動作的觸點，而FPl-C24可編程序控制器沒有此類觸點。對于瞬動觸點的處理，可用—個內(nèi)部繼電器來取代，如圖3梯形圖中的R1，按SB3(X2)、sB4(x3)，接通R1。而斷電延時動作的觸點(圖1中的1-17)，是松開SB3或SB4時才開始計時的，那么可以讓Rl的常閉點去控制內(nèi)部定時器TO，而為了避免一開始未按SB3或SB4時，T0也計時，本程序中巧妙地應(yīng)用了內(nèi)部繼電器R2，用R2的常開觸點去控制TO，如圖3中梯形圖的第27步。

(二)停止按鈕、行程開關(guān)等常閉觸點的處理

在繼電器控制中，停止按鈕、行程開關(guān)、熱繼電器觸點都是用常閉點，而PLC控制時要改為常開點，如圖2中的SBl、SQ3、FRl、FR2等。只有這樣，相應(yīng)的觸點在梯形圖中才是常閉點，如圖3中的／X0dX9、／XB、／XC。如果這類觸點像繼電器控制那樣仍用常閉點，則在梯形圖中的輸入點就應(yīng)用常開點。這樣，一接通電源，相應(yīng)的輸入點就接通，有輸入，常開點閉合。也就是說，這類觸點我們在梯形圖中看到的是常開的，但它卻是閉合的，這樣不合乎邏輯思維，所以，輸入點一般要全改為常開點。這點是初學(xué)者最容易出錯的，應(yīng)特別注意。

(三)不同電壓的處理

原來繼電一接觸器電路中分開畫的各種交流控制電路和直流執(zhí)行電路，如6.3V的信號燈、220V接觸器、36V照明燈等，在PLC梯形圖中要合為一體，如圖3中的第52、53步信號燈的控制與220V接觸器的控制程序畫在一起。

四、結(jié)語

在進行設(shè)計時，對那些已成熟的繼電一接觸器控制電路的生產(chǎn)機械，在改用PLC控制時，只要把原有的控制電路作適當(dāng)?shù)母膭樱怪蔀榉螾LC要求的梯形圖。但又不能僅僅從電氣圖來改，更多的是從工作過程動作順序來設(shè)計程序。程序還需要經(jīng)過反復(fù)修改和完善，才能符合控制要求，并且一定要經(jīng)過模擬調(diào)試才能聯(lián)機調(diào)試。控制程序并不是唯一的，要經(jīng)過不斷的實踐總結(jié)、修正，力求最佳方案。