谈谈CA6140车床控制线路主轴PLC的改造

工业发达国家都非常重视机械制造业，而我国目前的设备制造水平还非常低，基本还是“一个工人，一把刀，一台机床”。普通机床在中小型企业应用非常广泛，但存在电器和接触器接线复杂、触点易被烧坏、反应速度慢和故障诊断困难等问题，极大地影响了机床的加工质量,PLC的问世弥补了这些缺陷。

一

PLC又称可编程序控制器，1969年由美国数字设备公司研制出，最早应用于汽车自动装配生产线上，它灵活、实用，抗干扰能力强，编程语言简单易学，体积小、重量轻，易于实现机电一体化。目前使用情况大致可归纳为如下几类:开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理和通信及联网。

1.PLC基本组成包括

中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口(缩写为I/O，包括输入接口、输出接口、外部设备接口、扩展接口等)、外部设备编程器及电源模块组成。PLC内部各组成单元之间通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接，外部则根据实际控制对象配置相应设备与控制装置构成PLC控制系统。常用类型主要有西门子、三菱、欧姆龙等。

2.PLC硬件设计步骤

根据可编程序控制器及CA6140型主电路三台电机的作用和控制电路的要求，依次进行如下步骤：PLC的选型、输入输出点的估算、主机型号选择、输入输出端子分配、画出I/O接线图。

3.PLC的选型

S7-200系列PLC，可提供4个不同的基本型号的8种CPU供使用。S7-200是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能，从而替代了继电器——接触器的控制。

二

1.选择主机CPU，先要对机床电路工作原理进行分析

一是主电路分析。

①QF1：整个控制线路的总电源隔离开关。

②主轴电动机M1：拖动车床的主轴，可正反转。KM1接通时，主轴电动机M1正转；KM2接通时，主轴电动机M1反转。FR1是为主轴电动机M1提供过载保护的热继电器。

③冷却泵电动机M2由KM3控制。FR2是为冷却泵电动机M2提供过载保护的热继电器。

④刀架快速移动电动机M3：KM4接通时，刀架快速移动，电动机M3正转；KM5接通时，刀架快速移动，电动机M3反转。刀架快速移动电动机为点动控制，不需长时间工作。

二是控制电路分析。在电气控制上，刀架向前、向左移动时，均为接触器KM4线圈通电，刀架移动电动机M3正转，再通过机械离合器区分是向前还是向左移动；刀架向后、向右移动时，均为接触器KM5线圈通电，刀架移动电动机M3反转，再通过机械离合器区分是向后还是向右移动。

冷却泵电动机M2的控制：由开关SA1控制，在主轴电动机M1启动的前提下（顺序控制），即控制电路中KM1、KM2两个常开触点有一个闭合，此时接通开关SA1，接触器KM3线圈通电，冷却泵电动机M2运转。断开开关SA1，接触器KM3线圈断电，冷却泵电动机M2停转。

三是辅助电路分析。HL：电源指示灯；EL：工作照明灯。经过电路的综合分析及输入输出点数的计算选择CPU为224XP的型号。

2.I/O分配表如下

CA6140车床控制线路的PLC改造的I/O分配表

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总之，可编程控制器改造机床控制线路的电气系统，在现有企业里是非常现实的技术改造方案，具有投资省、见效快的特点，为准确判断电器故障的发生部位提供了很大的方便。