基于西门子系列PLC的C650卧式车床电气控制系统的改造

[摘 要]面对我国机械制造工业的快速发展，制造装备的改进，使得作为工业重要设备的各类机械工艺装备也有了许多新的变化，尤其是金属切削机械产品。传统的制造装备由于技术落后、可靠性差、工作效率低、故障率高、故障诊断和排除困难，已严重影响企业的生产效率。因此，更新改造旧机床等制造装备很有必要。更新改造旧机床是最近几年发展起来的一个新兴产业，在国外己形成一定规模和市场。国外旧机床改造费用大约为同类型新机床价格的60%，尽管费用较高，但由于机床改造后使用效果好，所以仍然受到机床用户的欢迎。

[摘 要]机械 制造 机床 改造

中图分类号：TG51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）33-0083-02

一、C650卧式车床简介

C650卧式普通车床属中型车床，加工工件回转直径最大可达1020mm，长度可达3000mm。其控制方式是将接触器、继电器、定时器以及其他低压电器按一定逻辑关系连接的继电接触器控制系统，其具有结构简单、价格便宜、便于掌握的特点，此控制方式在工业控制中比较常见。

但这种控制方式存在着设备体积大、动作速度慢、功能少、可靠性差、难于实现较复杂的控制的缺点，特别是由于它是靠硬接线逻辑构成的系统，接线复杂，当生产工艺改变时，原有的接线和控制盘就要更换，缺乏通用性和灵活性。

为了解决继电接触器控制系统的这一缺点，寻求一种更可靠、功能更齐全、相应速度更快的新型工业控制车床势在必行。从被控制对象维护简单、性价比高、综合成本低这几个主要原则出发，可编程控制器（PLC）是最佳的选择。

二、电气控制原理分析（图1）

1、主电动机正反转

KM1与KM2分别正反转交流接触器。

2、主电动机全压与减压状态

当KM3主触头断开时，三相交流电源电流将流经限流电阻R而进入电动机绕组，电动机绕组电压将减小。当KM3主触头闭合，则主电动机处于全压运转状态。

3、绕组电流监控

电流表PA在电动机M1主电路中起绕组电流监视作用，当该接线有电流流过时，将产生感应电流，通过这一感应电流间接显示电动机绕组中当前电流值。

4、电动机转速监控

KS是和M1主电动机主轴同转安装的速度继电器检测元件，根据主电动机主轴转速对速度继电器触头的闭合与断开进行控制，从而完成降压起动和反接制动。

三、PLC对C650卧式车床的改造

1、I/O分配表（表1）

根据对C650卧式车床控制输入/输出需求点数以及对西门子S7-200系列CPU224 PLC主机I/O点数和各项性能指标进行分析，拟定PLC控制I/O分配：

2、I/O接线图

为了使改造后的车床安全高效，并且维护维修方便，在保障车床电气安全可靠的前提下，改造后的C650卧式车床电气控制主电路无多大变化，控制电路全部改为PLC控制（图2）。

3、梯形图

（图3）

四、结束语

C650车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹。采用传统的继电接触器控制，已严重影响了企业的生产效率，而PLC作为新型的工业自动化控制装置，它具有可靠性高、设计施工周期短、维修方便、价格适中等优点，故用其改造传统控制成了一种必然的选择。

参考文献

[1] 王振臣.机床电气控制技术.北京：机械工业出版社.

[2] 姚永刚.主机床电器与可编程控制器.北京：机械工业出版社.

[3] 李伟.机床电器与PLC.西安：西安电子科技大学出版社.

[4] 贺哲荣.机床电气控制线路图识图技巧.北京：机械工业出版社.

[5] 王烈准.电气控制与PLC应用技术.北京：机械工业出版社.