车床电气控制系统的欧姆龙PLC改造

　　0　引言

　　小型PLC在普通车床的控制电路改造中发挥了及其重要的作用。

　　可编程控制器SYSMAC CP1H是高速处理、高功能程序包型PLC。配备与CS/CJ系列共通的体系结构,与以往产品CPM2A 40点输入输出型尺寸相同,但处理速度可达CPM2A约10倍。

　　本文以C650车床的控制系统为例,详细说明采用欧姆龙CP1H型PLC改造传统控制系统的设计过程。

　　1　C650普通卧式车床的电气控制要求与控制特点[1]

　　C650普通车床的电力拖动控制要求与特点如下:

　　a.主轴电动机M1选用笼型异步电动机,完成主轴主运动和刀具进给运动的驱动。电动机采用直接起动的方式起动,可正反两个方向旋转。有正向点动功能;

　　b.停车时和点动完毕均反接制动。为了防止在频繁点动时,大电流造成电动机过载以及限制反接制动电流,在点动和反接制动时主电路串接了限流电阻R;

　　c.溜板箱的快速移动由电动机M3单独拖动。也可随时手动控制起停;

　　d.车床附有一台单方向旋转的冷却泵电动机M2,提供冷却液。

　　2　C650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M2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的接入和切除。电动机M2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。

　　3　PLC控制电路

　　3. 1　PLC机型选择、硬件连接及I/O地址分配

　　车床电气控制系统只需要逻辑运算等简单功能。欧姆龙公司的CP1H系列PLC。非常适用于单机自动化控制系统。根据表1可知,车床电气控制系统需要9个外部输入信号,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扩展预留[2,3]。本系统所需输入点为12个,输出点为7个。现选择CP1H-40CDR-A型PLC,24V直流24点输入,继电器型交流16点输出。I/O地址分配如表1所示,PLC控制的外部接线图如图2所示。

　　3. 2　C650车床的PLC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。

　　3. 3　PLC梯形图控制分析

　　(1)车床正向工作及反接制动过程:按下SB2,接通内部辅助继电器W200. 00,进入联锁程序,由内部辅助继电器接通KM3吸合短接电阻R,同时接通KM1,主电动机M1正转起动运行,开始车削加工。要停车时,按下SB1,KM1、KM3线圈失电,同时KM2吸合,主电动机M1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KS1断开,KM2释放电动机M1停转。