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PLC控制系统在08000克劳斯卧式精镗床中的应用 作者简介 : 范 俊 现就职于杭州汽车发动机厂 20世纪20年代继电接触器控制系统产生并取代了原先的手动控制方式是自动控制的开端。曾一度占据工业控制的主导地位，它由为数不多的继电器接触器和保护元件等组成。这种控制系统是为实现某一专门控制要求而设计的，通过电器元件之间的固定连线构成控制电路。它简单、、，、、、、、、、、、、、、、、、/输出（I/O）点的需要，以及性价比等多方面因素来考虑，通过综合比较后，选用了三菱公司的FX2系列小型PLC。该系列是集小型化、高速度、高性能等众多特点与于一身的高档次超小型PLC。 该机床的主要部件有两个加工头，左头负责发动机机身左端面几个定位螺孔及止推面的加工。Φ50MM的凸轮轴承孔镗刀和直径Φ120MM的曲轴主轴承孔镗刀），一个中间升降料架。其主要工作顺序是中间升降料架下降，料架前后导向油缸推动料架上的待加工机身让位，料架到底后，前导向油缸推动机身向后让刀，这时右头向左快进将两根主镗杆插入待加工机身轴承孔内部到加工位后，后导向油缸推动机身向前到定位点，然后主夹板将机身夹紧后主镗杆拔销，这时工进开始。右头以工进速度向左面加工轴承孔，左头向右加工定位孔及止推面，左头的加工行程短、动作简单，加工完毕后即退回原位等待。另一边当右头工进到底后，它上面的拉杆油缸工作拉动曲轴主轴承孔镗杆内部的拉杆使镗杆上的止口镗刀慢慢张开加工止推面，待加工完毕后油缸缩回、止口镗刀复位。这时右头的校正电机拖动两根主镗杆的主轴电机旋转到到定位点，这时镗杆主轴电机上的抱闸失电，迅速对主轴进行制动、主镗杆插销定位，然后主夹板打开、放松机身、料架前导向油缸向后推动机身让刀，右头快速退回原位后，中间升降料架的前后导向油缸推动机身让位同时料架升起，至此加工完毕。右头在原位后面还有一个换刀位，当需要换主镗杆上的刀片时右头向后退到换刀点后主镗杆拔销、制动抱闸通电放开主轴使它可以用工具手动拨动任意旋转。 根据原机床的电气控制原理，将输入输出点按顺序排列好后共有87个输入、84个输出点。根据I／/O点的损坏、故障等，最终选择了一个基本单元FX2N－128MR（64点输入64点输出），一个扩展单元FX2N－48ER（24点输入，24点输出）和一个扩展模块FXON－16EYR（16点输出），共计输入88点，输出104点I/O点见附表（1）。PLC梯形图的设计主要依据机床的工作方式、逻辑交叉关系、控制要求并注意到各运动之间的互锁，联锁关系。由于原机床电气控制原理图设计较为合理，我就参照它根据FX2N的编程手册的编程规则在电脑上进行编译生成了梯形图，并对其进行反复修改仔细校验以确保程序不出错。（图1.）是原继电器控制系统右头主轴星三角降压启动的线路图， （图2.）是编译生成的梯形图。 可见它们有极其的相似点。只不过ＰＬＣ用存储的逻辑关系代替了原继电器控制系统的物理接线逻辑，从而大大的减少了控制设备的外部接线。考虑到星、三角继电器转换时可能因触头粘联而同时ON引起的短路问题时我采用机械互锁继电器及外部电气联锁解决。/O点的信号线缆，把预先装好的PLC控制线路底板装到拆空的电气柜中，将PLC控制电气柜与机床的开关、按钮和执行部件的信号线缆按I/O点的逻辑关系进行联接，并接好电源在通电前，对电气线路进行了仔细的检查核对在确认无误后，给PCL通电后、把设计好的程序输入其中，并对各控制元件按逻辑动作功能逐一试验，然后合上机床执行机构部分的电源对机床进行调试，观察PLC各I/O点的状态和机床的动作，通过不断的调试和修改以确保机床的稳定运行。由于采用了PLC控制系统使我们的调试时间大为减少，并提前顺利的完成了这次改造任务。 因采用PLC控制系统，使机床原先的两电气柜继电器没了柜里只剩下电源保护开关、熔断器、PLC、电源适配器极少量输出继电器、中间继电器，即节约了空间还提高了散热性。机床改造几年以来维修率下降了90％以上，只零星维修过外围的按钮和行程开关，充分证明了可编程控制器PLC在08000克劳斯卧式精镗床中的成功应用，大大减轻了机床维修人员的劳动强度，节省了人力物力。有效保证了机床安全可靠的运行，产生了显著的经济效益。为今后继电器控制系统的大中型设备改造指明了方向，提供了新的方法和思路。 2005年5月17日星期二 6