基于PLC的T68镗床电气控制系统改造
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摘要： 传统的继电—接触器控制线路存在着电路复杂、可靠性和灵活差，维修工作量大等缺点。文章在分析了T68镗床旧控制电路的基础上，提出了利用plc进行电气控制线路改造方案、确定了PLC型号，并给出了PLC I/O分配表及程序。这种方法提高了设备运行的稳定性、灵活性和效率。
Abstract： There are many disadvantages in tradition Relay control circuit， such as complicated circuits， reliability and poor flexibility， etc. The operational principle of t68 boring machine old electric circuit is analyzed in this paper. Based on the analysis of the old control circuit about T68 boring machine， the transformation plan of electrical control circuit using PLC is put forward. The model of PLC is determined， the I/O distribution table and program are presented in this paper. Using the method， the stability of equipment operation， flexibility and efficiency are improved.
关键词： T68镗床；电气电路；改造；PLC控制
Key words： T68 boring machine；electrical circuit；transform；PLC control
中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2012）27—0043—02
0 引言
T68镗床是一种精密加工机床，主要用于加工精确的孔和各孔间的距离要求较为精确的零件，在机械行业中有着相当广泛的应用。目前国内使用的镗床大都是使用继电器—接触器传统的控制方式，这种控制线路还存在一些复杂性、故障率高、维护工作量大、可靠性差、灵活性差等缺点，这给生产和维护带来诸多不便，直接影响了产品质量和生产效率。
利用PLC对镗床进行改造，将各个电气元件直接与PLC的输入、输出连接，通过直观性很好梯形图方式进行软件编程来实现控制，因此线路简单、可靠性和准确高、快速性好、抗干扰能力强，满足了生产的需要，提高了经济效益。
1 卧式镗床的电气控制
1.1 结构 T68镗床主要由床身、前立柱、镗头架、工作台、后立柱和尾架等组成，如图1所示。
1.2 运动方式 ①主运动：镗杆（主轴）旋转或平旋盘（花盘）旋转。②进给运动：主轴轴向（进、出）移动、主轴箱（镗头架）的垂直（上、下）移动、花盘刀具溜板的径向移动、工作台的纵向（前、后）和横向（左、右）移动。③辅助运动：有工作台的旋转运动、后立柱的水平移动和尾架垂直移动。
主体运动和各种常速进给由主轴电机驱动，但各部份的快速进给运动是由快速进给电机驱动。
1.3 电气控制分析 电气控制主要包括主电动机的起动控制、反接制动控制，主轴或进给变速时主电动机的缓慢转动控制，主轴箱、工作台或主轴的快速移动控制。
电动机起动采用全压、三角形连接低速起动。高速运行时，由控制线路先起动到低速，延时后定子绕组接成双星形，自动转换到高速，以减少起动电流。
主电动机的反接制动的控制，按停止按钮后，主电动机的电源反接，迅速制动，转速降至速度继电器的复位转速时，相应接触器常开触点断开，从而切断三相电源，主电动机停转。
主轴或进给变速时主电动机的缓慢转动控制，当主轴变速时，接触器动作使主电路中接入电阻，主电动机脱离三相电源，最后自动停止。旋转变速孔盘，选好所需的转速后，将孔盘推入。对应的接触器线圈通电吸合，主电动机经电阻在低速下正向起动。主电动机转动转速达某一转时，在速度继电器的控制下，接触器线圈不断的吸合与断电。这种间歇的起动、制动，使主电动机缓慢旋转。
主轴箱、工作台或主轴的快速移动控制，该机床各部件快速移动由快速进给电动机拖动完成。
2.1 改造方案的确定 ①镗床的工艺加工方法不变；②在保留主电路的原有元件基础上，不改变原控制系统电气操作方法；③不改变原电气系统控制元件（包括行程开关、按钮、交流接触器、中间继电器），以上元件的数量、作用均与原电气线路相同；④主轴和进给启动、制动、低速、高速和变速冲动的操作方法不变；⑤将原继电器控制中的硬件接线改为用PLC软件编程来替代，并且考虑到变速中的衔接问题。
2.2 PLC控制I/O地址分配表及接线图 在本设计中，选用三菱的FX2N—48MR PLC。对T68镗床的控制系统的分析，该系统需要的输入点数为17个，输出点数为7。I/O地址分配表如表1所示，接线图如图2所示。
2.3 PLC控制程序设计 根据T68镗床的控制要求以及I/O地址分配，设计该电气控制系统的梯形图如图3。
此PLC控制系统的控制过程为：
2.3.1 M1正反转控制 PLC内部继电器M101和M102作为正反转控制的辅助继电器，为了保证正反转切换的可靠，用PLC内部时间继电器T0和T1完成0.5秒的转换延时。
2.3.2 M1反接制动控制 速度继电器KS有两对独立的动合触点KS1和KS2。当电动机M1正传时KS1闭合，而反转时闭合KS2。KS1串接在反转电路中，KS2串接在正转电路中，当电机正转时，通过自锁使反转电路不能得电。当按下按钮停止按钮SB1，X0动作，使正转电路失电，与此同时反转电路得电，反接制动。当速度降低到速度继电器触点KS1断开时，反转电路失电，制动结束。
2.3.3 高低速转换控制 SQ7为高低速选择开关，操作手柄推向高速位时，SQ7被压动，内部输入继电器X13得电动作，经过内部时间继电器T4延时后，其动断触点将低速接触器KM4断电，其动合触点将高速接触器KM5通电，将电动机M1接成YY高速运行。
2.3.4 电动机M2的控制 快速手柄扳到正向快速位置时，行程开关SQ8使X14得电闭合，Y5得电，KM6得电，电动机M2正转；快速手柄扳到反向快速位置时，行程开关SQ9使X15得电闭合，Y6得电，KM7得电，电动机M2反转启动。
3 结束语
对T68镗床原继电器电路经三菱FX2N系列PLC改造后，虽然一次性投资较大，经实际运行证明改造后的设备大大降低了运行的故障率，减轻了工人的劳动强度，降低了日常维护成本，并避免出现因误操作而引起的事故，提高了设备运行的稳定性、灵活性和效率。
参考文献：
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[4]张运刚，宋小春，郭武强.从入门到精通——三菱FX2N PLC技术与应用.北京：人民邮电出版社，2008.