LOGO!對CW6163B型車床的數控化改造
2020-5-13 來源：廣州市工貿技師學院（yuàn） 作（zuò）者： 鍾文偉
摘要：本文通過（guò）改造（zào）一個老式車床，來介紹改造項目改造步（bù）驟。要先了（le）解要改造機床的動作（zuò）流程，根據其動作流程確定其改造（zào）方案，畫出改造後電氣原理圖，然後與廠家的技術人員一起完善（shàn）電氣原理圖（tú），最後根（gēn）據原理圖（tú）進行接線，完成（chéng）設計。
關鍵詞：過載；短路（lù）；PLC；變壓器（qì）；順序控製
廣州市某機械設備加工廠內有（yǒu）一台老式車床，它使（shǐ）用年限長達30年，控製線路早已有（yǒu）多處破損，時有故障（zhàng）產生，已經嚴重影響了生產，但這台機床的本體尚是（shì）完好（hǎo），購買（mǎi）一台（tái）全新的設備取代（dài）它大約（yuē）要十（shí）幾萬。鑒於以（yǐ）上廠家領導找到我，希望我能（néng）對這台（tái）老式設備進行數控化改造，以最小經濟代（dài）價讓這台（tái）設備煥發新春。
接到任務後，來到廠家（jiā）和他們（men）技術人員進行對接（jiē），谘詢一些有關該車床一（yī）些（xiē）基本情（qíng）況，想問對於這台設備他們想改造到什麽程度，隻是單純完成原來的控製功能還是另外增加（jiā）一些功能。由於曆史久遠，廠家（jiā）技術人員無法提供相應的技術（shù）資料，原有的圖紙早已丟失。對於這台設備他們有（yǒu）以下想（xiǎng）法：
1.設備（bèi）原有功能全部都（dōu）要有（yǒu），原有保護也都要（yào）有。
2.對設備控製箱改動最小，增加電動機的工作指示和故障指示。
3.要充分利用原（yuán）有型號電氣元件。
了解了他們想法，我確定了我的工（gōng）作思路，首先我要對車床的動作流程要清楚，恢複車床的原電氣原理圖，然後分（fèn）析它的工作原理，據此確定用什麽PLC對其改造，再畫出改造後的電氣原理（lǐ）圖，然後廠家（jiā）技術人員一起確定該電氣原理圖（tú）的是否符合他們要求，最後按圖接（jiē）線完（wán）成改造任務。
一、恢複原有電氣原理（lǐ）圖
到了（le）現場後，通過試車和跟線，最終確定原（yuán）來的電氣原理圖如圖1所示：
二、圖（tú）1電氣原理（lǐ）圖原理分析
圖1 原有的（de）電氣原理圖
這台車床共（gòng）控製（zhì）三台電機，1M主軸電動機是單（dān）向長時間運行，2M冷卻泵電動機也是單向長時（shí）間運行（háng），而3M快（kuài）速進（jìn）給電動機是點動運行方式。
合上電（diàn）源開關QF，為主（zhǔ）電路和控製線路提供電源。控製線路分成三個工作電壓，一個是接觸器線圈的控製電壓110V;一個是指示燈工作電（diàn）壓6V;最後一個是照明工作電壓24V。按下SA1，則照明（míng）指示燈EL1開始工作輔助照明；按下SB7，3M快速進給電動機開始點動運行；而1M主軸電動（dòng）機和2M冷卻泵電動機存在著一個順序控製關係（xì），冷卻泵電動機一定要後啟動（dòng），而主軸（zhóu）電動機還要二地控製。按（àn）下SB3或SB4，主軸電動機（jī）啟動，然後按下（xià）SB6啟動冷卻泵電動機，按下SB5停止冷卻泵（bèng）電動機（jī）；按下SB1或SB2所有電動機均停止。
三、確定改造方案
根據上麵簡（jiǎn）述的工作原理（lǐ），以及廠家（jiā）技術人員所提出技術（shù）要求，我確定改造方案（àn）所用PLC為西門子LOGO!，型號為（wéi）LOGO!230RC。選擇西門子LOGO!原（yuán）因如下：1.西（xī）門子LOGO!為小型PLC，基本不（bú）上占用空（kōng）間，直接占用原變壓器的位（wèi）置。2.西門子LOGO!可以直接帶負載，它每個輸出點可以帶的電流為10A。3.西門子LOGO!便宜，通過對原理（lǐ）分析想完（wán）成改造，要（yào）用8個輸入（rù）點，4個輸出（chū）點，隻要一個西門子LOGO!基本模塊就可以，而（ér）一個西門子LOGO!基本模塊市（shì）場價500塊就可以了。4.LOGO!模塊（kuài）采用的（de）220V供（gòng）電，原來控製箱內有一根零線（xiàn），不要另外改線。
1.西門子LOGO!現場元（yuán）件信號對照表如表1所示。
表1 PLC的I/O現場元件信號對照表
2.完成改造後電氣原理圖。
原來電氣原理圖的主電路保（bǎo）護原樣（yàng），隻要把（bǎ）控製線路稍做修改。
為了減少PLC輸入點，我（wǒ）把二地啟（qǐ）動（dòng）和二地停止各（gè）隻占用一個輸入點，電動（dòng）機的工作指令和故障指（zhǐ）令，都是在外圍線路，也不占用輸入點。通過這些處理方法，隻（zhī）要一個西門子LOGO!230RC基本模塊就可以了，費用也減（jiǎn）少了（le）。完成改（gǎi）造的電氣（qì）原理圖如圖2所示。
圖2 完成改造電氣原理圖
3.與圖2所配套的程序圖如圖3所示。
圖3
四、與廠家技術人員確定方案
改造方案我確定以後，找來廠家技術人員，將上述圖紙提供（gòng）給對方，看對方是否有不同建議。由（yóu）於這個改造方（fāng）案（àn）隻是用PLC替（tì）換了原來控製線路，控製各個電動機動作的接觸器仍然是（shì）原來的，隻是控製線圈的電壓由原來110V變成了220V。在控製冷卻泵的接觸器KM2控製（zhì）程（chéng）序支（zhī）路當中串入控製主軸接觸器KM1常開觸點，以形成順序控製；過載保護KH1和KH2占用了二（èr）個輸入點，在程序當中控製接觸器KM1和KM2的斷開，KH1斷開主（zhǔ）軸電動機和冷卻泵電動機均停止，而KH2斷開則隻（zhī）停止冷卻泵電動機。這就是說，線路原來功能（néng）和保護全（quán）部都有。
這個改造方案中西門子LOGO!230RC占用原來變壓器的位（wèi）置，另外在控製箱的外殼增加了（le）一個工作指（zhǐ）示燈（dēng）和二個（gè）故障指示燈，其餘均為原來型號的元器件（jiàn），用PLC取代原（yuán）來的控製線路。在PLC外圍（wéi）利（lì）用（yòng）三（sān）個（gè）接觸器常開輔助觸點接通三個工作指示燈，KM1吸（xī）合，則EL1工（gōng）作指示燈亮；KM2吸合，則EL2工作（zuò）指示燈亮（liàng）；KM3吸（xī）合（hé），則（zé）EL3工作指示燈亮；KH1動作，主軸電動機和冷卻泵電動機均（jun1）停止（zhǐ），EL4工作指示燈亮；KH2動作，冷卻泵電動機停止，EL5工（gōng）作指（zhǐ）示燈亮.對原來控製箱基（jī）本上沒有（yǒu）什麽改變，也增加電（diàn）動機工作指（zhǐ）示燈和故障指（zhǐ）令燈，符合廠家的設計要求（qiú）。
改造過程全部利（lì）用原來型號的元器件，對接觸器線圈的工（gōng）作（zuò）電（diàn）壓由原來的110V，變成220V，照明指示燈（dēng）的工作電壓（yā）由原來的24V變成220V，工作狀態指示燈（dēng）的工作（zuò）電壓由6V變（biàn）成220V，這（zhè）樣做的目的省去一個機床控製變（biàn）壓器（qì），也便於統一（yī）管理後備元（yuán）件。
五、完成接線（xiàn），上電試機
與廠家的（de）技（jì）術（shù）人員確認，按改（gǎi）造後電氣原理圖接好線，然後進行試機，符（fú）合（hé）廠家（jiā）設計（jì）要求。本改造方（fāng）案也比較經濟，改造（zào）過程使用一個西門（mén）子（zǐ）LOGO！價值（zhí）500，三個接觸器價值100，六個指示燈價值20，再加上導線若（ruò）幹，價值100，總的成本在1000以下。經過一個時間運行，車床動作穩定，故障基本上也沒有了，達到了設計要求。
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