LOGO!對CW6163B型車床的數（shù）控化改造
2019-11-22 來源：廣州市工貿技師學院 作者：鍾文偉（wěi）
廣州（zhōu）市某（mǒu）機械設（shè）備加工廠內有一（yī）台老式車床，它使（shǐ）用年限長達30年，控製線路早已有多處破損，時有故障產生，已經嚴重影響了生產，但這（zhè）台機床的（de）本體尚是完好，購買一台全新的設備取（qǔ）代它大約要十幾萬。鑒於以（yǐ）上廠家領導找到我，希望我能（néng）對這台老式設備進行數控化改造，以最小經濟代價讓這台設備煥發新春。
接到任務（wù）後，來到廠家和他們技術人員進行對接（jiē），谘詢一些有關該車床一些基本情況，想問對於這台設（shè）備他們想改造（zào）到什麽程度，隻是單純完成原來的控製（zhì）功能還是另外增加一些功能。由於曆史（shǐ）久（jiǔ）遠，廠家技術人員無法提供相應的技術資料，原有（yǒu）的圖紙早已丟失。對於這台設備他們有以下想法：
1.設備原有功（gōng）能全部都要有，原有保護也都要有。
2.對設備控製箱改動最小，增加電動機的工作指示（shì）和故障指示。
3.要充分利用（yòng）原有型號（hào）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（zuò）流程要清楚，恢複車床的原電氣（qì）原理圖，然（rán）後分（fèn）析它的工作原理，據此確（què）定用（yòng）什麽PLC對其改造，再畫出改造後的（de）電（diàn）氣原理圖，然後廠家技術人員一起確定該電氣（qì）原理圖的是否符合他們要求，最（zuì）後按圖接（jiē）線完成改造任務。
一、恢複原（yuán）有電氣原理圖
到了現場後，通過試車和跟線，最終確定原來的電（diàn）氣原理圖如圖1所示：
圖1 原有的電（diàn）氣原理圖
二、圖1電氣原理圖原理分析
這台車（chē）床共控製三（sān）台電機，1M主軸電動機是（shì）單向長時間運行，2M冷卻泵電動機也是單向長時間運行，而3M快速進給電動機是點動運行方式。
合上電源開關QF，為主電路和控製線路（lù）提供電源。控製線路分（fèn）成三個工作電壓，一個是接（jiē）觸器線圈（quān）的控製電壓110V;一個是指示燈工作電壓（yā）6V;最後一個是照明工作電（diàn）壓24V。
按下SA1，則照（zhào）明指示燈EL1開始工作輔助照明；按下SB7，3M快速進給（gěi）電動機開始點動運行；而（ér）1M主軸電動機和2M冷卻泵電動機存在著（zhe）一個（gè）順（shùn）序控製關係，冷卻泵（bèng）電動機一定要後啟動（dòng），而主軸電（diàn）動機還要二地控製。按下SB3或SB4，主軸電動機啟動，然後按下SB6啟（qǐ）動冷卻泵電動機，按下SB5停止冷卻泵電動機；按下SB1或SB2所有電動（dòng）機均停止（zhǐ）。
三、確定改（gǎi）造方案
根據上麵簡述的工作原理，以及廠家技術人員所提出技術（shù）要求，我確定改造方案所用PLC為西門子LOGO!，型號為LOGO!230RC。選（xuǎn）擇西門子LOGO!原因如下：
1.西門（mén）子（zǐ）LOGO!為小型PLC，基本不上占用空間，直接占用原變壓器的位置。
2.西門子LOGO!可（kě）以直接帶負載，它每（měi）個輸出點可（kě）以帶的電流為10A。
3.西門子LOGO!便宜，通過對原理分析想完成改造，要用8個輸入點，4個（gè）輸出點，隻要一（yī）個西門子LOGO!基本模塊就可以，而一個西門子LOGO!基本模（mó）塊市場價500塊就可以了。
4.LOGO!模塊采用的220V供（gòng）電，原來控製箱內有一根零線，不要另外改線。
圖2 完成（chéng）改造電氣原理圖
1.西門子LOGO!現場元件信號對照表如表1所示。
2.完成改造後電氣原理圖。
原來電（diàn）氣（qì）原理圖的主電路保護原樣，隻要把控製線路稍做（zuò）修改。為了減少PLC輸入點，我把二地啟動和二地停止各隻占用一個輸入點，電動機的工作指令和故障（zhàng）指令，都是在外圍線路，也不（bú）占（zhàn）用輸入
點。通過這些處理方（fāng）法，隻要一個西門子LOGO!230RC基本模塊就可以了，費用也減少了。完（wán）成改造的電氣原理圖如圖2所示。
3.與圖2所配套的程序圖如圖3所示。
表1 PLC的I/O現場元件信號對照表
圖3
四（sì）、與（yǔ）廠（chǎng）家技（jì）術人員確定方案
改造方案我（wǒ）確定以後，找來廠家技術人員，將上述（shù）圖紙提供給對方，看對方是否有不同建議。由於這個改（gǎi）造方案（àn）隻是用PLC替換（huàn）了原來控製線（xiàn）路，控製各（gè）個電動機動作的接觸（chù）器（qì）仍然是原來的，隻是控製線圈的電壓由（yóu）原來110V變成了220V。在控製冷卻泵的接觸器KM2控製程（chéng）序支路當中串入控製（zhì）主軸接觸（chù）器KM1常開觸點，以形成順序控製；過載保（bǎo）護KH1和KH2占用了二個輸入點，在（zài）程序當（dāng）中控製接觸器KM1和KM2的斷（duàn）開，KH1斷開主軸電動（dòng）機和冷卻（què）泵電動（dòng）機均停止，而KH2斷開則隻停止冷（lěng）卻泵電動機。這就（jiù）是（shì）說（shuō），線路原來功能和保護（hù）全（quán）部都有。
這（zhè）個改造方案中西門子（zǐ）LOGO!230RC占用原來變壓器的位置，另外在（zài）控製箱的外殼（ké）增加了一個工作指示燈和二個故障指示（shì）燈，其餘均為原來型號的元器件，用PLC取代原來的控製線路。在PLC外圍利用三個接觸器常開輔助（zhù）觸點接通（tōng）三（sān）個工作指示燈，KM1吸（xī）合，則EL1工（gōng）作（zuò）指示燈亮；KM2吸合（hé），則EL2工作指示燈亮；KM3吸合（hé），則EL3工作指示燈亮；KH1動作，主軸電動機和冷卻（què）泵電動機均停（tíng）止，EL4工作指示燈亮；KH2動作，冷卻（què）泵（bèng）電動機停止，EL5工2作指示燈亮.對原來控製箱（xiāng）基本上沒有什麽改變，也增加電（diàn）動（dòng）機工作指示燈和故障指令燈，符合廠（chǎng）家的設計要求。
改造過（guò）程全部利用原來型號的元器件（jiàn），對接觸器線圈的工作（zuò）電壓由原來的110V，變成220V，照明指示燈的工（gōng）作電壓由原來的24V變成220V，工作（zuò）狀態（tài）指示燈（dēng）的工作電壓由6V變成220V，這樣做的目的省（shěng）去一個機（jī）床控製變壓器，也便於統一管理後備元件（jiàn）。
五、完成接線，上電試機（jī）
與廠家（jiā）的技（jì）術人員確認，按改造後電（diàn）氣原理圖接好線，然後進行（háng）試機，符合廠家（jiā）設計（jì）要求。本（běn）改造方（fāng）案（àn）也比較經濟，改造過程使用一個西門子LOGO！價值500，三個接（jiē）觸器價值100，六個指示燈價值（zhí）20，再加上導線若幹，價值100，總的成本在1000以下。經過一（yī）個時間運行，車床動作穩定，故障基（jī）本上也沒有了，達到（dào）了設計要求。
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