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LOGO!對CW6163B型車床的數控化改造

2020-5-13 來源：廣州市工貿（mào）技師學院作者：鍾文偉

摘要：本文通過改造一（yī）個老式車床，來介（jiè）紹改造項目改造步驟。要先了解要改造機床的（de）動作流程，根據其動作流程（chéng）確定其改造方（fāng）案，畫出改造後電氣原理圖，然後與廠家的技術人員一起（qǐ）完（wán）善電氣原理圖（tú），最後根據原理圖進行接線（xiàn），完（wán）成設計。

關鍵（jiàn）詞：過載；短路；PLC；變壓器；順序控製

廣州市某機械設備加（jiā）工廠內有一台老式車床，它使用年限長達30年，控製線路早已有多處破損，時有故障（zhàng）產生（shēng），已經嚴重（chóng）影響了生（shēng）產，但這台機床的本體尚是完（wán）好，購買一台全新的設備取代它大約要（yào）十幾萬。鑒於（yú）以上廠家領導找到（dào）我，希望我能對（duì）這台老式設備進行數控化（huà）改造，以最小經濟代（dài）價讓這台設備煥發新春（chūn）。

接到（dào）任（rèn）務後，來到廠家和他們技術人員進行（háng）對接，谘詢一些有關（guān）該車床一些基本情況，想問對於這台設備他們想改造到什麽（me）程度（dù），隻是單純完成原來的控製功能還是另（lìng）外增加一（yī）些功（gōng）能。由於曆史久遠，廠家技術人員無法（fǎ）提供相應的技術資（zī）料，原有的圖紙（zhǐ）早（zǎo）已丟失。對於這（zhè）台設（shè）備他們有以下想（xiǎng）法：

1.設備原有功能全部都（dōu）要有，原有保護也都要有。

2.對設備控製箱改動最小，增（zēng）加電動機的工作指示和故障指示（shì）。

3.要充分利用原有型號電氣元件。

了解了他們想法，我確定（dìng）了我的工作（zuò）思路，首先我要對車床（chuáng）的（de）動作流程要清楚，恢複（fù）車床的原電氣原理圖，然後分析它的工作原理，據此確定用什麽（me）PLC對其改造（zào），再畫出改造後的電氣（qì）原理圖，然後廠家技術人員一（yī）起確定該電氣原理圖的（de）是否符合他們要求，最（zuì）後按圖接線（xiàn）完成改造（zào）任務。

一、恢（huī）複原有電氣原理圖

到了現場後，通過試車和跟線，最終確定原來的電氣原理圖如圖1所示：

二、圖1電氣原理圖原理分析

圖1 原有的電氣原理圖

這台（tái）車床共控製三（sān）台電機（jī），1M主軸電動機是單向長（zhǎng）時間運行，2M冷卻泵電動機也是單向長時間（jiān）運行，而3M快速進給電動機是點動運（yùn）行（háng）方式。

合（hé）上電源開關QF，為主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（de）控（kòng）製電壓110V;一個是指示（shì）燈工作電壓6V;最後一個（gè）是照明工作電壓24V。按下SA1，則照明指示燈EL1開始（shǐ）工作輔助照明；按下SB7，3M快速進給電（diàn）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（gè）順序控製關係，冷（lěng）卻泵電動機一（yī）定要後啟動，而主軸電動機還要二地控製。按下SB3或SB4，主軸電動機啟動，然後按下SB6啟動冷卻泵電（diàn）動機，按下SB5停止冷卻泵電動機；按下SB1或（huò）SB2所有電動機均停止。

三、確定改造方案

根據上麵簡述的工作原理，以及廠（chǎng）家技術人員所提出技術要求，我（wǒ）確定改造方案所用PLC為西門子LOGO!，型（xíng）號為LOGO!230RC。選擇西門子LOGO!原（yuán）因如下：1.西門子LOGO!為小型PLC，基本不上占用（yòng）空間，直接占用原變壓器的位置。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，通過對原理分析想完成改造，要用8個輸入點，4個輸出點（diǎn），隻要一個西門子LOGO!基本（běn）模塊就可以，而一個西門子LOGO!基本模（mó）塊市（shì）場價500塊就可以了。4.LOGO!模塊采用的220V供電，原來控製箱內有一根零線，不（bú）要另外改線（xiàn）。

1.西門子LOGO!現場元件信號對（duì）照表（biǎo）如表1所示。

表1 PLC的I/O現場元（yuán）件（jiàn）信號對照（zhào）表

2.完成（chéng）改造後電氣原（yuán）理圖。

原來電氣原理圖的主電路保護原樣，隻要把控製線路稍做修改。

為了減少（shǎo）PLC輸入（rù）點，我把二（èr）地啟動和二地停止（zhǐ）各隻占用一個輸入（rù）點，電動機的工作指（zhǐ）令和故障指令，都是在外圍線路，也不（bú）占（zhàn）用輸入點。通過這些處理方法，隻要一個西（xī）門子LOGO!230RC基本（běn）模塊就可以了，費用也（yě）減少了。完（wán）成（chéng）改造的電氣原理圖如（rú）圖2所示。

圖2 完成改造電氣原（yuán）理圖

3.與圖2所配套的程（chéng）序圖如圖3所示。

圖3

四（sì）、與廠家技術人員確定（dìng）方案

改造方案我確定以後，找來廠家技術人員，將上述圖紙提供給對方，看對（duì）方是否有（yǒu）不同建議。由於這個改造方案隻是用PLC替換了原來控製線路，控製各個電動機動（dòng）作的接觸器仍然是原來的，隻是控製線圈的（de）電壓由原來110V變成了220V。在控製冷卻泵的（de）接（jiē）觸器KM2控製程序支路當中串入（rù）控製主軸接觸器KM1常開觸點，以形成順序控製；過（guò）載保護KH1和KH2占用了（le）二（èr）個輸入點，在程序當中控製接觸器KM1和KM2的斷開，KH1斷開主軸電動機和冷卻泵電動機均停止，而KH2斷開則隻停止冷（lěng）卻泵電動機。這就是說，線路原來功能和保護全部都有。

這個改造方（fāng）案中西門（mén）子LOGO!230RC占用原來變（biàn）壓器的（de）位置，另外在控製（zhì）箱的外殼增加了一（yī）個工作指示燈和二個故障指示燈，其（qí）餘均為原來型號的（de）元器（qì）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觸（chù）點接通三個工作指示燈，KM1吸合，則EL1工作指示燈亮（liàng）；KM2吸合，則（zé）EL2工作指示（shì）燈亮；KM3吸合，則EL3工作指示燈亮；KH1動作，主軸電動（dòng）機（jī）和冷卻泵電動機均停止（zhǐ），EL4工作指示燈亮；KH2動作，冷卻泵（bèng）電動（dòng）機停止，EL5工作指示燈亮.對原來控製（zhì）箱基本上沒有什麽改變，也增加電動機工作指示燈和故障指令燈，符合（hé）廠家的設計要求。

改造（zào）過程全部利用原來型號的元器件，對接觸器線圈的工作電壓由原來的110V，變成220V，照明指示燈的工作電壓由原（yuán）來的24V變成220V，工作狀態指示燈的工作電壓由6V變成220V，這樣做的目的（de）省（shěng）去（qù）一個機床（chuáng）控製變（biàn）壓器，也便於統一管理後備元件。

五、完成接線，上電試（shì）機

與廠家的技術人員確認，按改造（zào）後電氣原理圖接好線，然後進（jìn）行試機，符合（hé）廠家設計要求。本改造方案也比較經濟，改造過程使用一個西門子LOGO！價（jià）值500，三個接觸器價值100，六個指示燈價值20，再加上導線若幹，價值100，總的成本在1000以下。經過（guò）一個時間（jiān）運行，車床動作穩定，故障基本（běn）上也沒有了，達到了設計要求。

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