LOGO!對CW6163B型車床的數控化改造
2019-11-22 來源：廣州市工貿技師（shī）學院 作者：鍾文偉
廣州市某機械設備加（jiā）工（gōng）廠內（nèi）有一台老式車床（chuáng），它使用年限長達（dá）30年，控製線路早已有多處破損，時有（yǒu）故（gù）障產生，已經嚴重影響了生產，但這台機（jī）床的本體尚是完好，購買一台全新的設備取代它大（dà）約（yuē）要十幾（jǐ）萬。鑒於以上廠家領導找到我，希望我能對這台老式設備進（jìn）行數控化改造，以最小經濟代價讓這台設備煥發新（xīn）春（chūn）。
接到任務後，來到廠家和他們技術人員進行（háng）對接，谘（zī）詢一（yī）些有關該車床一些基本情況（kuàng），想（xiǎng）問對於這台設備他們（men）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一些功能。由於曆史久遠，廠家技術人員無法提供相應的技術資料，原有的圖紙早已（yǐ）丟失。對於這台設備他們有以下想法：
1.設備原有功能（néng）全部都要有，原有保護（hù）也都（dōu）要有。
2.對設備控（kòng）製箱改動最小，增加電動機（jī）的工作指示和故（gù）障指示。
3.要充分（fèn）利用原有型（xíng）號電氣元件。
了解了（le）他們想法（fǎ），我確定了我的（de）工（gōng）作思路，首先我要對（duì）車（chē）床的動作流程要清楚，恢複車床的原電氣原理圖，然後分析它的工作（zuò）原理，據此確（què）定用什麽PLC對其改造，再畫出改（gǎi）造後的電氣原理圖，然後（hòu）廠家技術人員一起確定該電氣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、恢複原有電氣原理（lǐ）圖
到了現場後，通過試車和跟線，最（zuì）終確定原來的（de）電氣原理圖如（rú）圖1所示：
圖1 原有的電（diàn）氣原理圖
二、圖1電氣（qì）原理圖（tú）原理分析
這台車床共控製三台電機，1M主軸電動機是單向長時間運行，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（lù）和控（kòng）製線路提供電源。控製線（xiàn）路分成三個工作（zuò）電壓，一個是接觸（chù）器線圈的控製（zhì）電壓110V;一個是（shì）指示燈工作電壓6V;最後一（yī）個（gè）是照明工作電壓24V。
按下SA1，則照明指示燈EL1開始工作輔助（zhù）照明；按下SB7，3M快速進給電動機開始點動（dòng）運行；而（ér）1M主軸電動機和2M冷卻泵電動機存在著一個順序控製關係，冷卻泵電動機一定（dìng）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（jī）啟（qǐ）動，然後按下SB6啟動（dòng）冷卻泵電動機，按下SB5停止冷卻泵電（diàn）動機（jī）；按下SB1或SB2所有電動（dòng）機均停（tíng）止。
三、確定改造方案
根據上（shàng）麵簡述的工作原理（lǐ），以（yǐ）及廠家（jiā）技（jì）術人員所（suǒ）提出技術要求（qiú），我確定改造方案所用PLC為西門子LOGO!，型號為LOGO!230RC。選擇西門子LOGO!原因如下：
1.西門子LOGO!為小型（xíng）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!可以（yǐ）直接帶負載，它每個輸出（chū）點可以帶的（de）電流為（wéi）10A。
3.西門（mén）子LOGO!便宜，通過對（duì）原理分析想完成改（gǎi）造，要用8個輸入點，4個輸出點，隻要一個西門子LOGO!基本（běn）模塊就可以（yǐ），而一個西門子LOGO!基本模塊市場價500塊就可以了（le）。
4.LOGO!模塊采用的220V供（gòng）電，原來控製箱內有一根零（líng）線，不要另外改線。
圖2 完成改造電氣原理（lǐ）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（tú）。
原來電氣原理圖的主電路保護（hù）原樣，隻（zhī）要把（bǎ）控製線路稍做修改。為了減少PLC輸入點，我（wǒ）把二地啟動和二地（dì）停止各隻占（zhàn）用一個輸入點，電動機的工作指令和故障（zhàng）指令，都（dōu）是在外（wài）圍線路，也不占用輸（shū）入
點。通過（guò）這些處理方法，隻要一個西門子LOGO!230RC基（jī）本模塊（kuài）就可以了，費用也減少了。完成改造的電氣原理圖如圖2所（suǒ）示。
3.與圖2所配套的程序（xù）圖如（rú）圖3所示。
表1 PLC的I/O現場元件信號對照表
圖3
四、與廠家技術人員確定方案
改造方案我確（què）定以後，找來廠家技術人員，將上述（shù）圖紙（zhǐ）提供給對方（fāng），看對方是否有不同建議。由（yóu）於這個改造（zào）方案隻是用PLC替換了原來控製線路，控製各個電動機（jī）動作的接觸器仍（réng）然是原來的，隻是控製（zhì）線圈的電壓由原來110V變成（chéng）了220V。在控製冷卻泵的接觸器KM2控製程序支路（lù）當中串入控製主軸接觸（chù）器KM1常開觸點，以形成（chéng）順序控製；過載保護KH1和KH2占用了二個輸入點，在程序（xù）當中控製接觸器（qì）KM1和KM2的斷（duàn）開，KH1斷開主軸電動（dòng）機和（hé）冷卻泵電動機均停止，而KH2斷開則隻停（tíng）止冷（lěng）卻泵電動機。這就是說，線路原來功能和保護全部都（dōu）有。
這個改造方案中西門子LOGO!230RC占用原來變壓器的位置，另外在控製箱的外殼增加了一個（gè）工作指示燈和二個故（gù）障指示燈，其餘均為原來（lái）型（xíng）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（jiē）觸器常開輔助觸點接（jiē）通三個（gè）工（gōng）作指示燈，KM1吸合，則EL1工作指示燈亮；KM2吸合，則EL2工（gōng）作指示燈亮；KM3吸（xī）合，則EL3工作指（zhǐ）示燈亮；KH1動作，主軸電動機和冷卻泵電動機均停止，EL4工作指示燈亮；KH2動作，冷卻泵電動（dòng）機停止，EL5工2作指示燈（dēng）亮.對原來控製箱基本（běn）上沒有什麽改變（biàn），也增加電動機工作指示燈和故（gù）障（zhàng）指令（lìng）燈（dēng），符合廠家的設計要（yào）求。
改造過程全部利用原（yuán）來型號的元器件，對（duì）接觸器線圈的工（gōng）作電壓由原來的110V，變成220V，照明指示燈的工（gōng）作電壓由原來的24V變成220V，工作狀態指示燈的工作電壓由6V變成220V，這樣做的目的省去一個（gè）機床控製（zhì）變壓器，也便於（yú）統一管理後備元件（jiàn）。
五、完成接線，上電試機
與廠家的技術（shù）人員確認（rèn），按改（gǎi）造後電氣原理（lǐ）圖接好線，然後（hòu）進行試機，符合廠家設（shè）計要（yào）求。本改造方案也比較經濟，改造過程使用一個（gè）西門子LOGO！價值500，三個接觸器價值100，六個指示燈價值20，再加（jiā）上導線若幹，價值100，總的成本在1000以下。經過一個時間運行，車床動（dòng）作穩定，故障基（jī）本（běn）上也沒有了，達到（dào）了設計要求。
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