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LOGO!對CW6163B型車床的數控（kòng）化改造

2020-5-13 來源：廣州市工貿（mào）技師學院作者：鍾文（wén）偉

摘（zhāi）要（yào）：本文通過改造一個老式車床，來介紹改造項目改造步驟（zhòu）。要先了解要改造機床的動作流程，根據其動作流（liú）程確定其改造方案，畫出改造後電氣原（yuán）理圖，然後與廠家的技術人員（yuán）一起完善電氣原理圖，最（zuì）後根據原理圖進行接線，完成設計。

關鍵詞：過載；短路；PLC；變（biàn）壓器；順序控製

廣州市某機械設備加工廠內有一（yī）台老式車床，它使用年限長達30年，控製線（xiàn）路早已有多處破損，時有故障產（chǎn）生，已經（jīng）嚴重影響了（le）生產（chǎn），但這台機床的本體尚是完好，購買一台全新的（de）設備取代它大約要十幾萬。鑒於以上廠家（jiā）領導找到我，希（xī）望我能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（men）技術人員進行對接，谘（zī）詢一些有關該車（chē）床一些基本情況，想問對於這台設備他們想改（gǎi）造到什麽程度，隻是單純完成原（yuán）來的（de）控製（zhì）功能還是另外增加一些功能。由（yóu）於曆史久遠，廠家技術人員無法提供相應的技術資料，原有的圖紙早已丟失。對於這（zhè）台設備他們有以（yǐ）下想法：

1.設備原有功能全部（bù）都要有，原有（yǒu）保（bǎo）護也都（dōu）要（yào）有。

2.對設備控製（zhì）箱改動最（zuì）小（xiǎo），增加電動機的工作指（zhǐ）示（shì）和故障指示。

3.要充分利用原有型號電氣元件。

了解了他們想法，我確定了我的（de）工作思路，首先我（wǒ）要對車床（chuáng）的動作流程要清楚，恢複車床的原電氣原理圖，然後分析（xī）它的工作原理，據此確定用什麽PLC對（duì）其改（gǎi）造（zào），再畫（huà）出（chū）改造後的電氣原理圖，然後廠家技術人員（yuán）一起確定該電（diàn）氣原理圖的是否符合他們要求，最後按（àn）圖（tú）接線（xiàn）完成改造任務。

一、恢複原有電氣原理圖

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（tú）1電氣原理圖原（yuán）理分析

圖1 原有的電氣原理圖

這台車床（chuáng）共控製三台（tái）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，為主電路和控（kòng）製線路提供（gòng）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壓6V;最後一個是照明工（gōng）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運（yùn）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（zhì）關係，冷卻泵電動機一定要後（hòu）啟動（dòng），而（ér）主軸（zhóu）電動機還要（yào）二地控製。按下SB3或SB4，主軸電動機啟動，然後按下SB6啟動冷卻泵電動機，按下SB5停止冷卻泵電動機；按（àn）下（xià）SB1或SB2所有電動機均停止（zhǐ）。

三、確定改造方（fāng）案

根據上麵簡述的工作原理，以及（jí）廠家（jiā）技術人員所提出技術要求，我確定改（gǎi）造方案所用PLC為西門子LOGO!，型號為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（zhàn）用空間，直接占用原變壓器的位置。2.西門子（zǐ）LOGO!可以直接帶負載，它每個輸（shū）出點可以帶的電流為10A。3.西門子LOGO!便宜，通過對原理分析（xī）想完成改造，要用8個輸入點，4個輸出（chū）點，隻要一個西門子LOGO!基本模塊就可以，而一個西門子（zǐ）LOGO!基本模塊市場價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（xiàn），不要另外改（gǎi）線。

1.西門子LOGO!現場元件信號對照表如表1所示。

表1 PLC的I/O現場元（yuán）件信號對照表

2.完成改造後（hòu）電氣原（yuán）理圖。

原來電氣原理圖的主電路保護原樣，隻要把（bǎ）控製線路稍做修改。

為了減少PLC輸入點，我把二地啟動和二地停止各隻占用一（yī）個輸入點，電動（dòng）機的工作指令和故障指令，都是在外圍線路，也不占用輸入點。通過這些（xiē）處理方法，隻要一個西門子LOGO!230RC基本模塊（kuài）就可（kě）以了，費用也減少了。完成改造的電（diàn）氣原理圖如圖2所示。

圖2 完成（chéng）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、與廠（chǎng）家技術人（rén）員確（què）定方案

改造方（fāng）案我確定以後，找來廠家技術人員（yuán），將上述圖紙提（tí）供（gòng）給對方，看對方是否有不同建議。由於這個改造方案隻是用PLC替換了原來控製線（xiàn）路，控（kòng）製各個電動機動作的接觸器仍然是原來的，隻是控製線圈（quān）的電壓（yā）由原來110V變成了220V。在控製（zhì）冷卻泵的接觸器KM2控製程序支（zhī）路（lù）當（dāng）中（zhōng）串入控製主軸接觸器KM1常開觸點，以形成順（shùn）序控製（zhì）；過載保護KH1和KH2占用了二個（gè）輸入點，在程序當（dāng）中控製接觸器（qì）KM1和KM2的斷開，KH1斷開主軸（zhóu）電動機和冷卻泵電動機均停止，而KH2斷開（kāi）則隻停止冷卻泵電動機。這就是說，線路原來功能和（hé）保（bǎo）護全部都有。

這個改造方案（àn）中西門子LOGO!230RC占用原來變壓器的位置，另外（wài）在控製箱的（de）外殼增加了一（yī）個工作指示燈和二個故障指示燈，其餘均為原來型（xíng）號的元器件，用PLC取代原（yuán）來的控製線路（lù）。在PLC外圍利用三個接觸器常開輔助觸點接通三個工作指示燈，KM1吸合，則EL1工作指（zhǐ）示燈亮；KM2吸合，則EL2工作指示燈亮；KM3吸合，則EL3工作指示燈亮；KH1動作，主軸電（diàn）動機和冷卻泵電動機均停止，EL4工作指示燈（dēng）亮；KH2動作，冷卻泵電動機停止，EL5工作（zuò）指示燈亮.對原來控製箱（xiāng）基本上（shàng）沒有什（shí）麽改變，也增加電動機工作指示燈和故障指令燈，符合廠家的設計（jì）要求。

改造過程全（quán）部利（lì）用原來型號的元（yuán）器件，對接觸器線圈的工作電壓由（yóu）原來（lái）的110V，變（biàn）成220V，照（zhào）明指示（shì）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（yàng）做的目的省（shěng）去一個機床控製變壓器，也（yě）便於統一管（guǎn）理後備元（yuán）件。

五、完成接線，上電試機

與廠家的技術（shù）人員確認，按改造後電氣原理圖接（jiē）好線，然後（hòu）進行試機，符（fú）合廠家設計要求。本改造方案也比較經濟，改造過程使用一個西門子LOGO！價值500，三個接觸器（qì）價值（zhí）100，六個指示燈價值20，再加上導線若幹，價值100，總的（de）成本（běn）在1000以下。經過（guò）一個時間運行，車（chē）床動作穩定，故障基本上也沒有了（le），達到了設計要求。

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