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基于PLC的C5225立车改造


基于 PLC 的 C5225 立车改造 【摘 要】 利用三菱 PLC 实现 C5225 立车的自动控制,简化外部控制线路, 实现设备运行的可靠性,减少停机率,达到增长经济效益的目的。 【关键词】 三菱 PLC 立式车床 继电器 电磁阀 机制公司 C5225 立式车床是 70 年代生产的。历经 30 年的使用,线路已严 重老化,接地故障频频发生。同时该机床拥有继电接触器控制系统共有的不足: 触点的抖动问题、控制回路互联繁琐导致的故障排查困难、适时性差、可靠系数 不是很高、操作电压较高等。2009 年公司完成了对 C5225 立式车床的 PLC 电气 改造,取得了良好的效果。 1 该机床的主要动作简介 工作台只有正向工作转动, 为了找正工件设有正向点动与反向点动,在点动 时电动机只有星形接法, 在工作转动时由系统自动完成星形接法与三角形接法的 转换。 工作台的变速由 4 个变速电磁阀和 1 个变速使能电磁阀控制;只要变速不 到位每隔 4s 冲动 0.5s 以利于变速动作的完成。工作台的制动采用速度继电器控 制的能耗制动。 左右刀架的结构相同。 其快速移动由单独的电动机执行;其进给运动由进给 电动机配合手动的机械变速档完成;其进给方向由电磁离合器控制。 横梁的放松由电磁阀控制的液压系统完成; 横梁升降由接触器控制电动机的 正反转。横梁下降结束后有 0.5s 的回升运动用于消除丝杠间隙。 本着逢修必改的原则对该机床进行了改造性的修复。 我们利用 PLC 的逻辑运算功能代替了大量的工能性中间继电器。例如:刀 架的控制需要代表 4 个方向的中间继电器,再用该继电器去控制交流接触器、第 二级中间继电器, 第二级继电器再去控制各种作用的电磁离合器。我们改造性的 修复过程就是利用 PLC 的逻辑运算功能:对各种输入信号按照预设的运算规则 (控制程序)进行运算;并将运算结果通过 PLC 的输出单元输出到交流控制回 路;从而完成控制功能的过程。 从框图上可以看出控制工艺流程是: PLC 采集来自按钮站的操作命令、 各种硬件限位的状态、 各保护装置的状态 三个方面的信号;PLC 根据用户编写的程序(也就是具体的运算规则)对以上信 号进行逻辑运算;PLC 通过输出单元输出运算结果,控制中间继电器(主要是起 控制回路的强电与德弱电之间的隔离作用) ;中间继电器控制电磁阀,电磁阀控 制液压系统完成相应的功能、 中间继电器控制交流接触器,交流接触器控制电动 机和电磁离合器完成各自的功能;机床的机械机构、电机回路则通过限位信号、 保护信号把状态返回给 PLC。如此就形成了完整的控制链。 (如图 1) 改造后的框图如下: 2 改造后系统的优点 (1)按照机床动作逻辑设计 PLC 控制逻辑。将繁琐的继电互联集中于 PLC 内从而简化外部控制线路。在改造过程中,增添了部分安全措施例如:横梁没刹 紧不允许工作台工作转动、 工作台没启动工作转动禁止刀架进给等;简化了部分 保护控制方式例如:横梁刹紧原反馈限位是 4 个串联的,改造后是分别进 PLC 的;目的是有利于快速排除故障。 (2)电磁离合器控制回路(由于电感量不大)参照本公司部分机床及外单 位机床不设计能量释放回路;增加一级中继(采用 CJX2-0901 接触器)提高分 断能力(原设计采用 JZ7 继电器) 。电磁阀控制考虑到电流较小直接使用微型继 电器控制。从而简化了硬件接线。 (3)各电机采用电动机保护型断路器取代熔断器和热继电器。既能提高系 统的可靠性又能减少制作电柜的工作量。 (4)PLC 采用经济实惠的三菱系列。在降低改


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