淺談PLC技術(shù)對(duì)機(jī)床電路的改造

王稱義

(平頂山市工業(yè)學(xué)校，河南平頂山，467000)

淺談PLC技術(shù)對(duì)機(jī)床電路的改造

王稱義

(平頂山市工業(yè)學(xué)校，河南平頂山，467000)

本文首先對(duì)傳統(tǒng)機(jī)床電路的缺陷進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)PLC技術(shù)對(duì)機(jī)床電路的改造方法和流程進(jìn)行了分析，最后對(duì)改造過(guò)程中的注意事項(xiàng)展開(kāi)了探討，希望對(duì)我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展起到促進(jìn)作用。

PLC技術(shù)；機(jī)床電路改造

1 傳統(tǒng)機(jī)床電路的缺陷

從整體上看我國(guó)多數(shù)機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中，主要的控制方式仍然以繼電器-接觸器為主，在這一線路控制模式基礎(chǔ)上，接觸點(diǎn)在各種線路中相對(duì)較多，同時(shí)也擁有非常復(fù)雜的線路走向，不僅在線路搭建的過(guò)程中技術(shù)難度較高，同時(shí)，也不利于線路的有效控制[1]。而這種線路模式導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，容易頻發(fā)故障，在維修中，工作人員需要面對(duì)較大的工作量，維修難度大、維修結(jié)果也不是非常理想，不利于機(jī)床長(zhǎng)期處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)下，因此對(duì)加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及工作人員的人身安全都具有嚴(yán)重的負(fù)面影響。同時(shí)，我國(guó)還有一些機(jī)床在運(yùn)行的過(guò)程中，盡管可以進(jìn)行正常運(yùn)作，但是所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品已經(jīng)無(wú)法滿足人民越來(lái)越高的要求，而加工的效率也是相對(duì)較低的，不利于企業(yè)積極參加市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)[2]。在這種情況下，相關(guān)企業(yè)運(yùn)行過(guò)程中，必須加大改造機(jī)床的力度，努力提升機(jī)床的運(yùn)行效率，在對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，努力提升企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，并創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2 PLC技術(shù)對(duì)機(jī)床電路的改造方法

PLC可編程序邏輯控制器在使用的過(guò)程中，需要對(duì)CPU這一中央處理單元進(jìn)行充分的應(yīng)用，其不僅可以講PLC的作用充分發(fā)揮出來(lái)，同時(shí)可以有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、算數(shù)運(yùn)算以及順序控制等功能。由于擁有豐富的指令系統(tǒng)和靈活的程序結(jié)構(gòu)，在實(shí)際運(yùn)行中，能夠高效實(shí)現(xiàn)順序控制以及開(kāi)關(guān)量，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的控制，如模擬量控制等。

在機(jī)床控制系統(tǒng)改造的過(guò)程中應(yīng)用PLC技術(shù)，需要應(yīng)用PLC外部硬件接線圖取代傳統(tǒng)的機(jī)床電路圖，二者之間存在一定本質(zhì)差異，硬件元件是機(jī)床電路圖的重要組成部分，在運(yùn)行中，可以確保同時(shí)動(dòng)作產(chǎn)生于相關(guān)繼電器中。而PLC程序存在于梯形圖中，因此PLC是由軟件構(gòu)成的，串行運(yùn)行是CPU的主要特點(diǎn)，在對(duì)CPU進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，只可以在相同的時(shí)間段對(duì)1條指令進(jìn)行處理，因此，在實(shí)際進(jìn)行機(jī)床改造的過(guò)程中，要想應(yīng)用PLC技術(shù)，就必須注重細(xì)節(jié)[3]。通常情況下，不需要對(duì)控制面板進(jìn)行改動(dòng)，促使外部特性在系統(tǒng)中得以保留，同時(shí)經(jīng)過(guò)改造的機(jī)床同原有的機(jī)床操作幾乎一致，不會(huì)對(duì)操作人員造成嚴(yán)重的影響。

3 PLC技術(shù)對(duì)機(jī)床電路的改造流程

在對(duì)搖臂鉆床進(jìn)行改造的過(guò)程中，首先需要應(yīng)用外部接線圖來(lái)取代傳統(tǒng)的機(jī)床電路圖，而此時(shí)使用的PLC硬件為S7-226。具體操作如下。

3.1 對(duì)機(jī)床原有工作過(guò)程進(jìn)行全面分析

在對(duì)搖臂鉆床進(jìn)行改造的過(guò)程中，首先應(yīng)對(duì)電氣控制的具體途徑、方式以及相關(guān)動(dòng)作實(shí)施過(guò)程中所需的條件和時(shí)間順序等進(jìn)行全面分析，同時(shí)，工作人員還需要對(duì)聯(lián)鎖控制和保護(hù)控制進(jìn)行全面的掌握。機(jī)床改造工作人員應(yīng)同機(jī)床操作人員展開(kāi)有效溝通，對(duì)具體控制、操作機(jī)床的方式進(jìn)行了解，并從提升機(jī)床運(yùn)行效率、操作可靠性和加工精度的角度出發(fā)，有針對(duì)性的改進(jìn)控制操作[4]。部分情況下，具體改進(jìn)操作方式可以在以后的設(shè)計(jì)工作中體現(xiàn)出來(lái)，在此基礎(chǔ)上，改造人員可以全面掌握搖臂鉆床在運(yùn)行過(guò)程中的調(diào)試控制系統(tǒng)和設(shè)計(jì)系統(tǒng)。主軸電機(jī)在鉆床中的控制應(yīng)由KM1接觸器進(jìn)行，而KM2和KM3是控制搖臂升降電機(jī)的主體，夾緊、松開(kāi)主柱的電機(jī)控制工作由KM4和KM5來(lái)完成。

3.2 結(jié)果分析

在對(duì)PLC進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，應(yīng)首先對(duì)輸出負(fù)載和輸入信號(hào)進(jìn)行確定，應(yīng)將原有機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中的相關(guān)設(shè)備資源進(jìn)行充分的利用，但是這必須建立在確保輸入和輸出工藝可以高效實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上。執(zhí)行機(jī)構(gòu)在機(jī)床電路圖中的控制由PLC輸出繼電器來(lái)實(shí)施，典型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電磁閥和接觸器等。同時(shí)，應(yīng)在PLC的輸出端連接線圈。在將反饋信號(hào)和控制命令提供給PLC時(shí)，需要對(duì)控制開(kāi)關(guān)、按鈕以及接近開(kāi)關(guān)等進(jìn)行充分的應(yīng)用，PLC輸入端是連接這些開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的主要位置，時(shí)間繼電器和中間繼電器位于機(jī)床電路圖當(dāng)中，要想將二者的功能充分發(fā)揮出來(lái)，必須對(duì)定時(shí)器以及輔助繼電器進(jìn)行充分的應(yīng)用，其同樣位于PLC的內(nèi)部，值得注意的是，這兩個(gè)設(shè)備同輸出、輸入繼電器沒(méi)有直接關(guān)聯(lián)。

接下來(lái)，工作人員應(yīng)對(duì)PLC外部接線圖進(jìn)行構(gòu)建，其中包含輸入、輸出信號(hào)和負(fù)載以及輸入、輸出繼電器元件[5]。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)對(duì)定時(shí)器、輔助繼電器運(yùn)行過(guò)程中的元件號(hào)進(jìn)行確定，積極構(gòu)建一一對(duì)應(yīng)的聯(lián)系，促使梯形圖和機(jī)床電路圖之間的元件可以有效統(tǒng)一。

4 PLC技術(shù)對(duì)機(jī)床電路改造的注意事項(xiàng)

第一，有效處理常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)。在改造過(guò)程中，應(yīng)努力應(yīng)用常開(kāi)觸點(diǎn)取代常閉觸點(diǎn)，在部分改造過(guò)程中，如果不可避免的需要應(yīng)用常閉觸點(diǎn)，常開(kāi)/常閉觸點(diǎn)在同梯形圖中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)必須同實(shí)際機(jī)床電路中成反向，即外閉內(nèi)開(kāi)的模式。例如，假設(shè)機(jī)床電路中的SQ1點(diǎn)為常閉觸點(diǎn)，在將其同PLC輸入端I0.4進(jìn)行連接的過(guò)程中，觸點(diǎn)I0.4在梯形圖中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)應(yīng)為常開(kāi)模式。

第二，將交織在一起的電路進(jìn)行分離。在進(jìn)行線路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)確?？刂齐娐吩诰€圈中是分離的，在對(duì)繼電器進(jìn)行考慮的過(guò)程中，具體單位為各個(gè)線圈，工作人員應(yīng)對(duì)控制線圈的電路以及觸點(diǎn)進(jìn)行充分的掌握，并有針對(duì)性的對(duì)等效梯形圖電路進(jìn)行繪制。

第三，優(yōu)化設(shè)計(jì)梯形圖電路。如果電路處于串聯(lián)的狀態(tài)，電路塊的右側(cè)可以對(duì)單個(gè)觸點(diǎn)進(jìn)行放置，而如果電路為并聯(lián)狀態(tài)，那么電路塊的下端是放置單個(gè)觸點(diǎn)的主要位置。

第四，有效處理斷電延時(shí)的時(shí)間繼電器。KT在機(jī)床電路圖中作為一個(gè)時(shí)間繼電器在開(kāi)始延時(shí)中，需要在斷開(kāi)線路以后進(jìn)行。在實(shí)際進(jìn)行改造操作的過(guò)程中，要想促使斷電延時(shí)功能得以實(shí)現(xiàn)，應(yīng)對(duì)通電后線圈延時(shí)的定時(shí)器進(jìn)行充分的應(yīng)用。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，相關(guān)企業(yè)在運(yùn)行的過(guò)程中需要面對(duì)更加激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，在這種情況下，企業(yè)運(yùn)行過(guò)程中，必須加大對(duì)機(jī)床的改造力度，提升機(jī)床的運(yùn)行效率，并努力將機(jī)床生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量提高，要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就必須對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用。在應(yīng)用PLC技術(shù)進(jìn)行機(jī)床改造的過(guò)程中，必須加大原有資源的利用率，為降低企業(yè)生產(chǎn)成本、提升經(jīng)濟(jì)效益奠定良好的基礎(chǔ)。

[1]劉海軍,王建方.三菱定位專用模塊FX2N-10GM在機(jī)床中的應(yīng)用[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2014(3):42-44,48.

[2]李明.制造業(yè)中多工步組合機(jī)床監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2015,34(20):18-20,32.

[3]荀群德,楊超君,王宏睿等.基于PLC的六工位組合機(jī)床的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2015(7):53-56.

[4]武友德,胡明華,李登萬(wàn)等.基于負(fù)邏輯控制的數(shù)控機(jī)床限位保護(hù)裝置及方法研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床,2014(2):64-66.

[5]林君煥,金建華,章錦雷等.基于工控機(jī)的多線切割機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2015,41(1):64-67.

Discussion on the transformation of machine tool circuit by PLC Technology

Wang Chenyi
(Pingdingshan Industrial school,Pingdingshan Henan,467000)

In this paper, the shortcomings of the traditional machine tool circuit are briefly introduced, and the transformation method and process of the machine tool circuit are analyzed. Finally, the precautions in the process of transformation are discussed, hoping to develop the related fields Play a catalytic role.

PLC technology; machine tool circuit transformation