Z3050搖臂鉆床的PLC與觸摸屏控制

摘 要：在現(xiàn)代工廠生產(chǎn)活動(dòng)中，不但要求高速度高質(zhì)量地完成各種生產(chǎn)任務(wù)，同時(shí)還要不斷地減輕勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，創(chuàng)建一個(gè)和諧安全的生產(chǎn)環(huán)境。傳統(tǒng)的繼電控制方式很難適應(yīng)復(fù)雜的控制要求，需要一種更簡單、更安全、維修更容易的控制方式——PLC控制。

關(guān)鍵詞：PLC；觸摸屏；控制回路；Z3050搖臂鉆床

一、Z3050搖臂鉆床的改造原因

在我們臺(tái)山市技工學(xué)校，設(shè)有的機(jī)械專業(yè)有各式各樣的機(jī)床，給我留下印象最深的是Z3050搖臂鉆床的維修，我?guī)W(xué)生對Z3050搖臂鉆床一共維修了四次。

改造Z3050的原因及意義：第一，Z3050的鉆床容易出故障，故障后的維修查找工作量太大，線路復(fù)雜不易維修，好幾屆維修電工班的學(xué)生都不能獨(dú)立維修好Z3050搖臂鉆床；第二，開機(jī)床的人員大多是機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，素質(zhì)參差不齊，當(dāng)馬達(dá)出現(xiàn)缺相運(yùn)行發(fā)出的異常聲，不能正確判斷，易造成電動(dòng)機(jī)缺相燒毀；第三，控制時(shí)間繼電器計(jì)時(shí)不準(zhǔn)確，時(shí)間繼電器易損壞，所有電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)沒有監(jiān)視和顯示，不能適時(shí)知道各設(shè)備的工作狀態(tài)。

二、Z3050搖臂鉆床的PLC控制與觸摸屏顯示改造步驟

（一）設(shè)備選用

由于Z3050搖臂鉆床使用了大量的行程限位開關(guān)及一部分按鈕控制開關(guān)，一共需要16個(gè)PLC輸入點(diǎn)；Z3050的控制接觸器一共用了5只交流110伏的接觸器，兩只交流110伏的電磁鐵，一共需要7位PLC輸出點(diǎn)。經(jīng)過查找資料，確定選用三菱FX2N-32MR-001型PLC，售價(jià)每臺(tái)1300元人民幣。另外還選用三菱觸摸屏顯示主軸電機(jī)、升降電機(jī)和液壓電機(jī)的工作狀態(tài)，選用一臺(tái)舊的三菱F930GOT-BWD-C（橫行）觸摸屏，售價(jià)每臺(tái)850元人民幣?？紤]到安全的因素，用DC24伏小型繼電器間接控制，一共需要7只。為了有效解決主軸電動(dòng)機(jī)及液壓夾緊電動(dòng)機(jī)的過載及缺相問題，決定淘汰原來的JR36系列的熱繼電器，選用新型的NRE8-25系列的分體式電子過載繼電器，主軸電動(dòng)機(jī)選用的電子熱繼電器的型號(hào)為：NRE8-25/F，額定電流為32A。液壓夾緊電動(dòng)機(jī)選用的電子熱繼電器的型號(hào)為：NRE8-25/F，額定電流為2.4A，NRE8-25/F電子過載繼電器的售價(jià)90元/臺(tái)。

（二）PLC與外部開關(guān)、繼電器的I/O分配說明

SB1按鈕是急停按鈕、SB2按鈕是主軸電動(dòng)機(jī)的停止按鈕、SB3按鈕是主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕、SB4按鈕是搖臂上升控制按鈕、SB5是搖臂下降控制按鈕、SB6按鈕是液壓松開控制按鈕、SB7按鈕是液壓夾緊控制按鈕、SA1轉(zhuǎn)換開關(guān)是液壓控制選擇開關(guān)，當(dāng)SA1轉(zhuǎn)向左，則立柱液壓電磁閥YA1工作；當(dāng)SA1轉(zhuǎn)向右，則主軸箱液壓電磁閥YA2工作；當(dāng)SA1轉(zhuǎn)向中位，則立柱和主軸箱電磁閥YA1和YA2都工作。SQ1a是搖臂上限位保護(hù)控制行程開關(guān)、SQ1b是搖臂下限位保護(hù)控制行程開關(guān)、SQ2閉合檢測搖臂松開到位、SQ3閉合檢測搖臂夾緊到位、FR1是主軸電動(dòng)機(jī)過載及缺相保護(hù)電子過載繼電器、FR2是液壓夾緊電動(dòng)機(jī)過載及缺相保護(hù)電子過載繼電器。輸出繼電器Y1通過24v直流繼電器KA1控制KM1、輸出繼電器Y2通過24v直流繼電器KA2控制KM2、輸出繼電器Y3通過24v直流繼電器KA3控制KM3、輸出繼電器Y4通過24v直流繼電器KA4控制KM4、輸出繼電器Y5通過24v直流繼電器KA5控制KM5、輸出繼電器Y6通過24v直流繼電器KA6控制YA1、輸出繼電器Y7通過24v直流繼電器KA7控制YA2。

（三）PLC控制Z3050搖臂鉆床的原理

（1）主軸電動(dòng)機(jī)控制：按下SB3按鈕→X3工作→Y1輸出→KA1線圈得電→KA1常開觸頭閉合→KM1線圈得電→KM1主觸頭閉合→主軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。按下SB2按鈕→X2工作→Y1停止輸出→KM1失電→KM1主觸頭斷開→主軸電動(dòng)機(jī)停止。

（2）搖臂上升控制：按下SB4按鈕→X4工作→Y4工作→KA4線圈得電→KA4常開觸頭閉合→KM4線圈得電→KM4主觸頭閉合→M3液壓電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)→搖臂放松到位→SQ2常閉斷開，SQ2常開閉合→Y4停止工作→KM4失電→KM4主觸頭斷開→M3電動(dòng)機(jī)停止→Y2工作→KA2線圈得電→KA2常開閉合→KM2線圈得電→KM2主觸頭閉合→M2正轉(zhuǎn)搖臂上升→搖臂上升到所需位置→松開SB4按鈕→搖臂停止上升→延時(shí)3s→Y5工作→KA5線圈得電→KA5常開觸頭閉合→KM5線圈得電→KM5主觸頭閉合→M3液壓電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)→搖臂夾緊→夾緊到位→SQ3斷開→Y5停止工作→KA5失電→KM5停止工作→M3停止。

（3）搖臂下降控制：按下SB5按鈕→X5工作→Y4工作→KA4線圈得電→KA4常開觸頭閉合→KM4線圈得電→KM4主觸頭閉合→M3液壓電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)→搖臂放松到位→SQ2常閉斷開，SQ2常開閉合→Y4停止工作→KM4失電→KM4主觸頭斷開→M3電動(dòng)機(jī)停止→Y3工作→KA3線圈得電→KA3常開閉合→KM3線圈得電→KM3主觸頭閉合→M2反轉(zhuǎn)搖臂下降→搖臂下降到所需位置→松開SB5按鈕→搖臂停止下降→延時(shí)3s→Y5工作→KA5線圈得電→KA5常開觸頭閉合→KM5線圈得電→KM5主觸頭閉合→M3液壓電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)→搖臂夾緊→夾緊到位→SQ3斷開→Y5停止工作→KA5失電→KM5停止工作→M3停止。

（4）電磁閥控制：①將轉(zhuǎn)向開關(guān)SA1轉(zhuǎn)向左→X14工作→Y6工作→KA6線圈得電→YA1電磁閥工作→立柱液壓開關(guān)打開；②將轉(zhuǎn)向開關(guān)SA1轉(zhuǎn)向中間→X15工作→Y6、Y7同時(shí)工作→KA6、KA7線圈同時(shí)得電→YA1、YA2電磁閥工作→立柱和主軸箱液壓開關(guān)同時(shí)打開；③將轉(zhuǎn)向開關(guān)SA1轉(zhuǎn)向右→X16工作→Y7工作→KA7線圈得電→YA2電磁閥工作→主軸箱液壓開關(guān)打開。

三、總結(jié)

Z3050搖臂鉆床改用PLC控制后，拖動(dòng)線路已經(jīng)變得很簡單了，電路結(jié)構(gòu)不再像之前那樣復(fù)雜，如果再發(fā)生故障，維修人員能夠快速地找出故障點(diǎn)，減輕了設(shè)備維修的難度。在校學(xué)習(xí)的維修電工專業(yè)的學(xué)生反映，線路控制更容易理解，原理很簡單，維修很方便。

作者簡介：丘直林，廣東省臺(tái)山市技工學(xué)校。