M7475磨床电控系统改造

蔡黎黎，赵志强

（1.中航工业哈尔滨轴承有限公司 研发中心，黑龙江 哈尔滨 150036；2.中航工业哈尔滨轴承有限公司 航空航天轴承分厂，黑龙江 哈尔滨 150036）

1 前言

M7475立轴平面磨床，主要用于轴承平面工序的磨削加工，是一种广泛应用的磨削加工设备。目前，仍有部分M7475立轴平面磨床使用早期的继电器控制系统─接触器控制和由二极管组成的矩阵顺序控制线路，使系统复杂、动作元件多且运行可靠性差，在生产过程中发生了很多故障和事故。为解决以上问题，设计了采用松下FP0系列PLC作为核心控制器的自动化系统。

在M7475磨床控制系统中使用PLC代替继电器控制系统中的逻辑线路部分。用PLC的输入接口代替原轴承磨床的电气系统的输入接点，所有行程开关的开关量接入PLC的输入点，使用SQ符号表示。选择开关用SA表示,仪表触点用KA表示,控制按钮用SB表示系统的输入信号也分别接入PLC的开关量输入接口。电磁阀线圈、指示灯、充磁信号等系统的输出信号分别接到PLC的输出量接口上。为了减少输出点数，各电磁阀的状态指示灯并联在其线圈两端；系统的调整操作采用由PLC的Y1和Y2输出调整信号在外部经相应开关控制。同时为了保护输出继电器，在电磁阀两端各并联一只续流二极管。

2 程序结构

原M 7475机床包括自动、半自动、调整和长期修整4种工作方式，由万能转换开关选择。用PLC改造后,此部分的接线要重新安排，可选用转换开关的两组触点SA3－1和SA3－2(对应PLC输入端子X20和X21)，使其分别在4种工作情况下，满足表1 所示的通断状态。

表1 开关方式状态

表1 中“0”表示断开，“1”表示接通。如用二进制表示X20 和X21 的状态，即为00，01，10和11四种。如图1 示，自动方式时驱动M10，半自动时驱动M11，调整时驱动M12，长修时驱动M13。这样可安排出图2 的程序结构图。

图1 工作方式梯形图

图2 程序结构图

3 矩阵电路的编程处理

矩阵二极管顺序控制电路是原机床电气系统中的重要组成部分。

（1）SA1合上，SA2打开，KA5线圈通电吸合并自锁，此时KA5线圈及R上的电压基本相等，约为12V，KA6线圈被短路脱吸。

（2）SA1打开，SA2合上，KA5线圈被短路，KA5脱吸，KA6线圈通电吸上并自锁。

（3）SA1、SA2同时合上，由于KA5、KA6线圈同时被短路，所以V1也处于上述导通状态，但KA5、KA6总是处于脱吸状态。

图3 二极管顺序控制原理示意图

根据上述要求可得出SA1、SA2与KA5、KA6的逻辑关系,如表2 所示。从表2 可看出，SA1是KA5的置位端，KA6的复位端；SA2是KA6的置位端，KA5的复位端。SA1和SA2分别用PLC的输入点X0、X1代替，这种状态可由PLC内部的置位、复位指令来实现，其梯形图如图4 示，图中M21相当于KA5，M22相当于KA6。

表2 顺序控制逻辑

图4 PLC梯形图

3.1 编程调试

由于用PLC改造原M7475磨床电气系统是以不改变原控制线路为前提，此时可对原线路进行分块处理，可节省改造成本及时间。根据手动、长修、 自动和半自动四种工作方式分别进行模拟运行。用开关模拟输入信号，开关的一端接入相对应的输入端点，另一端作为公共端接在PLC输入信号电源的负端。输入程序后，对照输入信号状态表，设置好原始状态情况下所有输入信号的状态，再按工步状态，扳动开关，观察输出端点指示灯在一个工作循环里的状态变化，并与工艺过程对照。

4 结束语

基于PLC的M7475磨床电气控制系统改造，在企业现有状况下是非常现实的技术改造方案，具有投资省、见效快的特点。通过使用PLC改造该磨机床电气系统后，使整个系统得到了很大的简化,去掉了原机床中多余的中间继电器、时间继电器、顺序控制二极管及电阻等繁琐的电气控制器件，同时也减少了控制系统的外形体积。由于PLC的高可靠性，输入输出部分还有信号指示，使电气故障次数大大减少，并为准确判断电器故障的发生部位提供了很大的方便。