基于S7-200 PLC的C650卧式车床控制系统改造

梁英波 张利红 康 磊

(周口师范学院物理与机电工程学院，河南 周口 466001)

基于S7-200 PLC的C650卧式车床控制系统改造

梁英波 张利红 康 磊

(周口师范学院物理与机电工程学院，河南 周口 466001)

针对C650卧式车床设备老旧、故障频发的问题，结合可编程序控制器实验室设备更新，淘汰了一部分S7-200 PLC，在不改变C650卧式车床电气控制功能的前提下对其控制系统进行改造，确定了PLC的I/O地址分配和梯形图程序，经调试后设备运行可靠，效果良好。

S7-200 PLC；C650车床；改造

0 引言

C650卧式车床广泛应用于加工各种工件的外圆、内孔、端面、螺纹等，其用途非常广泛。我校的C650卧式车床用于工科专业学生的金工实习，但近年来设备控制系统故障频发，严重影响了教学进度。结合我校PLC实验室设备更新，利用淘汰的S7-200 PLC，尝试对C650卧式车床控制系统进行自动化改造[1]。改造后的C650卧式车床运行可靠，较好地满足了工科专业学生金工实习的需要；延长了车床使用寿命，为学校节约了一笔办学经费；在充分利用已有资源的前提下，锻炼了学生的动手能力。

1 C650卧式车床主电路控制功能简介

C650卧式车床主电路由主电动机M1、冷冻泵电动机M2、快移电动机M3组成。M1允许空载直接起动，并可实现正反转控制，且应用主电路串接电阻形式实现反接制动，主电路串接电流表用于检测主电路电流大小，应用电流互感器防止起动冲击电流烧坏电流表，将其短接，电流正常后再接入主电路。M2单方向运行，直接起停控制，但要求M1起动后其才能投入运行。M3用转动刀架手柄压动位置开关来实现随时起停。

2 C650卧式车床控制系统改造设计与实现

2.1 控制系统改造方案的确定

C650卧式车床加工工艺和电气控制功能方法不变，主电路的电气控制线路和各种电气元件不变，仅对控制电路的继电器—接触器控制系统进行PLC改造，将原有的复杂的硬件电气接线用梯形图程序代替。

2.2 确定PLC的主机型号及I/O地址分配

在对C650车床控制电路进行理论分析后，其需要数字量11个输入点，6个输出点。结合我校PLC实验室设备更新，淘汰的西门子S7-200 PLC主机型号为CPU226，其自带有24入/16出的数字量I/O点，满足PLC控制系统对I/O点数有一定设计余量的要求。故从中挑选出好的PLC主机进行使用。I/O地址分配如表1所示。

2.3 确定PLC的外部I/O接线

根据对C650车床加工过程的分析和PLC的主机型号及I/O地址分配的确定，设计S7-200 PLC的外部接线，确定将SB1～SB6、SQ、FR1～FR2、KS1～KS2放在PLC的输入端，KM1～KM5、KT放在PLC的输出端[2]。为使主轴电动机M1在正反转时运行可靠，设计了KM1和KM2硬件接线互锁。

表1 I/O地址分配表

2.4 确定PLC的梯形图控制程序

经过对C650卧式车床工艺加工过程的分析和其电气原理图中控制电路图的分析，编写出C650卧式车床PLC梯形图控制程序，如图1所示[3]。

2.5 系统调试及施工

经过前期理论准备之后，就着手进行C650卧式车床PLC控制系统的调试及施工。首先，组织同学们在可编程序控制器实验室把用西门子STEP 7-Micro/WIN32编程软件编制好的梯形图程序用PC/PPI电缆下载到S7-200 PLC(主机型号CPU226)；其次，按照PLC外部接线图进行电源、按钮的接线，主要是连接PLC输入部分的硬件连线，输出部分先不连接；再次，给PLC接通电源，让PLC上电运行，把RUN/STOP开关拨到RUN的位置；最后，按照C650卧式车床的加工工艺按下PLC输入部分相应按钮开关，并观察PLC主机上面输出部分的LED指示灯的红绿变化情况，判定其输出是否是我们想要的结果。经过调试和改进程序，最终确定PLC主机的接线图和梯形图控制程序。

调试成功之后，把PLC带到金工实习场所进行实际设备的安装，并继续调试，最终达到比较满意的结果之后，再用加工原料进行实际加工测试，达到了预期的效果。

图1 C650卧式车床PLC梯形图控制程序

3 结语

经过近2个月的时间，我们终于成功完成了对C650卧式车床控制系统的改造。一方面延长了学校金工实习设备的使用时间，大大降低了设备的故障率，提高了设备运行的可靠性，为学校更新设备节约了大量的资金，保障了教学进度的正常进行；另一方面，充分利用了学校实验室淘汰的旧设备，变废为宝，提高了设备的利用率；再一方面，利用该实验室开放项目，同学们把自己所学的专业知识，进行了有益的尝试，理论结合实际，锻炼了同学们的动手能力。

[1] 卞和营，王军敏.基于S7-200 PLC的C650型卧式车床电气控制系统改造[J].煤矿机械，2013，34(11)

[2] 刘月红.S7-200在C650车床控制中的应用[J].中国科教创新导刊，2012(31)

[3] 陈建明.电气控制与PLC应用[M].电子工业出版社，2010

周口师范学院实验室开放项目——基于西门子PLC的C650车床改造研究，项目编号K201419

2014-09-16

梁英波(1982—)，男，河南渑池人，硕士研究生，讲师，主要从事智能控制及其智能自动化研究工作。