基于FX2N-128MR卧式车床电气控制系统的PLC改造

李瑞斌

摘要 卧式车床是目前广泛应用于机械加工的机床，本文通过分析普通卧式车床电气控制线路接线复杂、故障率高等缺点，在此基础上引入了应用三菱FX2N系列PLC对普通车床电气控制方案进行设计，在保留主电路的原有元件的基础上，利用PLC进行改造可以大大提高系统的可靠性，减少了工人的劳动强度，使系统的灵活性有了很大的提升。

【关键词】卧式车床 PLC 改造

卧式车床是目前广泛应用于机械加工的车床，加工的类型包括各种旋转表面、螺纹和端面。主要由主轴箱、进给箱、溜板箱、掛轮箱、刀架、尾座等结构组成。普通车床的电气控制部分常采用传统的继电/接触器控制，这种系统具有线路连接简单、成本低等优点。但其缺点特别明显，硬件布线方式固定，难以实现各种逻辑控制，而且线路复杂灵活性非常差此外，由于机械触头的工作频率较低、极易损坏，导致电器控制可靠性差。

1 卧式车床系统的分析

1.1 卧式车床电气控制分析

卧式车床的型号对主电机有不同的要求，因此控制电路的组成也是不同的。在对电控系统进行改造的时候，首先要对卧式车床的电气控制电路有一个深入的了解。卧式车床主电路控制中主电机Ml分别负责主轴运动和刀具进给运动，这种电机采用直接起动，实现点动和连续运动方式，并且可在正/反旋转方向实施电动停车制动。冷却泵电机M2负责控制冷却泵，在车削加工过程中提供冷却剂，并可以直接启动停止。此外快速运动的电机M3，它的功能在任何需要的时候手动控制大溜板箱的快速运动。

车床控制电路中主电机Ml由交流接触器KM1和KM2组成两组主触点来控制电机正向/反向连接;速度继电器KS的功能是反向制动。电机M2主要通过交流接触器KM4控制，功能是负责打开和关闭冷却电机电路;电机M3由交流接触器KM5控制。

1.2 PLC改造车床电气控制线路的分析

1.2.1 PLC选型及I/O地址分配

PLC控制系统的原理是将PLC和输入输出设备进行连接，从而起到相应的控制目的和要求。因此，在开始PLC改造设计前，首先要分析电气设备的工作原理，依据生产过程的控制要求，确定PLC系统的控制方案，然后开始总体系统的设计。PLC是控制系统的关键，所以需要选择合适模型和I/O模块。

卧式车床电气控制系统进行改造，它的I/0点数在128以下。这种简单控制系统其逻辑操作等功能非常简单，主要功能是实现条件和顺序控制。为了满足以上的动作和功能要求，本次改造选择了三菱FX2N系列PLC，电气控制系统设计要求为输入端口8个和输出端口5个。端口分配表如表1所示。

1.2.2 PLC输入输出线路设计

PLC的外部接线图如图1所示。

2 PLC系统程序设计与调试

2.1 PLC系统程序设计

在对卧式车床系统控制电路详细分析的前提下，利用PLC梯形图来代替继电/接触器的电路功能，设计出符合卧式车床控制系统结构相应梯形图，如图2所示为卧式车床PLC控制梯形图。

2.2 PLC系统综合调试

PLC控制系统设计好以后进行综合调试，先要编译PLC程序，利用GX Developer进行模拟运行，通过各种指示灯显示。在进行调试达到预期效果，确定无误后，接入主电路与机床进行联机运行。

3 结束语

随着科技水平的不断提升，车床常规的继电接触器控制系统方案由于硬件复杂、灵活性差等因素，已经不能满足现代制造的需求。在保留主电路的原有元件的基础上，利用PLC进行改造可以大大提高系统的可靠性，减少了工人的劳动强度，使系统的灵活性有了很大的提升，使用性达到了相应的标准，值得进行市场推广。

参考文献

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