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C7632液压半自动多刀车床是机械行业拥有量较多的一种半自动机床。它采用二极管矩阵顺控装置及继电器逻辑控制系统，液压驱动上下刀架作纵横两个方向的运动，装有液压卡盘。其加工自动化程度及生产效率较高，适用于较大批量工件的车削加工。但由于该机床系统采用的是分立元件，易出故障，且维修比较麻烦，影响了机床性能的正常发挥。

我们根据该机床的问题，采用可编程序控制器改造其控制系统，克服了上述缺点，使机床工作可靠、维修方便，大大提高了机床的工作效率，取得了较好的经济效益。

1.PLC的选型

(1)控制对象的输入、输出点数输入点即为机床的控制按钮、工作选择开关、行程开关、接近开关等。输出点是控制电动机的接触器、控制液压动作的电磁阀及指示灯等。

考虑到节省改造费用，应尽量压缩输入、输出点数。在某些场合，输入点可以一点两用。如某行程开关只在自动循环时有用，而某按钮只在手动调时用，当输入点不够时，则可将上述两个输入信号共用一个PLC输入点，利用PLC的转移标号指令，不会使两个信号混淆。同样，为节省输出点，也可将与自动控制无关的输出点，如电动机的起动、停止，仍用强电回路控制。

(2)控制对象的输入、输出类型一般的机械加工设备，采用开关量控制，选用直流输入，继电输出型的PLC。输入还有交流型和TTL电平型，而输出则有晶闸管型及直流晶体管型，可适应不同的需要。另外还有各种特殊类型的模块，如A/D、D/A模块，外部可调计时/计数器模块，高速计数器模块等。

2.PLC程序的编制步骤

(1)编制开关表即将机床的各输入输出元件分配到PLC输入输出点上，即分配地址。以C7532车床的部分开关表为例，见附表。

(2)按照加工工艺要求，编制动作流程图或开关动作表以C7632车床的下刀架的一种加工流程为例，动作流程图如图1所示。

(3)拟订程序框图程序框图可参照计算机程序框图的编制方法。以C7632车床的程序框为例，如图2。

(4)编制梯形图程序根据程序框图，开关表及动作表即可直接在编程器键盘上键人程序。编制程序可分段进行，先编制自动循环程序段、手动调整程序段、初始化程序段，后分段模拟运行调试后串联起来。运用转移、标号指令，可将复杂的程序分解成功能程序段，有利于程序编制及调试。以半自动车床自动循环与手动调整程序为例，若开关1127为手动/自选择开关，可按如下方法编制程序（见图3）：

当开关1127接通时，程序按下列顺序扫描执行：1、3、…、20、40，再返回到开头，执行手动调整程序；反之，开关1127断开，程序扫描顺序为2、21、…、40，再返回至开头，执行自动循环程序。

其自动循环工作段的程序，可采本控制器编程语言中特地为顺序控制设计的步进器功能编制。

梯形图编制完成，并通过模拟器模拟运行后，通过打印机打印梯形图文本。当PLC安装在现场设备上后，可通过编程器与其联机，采用“故障检测”方式逐点检查现场设备的输入、输出元件是否连接正确，工作是否正常。在联机状态下，运行梯形图程序，并对运行结果进行监测、修改，直至程序运行完全符合要求，即可使PLC控制设备正常工作。

3.结语

采用PIC改造C7632车床后，车床的电气故障减少90％以上，工作效率大大提高。由于PLC的控制功能强，使机床的自动化程度提高，又因为程序编制时增加了各种保护功能，使机床不会因误操作而造成损坏。

整个改造过程历时不到一周，停机时间只有两天，费用不到3000元。因此我们认为，采用PLC改造C7632车床及类似的机床，是完全可行且易见成效的技改捷径。

1、引言

传统的鼠笼式异步电动机起、制动控制方式一般有四种，即定子回路串电阻起动，Y/△起动，自耦变压器起动和延边三角形起动；制动方式有三种，反接制动，能耗制动和电容制动，其中任何一种起、制动控制方式的实现通常由继电器-接触器控制系统来完成。下面就以定子回路串电阻降压起动和反接制动为例，分析由继电器-接触器实现的鼠笼式异步电动机的起、制动控制。

图1 继电器接触器控制系统

如图1所示，此控制电路含三个接触器和一个中间继电器线圈，12个触点。起动时，KM2、KM3线圈均处于断开状态，按下起动按钮SB1，KM1线圈通电并自锁，电动机串电阻减压起动。当电动机转速上升到某一定值时(此值为速度继电器KS1的整定值，可调节，如调至100r/min时动作)，速度继电器KS1的常开触点闭和，中间继电器KA通电并自锁，KA的常开触点接通接触器线圈KM3，KM3的主触点在主电路中短接定子电阻R，电动机转速上升至给定值时投入稳定运行。

制动时，按下停机按钮SB2，KM1线圈断电，其主触点断开三相电源；控制电路中常开触点断开，KM3失电，限流电阻串入；常闭触点闭合，接通反接制动接触器KM2，对调两相电源相序，电动机处于反接制动状态。当转速下降至某一定值时(比如100r/min)，KS1常开触点断开KA，继而断开KM2，电动机失电，迅速停机。

这种传统的继电器接触器控制方式控制逻辑清晰，采用机电合一的组合方式便于普通机类或电类技术人员维修，但由于使用的电气元件体积大、触点多、故障率大，因此，运行的可靠性较低。随着PLC技术的发展，使用PLC进行电机的运行控制已成为必然趋势。

2、采用PLC实现鼠笼式异步电动器起、制动控制

可编程序控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上开发的产品，自60年代末，美国首先研制和使用可编程控制器以后，特别是日本和联邦德国也相继开发了各自的PLC(programmable logic controller)，因此，与传统的继电器接触器控制系统相比较，笔者认为采用PLC实现鼠笼式异步电动机起制动控制是明智的选择。下面就是笔者设计的采用PLC实现的鼠笼式异步电动机起制动控制电路的接线图、梯形图和指令程序，如图2和图3所示。

图2 PLC控制的输入输出接线图

图3 PLC控制的梯形图

PLC控制逻辑与传统的继电器接触器控制系统基本一致，其工作过程如下：

起动时，按下起动按钮SB1,X400常开触点闭合，Y430线圈接通并自锁，KM1线圈接通，主触头吸合，电动机串入限流电阻R开始起动，同时Y430的两对常开触点闭合，当电动机转速上升到某一定值时，KS1的常开触点闭合，X402常开触点闭合，M100线圈接通并自锁，M100的一对常开触点接通Y432的线圈，KM3线圈有电主触头吸合，短接起动电阻，电机转速上升至给定值时投入稳定运行。

制动时，按下停机按钮SB2，X401常开触点断开Y430线圈，使KM1失电释放，而Y430的常闭触点接通Y431线圈，制动用的接触器KM2线圈通电，对调两相电源的相序，电动机处于反接制动状态。与此同时，Y430的常开触点断开Y432的线圈，KM3失电释放，串入电阻R限制制动电流。当电动机转速迅速下降至某一定值时，KS1常开触点断开，X402常开触点断开M100的线圈，M100的常开触点断开Y431线圈，KM2失电释放，电动机很快停下来。过载时，热继电器FR常开触点闭合，X403的两对常闭触点断开Y430和M110的线圈，从而使KM1或KM2失电释放，起到过载保护作用。

上述控制过程指令程序如下：

1 引言
PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计，使用了可编程序存储器以存储指令，用来执行逻辑、顺序、定时、计数以及算术运算功能，并通过数字式、模拟式的输入/输出，控制各种类型的机械和生产过程.PLC可靠性高、体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便，在机械制造、冶金、能源、化工等领域中，越来越多的重要设备、工艺、关键部位都采用PLC来组成控制系统，以代替体积大、耗能大、可靠性差的继电器-接触器控制系统.梳棉是棉纺加工过程中的一道重要工序，A186E型梳棉机为国内普遍采用的一种机型，采用PLC对A186E型梳棉机进行控制改造，旨在提高其稳定可靠性。

2 电气控制任务分析
A186E型梳棉机电气控制系统主电路图见图1。由图1可知，A186E型梳棉机由5台电动机拖动，其中，M1为清洁辊电机，M2为吹风电机，M3为吸风电机，M4为锡林电机，M5为道夫电机。控制要求:
(1) M1、M2、M3单独控制启/停;
(2) M4起动时不接入热继电器，当锡林升速到一定值后再接入;
(3) M5采用双速电机，2套独立绕组，慢速16极，快速4极，利用慢速升头后，可将道夫转为快速，快速采用Y-Δ转换接线，以减小快速起动转矩;快速初始先接成Y型，经一定延时后切换为Δ型，变速过程中加一飞轮通过电磁离合器与道夫电机连接，以使升、降速时间符合要求，电磁离合器仅在道夫慢速和变速的过程中通电运行，正常停车时，道夫先减慢速后再停止;

(4) M4转速达到一定要求后，M5才可起动;
(5) M4起动后，自停装置方可工作;
(6) 当出现刺辊速度下降、吸风清洁辊停转、厚卷、堵管、断条等故障现象，道夫立即停止转动;
(7) 升头时，堵管、断条自停电路不允许工作。
继电器-接触器控制电路如图2:

3 PLC电控系统设计
采用PLC代替继电器-接触器控制，主电路图图1不变，控制电路图2中的按钮、开关作为PLC的外部输入信号，接触器线圈、电磁离合器的线圈、指示灯作为PLC的输出负载。
3.1 PLC选型
三菱FX2N系列PLC体积小、功能强、速度高、指令功能丰富、内部资源充足，可在PC机上编程，并可通过PC机对系统进行实时监控，为调试和维护提供了极大的方便。
由图2可知 PLC的外部输入信号共有24个，PLC向外部提供的信号共有18个，主机选用FX2N-64MR即可满足控制要求。
3.2 梯形图设计
根据A186E型梳棉机的电气控制要求、逻辑关系，以及各运动部件间的联锁关系，程序控制框图见图3:

梯形图如图4所示:

4 结束语
采用三菱FX2N系列PLC对A186E型梳棉机进行改造，大大简化了控制系统的结构，提高了系统的稳定性和可靠性，取得了较大的社会和经济效益。