1 概述
随着机电一体化技术的发展,对系统的可靠性要求越来越高,PLC具有控制可靠、组态灵活、体积小、功能强、速度快、扩展性好、维修方便等特点,在机床电气控制中获得了广泛的应用。本文简要介绍了采用F1—40MR型PLC改造卧式镗床电气控制线路的应用实例。
2 卧式镗床继电器控制工作原理简介
图1是卧式镗床继电器控制电路图。ZQA、FQA分别是正转、反转起动按钮,ZSA、FSA分别是正转、反转点动按钮;TA是主轴停止按钮。卧式镗床的主轴电机是双速异步电动机,中间继电器ZJ和FJ控制主轴电机的启动和停止,接触器ZC和FC控制主轴电机的正反转;接触器1DSC、2DSC和时间继电器SJ控制主轴电机的变速,接触器DC用来短接串在定子回路的制动电阻。1JPK、2JPK和1ZPK、2ZPK是变速操纵盘上的限位开关,1HKK、2HKK是主轴进刀与工作台移动互锁限位开关。SDJ为速度继电器,GSK控制主轴高速运转,热继电器RJ在电机过热时断开供电线路。
图1 卧式镗床继电器控制电路图
3 用PLC改造卧式镗床的电气控制线路
根据原有的继电器控制电路图来设计PLC控制梯形图,以实现卧式镗床的PLC控制改造。这种方法没有改变系统的外部特性,但却克服了机械动作时中间继电器可靠性低、维修困难等缺点。对于操作人员来说,除了控制系统的可靠性提高以外,改造前后对系统的操作没有什么区别,它们不用改变长期形成的操作习惯。这种设计方法一般不需要改动控制面板和它上面的器件,因此可以减少硬件改造的费用和工作量。
图2和图3分别是实现与图1相同功能的PLC电气控制系统的外部接线图和梯形图
图2 PLC电气控制系统外部接线图
图3 PLC电气控制系统梯形图
在控制主轴电机正反转的继电器电路中,为了防止控制正反转的两个接触器(如图1中的ZC和FC)同时动作造成三相电源短路,设置了接线复杂的连锁电路,即将某一接触器的常闭触点与另一个接触器的线圈相串联,在梯形图中也设置了相应的连锁电路,但是它只能保证PLC输出模块上两个对应的硬件继电器不同时动作。如果因主电路电流过大或接触器质量不好,某一接触器的主触头被断开主电路时产生的电弧熔焊,使其线圈断电后主触间仍然接通,这时如果另一接触器的线圈通电,仍将会造成三相电源短路事故。为了防止出现这种情况,图2中在PLC外部增设了连锁电路。假设接触器ZC主触点被电弧熔焊,这时与FC线圈串联的ZC辅助常闭触点断开,因此FC的线圈不可能得电,进一步从硬件上提高系统的可靠性。
图1中ZC、FC、1DSC、2DSC都要受TA、1ZPK、1JPK、ZC和FC的触点并联电路的控制,在梯形图中设置了与上述并联控制电路对应的辅助继电器M202,它类似于图1继电器电路中的中间继电器。
4 结束语
本例在用PLC改造卧式镗床的电气控制线路中,从硬件和软件两方面增加了连锁电路,避免了误动作;同时为减少电流干扰,采用隔离变压器,由单回路双绞线给PLC供电,从多方面考虑,提高了系统工作的可靠性。