PLC在仿型車床改造中的應用

1 引言
筆者公司有幾臺80年代生產的仿型車床，因限于當時的條件其電氣部分全部采用了繼電—接觸器控制，電路復雜故障率高且不宜維修，不僅耽誤了生產還浪費了人力，經過仔細的考慮研究決定對電氣部分進行改造。
2 產品選型
由于PLC在工業領域的推廣，當前市場上品牌眾多，既包括一些進口的著名品牌，也有國產品牌。但它們在功能上大同小異，價格差異卻很大。所以在選擇PLC時主要結合控制系統輸入/輸出(I/O)點的需求以及性價比等多方面因素來考慮。通過綜合比較以后，選用了三菱公司的FX2N系列小型PLC。FX2N系列是集小型化、高速度、高性能等眾多特點于一身的高檔次超小型PLC。考慮到工藝和設備的改動，或I/O點的損壞、故障等，最終選擇了FX2N-64MR PLC，I/O(輸入/輸出)點見附表。

3 仿型車床的原理及程序設計
該種車床配置有兩個刀架(仿型刀架和下切刀架)，其中下切刀架負責切槽，仿型刀架依靠樣件切出工件。
仿型刀架工作流程如圖1所示:

圖1 仿型刀架工作流程圖

下切刀架工作流程如圖2所示:

圖2 下切刀架工作流程圖

在該系統中分兩種工作方式:
(1) 手動
用于機床的調試和對刀，動作反映為仿型刀架的單獨引刀、快進、工進下切刀架的單獨快進、工進等動作;
(2) 自動循環
用于工件的加工，其中又分為三種自動循環:
·單獨仿型;
·先仿型后下切;
·先下切后仿型。
因手動動作都是單一的動作比較簡單，在這里就不詳細介紹了，重點介紹一下自動循環。由于自動循環動作為順序控制，所以在程序編寫上大量采用了FX系列PLC的SFC，SFC程序是根據機械工作流程設計的順序控制程序，所以，梯形圖非常直觀易懂，工序間的互鎖和雙向輸出等的處理由PLC自動進行，因此，用各工序的簡單順序控制設計可以進行機械控制，這樣就極度簡化了PLC的內部梯形圖。
舉例說明SFC圖如圖3所示:

圖3 順序控制功能圖

自動循環的程序流程如圖4所示:

圖4 自動循環程序框圖

4 實際應用中的注意事項
(1) 因為PLC的內部輸出為繼電器，負載都是直流感性負載(繼電器線圈)為了減少火花放電對接點損害，所以，在負載兩端并聯續流二極管(當PLC接點打開時，感性負載線圈儲存的能量通過二極管續流放出，以發熱方式消耗)，再通過外部繼電器觸點去驅動電磁閥，這樣可以大大延長PLC內部繼電器觸點的使用壽命，如圖5所示:

圖5 繼電器的正確使用接線

(2) 不正確的接地和電氣控制柜布線的不合理，都會導致PLC受電器噪聲干擾而不能正常工作。為避免此類故障的發生，要求系統應正確良好的接地。低電壓信號線和高電壓動力線應盡可能的獨立布線，放置在各自的線槽中，并盡可能的減少電線的長度，將干擾降到最低。
5 結束語
機床改造一年多來維修率下降了90%以上，只零星維修過外圍的按鈕和行程開關，充分證明了可編程序控制器PLC在仿型車床控制系統中的成功應用，大大減輕了機床維修人員的勞動強度，節省了人力物力。有效保證了機床的安全可靠高效運行，產生了顯著的經濟效益。