基于PLC控制的双头车床主电路设计

马楠 MA Nan

（宁夏水利电力工程学校，银川 750006）

（Ningxia School of Water Conservancy and Electric Power Engineering，Yinchuan 750006，China）

1 基于PLC的电路控制

CAD/CAM、机器人和PLC被誉为三大工业生产自动化的支柱，而融合了继电器控制的传统技术和计算机信息处理的现代技术两者优势的PLC则位于三大支柱的前列。作为工业自动化领域的控制设备，PLC的重要程度和应用范围可谓是首屈一指。相对于传统继电器控制来说，PLC弥补了它们的很多不足之处，在PLC控制中省去了因为数量多而容易造成接触不实等故障的中间继电器和时间继电器，只保留了少量的硬件来保证输出和输入，其大部分功能则依靠软件来完成，由此一来PLC控制的接线数量只是继电器控制接线数量的1%到10%，这样便大大减少了接触点，因此则降低了因接触不实而造成故障的概率；由于继电器控制所采用的均为传统技术，其通常通过较多数量的控制电器来控制系统的电路，而连接电路的过程也非常复杂，其程序主要有人工布线、焊接和组装，同时控制电路对于工艺的要求也极为严格，不能随意地更改，否则就需要再花费大量的时间和人力进行连接。

对于电路的控制，PLC所依靠的是程序，该程序被存储在机器中，当我们改变程序后就能够改变各类控制功能，通常情况不需要更改PLC控制的那些为数不多的外部接线；在实验室中，用户就能够通过模拟实验来调试PLC控制的程序，此时的输入信号就是实验室中的模拟开关，而且PLC上拥有一个发光二极管，用户通过它便能够清楚的了解到PLC的输出状态，先在实验室中按照用户需求对PLC控制系统进行相应的模拟调试，然后再到生产现场进行安装，安装后再进行一轮的联机调试，这样能够在最短的时间内安全地完成PLC控制系统的安装；对于PLC控制来说，其自身的诊断和显示功能都非常完善，如果在生产过程中PLC发生故障，或者与PLC相连接的外部输入装置以及执行环节发生故障而导致生产中断，那么PLC会通过发光二极管或者在线编程器将故障信息反馈给用户，用户可根据这些信息在最短的时间内将故障原因找出来，当用户发现故障来自于PLC自身时，其可以非常便捷地进行维修，即将发生故障的模块马上换掉；对于机械设备而言，PLC的体积小到了足以装入其中的地步，能够达到真正的机电一体化控制。同时PLC的抗干扰能力也非常强，即便是十分恶劣的环境，其也能够正常运转。

2 基于PLC的双头车床主电路设计

作为一台双头机床，YX-C46所采用的是数控技术，当时通过数控技术对机床进行改造的过程中，我们选择了两个数控系统来对刀架进行控制，这样就能够控制两个刀架，而能够运动的进给轴也增加到了四个，图1详细展示了电控系统的构成。电源的生成、控制电路和继电器、接触器等所有的执行电器组成了强电控制电路。而电磁阀、制动器和各类型的开关以及各种电动机等部分组成了机床电器，机床的所有动作都是通过机床电器的执行完成的，用户也可通过机床电器的各个组成部分来了解机床的实时状态的。

图1 YX－C46电控系统

主电路对于数控机床来说，其作用主要是用来控制电动机，主电路不但能够开启和停止电动机，而且还可以够检测电动机的状态，及时发现电动机故障，保证其正常的运行。伺服电动机、辅助机构电动机和电磁阀等部件属于执行电器，其控制要求极为重要，所以在进行主电路设计的过程中需要将其需求放在首位，并且必须对执行电器的启动、方向控制、调速和制动等控制内容进行详尽和精准的分析与研究。作为一种双头车床，与普通的数控机床不一样，YX-C46所控制的运动刀架数量为两个，因此对主电路的要求比较高，双头机床的主电路总共要包含一台主轴电机、一台尾座电机、一台液压电机、两台刀架电机、两台冷却泵电机等七个电机才能正常运转，之所以需要配备两台冷却泵电机，其主要原因是双头车床中的回转刀架数量为两个，如果只有一台冷却泵电机，那么冷却管将不能及时的冷却，所以为了保证冷却环节的正常运转，必须配备两个冷却泵电机。除此之外，根据对220V、24V和28V等不同副边电压的需求，还需要两副伺服变电器和一副控制变压器等三副变压器。通过数控技术对YX-C46主电路图进行了改造，如图2所示。其中主轴电机的正向转动由主继电器KM2负责控制；尾架电机则由继电器KM5和KM6负责控制，其中尾架电机的前进由继电器KM5进行控制，而尾架电机的后退则由继电器KM6进行控制；液压管能够在润滑油不够的时候启动进行相应的补充，而液压电机则由继电器KM7负责控制；另外，机床上的刀架1正转由继电器KM8来完成，而刀架1的发转则由继电器KM9来完成；负责刀架2正转的为继电器KM10，而负责刀架2反转的是继电器KM11；继电器KM12负责控制两台冷却泵电机的运转。首先转换开关QS通过相应的转换过程引入三相交流电源，然后接触器进行工作，启动电机运转，其中电机上配置了热继电器，其在电流过载时可以保护电机。

图2 双头车床主电路

3 结束语

机械制造在我国可以说是历史悠远，且我国的机械制造业可谓规模巨大。但大部分的传统机械制造厂由于建厂时间较长，其使用的机床变得非常老旧，远远不能达到国外先进的设备水平。而现代生产中零件正朝着越来越复杂的趋势发展，这些老旧的机床对于现代零件的需求是难以满足的。所以说，传统的机械制造设备急需改造，虽然说这是中国机械制造业遗留的历史问题，但是为了能够适应现代化的需求，突破阻碍我国机械制造业发展的瓶颈，必须着手进行解决这个摆在眼前的现实问题，其方法就是在老旧设备的基础上融入现代先进技术，提升设备水平。文章通过可行性方案，利用数控技术控制改造和提升了YXC46-SK中间驱动双头车床，设计了以PLC控制为基础的双头车床主电路，其目的是对改造设备的方法进行有力的探索，进而将其广泛的推广开来。

[1]黄小兰.基于PLC的旋转型灌装机控制系统研究[D].武汉理工大学,2012.

[2]陈佳龙.基于PLC的八层电梯模型控制系统设计与实现[D].内蒙古大学,2012.

[3]闫怡璇.基于PLC的模拟控制系统的研究与应用设计[D].西华大学,2012.