1X62W型萬能升降臺銑床的PLC改造摘要：X62W型銑床是一種應(yīng)用廣泛的普通機(jī)床，通過對其控制電路進(jìn)行分析，指出了繼電器-接觸器控制存在的不足之處，并在不改變原設(shè)計控制要求的基礎(chǔ)上實現(xiàn)PLC的改造及其監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。具體詳細(xì)地說明了PLC改造的過程及實現(xiàn)PLC控制的方法與步驟，用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計實現(xiàn)其遠(yuǎn)程控制的實施過程。關(guān)鍵詞：X62W銑床繼電器接觸器控制PLC控制MCGS遠(yuǎn)程控制ThealterationofPLCforX62WmillingmachineNiuruiliAbstract:X62Wmillingmachineisakindofmachinesinusingwidely.Throughanalyzingitscircuitry,wepointouttheshortageofrelay-contactcontrol,andrealizethealterationofPLC,thedesignofmonitorsystemonthebasicoforiginalcontroldemand.ThepaperilluminatestheprocessofthealterationofPLC,themethodandstepsofrealizingPLCcontrol,andtheprocessofputtingitsremotecontrolinpracticeindetail.Keywords:X62Wmillingmachine,Relay-contactcontrol,PLCcontrol,MCGSRemotecontrol1.引言在工業(yè)生產(chǎn)自動化領(lǐng)域，可編程控制器作為自動控制的三大技術(shù)支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）之一。成為大多數(shù)自動化系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ)。由于綜合了計算機(jī)和自動化技術(shù)，使它發(fā)展日新月異，大大超過其出現(xiàn)時的技術(shù)水平。它不但可以很容易地完成邏輯、順序、定時、計數(shù)、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機(jī)械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。特別是超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展以及信息、網(wǎng)絡(luò)時代的到來，擴(kuò)展了PLC的功能，使它具有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。而X62W型萬能銑床，可用于平面，斜面和溝槽等的加工，2安裝分度頭后，能銑切直齒輪，螺旋面，使用圓工作臺可以銑切凸輪和弧形槽，是一種常見的通用機(jī)床。但它的控制系統(tǒng)有體積大，可靠性低，排除故障困難，接線復(fù)雜，對生產(chǎn)工藝變化適應(yīng)性差等缺點(diǎn)。因此我們用PLC對其控制系統(tǒng)進(jìn)行改造解決其控制中的問題，提高其自動化水平。2.PLC與繼電器接觸器控制的比較2.1控制系統(tǒng)繼電接觸式控制系統(tǒng)由三個基本部分組成：輸入部分、邏輯部分、和輸出部分，如圖2-1-1所示。輸入部分是指各種按鈕、開關(guān)等主令電器。邏輯部分是由各種繼電器、接觸器及其觸點(diǎn)組成的實現(xiàn)一定邏輯功能的控制線路。輸出部分則是包括各種電磁鐵線圈、電動機(jī)、信號指示燈等執(zhí)行電器。圖2-1-1繼電接觸式控制系統(tǒng)PLC控制也由輸入部分、邏輯部分和輸出部分組成，如圖2-1-2所示。輸入部分收集并保存被控對象實際運(yùn)行的信息；邏輯部分處理輸入部分所取得的信息，并判斷哪些信息需要做出反應(yīng)；輸出部分提供哪些設(shè)備需要作實時操作處理。輸入部分基本上與繼電器控制系統(tǒng)相同，但為了將不同的電壓或電流形成的信號轉(zhuǎn)換成微處理器所能接受的低電平信號，以及將微處理器控制的低電平信號轉(zhuǎn)換成控制對象所需要的電壓或電流信號，系統(tǒng)中需加入輸入/輸出接口電路。圖2-1-2PLC控制系統(tǒng)2.2控制邏輯3繼電接觸式控制系統(tǒng)采用硬接線邏輯，即控制系統(tǒng)是按被控對象的實際需要的動作要求而設(shè)計，由繼電器、接觸器等按某種固定接線方式接好的控制線路。程序固定在線路中，聯(lián)線復(fù)雜、體積大、功耗大。要想更改控制功能，必須改聯(lián)線，工作量大，周期長。另外繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每只只有48對觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性差。PLC采用存儲邏輯，除了輸入輸出端要與機(jī)電設(shè)備聯(lián)線以外，控制邏輯以程序方式存儲在內(nèi)存中。要對控制邏輯進(jìn)行修改，只要修其程序，幫其控制邏輯稱之為“軟接線邏輯”；加之PLC中每只軟繼電器的觸點(diǎn)數(shù)理論上無限制，因此靈活性和擴(kuò)展性好。PLC采用了中、大規(guī)模集成電路，體積小，功耗也很小。2.3控制速度繼電接觸式控制系統(tǒng)是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動作（閉合與斷開）來實現(xiàn)的，觸點(diǎn)的動作一般在幾十毫秒數(shù)量級，工作效率低。若使用的繼電器、接觸器越多，則反應(yīng)的速度越慢，還容易出現(xiàn)抖動與電弧現(xiàn)象。PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制動作的，速成度極快，通常一條用戶指令的執(zhí)行時間在微秒數(shù)量級。PLC內(nèi)部還有嚴(yán)格的同步，不會出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動，更不會出現(xiàn)電弧現(xiàn)象。2.4定時控制和計數(shù)控制繼電接觸式控制系統(tǒng)是利用時間繼電器的延時動作來進(jìn)行定時控制的，定時精度不高，且定時時間易受環(huán)境溫度和濕度的影響，調(diào)整困難。PLC使用半導(dǎo)體集成電路作定時器，時間基準(zhǔn)脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時范圍一般在0.01秒至若干秒鐘，若干分鐘甚至更長。PLC根據(jù)用戶給定的預(yù)置值，由軟件和硬件計數(shù)器來控制定時時間，定時精度小于10毫秒，定時時間不受環(huán)境的影響。PLC能實現(xiàn)計數(shù)功能，而繼電接觸式控制系統(tǒng)一般不具備計數(shù)功能。2.5可靠性和可維護(hù)性繼電接觸式控制系統(tǒng)使用了較多的機(jī)械觸點(diǎn)，聯(lián)線多，觸點(diǎn)易受電弧損壞，并有機(jī)械磨損，壽命短，因此可靠性和可維護(hù)性差。PLC采用了微電子技術(shù)，大量開關(guān)動作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，可靠性高。PLC還備有自檢和監(jiān)控功能，能檢查出自身的故障，并隨時顯示；能動態(tài)地監(jiān)視程序執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)提供了方便。2.6設(shè)計與施工4繼電接觸式控制系統(tǒng)完成一項控制工程、設(shè)計、施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行，周期長，修改困難。工程越大，這一問題就越突出。PLC完成一項控制工程，在系統(tǒng)設(shè)計完成后，現(xiàn)場施工和控制邏輯設(shè)計（梯形圖及程序設(shè)計）可以同時設(shè)計，周期短，調(diào)試和修改都方便。3.X62W銑床簡介及其控制分析3.1銑床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動形式3.1.1銑床結(jié)構(gòu)組X62W型銑床的結(jié)構(gòu)簡單，它由床身，懸梁，刀桿支架，工作臺和升降臺成。3.1.2運(yùn)動形式X62W型銑床的運(yùn)動可大體分為兩種：主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。1).主運(yùn)動由主軸電動機(jī)帶動實現(xiàn)主軸的順銑、逆銑、換刀制動、停止制動、主軸變速沖動等操作。2).進(jìn)給運(yùn)動由進(jìn)給電動機(jī)帶動實現(xiàn)水平工作臺縱向、橫向、垂直進(jìn)給運(yùn)動，水平工作臺快速移動，圓工作臺旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，水平工作臺的變速沖動等操作。3.2電力拖動和控制要求機(jī)床的主軸運(yùn)動和工作臺的進(jìn)給運(yùn)動分別由單獨(dú)的電動機(jī)拖動，并有不同的控制要求。1).主軸電動機(jī)M1（功率KW），空載時直接起動，為滿足順銑和逆銑工作方式的要求，能夠正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。為提高生產(chǎn)率，采用電磁制動器進(jìn)行制動，同時從安全和操作方便考慮，換刀時主軸也處于停車制動狀態(tài)。2).工作臺進(jìn)給電動機(jī)M2，直接起動，為滿足縱向、橫向、垂直方向的往返運(yùn)動，要求電動機(jī)能正反轉(zhuǎn)，為提高生產(chǎn)率，要求空行程時可快速成移動。從設(shè)備使用安全考慮，各進(jìn)給運(yùn)動之間必須聯(lián)鎖