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      摘要: 在闡述T68 型臥式鏜床電氣系統(tǒng)要求的基礎(chǔ)上，將T68 型臥式鏜床的電氣控制系統(tǒng)所使用的德國SiemensS7 － 200 型可編程控制器重新設(shè)計，通過用Simulater 對程序進(jìn)行仿真，該設(shè)計可以達(dá)到T68 型臥式鏜床的電氣系統(tǒng)要求。

       關(guān)鍵詞: S7 － 200PLC; T68 型臥式鏜床; 電氣控制系統(tǒng)改造

      0 引言

      T68 型臥式鏜床利用傳統(tǒng)繼電器控制方式所設(shè)計的電路比較復(fù)雜，具有體積大、維修量大的缺點(diǎn)。近年來，由于各可編程控制器生產(chǎn)廠家的激烈競爭，可編程控制器的價格出現(xiàn)下滑，這使得很多鏜床生產(chǎn)廠家開始逐漸使用可編程控制器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器，同時很多車間也根據(jù)自己的實(shí)際情況，逐步對車間內(nèi)的T68 鏜床進(jìn)行改造。本文把T68 型臥式鏜床的電氣控制系統(tǒng)所使用的德國SiemensS7 － 200 型可編程控制器重新設(shè)計，通過用Simulater 對程序進(jìn)行仿真，該設(shè)計可以達(dá)到T68 型臥式鏜床的電氣系統(tǒng)要求，在可靠性和穩(wěn)定性方面也有很大提高。

      1、 T68 型臥式鏜床電氣系統(tǒng)要求分析

     如圖1 所示，T68 型臥式鏜床主要由床身、前立柱、主軸箱、工作臺、后立柱、后支撐架等部分組成。其電氣控制要求如下:

     ( 1) T68 鏜床主軸的運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動都用同一臺異步馬達(dá)帶動。由于工件的形狀和材料千變?nèi)f化，因此要求T68 主軸的速度要寬泛，所以其馬達(dá)多使用雙速或者三速異步電動機(jī)帶動的滑移齒輪郵有級速系統(tǒng)。采用雙速或三速馬達(dá)帶動，可使其機(jī)械變速機(jī)構(gòu)簡化。近年來，利用電力電子元件使電機(jī)無極變速的方法已經(jīng)普遍在T68 鏜床上使用。

     ( 2) 臥式鏜床的主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動都采用機(jī)械滑移齒輪變速，為了便于變速后齒輪的嚙合，T68 鏜床要求有變速沖動。

     ( 3) 要求主軸馬達(dá)既能夠順序運(yùn)轉(zhuǎn)，又能夠逆序運(yùn)轉(zhuǎn)，同時可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動、常動，在電機(jī)制動上要求使用電氣反接方式。

     ( 4) 為了加快T68 型鏜床的進(jìn)給速度，要求該鏜床的各進(jìn)給部件都各使用一個速度較快的馬達(dá)帶動。

      1  T68 型臥式鏜床結(jié)構(gòu)圖

1 － 床身; 2 － 鏜頭架; 3 － 前立柱; 4 － 平旋盤; 5 － 鏜軸; 6 － 工作臺;7 － 后立柱; 8 － 尾架; 9 － 上溜板; 11 － 刀具溜板

  
      2、 PLC 改造

      如圖2 所示，在對該鏜床原有繼電器控制系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，我們可以確定輸入點(diǎn)數(shù)為11，輸出點(diǎn)數(shù)為7。通過對各可編程控制器點(diǎn)數(shù)查閱及性能分析，我們選擇德國
Siemens S7 － 200 型可編程控制器。

       
  
       圖2 T68 型臥式鏜床電氣控制電路

     2． 1 確定PLC 的I /O 分配表

     根據(jù)T68 型臥式鏜床的工序及控制要求，確定PLC 的I /O 分配情況，如表1 所示。

                     表1 T68 臥式鏜床用PLC － I /O 分配表

     2.2 主電路分析

     如圖3 所示，M1 為主軸電動機(jī)。是一臺4 /2 極的雙速電動機(jī)，繞組接法為△/YY。電動機(jī)M2 由接觸器KM6、KM7 實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，設(shè)有短路保護(hù)。因快速移動時所需要時間很短，所以M2 實(shí)行點(diǎn)動控制，且無需過載保護(hù)。電動機(jī)M1 由5 只接觸器控制，其中KM1、KM2 為電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制接觸器，KM3 為低速啟動接觸器，接觸器KM4、KM5 用于電動機(jī)的高速啟動運(yùn)行。KM3 通電時，將電動機(jī)定子繞組接成三角形，電動機(jī)為4 極低速運(yùn)行;KM4、KM5 通電時，將電動機(jī)定子繞組接成雙星形，電動機(jī)為2 極高速運(yùn)行。主軸電動機(jī)正反轉(zhuǎn)停車時，均有電磁鐵報閘進(jìn)行機(jī)械制動。FU1 用于電路總的短路保護(hù)，F(xiàn)U2 用于電動機(jī)M2 的短路保護(hù)，F(xiàn)Ｒ 用于電動機(jī)M1 的長期過載保護(hù)。
 

     2． 3 梯形圖設(shè)計
 
 
     在原有繼電器控制電路的基礎(chǔ)上，對T68 型臥式鏜床進(jìn)行PLC 改造，其接線如圖4 所示，設(shè)計好的梯形圖程序部分如圖5 所示。

        
  
      圖3 T68 型臥式鏜床主電路

      圖4 接線圖

      
  
     圖5 部分梯形圖

    3 、仿真與分析

    將設(shè)計好的梯形圖載入西門PLC 仿真軟件( 如圖6所示) ，在仿真軟件中把PLC 設(shè)置成運(yùn)行狀態(tài)，按照T68型臥式鏜床的動作順序在仿真軟件中進(jìn)行操作( 綠色代表燈亮，燈亮代表接通，燈滅代表斷開) ，調(diào)試程序完全能夠滿足T68 型臥式鏜床的電氣控制要求。

     圖6 仿真結(jié)果

     4 、結(jié)語

    
     本文把T68 型臥式鏜床的電氣控制系統(tǒng)采用的德國Siemens S7 － 200 型可編程控制器重新設(shè)計，通過用Simulater對程序進(jìn)行仿真，該設(shè)計可以達(dá)到鏜床的控制要求，且改變了原有鏜床電氣系統(tǒng)體積大、維修點(diǎn)多、穩(wěn)定性不高等缺點(diǎn)。