CA6140型普通车床电气控制线路PLC应用的改造方案

■应知点:

1.了解CA6140型车床PLC改造的设计思想。

2.了解PLC改造的实施过程:I/O地址分配，PLC接线图，梯形图等。

3.了解PLC“老改新”编程方法。

■应会点:

掌握CA6140型车床PLC改造的电气接线、程序录入、操作调试等。

一、任务简述

采用先进的数控机床，已成为我国制造技术发展的总趋势。购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径，但新的数控机床价格较高，且旧的机床还仍能正常使用，因此通过改造旧机床、配备数控系统把普通机床改装成数控机床，也是提高机床数控化率的一条有效途径。

在任务一中，已学习了CA6140型车床的电气控制线路，在节约资源、灵活应用的前提下，将学习如何通过采用PLC技术对CA6140型车床的电气控制线路进行改造，简化接线，提高其设备可靠性。

二、相关知识

1.基本方法

在用“老改新”法对老设备进行PLC改造时，主电路应保持不变，只需对辅助电路进行改造。这种设计方法一般不需要改动控制面板，保持了系统原有的外部特性，操作人员不用改变长期形成的操作习惯。

“老改新”编程法的编程思路是:老辅助电路(继电器电路)→PLC电气接线图＋PLC梯形图。具体转换步骤如下:

(1)将老辅助电路的输入元件逐一改接到PLC的相应输入端子，老辅助电路的线圈逐一改接到PLC的相应输出端子，并保留线圈之间的硬件互锁关系不变。

(2)将老辅助电路中的触点、线圈逐一转换成PLC梯形图中相应编程元件的触点和线圈，并保持连接顺序不变。

(3)检查PLC梯形图程序是否满足控制要求，若有不满足之处，应作局部修改。

2.注意事项

接触器—继电器PLC梯形图改造法的注意事项在项目五的任务二中已经介绍过了，此处就不再重复。

三、应用实施

(一)CA6140型车床PLC改造的实施

在PLC改造时，保持CA6140型车床的操作方式不变，加工工艺不变，机床原有的按钮、交流接触器、热继电器、控制变压器等继续使用，并且其控制作用保持不变，在此前提下，将原有的继电控制线路改为由PLC编程来实现。具体的实施过程如下。

1.确定PLC改造后的I/O地址分配

根据CA6140型车床的控制要求，确定PLC的I/O地址分配情况，如表6－6所示。

表6－6　CA6140型车床PLC改造I/O地址分配表

2.确定PLC改造后的电气接线图

采用PLC对CA6140型车床进行改造后的电气接线如图6－5所示。

图6－5　CA6140型车床PLC改造后的电气接线图

3.编制PLC控制程序

采用“老改新”转换编程法，将原有的继电控制电路转换成PLC控制程序，即梯形图程序，如图6－6所示。

图6－6　CA6140型车床PLC控制梯形图程序

(二)CA6140型车床PLC改造的安装与调试

1.目的

掌握PLC电气控制线路的安装与调试方法。(www.xing528.com)

2.项目内容

完成CA6140型车床PLC改造后的电气控制线路的电气接线、程序录入、操作调试等。其电气接线见图6－5。

3.设备、工具、仪表

(1)工具:电工常用工具。

(2)仪表:MF47型万用表、5050型兆欧表、钳形电流表。

(3)器材:控制板一块(600mm×500mm×20mm)；导线规格:动力电路用BVR2.5mm2塑铜线(黑色)，控制电路用BVR 1 mm2塑铜线(红色)，按钮控制电路用BVR 1 mm2塑铜线(红色)，接地线用BVR塑铜线(黄绿双色，至少1.5 mm2)，紧固体及编码管等，数量视需要而定。

(4)元器件:机床原有的按钮、交流接触器、热继电器、控制变压器等继续使用；PLC:S7－200系列的CPU221AC/DC/RLY；编程器:计算机＋编程软件(STEP 7－Micro/WIN)

4.实训步骤

1)安装与接线

(1)按图6－5所示的PLC控制外部接线图在模拟配线板上正确安装，元件在配线板上布置合理，安装要准确、紧固，配线导线要紧固、美观，导线要进入线槽并要有端子标号，引出端要用别径压端子。

(2)将熔断器、接触器、继电器、电源开关、控制变压器、PLC装在一块配线板上，而将主令电器按钮装在另一块配线板上。

2)程序录入与调试

(1)能正确将所编程序录入PLC，按被控设备的动作要求进行模拟调试，达到设计要求。

(2)正确使用电工工具及万用表进行检查。

5.注意事项

(1)重点观察主轴电动机与冷却泵电动机之间的“顺序联锁”功能，观察控制程序的工作过程。

(2)注意人身设备安全。

四、操作技能考评

通过对本任务相关知识的了解和应用操作实施，对本任务实际掌握情况进行操作技能考评，具体考核要求和考核标准如表6－7所示。

表6－7　任务操作技能考核要求和考核标准

续表

教学小结

1.PLC的“老改新”编程方法。

2.CA6140型车床PLC改造的实施步骤和方法。

3.CA6140型车床PLC改造的安装与调试。

思考与练习

1.CA6140型车床PLC改造后的电气控制系统由哪几部分组成?

2.给主轴电动机、冷却泵电动机和快移电动机各增加一只运行状态指示灯，控制程序如何修改?