T68型卧式镗床主要用于加工精确的孔和孔间距要求较精确的零件，在前面的章节里已经介绍了其电路工作原理，本节介绍采用PLC控制变频调速技术对T68型卧式镗床控制系统进行技术改造。
传统的T68型卧式镗床上使用大量的接触器、继电器，此种控制方式造成电路接线复杂、动作速度慢、定时不精确、本身机械特性原因形成触点接触故障、故障检查维修困难、维护工作量大、灵活性差等缺陷，用PLC程序来控制可省去大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线量可减少到继电器控制系统的1/10以下，因触点接触不良造成的故障大为减少，并且易于日常维修，节省很多的设备附件，减少大量的安装接线工时，加上PLC本身抗干扰能力强，体积小，可以节省大量的工作空间和费用。
针对T68型卧式镗床的主传动系统的调速采用不同齿轮啮合的方式，长时间使用会出现噪声大、起动传动不平稳、换速时冲击大、大电流影响电动机寿命等问题，采用PLC与变频器相结合的方式进行改造，可以大幅节约电能、提高自动化程度，实现T68型卧式镗床系统结构简单、维护方便、工作可靠稳定。
【改造方案】
综合考虑成本控制、人员培训、性能改善等因素，确定改造方案如下：
1）镗床的工艺加工方法不变。
2）保留主电路的原有元件，不改变原控制系统电气操作方法。
3）不改变原电气系统控制元件（包括行程开关、按钮、交流接触器），以及元件的数量、作用均与原电气线路相同。
4）主轴和进给起动、制动、低速、高速和变速冲动的操作方法不变。
5）改造原继电器—接触器控制中的硬件接线，改为PLC编程实现。
6）采用可编程序控制器替代原有的继电器—接触器控制系统输出相应的控制信号，以控制变频器实现对主轴的无级变频调速，替代原有的齿轮箱有级调速。
【知识拓展】
1.变频器基础知识介绍
（1）变频器的概念 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
（2）U/f含义 频率下降时电压U也成比例下降，U与f的比例关系是考虑了电动机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置（ROM）中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择。
（3）变频器的接线 变频器的接线分为两部分：一部分是主电路，用于电源及电动机的连接；另一部分是控制电路，用于控制电路及监测电路的连接。
（4）PLC与变频器的连接 一是利用PLC的开关量输入/输出模块控制变频器；二是利用PLC模拟量输出模块控制变频器；三是利用PLC通信端口控制变频器。
（5）参数设置 一般根据原厂使用说明书进行相应参数设置，以决定变频器运行模式、状态和功能。
2.PLC系统改造设计一般流程
【知识拓展】
1.变频器基础知识介绍
（1）变频器的概念 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
（2）U/f含义 频率下降时电压U也成比例下降，U与f的比例关系是考虑了电动机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置（ROM）中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择。
（3）变频器的接线 变频器的接线分为两部分：一部分是主电路，用于电源及电动机的连接；另一部分是控制电路，用于控制电路及监测电路的连接。
（4）PLC与变频器的连接 一是利用PLC的开关量输入/输出模块控制变频器；二是利用PLC模拟量输出模块控制变频器；三是利用PLC通信端口控制变频器。
（5）参数设置 一般根据原厂使用说明书进行相应参数设置，以决定变频器运行模式、状态和功能。
2.PLC系统改造设计一般流程
【硬件设计】
1.设备选型
以T68型卧式镗床控制系统结构简单、维护方便、可靠性高、自动程度高、无级变频调速为控制要求来确定PLC的输入/输出点数，同时留有余量，以便于将来进一步提高其自动化水平。选用日本三菱的FX2N—48MR型PLC作为控制系统的元件，该型号的PLC具有功能全、体积小、重量轻、价格低等优点。PLC的供电电源由隔离变压器单独提供，以减少噪声或电网波动对PLC的干扰。选用日本三菱FR—A540系列变频器便可满足使用要求，同时也能满足主要元器件的品牌一致性，提高系统性能稳定性及兼容性。(www.xing528.com)
【硬件设计】
1.设备选型
以T68型卧式镗床控制系统结构简单、维护方便、可靠性高、自动程度高、无级变频调速为控制要求来确定PLC的输入/输出点数，同时留有余量，以便于将来进一步提高其自动化水平。选用日本三菱的FX2N—48MR型PLC作为控制系统的元件，该型号的PLC具有功能全、体积小、重量轻、价格低等优点。PLC的供电电源由隔离变压器单独提供，以减少噪声或电网波动对PLC的干扰。选用日本三菱FR—A540系列变频器便可满足使用要求，同时也能满足主要元器件的品牌一致性，提高系统性能稳定性及兼容性。
2.I/O分配表
2.I/O分配表
3.系统电气控制线路
3.系统电气控制线路
【软件设计】
1.变频器参数设置
PLC控制变频器驱动电动机高低速正反转操作步骤如下：
（1）目标参数设置
【软件设计】
1.变频器参数设置
PLC控制变频器驱动电动机高低速正反转操作步骤如下：
（1）目标参数设置
（2）控制面板操作
（2）控制面板操作
2.PLC程序
2.PLC程序
【调试过程】
（1）M1正反转控制 PLC内部继电器M100和M101作为正反转控制的辅助继电器，Y000输出变频器STF，Y001输出变频器STR，为了保证正反转切换的可靠性，变频器加减速时间设定为4s，Y021、Y022分别对应正反转指示灯。
【调试过程】
（1）M1正反转控制 PLC内部继电器M100和M101作为正反转控制的辅助继电器，Y000输出变频器STF，Y001输出变频器STR，为了保证正反转切换的可靠性，变频器加减速时间设定为4s，Y021、Y022分别对应正反转指示灯。
（2）M1反接制动控制 速度继电器KS有两对独立的动合触点KS1和KS2，分别对应PLC输入X013、X014。当电动机M1正转时KS1闭合，而反转时闭合KS2。KS1串接在反转电路中，KS2串接在正转电路中，当电动机正转时，通过互锁使反转电路不能得电。当按下停止按钮SB1，X000动作，使正转电路失电，与此同时反转电路得电，反接制动。当速度降低到速度继电器触点KS1断开时，反转电路失电，制动结束。
（2）M1反接制动控制 速度继电器KS有两对独立的动合触点KS1和KS2，分别对应PLC输入X013、X014。当电动机M1正转时KS1闭合，而反转时闭合KS2。KS1串接在反转电路中，KS2串接在正转电路中，当电动机正转时，通过互锁使反转电路不能得电。当按下停止按钮SB1，X000动作，使正转电路失电，与此同时反转电路得电，反接制动。当速度降低到速度继电器触点KS1断开时，反转电路失电，制动结束。
（3）高低速转换控制 SB5为高低速选择开关，操作手柄推向高速位时，SB5被压动，内部输入继电器X005得电动作，经过内部时间继电器T0延时7s后，其动断触点将低速接触器Y003（RL）断电，其动合触点将高速接触器Y002（RH）通电，将变频器驱动电动机M1接成高速运行。
（3）高低速转换控制 SB5为高低速选择开关，操作手柄推向高速位时，SB5被压动，内部输入继电器X005得电动作，经过内部时间继电器T0延时7s后，其动断触点将低速接触器Y003（RL）断电，其动合触点将高速接触器Y002（RH）通电，将变频器驱动电动机M1接成高速运行。
（4）电动机M2的控制 快速手柄扳到正向快速位置时，行程开关SQ3使X011得电闭合，Y010得电，KM3得电，电动机M2正转：快速手柄扳到反向快速位置时，行程开关SQ4使X012得电闭合，Y011得电，KM4得电，电动机M2反转起动。
（4）电动机M2的控制 快速手柄扳到正向快速位置时，行程开关SQ3使X011得电闭合，Y010得电，KM3得电，电动机M2正转：快速手柄扳到反向快速位置时，行程开关SQ4使X012得电闭合，Y011得电，KM4得电，电动机M2反转起动。
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