杨丽华

（佛山市南海区盐步职业技术学校 广东佛山 528247）

用PLC改造M1432A型万能外圆磨床

杨丽华

（佛山市南海区盐步职业技术学校 广东佛山 528247）

某模具厂有一台M1432A型万能外圆磨床，因使用多年，控制柜内线路老化、触点经常出现接触不良，无法及时做出恰当的动作等现状，致使整台机床在运行过程中可靠性差，维修频率高，技术人员维修任务繁重。现在采用三菱FX2N系列PLC对其进行改造，旨在提高磨床的稳定性和可靠性，且电气控制线路得以简化。改造后磨床运行稳定，降低了故障率，提高了使用效率。

PLC；外圆磨床；电气控制；触摸屏；改造

1 引言

M1432A型万能外圆磨床可以用来加工外圆柱面及外圆锥面，利用磨床上配备的内圆磨具还可以磨削内圆柱面和内圆锥面等等。由于磨床的继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在着固有缺陷。由于它是利用布线组成各种逻辑来实现控制，需要大量机械触点，因此可靠性不高；当改变生产流程时要改变大量的硬件接线，甚至重新设计系统，要耗费大量的人力物力，花费很多时间。PLC（可编程控制器）是将自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置，它具有一切计算机控制系统的功能，是当今三大自动控制技术之一，它具有可靠性高，编程简单，体积小，功能完善等特点，且小型PLC的价格目前也很便宜。因此，PLC在M1432A型万能外圆磨床的控制电路改造中发挥了极其重要的作用。

2 M1432A型万能外圆磨床采用继电器控制系统存在的问题

继电器控制系统采用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成后，想改变或增加功能，较为困难。另外，继电器的触点数量有限，所以继电器控制系统的灵活性和可扩展性受到很大限制。

（1）从控制速度上，继电器控制系统依靠机械触点的动作实现的，工作频率低，触点的开关动作一般在几十毫秒数量级，且机械触点还会出现抖动问题。

（2）从可靠性和可维护性上，由于继电器控制系统使用了大量的机械触点，连线多，触点开闭时存在在机械磨损、电弧烧伤等现象。触点寿命短，一个元件故障可能造成整个系统崩溃，会将故障扩大化，所以可靠性和可维护性较差。

3 电气控制系统的改造

3.1 改造方案的确定

（1）M1432A型万能外圆磨床的工艺加工方法不变，其液压传动系统不改变。

（2）电气控制系统控制元件（按钮、行程开关、热继电器、接触器）的数量、作用与原电气线路相同。

（3）改变原继电器控制中的硬件接线，改为PLC编程实现。

（4）利用触摸屏来控制机床的运行。

3.2 系统的硬件设计

3.2.1 输入输出点数统计和PLC选择

继电器控制电路中的按钮、行程开关、转换开关、热继电器等触点都属于PLC的输入设备，提供PLC输入信号。因为在改造中不改变原控制系统，所以PLC输入输出点数可根据原继电器控制电路来计算。通过对M1432A型万能外圆磨床电气控制系统的分析，可知该系统需要输入点数为11点，输出点数为8点。为了保证所设计的控制系统能正常运行，在设计硬件系统时，应根据I/O实际点数留有20%余量。考虑到以后扩展的需要及工艺控制问题，故选择三菱FX2N系列PLC继电器输出（FX2N-32MR），I/O总点数为32，输入点数为16点，输出点数为16点。

3.2.2 利用触摸屏来控制M1432A型万能外圆磨床

触摸屏是一种连接人和机器的人机界面，它代替了原始的控制台和显示器，可用于数据显示和参数设置，并且可以用动态的形式描述系统的控制过程，扩展了PLC的功能，减少了按钮、开关、仪表等仪器的使用。触摸屏和PLC组合系统的研究既利用了PLC强大的控制功能，又发挥了触摸屏友好的人机交互、灵活、可靠的优点，大大减少了操纵台上开关数量，省去了复杂的电气接线，使操作人性化。操作人员可以直接通过触摸屏的按钮来控制系统的运行，简化了操作难度，而且通过运行监控可以更直观地掌握系统的运行状态。

3.2.3 系统的软件设计

根据M1432A型万能外圆磨床的工作方式、逻辑交叉关系、控制要求和继电器控制原理图，将继电器控制电路改成PLC梯形图。

由于用PLC改造M1432A型万能外圆磨床原电气系统是以不改变原控制功能为前提，此时可对原线路进行分块处理，可分成输入处理程序、输出处理程序和顺序控制逻辑程序，这种处理对于程序调试和设备维修都有很大的方便。用开关模拟输入信号，开关的一端接入相对应的输入端点，另一端作为公共端接在PLC输入信号电源的负端。输入程序后，对照输入信号状态，设置好原始状态情况下所有输入信号的状态；连接GOT，通电并传送画面，再按工步状态，逐个按下触摸屏上的开关、按钮，观察输出端点指示灯的状态变化，并与工艺过程对照。

4 结束语

M1432A型万能外圆磨床电气控制系统改造后，通电试运行，可以在触摸屏上操作机床，简化了操作难度，提高了操作人员的安全性。也可以在触摸屏上看到机床的工作状态，出现故障时可以在触摸屏通过反馈指示灯，快速准确地判断电气故障的发生部位。经实践证明，M1432A型万能外圆磨床电气控制改造后能取得良好的效果，机床运行稳定，加工效率大大提高。

[1]张方庆，肖功明，主编.可编程控制器技术及应用（三菱系列）[M].北京：电子工业出版社，2009.

[2]贺哲荣，肖峰，主编.机床电气控制线路故障维修[M].西安：西安电子科技大学出版社，2012.

[3]张万忠，孙 晋，编著.可编程控制器入与应用实例（三菱FX2N系列）[M].北京：中国电力出版社，2005.

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