本論文是研究機械加工中常用的Z3040X16型搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的改造題目,旨在解決傳統(tǒng)繼電器—接觸器電氣控制系統(tǒng)存在的線路復(fù)雜、可靠性穩(wěn)定性差、故障診斷和故障排除困難等困難。由于可編程控制器（以下簡稱PLC）電氣控制系統(tǒng)與繼電器—接觸器電氣控制系統(tǒng)相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，編程方便，調(diào)試周期短，可靠性高，抗*力強，故障率低，維護方便，對工作環(huán)境要求低等一系列優(yōu)點。因此，本論文對Z3040X16型搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的改造，將把PLC控制技術(shù)應(yīng)用到改造方案中往，大大進步了搖臂鉆床的工作效率。
　　
　　搖臂鉆床適用于單件或批量生產(chǎn)帶有多孔的大型零件的孔加工，是一般機械加工車間常用的機床。由于其原有控制系統(tǒng)采用繼電器——接觸器控制方式，電路接線復(fù)雜，觸點多。經(jīng)過長期使用后，各個地方的接線老化，造成故障率高，故障排查困難，經(jīng)常影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。由于PLC具有可靠性高，環(huán)境適應(yīng)性強，使用方便，維護簡單等優(yōu)點。因此，利用PLC對搖臂鉆床的繼電器控制電路進行改造，有助于進步設(shè)備的可靠性、使用率。
　　
　　1Z3040X16型搖臂鉆床的電氣控制
　　
　?。?）采用3臺電機進行拖動，主電機M1（4.0kW），搖臂松夾電機（2.2kW），搖臂上下電機（2.2kW），3臺電機均是小功率電機，均采用直接啟動控制。
　　
　?。?）控制電路中設(shè)有主電機啟動/停止，此控制未進進PLC，直接采用的啟動和停止按鈕進行控制的，由于此電路中未有任何連鎖控制，無需進進PLC中進行控制，既節(jié)約了I/O點，又減少了故障排查點。
　　
　　（3）搖臂升/降動作按照“搖臂松開—升/降—搖臂夾緊”順序進行，由搖臂松開行程開關(guān)SQ2與夾緊行程開關(guān)SQ3來控制。在搖臂夾緊前，由時間繼電器KT1延時1～3s后再夾緊。
　　
　?。?）立柱和主軸箱的放松、夾緊可以單獨操縱，也可以同時進行，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA、松開按鈕SB5和夾緊按鈕SB6來控制。利用時間繼電器KT2的斷電延時斷開觸點、KT3的通電延時閉合觸點，實現(xiàn)電磁鐵YA1、YA2相對于液壓泵電機接觸器提前吸合、延時斷開的控制。
　　
　?。?）主電機M1和液壓泵電機M3分別設(shè)有熱繼電器FR1、FR2作長期過載保護。
　　
　　2PLC選擇
　　
　　2.1確定I/O點數(shù)
　　
　　在改造中盡可能保存系統(tǒng)原有的控制功能，以便能達到搖臂鉆的工作效果，發(fā)揮其zui大的工作效率，根據(jù)原有的控制電路來計算I/O點數(shù)。其中：按鈕6個（考慮節(jié)約點數(shù)，有兩個未進進PLC），行程開關(guān)4個，即實際輸進點數(shù)為8個；接觸器5個（考慮節(jié)約點數(shù)，有一個未進進PLC），中間繼電器1個，即實際輸出點數(shù)為5個。
　　
　　2.2選擇PLC機型
　　
　　根據(jù)確定的I/O點數(shù)，選擇德國西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列產(chǎn)品。此PLC的型號為CPU222——6ES7212-1BB23-0XB0，輸進點數(shù)為8個，輸出點數(shù)為6個，繼電器輸出，使用電源為85至264VAC（47至63Hz）。
　　
　　3I/O地址分配及接線圖
　　
　　I/O分配表見下表。

　　
　　I/O分配表
　　
　　根據(jù)上表設(shè)計I/O接線圖，如圖1。其中接觸器和中間繼電器的電壓等級都進行了調(diào)整，都更換了新的電氣元件，電壓等級均為AC220V，電壓等級同一，便于日常維護。
　　圖1I/O接線圖
　　
　　4PLC程序設(shè)計
　　
　　根據(jù)原有繼電器控制電路，加以分析改進，但仍保持原有的控制功能，編制梯形圖，如圖2。
　　　　5改造中必須要留意的幾個題目
　　
　　（1）選擇PLC機型時，要考慮低價格，高性能。
　　
　?。?）原有繼電器控制電路比較復(fù)雜，如線路老化后，故障點太多，不便查詢，而利用PLC控制時，不但大大進步了搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的可靠性和抗*力，而且大大簡化和減少了維修維護的工作量，使用效果良好。
　　
　　6結(jié)束語
　　
　　利用PLC對搖臂鉆床控制系統(tǒng)進行改造后，大大簡化了控制線路，維護起來十分方便，而且降低了設(shè)備運行的故障率，大大進步了設(shè)備運行的穩(wěn)定性及使用率。我廠的電氣維護職員嘗到了甜頭，要不以前一提到維修搖臂鉆床，就是一頭污水，無從下手，自從改造完成后，再也沒碰到此類題目，搖臂鉆床再也沒出現(xiàn)過影響生產(chǎn)、停滯狀態(tài)的情況。建議搖臂鉆床的生產(chǎn)廠商，也應(yīng)該一改往常的設(shè)計思路，避免以后在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)類似的題目。