谈谈CA6140车床控制线路主轴PLC的改造
CA6140车床电气控制改造PLC控制
1绪论1.1设计目的及意义20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气传动随电动机的发展而发展。
电气传动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。
最初采用手动控制。
最早的自动控制是20世纪20、30年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。
它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作可靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。
它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。
为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在20世纪60年代出现了顺序控制器。
它是继电器和半导体元件综合应用的控制装置，具有程序改变容易、通用性较强等优点，广泛用于组合机床、自动线上。
随着计算技术的发展，又出现了以微型计算机为基础的具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器PLC【1】。
1.2CA6140的现状CA6140是一种应用广泛的金属切削机床，目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业任大量使用。
能够车削外圆、内圆、螺纹、螺杆等，它采用继电器接触器电路来实现电气控制系统。
但由于大量的使用了继电器与接触器，再加上继电器系统接线复杂，经常造成接触不良，而且原件老化快，设备故障频繁，不便于维修，故障诊断与排除困难，并存在：（1）触电容易被电弧烧坏而导致接触不良（2）机械方式实现的触点控制反映速度慢（3）继电器的控制功能被固定在线路中，功能单一、灵活性差影响到实际的生产运用。
因此当务之急就是对ca6140车床进行技术改造，以提高企业的设备利用率，提高产品的质量和产量。
1.3设计内容根据设计条件，采用可编程控制器（PLC）对原有继电接触器控制系统进行改造，使机床故障率下降，可靠性和灵活性大大的提高，实现一定的自动化，具体设计要求如下：（1）按下启动按钮SB3，主轴电机M1控制接触器得电，主轴电机启动起来（2）按下停止按钮SB4，主轴电机M1控制接线器失电，主轴电机停止（3）主轴电机启动后，搬动冷却泵电机手动控制开关SB10致闭合位置，冷却泵电机控制继电器KA得电，冷却泵电机启动起来（4）主轴电机启动后，搬动冷却泵电机M2手动控制开关SB10致断开位置，冷却泵电机控制继电器失电，冷却泵电机停止（5）按下点动控制按钮SB12，进刀电机M3控制继电器得电，进刀电机启动运行（6）按下点动控制按钮SB12，进刀电机M3控制继电器失电，进刀电机停止工作（7）过载、短路保护热继电器FR1\FR2任何一个触电断开，接触器KM1、继电器KM2断电，所以电机停止工作2.CA6140车床电气PLC改造方案设计设计要求：1）主轴电机M1先启动，有过载保护，主轴电机M1能控制整个线路的启动和停止2）冷却泵电机M2实现电动和常动，有过载保护，冷却泵电机能独立的启动和停止3）进刀电机M3能独立的启动和停止2.1CA6140车床电气控制原理2．1.1 电气控制原理根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KM3分别控制电动机M1、M2、M3，具体电路图如图2-1所示。
《CA6140车床电气控制线路PLC改造》
《CA6140车床电气控制线路PLC改造》作者：龙浔来源：《知识窗·教师版》2016年第09期摘要：本文探讨了《CA6140车床电气控制线路PLC改造》一体化课程，并阐述了一体化教学模式的学习目标、学习内容和教学过程。
关键词：《CA6140车床电气控制线路PLC改造》一体化课程一、《CA6140车床电气控制线路PLC改造》一体化课程的教学目标首先，描述CA6140车床电气控制线路PLC改造的功能、工时、数量，列举工作任务的技术要求（外观、牢固度等），明确项目任务和个人任务要求，服从工作安排；其次，描述CA6140车床电气控制线路的基本结构和基本工作原理等；第三，能够详细叙述车床电气控制线路分析及改造工作过程，以及所需设备清单、时间安排、人员分工等；第四，按图样、工艺要求和安装规范，正确选用工具进行安装；第五，能按照任务要求制订检测调试报告；第六，能正确选用工具、仪表进行检测调试，以达到检测调试要求；第七，按照安全操作规程正确通电试车。
二、《CA6140车床电气控制线路PLC改造》一体化课程的教学内容《CA6140车床电气控制线路PLC改造》一体化课程的教学内容主要有六点：第一，学习PLC基本控制原理及分析方法；第二，学习CA6140车床电气控制系统基本结构及控制要求；第三，学习CA6140车床电气控制线路及PLC程序设计方法；第四，学习CA6140车床电气控制线路所用电器元件的选择及配线要求；第五，学习CA6140车床电气控制线路模拟盘制作的工艺配线标准及调试；第六，学习CA6140车床电气控制线路的PLC改造方法。
三、《CA6140车床电气控制线路PLC改造》一体化课程的教学过程1.教学活动的准备阶段教师首先准备好教学器材，在教学过程中引导学生掌握CA6140车床结构图及型号、CA6140车床的运动形式、CA6140车床电气控制线路原理图、CA6140车床电气控制线路特点及控制要求、主电路和控制电路分析等知识。
CA6140车床的电气控制及用PLC进行改造
X1
Y1 KA1冷却 答：……
X2
Y2 KA2快移
X3
【提醒】实操训练时
X4
(1)请用 K3、K4、K5
X5
替代 QS2、FR1、FR2；
(2)请用 灯1、灯2
替代 冷却电机、快移电机。
●故障1图解 ·第7章链接
本例-I/O分配图
近
上 6下
项目7.1
Plc应用案例 CA6140车床
●原况分析 ●工序分析 ●新原理图 ·梯形图程序 ·问题讨论 ●实操步骤 ·关键点提醒 ●实操任务单 ·实况点评
近
上 7下
项目7.1
Plc应用案例 CA6140车床
●原况分析 ●工序分析 ●新原理图 ·梯形图程序 ·问题讨论 ●实操步骤 ·关键点提醒 ●实操任务单 ·实况点评
㈥关键点提醒
(1)技术解决方案：本例从工序及控制要求出发， 采用“老改新”转换编程法//或经验编程法，确定任务的I/0分配图、 控制程序的梯形图等；改造时要尽量利用原有的硬件资源； (2)硬模拟调试重点：本例应依据“工序要求”所安排的顺序， 重点查主轴电机与冷却电机之间的“顺序联锁”功能。
●故障1图解 ·第7章链接
■第7章项目链接
●项目7.1 CA6140车床的电气控制及用PLC进行改造 …… ●项目7.2 液压组合机床的PLC控制…… ●项目7.3 交流双速电梯的PLC控制……
近
上 12 下
●故障1图解 ·第7章链接
㈣拟定 PLC控制程序的形图
车床程序-梯形图 X1 X0 X4
主轴
Y0
X5 (Y0)
冷却
点动 快移
Y0 X3 X2
X4 X5 (Y1)
X4 X5 (Y2)
CA6140车床PLC控制改造1
CA6140车床PLC控制改造实践是检验真理的唯一标准。
在课堂上, 我们学习了很多理论知识, 但是如果我们在实际当中不能灵活运用, 那就等于没有学。
实习就是将我们在课堂上学的理论知识运用到实战中。
我们怎样才能把课本上的知识灵活恰当的运用到生活、工作当中去, 成为对别人对社会有用的人才？我们怎样才能适应当今飞速发展的社会, 怎样才能确定自己的人生目标, 实现自己的人生价值？抱着这种想法, 我走进了中国北车集团大同电力机车有限责任公司。
一工艺分析和操作要求1运动分析——主运动2控制对象分析——电机三台3操作要求——主电机启停、冷却泵电机顺序控制要求、进给电机点动等。
特别说明: 过载保护纳入PLC控制范畴二PLC初步选型控制过程分析: 开关量控制特殊功能分析: 无估算点数: IN约OUT约选型: FX2N速度及容量判断: 满足控制要求型号确定: FX2N20M三输入地址分配表四输出地址分配表五PLC正式选型FX2N16—MR输出形式为继电器输出方式只需要基本单元可完成控制要求六接线图七地址分配八梯形图九指令表•0 LD X0• 1 OR Y0• 2 ANI X3• 3 ANI X5• 4 ANI X6• 5 OUT Y0• 6 LD X2•7 OR Y2•8 AND Y0•9 OUT Y2•10 LD X1•11 ANI X5•12 ANI X6•13 OUT Y1•14 LDI M10•15 OUT Y3•16 LD X4•17 OUT Y4•18 END通过这次实习, 是我了解了企业的工作流程和各岗位的职责任务, 提高岗位的适应能力, 学会了一各种方式学习, 提高观察问题、发现问题、解决问题的能力, 提高了我的中和素质, 并在规范有序的实际工作中养成努力专研、吃苦耐劳的精神。
这次实习带给我的不仅仅是一种社会经验, 更是我人生的一笔财富。
更可喜的是我在实习期间还结实了一些好朋友, 他们给予我不少的帮助, 俗语说: 纸上得来终觉浅。
CA6140车床PLC改造
教学项目二 CA6140车床继电接触控制线路安装及PLC改造一、项目导入普通车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。
电气控制系统是机械设备的重要组成部分，是保证机械设备各种运动的准确与协调、生产工艺各项要求得以满足的重要手段。
目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业仍大量使用,由于继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在一下问题：①触点易被电弧烧坏而导致接触不良；②机械方式实现的触点控制反映速度慢；③继电器的控制被固定在线路中，功能单一、灵活性差。
可编程控制器（PLC）应用于机床电气控制电路，有如下的特点：①通用性、适应性强，②完善的故障自诊断能力且维修方便③可靠性高及柔性强当前，小型PLC的价格亦很便宜，因此在普通车床的控制电路改造中发挥了及其重要的作用，特别是在数控机床及大量的机床改造和老设备改造中，PLC应用极其广泛。
二、项目分析1.CA6140车床控制要求CA6140型卧式车床，其结构具有典型的卧式车床布局，它的通用性程度较高。
加工范围较广，适合于中小型的各种轴类和盘套类零件的加工；能车削内外圆柱面、圆锥面、各种环槽、成形面及端面；能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种标准螺纹，也可以车削加大螺距螺纹、非标准螺距及较精密的螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花和压光等工作。
CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。
图1-1 CA6140外形结构图1．床腿 2.进给箱 3.主轴箱 4.床鞍 5.中滑板 6.刀架7.回转盘 8.小滑板 9.尾座 10.床身 11.挂轮 12.光杠 13.丝杠 14.溜板箱从车削工艺要求出发，对各电动机的控制要求主要有：1）主电动机Ml(功率为30kw)，完成主轴主运动和刀具纵、横向进给运动的驱动，电动机为不可调速的鼠笼型异步电动机，采用直接启动方式，主轴采用机械变速，正反转采用机械换向。
车床CA6140电气控制系统的PLC改造
主 回路 保 持 不 变 ， 制 变压 器 及 照 明 电路 保 留 ， 制 功 能 由 Ｐ Ｃ 控 控 Ｌ
完 成 。为 保 持原 操 作 风 格 ，保 证 各种 联锁 功 能 ，将 Ｓ Ｎ Ｂ 、 Ｂ１ Ｓ ３ ｓ Ａ１和 Ｆ １ Ｆ ２分别 接 入 Ｐ Ｃ 的输 入 端 ，输 出 器 件交 流接 触 Ｒ 、Ｒ Ｌ
黄 艳 芳 赵 晶 刘 践 丰 （ 北京石油化工学院工程教 育中心， 北京 １２ １ ） ０ ６ ７
摘 要
针 对传 统 的 继 电 器控 制 系统 故 障频 繁 的 特 点 ， Ｃ ６ ４ 对 Ａ １ ０车床 的 电 气控 制 系统进 行 了技 术 改 造 ， 用 可编 程 逻 辑 控 制 采
学 。 据 实 际 条件 ， 根 采用 可编 程 控 制 器 （ Ｌ 对原 有 继 电接 触 器 Ｐ Ｃ） 控 制系 统 进行 改 造 ， 机 床 的 故 障 率 下 降 ， 靠 性 和 灵 活 性 大 大 使 可 提高。 １ Ｃ ６４ Ａ １ ０车床 电气 控 制 电路 分 析
Ｃ ６４ Ａ １ ０车 床 的 电气 控 制 原 理 图 如 图 １所 示 ，我 们 对原 理 图进 行 分析 。
器（ Ｌ 代 替 原 有 的 继 电 器 ， 计 了 Ｐ Ｃ 控 制 系统 的硬 件 组 成 及 其 控 制 程 序 。 改 造后 车床 运 行 稳 定 ， Ｐ Ｃ） 设 Ｌ 降低 了故 障 率 ， 高 提
了使 用 效 率 。
关键 词 ： 车床 ， 气控 制 ， 电 可编 程 控 制 器 ， 电 器 继
实 现 。按 下 Ｓ ３， Ｍ３线 圈 得 电 ，主 触 点 闭合 ， Ｂ Ｋ Ｍ３起 动 ；松 开
Ｓ ３， Ｍ３线 圈 失 电 ， Ｍ３主 触 点 复 位 ， Ｂ Ｋ Ｋ Ｍ３停 转 。
ca6140数控车床plc改造
CA6140车床的PLC改造、MCGS制作动画摘要随着可编程序控制器（简称PLC）技术的发展，由于其功能强大、容易使用、高可靠性，广泛的工业现场适应性和方便的工艺扩展性能，PLC在工业自动控制过程中得到了越来越广泛的应用，常常被用来作为现场数据的采集和设各的控制。
组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，在PC机上可开发出友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。
本次设计正是在这种背景下，运用西门子S7-200PLC对普通机床进行的现代化程控改造，讨论了控制流的选择，然后运用组态软件对PLC控制系统进行人机界面的监控。
关键词：可编程序控制器，控制流，组态软件ABSTRACTWith the Programmable Logic Controller (PLC) technology, because of its powerful, easy to use, high reliability, wide adaptability and convenience of industrial processes on site scalability, PLC in industrial automation during the process of the Yue and more widely used, often used as a field data collection and set the control. Configuration software technology as a function of user customizable software platform tool, PC, a friendly interface that can be developed through the PLC automation equipment can be "intelligent" control.The design is in this context, using Siemens S7-200PLC modernization of the ordinary program-controlled machine tools for transformation, discussed the control flow of the choice and then use the configuration software on the PLC control system man-machine interface control.KEY WORDS: programmable logic controller, control flow, configuration software目录摘要 (1)前言 (5)第1章绪论 (6)1.1 程控机床的发展前景及意义 (6)1.2 机床改造方案的确定及系统的选择 (7)1.2.1 CA6140车床的概述 (7)1.2.2 对CA6140车床控制系统的选择 (9)第2章控制系统设计 (17)2.1 控制要求 (20)2.2 控制流的选择 (20)2.3 系统的控制过程 (22)第3章系统的硬件设计 (23)3.1 系统的组成 (23)3.2 系统主电路的设计............... 错误！未定义书签。
CA6140型普通车床电气控制系统的PLC改造
目录摘要 (I)前言 (1)1 CA6140车床的概述 (2)1.2 CA6140车床的主要运动形式及控制要求 (2)1.2.2进给运动 (3)1.2.3辅助运动 (3)1.3 CA6140车床所用的电动机 (3)2 CA6140车床电气控制电路分析 (4)2.1 主回路分析 (5)2.2控制回路分析 (5)3 PLC控制系统的设计 (6)3.2 PLC控制系统设计的步骤 (6)3.3 PLC的相关介绍 (8)3.3.1 PLC基本组成 (8)3.3.2 PLC工作原理 (12)3.3.3. PLC控制系统 (15)3.3.4. PLC工作过程 (18)3.4 PLC控制程序设计 (20)3.4.1 PLC的选择 (20)4 PLC控制系统及其实现 (22)4.1 控制系统硬件 (22)4.2 I/O的分配及其接线 (23)4.3 梯形图程序与分析 (24)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)CA6140型普通车床电气控制系统的PLC改摘要可编程控制器是在继电气控制和计算机技术的基础上，逐渐发展起来的以微处理器为核心，集微电子技术、自动化技术、计算机技术通信技术为一体，以工业自动化控制为目标的新型控制装置。
它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。
据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。
专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD\CAM将成为工业生产的三大支柱。
由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富。
它的功能主要是：控制功能、数据采集、储存与处理功能、通信、联网功能、输入/输出接口处理功能、人机界面功能。
在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。
本设计的内容主要是利用PLC(Programmable Logic Controller)对CA6410型车床的电气部分进行改造。
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谈谈CA6140车床控制线路主轴PLC的改造
发表时间：2012-06-21T15:02:48.137Z 来源：《新校园》理论版2012年第5期供稿作者：杨敏[导读] 目前使用情况大致可归纳为如下几类:开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理和通信及联网。
杨敏（齐河县职业中等专业学校，山东德州251114）工业发达国家都非常重视机械制造业，而我国目前的设备制造水平还非常低，基本还是“一个工人，一把刀，一台机床”。
普通机床在中小型企业应用非常广泛，但存在电器和接触器接线复杂、触点易被烧坏、反应速度慢和故障诊断困难等问题，极大地影响了机床的加工质量,PLC 的问世弥补了这些缺陷。
一
PLC 又称可编程序控制器，1969 年由美国数字设备公司研制出，最早应用于汽车自动装配生产线上，它灵活、实用，抗干扰能力强，编程语言简单易学，体积小、重量轻，易于实现机电一体化。
目前使用情况大致可归纳为如下几类:开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理和通信及联网。
1.PLC 基本组成包括
中央处理器(CPU)、存储器、输入/ 输出接口(缩写为I/O，包括输入接口、输出接口、外部设备接口、扩展接口等)、外部设备编程器及电源模块组成。
PLC 内部各组成单元之间通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接，外部则根据实际控制对象配置相应设备与控制装置构成PLC 控制系统。
常用类型主要有西门子、三菱、欧姆龙等。
2.PLC 硬件设计步骤
根据可编程序控制器及CA6140 型主电路三台电机的作用和控制电路的要求，依次进行如下步骤：PLC 的选型、输入输出点的估算、主机型号选择、输入输出端子分配、画出I/O 接线图。
3.PLC 的选型
S7-200 系列PLC，可提供4 个不同的基本型号的8 种CPU供使用。
S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能，从而替代了继电器———接触器的控制。
二
1.选择主机CPU，先要对机床电路工作原理进行分析一是主电路分析。
①QF1：整个控制线路的总电源隔离开关。
②主轴电动机M1：拖动车床的主轴，可正反转。
KM1接通时，主轴电动机M1 正转；KM2 接通时，主轴电动机M1 反转。
FR1是为主轴电动机M1 提供过载保护的热继电器。
③冷却泵电动机M2 由KM3 控制。
FR2 是为冷却泵电动机M2 提供过载保护的热继电器。
④刀架快速移动电动机M3：KM4 接通时，刀架快速移动，电动机M3 正转；KM5 接通时，刀架快速移动，电动机M3 反转。
刀架快速移动电动机为点动控制，不需长时间工作。
二是控制电路分析。
在电气控制上，刀架向前、向左移动时，均为接触器KM4 线圈通电，刀架移动电动机M3 正转，再通过机械离合器区分是向前还是向左移动；刀架向后、向右移动时，均为接触器KM5 线圈通电，刀架移动电动机M3 反转，再通过机械离合器区分是向后还是向右移动。
冷却泵电动机M2 的控制：由开关SA1 控制，在主轴电动机M1 启动的前提下（顺序控制），即控制电路中KM1、KM2 两个常开触点有一个闭合，此时接通开关SA1，接触器KM3 线圈通电，冷却泵电动机M2 运转。
断开开关SA1，接触器KM3线圈断电，冷却泵电动机M2停转。
三是辅助电路分析。
HL：电源指示灯；EL：工作照明灯。
经过电路的综合分析及输入输出点数的计算选择CPU 为224XP的型号。
2.I/O分配表如下
CA6140 车床控制线路的PLC 改造的I/O分配表
总之，可编程控制器改造机床控制线路的电气系统，在现有企业里是非常现实的技术改造方案，具有投资省、见效快的特点，为准确判断电器故障的发生部位提供了很大的方便。