基于西门子S7—200系列PLC的旋转量检测

3 在C650—2型普通车床PLC改造中的应用

　　在C650—2型普通车床是一种中型车床，主要控制对象有主轴电机、冷却泵电机和快速移动电机。其主要控制特点为：主轴电机采用电气正反转控制；主电机容量为20KW，惯性大，采用电气反接制动，实现快速停车；为便于对刀，主轴可作点动调整。在原继电器、接触器控制系统中，主轴电机正、反转由按钮SB2、SB3，接触器KM1、KM2控制。起动时由接触器KM3的主触点将反接制动电阻R短接，实现全压起动。主轴停车时，按下停止按钮SB1，主轴电机定子绕组串入反接制动电阻R，采用速度继电器来检测电动机的旋转速度，以控制电动机在反接制动过程中，当电动机的转速接近为零时断开电源。速度继电器一般和电动机同轴相连，安装很不方便，精度不高，也容易损坏，此外该机床使用年限已久，故障率高，维修工作量大，生产率下降，严重影响了正常生产，为此我们对该机床进行了PLC改造。在机床的PLC改造中，电动机采用PLC控制，去掉速度继电器，采用上述方式直接检测电动机的转速和旋转方向，不仅可以简化电路，而且安装地点比较灵活，安装精度要求也不高。下面介绍C650—2型普通车床PLC改造中PLC控制的设计原理。

　　C650—2型普通车床PLC控制的接线图如图3所示。图中KSl，KS2为检测旋转方向的两个接近开关，其电源可利用PLC的24 V内部电源。SB1、SB2、SB3、SB4分别为主轴电机的停止、正转、反转、点动控制按钮，SB5、SB6为冷却泵电机的起动、停止控制按钮，SQ为刀架快速移动操作手柄控制的行程开关。KM1，KM2为控制主轴电机正反转的接触器线圈，KM3为主轴电机直接起动时将反接制动电阻R短接的接触器线圈，KM4，KM5为控制冷却泵电机和快速移动电机的接触器线圈，热继电器FR1、FR2分别用于主轴电机和冷却泵电机的过载保护。图4为C650—2型普通车床PLC控制的梯形图。下面简要说明其工作原理。

图3 C650—2型车床PLC接线图

图4 C650—2型普通车床PLC控制的梯形图

　　主轴电机启动控制。以正转启动为例，按下正转启动按钮SB2，输入继电器10.3动作，使输出继电器Q0.3、Q0.1得电自锁，控制接触器KM3得电将反接制动电阻R短接，KM1得电使主轴电机正向起动，同时与主轴电机相连的齿盘也正转，接近开关10.0，10.1产生如图1b所示的正转输入波形，使正转方向检测继电器M0.3得电，使Q0.2线圈回路中的M0.3常开触点闭合，为反接制动做好准备。主轴电机停车反接制动控制。按下停止按钮SB1，输入继电器10.2动作，使Q0.3线圈失电，Q0.3常开触点断开正转线圈Q0.1，Q0.3常闭触点接通Q0.2反转线圈，主轴电机进入反接制动。在反接制动过程中，主轴电机仍在正转，M0.3=1，Q0.2保持得电，电动机转速急剧下降到零，欲反转时，在一个检测周期之内，10.1将产生一个下降沿，使M0.3--0，M0.4=1，Q0.2反转线圈失电，主轴电机失电。主轴电机的转速几乎是在零速时停止，因此制动迅速，制动效果明显优于速度继电器。

　　主轴电机点动控制。按下点动按钮SB4，输入继电器10.5动作，输出继电器Q0.1得电，电源通过制动电阻使主轴电机起动，松开点动按钮SB4，输出继电器Q0.1失电，实现点动控制。

4 结束语

　　将PLC控制的接线图和梯形图应用于C650-2型普通车床的电气改造，应用结果证明了“用接近开关通过PLC编程，实现对机械的旋转方向进行检测”方法的有效性。在采用PLC的电气控制系统中，该方法只需要两只接近开关和简单的编程就可以代替速度继电器，从而节省了成本，避免了复杂的安装和调试，故障率也大为减少。因此在需要旋转量检测的场所采用上述方法有一定的实用价值。