搖臂鉆床適用于單件或批量生產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采用繼電器——接觸器控制方式，電路接線復雜，觸點多。經過長期使用后，各個地方的接線老化，造成故障率高，故障排查困難，常常影響企業的正常生產。由于PLC具有可靠性高，環境適應性強，使用方便，維護簡單等優點。因此，利用PLC對搖臂鉆床的繼電器控制電路進行改造，有助于提高設備的可靠性、使用率。

1 Z3040X16型搖臂鉆床的電氣控制

（1）采用3臺電機進行拖動，主電機M1（4.0kW），搖臂松夾電機（2.2 kW），搖臂上下電機（2.2 kW），3臺電機均是小功率電機，均采用直接啟動控制。

（2）控制電路中設有主電機啟動/停止，此控制未進入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，無需進入PLC中進行控制，既節約了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SQ2與夾緊行程開關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。

（4）立柱和主軸箱的放松、夾緊可以單獨操作，也可以同時進行，由轉換開關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。

（5）主電機M1和液壓泵電機M3分別設有熱繼電器FR1、FR2作長期過載保護。

2 PLC選擇

2.1 確定I/O點數

在改造中盡可能保留系統原有的控制功能，以便能達到搖臂鉆最好的工作效果，發揮其最大的工作效率，根據原有的控制電路來計算I/O點數。其中：按鈕6個（考慮節約點數，有兩個未進入PLC），行程開關4個，即實際輸入點數為8個；接觸器5個（考慮節約點數，有一個未進入PLC），中間繼電器1個，即實際輸出點數為5個。

2.2 選擇PLC機型

根據確定的I/O點數，選擇德國西門子公司生產的S7-200系列產品。此PLC的型號為CPU222——6ES7 212-1BB23-0XB0，輸入點數為8個，輸出點數為6個，繼電器輸出，使用電源為85至264VAC（47至63Hz）。

3 I/O地址分配及接線圖

I/O分配表見表一。

表一 I/O分配表

根據表一設計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整，都更換了新的電氣元件，電壓等級均為AC220V，電壓等級統一，便于日常維護。

圖1 I/O接線圖
4 PLC程序設計

根據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。


圖2 梯形圖
5 改造中必須要注意的幾個問題

（1）選擇PLC機型時，要考慮低價格，高性能。

（2）原有繼電器控制電路比較復雜，如線路老化后，故障點太多，不便查詢，而利用PLC控制時，不但大大提高了搖臂鉆床電氣控制系統的可靠性和抗干擾能力，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 結束語

利用PLC對搖臂鉆床控制系統進行改造后，大大簡化了控制線路，維護起來十分方便，而且降低了設備運行的故障率，大大提高了設備運行的穩定性及使用率。我廠的電氣維護人員嘗到了甜頭，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，再也沒遇到此類問題，搖臂鉆床再也沒出現過影響生產、停滯狀態的情況。建議搖臂鉆床的生產廠商，也應該一改往常的設計思路，避免以后在生產過程中出現類似的問題。(end)