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，常常影響企業(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(hù)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(jìn)行改造，有助于提高設(shè)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(jìn)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(shè)有主電機啟動/停止，此控制未進(jìn)入PLC，直接采用的啟動和停止按鈕進(jìn)行控制的，由于此電路中未有任何連鎖控制，無需進(jìn)入PLC中進(jìn)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(jìn)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。 

（4）立柱和主軸箱的放松、夾緊可以單獨操作，也可以同時進(jìn)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。 

（5）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(hù)。

2 PLC選擇 

2.1 確定I/O點數(shù)  

在改造中盡可能保留系統(tǒng)原有的控制功能，以便能達(dá)到搖臂鉆最好的工作效果，發(fā)揮其最大的工作效率，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(jìn)入PLC），行程開關(guān)4個，即實際輸入點數(shù)為8個；接觸器5個（考慮節(jié)約點數(shù)，有一個未進(jìn)入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——6ES7 212-1BB23-0XB0，輸入點數(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）。

3 I/O地址分配及接線圖 

I/O分配表見表一。

根據(jù)表一設(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(jìn)行了調(diào)整，都更換了新的電氣元件，電壓等級均為AC220V，電壓等級統(tǒng)一，便于日常維護(hù)。

圖1 I/O接線圖

4 PLC程序設(shè)計 

根據(jù)原有繼電器控制電路，加以分析改進(jìn)，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(fù)雜，如線路老化后，故障點太多，不便查詢，而利用PLC控制時，不但大大提高了搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，而且大大簡化和減少了維修維護(hù)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(jìn)行改造后，大大簡化了控制線路，維護(hù)起來十分方便，而且降低了設(shè)備運行的故障率，大大提高了設(shè)備運行的穩(wěn)定性及使用率。我廠的電氣維護(hù)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(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)類似的問題。