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摘 要：本文从自动化发展趋势的角度出发介绍了用PLC的自动化控制和用无触点接近开关代替了机械压簧触片式的行程开关，解决了用继电接触式和机械压簧触片式行程开关控制设备故障多的问题。通过在双轴镗机床的改造实践分析，展望了PLC在自动化控制的前景。
关键词：可编程控制器（PLC） 接近开关 双轴镗床
长期以来在工业自动化控制装置中，广泛使用继电器—接触器控制系统。但是随着生产技术的发展，生产规模的扩大和市场竞争的日趋激烈，继电器—接触器控制系统逐渐暴露其使用的单一性，而且使用了大量的机械触点，连线较多。因此可靠性和可维护性差。而PLC还配备有自检和监控功能，能检查出自身故障，并随时将输入输出状态显示给操作人员，还能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。
现有一台继电器—接触器控制的双轴镗床，由于使用已有十几年，且中间继电器多，行程开关多，故障原因大都是继电器触头接触不良或电弧烧坏，加上行程开关机械磨损，使生产效率大大降低。现决定用PLC改造原有的电器控制线路，用无触点接近开关代替原有的行程开关。
一、电路动作要求
该双轴镗床的动作要求是：滑台带动镗杆能点进、快进、工进、快退、且点进、快进、快退只能在行程开关8XK没被工件压合才能动作。从而保证装在镗杆上刀具和工件的安全。主轴带动镗杆加工工件时主轴电机是三角形联接，且正转，反接制动是星形联接并串入电阻和通入脉动直流电流进行能耗制动，并能准确定位停止，工件抬高，滑台带动主轴才能后退和必要的电气联锁。
二、电路分析
原双轴镗床的动作过程是：
1.接通1HK，2HK冷却泵电机3D和液压电机4D起动。
2.装上工件（此时行程开关8XK未被压合）按2AN快进按扭接触器1C线圈得电吸合，其主触头接通快速电机2D起动并带动滑台快进，到压行程开关2XK时，接触器1C线圈失电，快速电机断电，滑台停止快进。
3.手动转动油阀开关，使工件压下行程开关8XK，其常开触点闭合，中间继电器7J线圈得电吸合，其常开、常闭触头接通和切断相应的电路。即工件压下时按点进1AN，快进2AN，快退3AN按扭，滑台都不能前进或后退，以确保镗杆上的刀具免被损坏。
4.按8AN按钮，中间继电器4J线圈得电吸合并自锁，其常开触头接通电磁阀5CT线圈卸荷。
5.按11AN按钮，电磁阀1CT线圈得电，压工件的压板拉进。
6.按9AN按钮，中间继电器5J线圈得电吸合并自锁，其常开触头接通相应的电路，即电磁阀3CT线圈得电，油缸夹紧工件。
7.按5AN按钮，中间继电器2J线圈得电吸合并自锁，其常开，常闭触头分别接通和断开相应的电路，即接触器3C线圈得电吸合，工进电机5D得电带动滑台工进，同时AC和ZC线圈得电吸合并自锁，其主触头分别接通主轴电机线圈三角形联接和正转电源对工件进行镗孔加工。（此时松位电磁铁2DT线圈得电吸合，拉开主轴定位行程开关5XK、6XK、7XK以减少固定在主轴上的档铁和主轴定位开关的机械磨擦，延长行程开关的使用寿命，只有在2J失电，主轴开始制动定位时，才与固定在主轴上的档铁接触）
滑台工进至压行程开关3XK接通，中间继电器1J线圈和时间继电器SJ线圈得电吸合并自锁，其常开，常闭触头分别接通和断开相应的电路。即主轴电机线圈断开三角形联接，YC线圈得电吸合，其主触头接通主轴电机线圈，串电阻进行反接制动，当主轴至压行程开关6XK接通接触器DC线圈得电吸合，其触头接通整流二极管12L使主轴电机线圈通入脉动半波直流电流。使电机进入低速反转的能耗制动状态，当反转至压行程开关7XK接通，中间继电器3J线圈得电吸合，其常闭触头断开接通主轴转动的接触器线圈电压，其触头断开主轴电机电源，使随主轴电机转动的镗杆能够准确定位并停止。在主轴转动的任意时刻，按4AN主轴停止按钮，主轴电机照样能够制动并准确定位停止。电路中时间继电器的延时断开头的作用是：在主轴电机停止运行的时刻，先使主轴电机一相线圈通入直流电流进行能耗制动，使电机转速降低一点，以减小反接制动时的制动电流，对主轴电机及电器起着保护作用。
8.按3AN快退按钮，2C线圈得电吸合，其触头接通快速电机2D，滑台快退至压行程开关1XK停止。
9.按10AN按钮，电磁阀4CT线圈得电，油缸放松工件。
10.按12AN按钮，压板送出，取出工件。
三、PLC选择与电路设计
1.原行程开关有存在着机械磨损和弹簧疲劳使触点接触不良，故障多，使用寿命短的原因，现决定全部改成无触点接近开关。改成后行程开关就没有直接与档铁接触，所以松位电磁铁和行程开关4XK就可不用。
2.根据原电路的结构和输入、输出的点数，PLC选用40点即欧姆龙CPM2A-40CDR-A，由于CPM2A所有CPU单元都带RS-232口，方便与计算机连接进行编程和调试，所以选定此种PLC。
3.输入输出分配如附图四I/O接线图所示。
4.因PLC的输出负载是可能产生干扰设备的主要因素，所以在输出端交流接触器线圈并联RC电路，以吸收浪涌电流，在直流电磁阀线圈并联续流二极管的干扰抑制电路。
四、机床改造后的效果
自从该机床经过以上改造后并投入使用到现在已有二年多，未再出现过行程开关和线路接触不良的故障，使该机床故障频繁的顽疾得到根治。通过这次改造才真正体会到PLC取代继电器—接触器控制系统的好处，故障少，工作稳定可靠，它必然成为当今应用最广泛的工
业自动控制设备。作为一名技术工人应该好好地掌握应用它。
参考文献：
[1]邓松主编，可编程逻辑控制器综合应用技术。北京：机械工业出版社，2010。
[2]陈立定，吴玉香，苏开才编。电气控制与可编程控制器。华南理工大学出版社，2001。
关键词：可编程控制器（PLC） 接近开关 双轴镗床
长期以来在工业自动化控制装置中，广泛使用继电器—接触器控制系统。但是随着生产技术的发展，生产规模的扩大和市场竞争的日趋激烈，继电器—接触器控制系统逐渐暴露其使用的单一性，而且使用了大量的机械触点，连线较多。因此可靠性和可维护性差。而PLC还配备有自检和监控功能，能检查出自身故障，并随时将输入输出状态显示给操作人员，还能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。
现有一台继电器—接触器控制的双轴镗床，由于使用已有十几年，且中间继电器多，行程开关多，故障原因大都是继电器触头接触不良或电弧烧坏，加上行程开关机械磨损，使生产效率大大降低。现决定用PLC改造原有的电器控制线路，用无触点接近开关代替原有的行程开关。
一、电路动作要求
该双轴镗床的动作要求是：滑台带动镗杆能点进、快进、工进、快退、且点进、快进、快退只能在行程开关8XK没被工件压合才能动作。从而保证装在镗杆上刀具和工件的安全。主轴带动镗杆加工工件时主轴电机是三角形联接，且正转，反接制动是星形联接并串入电阻和通入脉动直流电流进行能耗制动，并能准确定位停止，工件抬高，滑台带动主轴才能后退和必要的电气联锁。
二、电路分析
原双轴镗床的动作过程是：
1.接通1HK，2HK冷却泵电机3D和液压电机4D起动。
2.装上工件（此时行程开关8XK未被压合）按2AN快进按扭接触器1C线圈得电吸合，其主触头接通快速电机2D起动并带动滑台快进，到压行程开关2XK时，接触器1C线圈失电，快速电机断电，滑台停止快进。
3.手动转动油阀开关，使工件压下行程开关8XK，其常开触点闭合，中间继电器7J线圈得电吸合，其常开、常闭触头接通和切断相应的电路。即工件压下时按点进1AN，快进2AN，快退3AN按扭，滑台都不能前进或后退，以确保镗杆上的刀具免被损坏。
4.按8AN按钮，中间继电器4J线圈得电吸合并自锁，其常开触头接通电磁阀5CT线圈卸荷。
5.按11AN按钮，电磁阀1CT线圈得电，压工件的压板拉进。
6.按9AN按钮，中间继电器5J线圈得电吸合并自锁，其常开触头接通相应的电路，即电磁阀3CT线圈得电，油缸夹紧工件。
7.按5AN按钮，中间继电器2J线圈得电吸合并自锁，其常开，常闭触头分别接通和断开相应的电路，即接触器3C线圈得电吸合，工进电机5D得电带动滑台工进，同时AC和ZC线圈得电吸合并自锁，其主触头分别接通主轴电机线圈三角形联接和正转电源对工件进行镗孔加工。（此时松位电磁铁2DT线圈得电吸合，拉开主轴定位行程开关5XK、6XK、7XK以减少固定在主轴上的档铁和主轴定位开关的机械磨擦，延长行程开关的使用寿命，只有在2J失电，主轴开始制动定位时，才与固定在主轴上的档铁接触）
滑台工进至压行程开关3XK接通，中间继电器1J线圈和时间继电器SJ线圈得电吸合并自锁，其常开，常闭触头分别接通和断开相应的电路。即主轴电机线圈断开三角形联接，YC线圈得电吸合，其主触头接通主轴电机线圈，串电阻进行反接制动，当主轴至压行程开关6XK接通接触器DC线圈得电吸合，其触头接通整流二极管12L使主轴电机线圈通入脉动半波直流电流。使电机进入低速反转的能耗制动状态，当反转至压行程开关7XK接通，中间继电器3J线圈得电吸合，其常闭触头断开接通主轴转动的接触器线圈电压，其触头断开主轴电机电源，使随主轴电机转动的镗杆能够准确定位并停止。在主轴转动的任意时刻，按4AN主轴停止按钮，主轴电机照样能够制动并准确定位停止。电路中时间继电器的延时断开头的作用是：在主轴电机停止运行的时刻，先使主轴电机一相线圈通入直流电流进行能耗制动，使电机转速降低一点，以减小反接制动时的制动电流，对主轴电机及电器起着保护作用。
8.按3AN快退按钮，2C线圈得电吸合，其触头接通快速电机2D，滑台快退至压行程开关1XK停止。
9.按10AN按钮，电磁阀4CT线圈得电，油缸放松工件。
10.按12AN按钮，压板送出，取出工件。
三、PLC选择与电路设计
1.原行程开关有存在着机械磨损和弹簧疲劳使触点接触不良，故障多，使用寿命短的原因，现决定全部改成无触点接近开关。改成后行程开关就没有直接与档铁接触，所以松位电磁铁和行程开关4XK就可不用。
2.根据原电路的结构和输入、输出的点数，PLC选用40点即欧姆龙CPM2A-40CDR-A，由于CPM2A所有CPU单元都带RS-232口，方便与计算机连接进行编程和调试，所以选定此种PLC。
3.输入输出分配如附图四I/O接线图所示。
4.因PLC的输出负载是可能产生干扰设备的主要因素，所以在输出端交流接触器线圈并联RC电路，以吸收浪涌电流，在直流电磁阀线圈并联续流二极管的干扰抑制电路。
四、机床改造后的效果
自从该机床经过以上改造后并投入使用到现在已有二年多，未再出现过行程开关和线路接触不良的故障，使该机床故障频繁的顽疾得到根治。通过这次改造才真正体会到PLC取代继电器—接触器控制系统的好处，故障少，工作稳定可靠，它必然成为当今应用最广泛的工
业自动控制设备。作为一名技术工人应该好好地掌握应用它。
参考文献：
[1]邓松主编，可编程逻辑控制器综合应用技术。北京：机械工业出版社，2010。
[2]陈立定，吴玉香，苏开才编。电气控制与可编程控制器。华南理工大学出版社，2001。