我國大多數機床主電路采用的是繼電器控制，近10 年來，隨著PLC 價格的不斷降低和用戶需求的不斷擴大，越來越多的中小設備開始采用PLC 進行控制。采用PLC 控制替換傳統繼電器控制，可以提高機床設備的技術水平與性能，使機床設備獲得技術升級，相同I/O 點數的控制系統，用PLC 控制比用傳統的繼電器控制，其成本要低大約40%左右。PLC 沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護成本比繼電器要低很多。一個PLC 的控制器，可以接收幾千個I/O 點(最多可達8000 多個I/O)。如果被控對象主要是設備連鎖、回路很少，采用PLC 較為合適。PLC 在我國的應用增長十分迅速。隨著中國經濟的高速發展和基礎自動化水平的不斷提高，今后一段時期內PLC在我國仍將保持高速增長勢頭。通過對YX-C46 中間驅動雙頭車床的數控化改造，提出基于PLC 控制的雙頭車床主電路設計新思路。

　　PLC 將傳統的繼電器控制技術和現代計算機信息處理兩者的優點結合起來，成為工業自動化領域中最重要、應用最多的控制設備，并已躍居工業生產自動化三大支柱(PLC、機器人和CAD/CAM)的首位。PLC 有許多獨特的優點，傳統的繼電器控制系統中使用大量的中間繼電器、時間繼電器，由于觸點接觸不良容易出現故障，PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統的1/10～1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少;繼電器控制系統的控制電路要使用大量的控制電器，需要通過人工布線、焊接、組裝來完成電路的連接，如果工藝要求稍有改變，控制電路必須隨之做相應的變動，耗時且費力。

　　PLC 是利用存儲在機內的程序實現各種控制功能的，當控制功能改變時只需修改程序即可，PLC 外部接線極少，甚至可不必改動;PLC 的用戶程序大部分可以在實驗室進行模擬調試，用模擬實驗開關代替輸入信號，其輸出狀態可通過PLC 上的發光二極管指示得知，模擬調試好后再將PLC 控制系統安裝到生產現場，進行聯機調試，既安全，又快速方便;PLC 有完善的診斷和顯示功能，即當PLC 或外部的輸入裝置和執行機構發生故障時，可以根據PLC 上的發光二極管或在線編程器上提供的信息，迅速地查明原因，如果是PLC 本身的故障，可以用更換模塊的方法迅速排除，維修方便;PLC 體積小，容易裝入機械設備內部，而且它具有很強的抗干擾能力，能適應各種惡劣的環境，實現機電一體化的控制。

　　YX-C46 是一臺數控雙頭車床，數控化改造時，我們采用兩個數控系統同時控制兩個刀架進行四個進給軸運動，電控系統組成如圖1 所示。強電控制電路包括電源的生成、控制電路及各類執行電器(繼電器、接觸器)。機床電器部分包括所有電動機、電磁閥、制動器、各種開關等，它們是實現機床各種動作的“執行者”和機床各種現實狀態的“報告員”。

1 設計步驟

　　1.1 分析YX-C46 主電路

　　數控機床主電路的主要作用，是實現對電動機的控制，控制電動機的運行和對電動機狀態進行檢測。設計主電路時，首先根據伺服電動機、輔助機構電動機和電磁閥等執行電器的控制要求，分析它們的控制內容(包括啟動、方向控制、調速和制動)。YX-C46 是雙頭車床，和普通數控車床不同，需要控制兩個刀架運動，在主電路中要包括七個電機：主軸電機一臺，尾座電機一臺，液壓電機一臺，刀架電機兩臺，冷卻泵電機兩臺，保證在冷卻管能冷卻，雙車床有兩個回轉刀架，冷卻泵電機也要有兩個。三副變壓器，其中伺服變壓器兩副、控制變壓器一副(其副邊電壓分別為220 V、24 V、28 V)。

　　圖2 是改造后的YX-C46 主電路圖。主繼電器KM2 控制主軸電機正轉;繼電器KM5、KM6 分別控制尾架電機進而實現尾架的前進和后退;繼電器KM7 控制液壓電機，保證在潤滑油不夠時液壓管啟動;繼電器KM8、KM9 控制刀架電機1 的正、反轉，繼電器KM10、KM11 控制刀架電機2 的正、反轉;兩臺冷卻泵電機由繼電器KM12 控制。三相交流電源通過轉換開關QS 引入，電機由接觸器控制啟動，熱繼電器為電機的過載保護。

1.2 列出PLC 輸出、輸入I/O 分配表

　　PLC 輸出、輸入I/O 分配表如表1～表3 所示。

　　1.3 畫出PLC 控制電路接線圖

　　PLC 控制電路接線圖如圖3 所示。

　　1.4 畫出PLC 梯形圖，并編制程序

　　PLC 梯形圖如圖4 所示。

編程如下：

　　LD X0005

　　ANI X0013

　　AND X0014

　　AND X0005

　　ANI X0009

　　AND X0001

　　AND X0002

　　OUT TO Y0000

　　LD M2000

　　MPS

　　AND X0011

　　OUT TO Y0001

　　OUT TO Y0002

　　MPO

　　ANI X0011

　　AND X0010

　　OUT TO Y0001

　　MPP

　　ANI X0011

　　AND X0012

　　OUT TO Y002

　　LD M0001

　　OUT TO

　　END

　　ANI M0008

　　ANI M0009

　　MPS

　　ANI X0023

　　AND X0018

　　OR Y0003

　　ANI Y0004

　　OUT TO Y0003

　　MPO

　　ANI X0024

　　AND X0019

　　OR Y0004

　　ANI Y0003

　　OUT TO Y0004

　　LD X0016

　　MPS

　　AND M2011

　　OR Y0006

　　ANI Y0007

　　OUT TO Y0006

　　MRO

　　AND M2012

　　OR Y0007

　　ANI Y0006

　　OUT TO Y0007

　　LD X0007

　　MPS

　　AND M2013

　　OR Y0008

　　ANI Y0009

　　OUT TO Y0008

　　MRO

　　AND M2014

　　0R Y0009

　　ANT Y0008

　　OUT TO Y0009

　　LD X0008

　　AND M0006

　　OUT TO Y0011

　　END

2 結語

　　中國是一個傳統的機械制造大國，目前一些建廠歷史悠久的機械制造廠大量使用著役齡較長的機床，設備水平落后，遠遠不能滿足現代復雜零件的加工要求。因此，對傳統機械制造設備進行改造，解決機械制造業中的歷史遺留問題，用現代先進技術對舊設備進行改造和提升，是我國機械制造業亟待解決的現實問題。本文通過對YX-C46-SK 中間驅動雙頭車床的數控化改造，提出基于PLC 控制的雙頭車床主電路設計，希望探索一種可行的、有推廣價值的設備改造方法。