发布时间 : 星期六 文章基于PLC的机床电气控制系统设计更新完毕开始阅读f0875cef76c66137ef061951
时间继电器KT、接触器KM1和KM4通电闭合，主轴电动机M1接成△接法低速正转启动。经过一段时间，时间继电器KT动作，接触器KM4失电释放，接触器KM5通电闭合，主轴电动机M1接成YY接法高速正转运行。
按下主轴电动 M1反转启动按钮SB3，中间继电器K2通电闭合，继而接触器KM3、时间继电器KT、接触器KM2和KM4通电闭合，主轴电动机M1接成△接法低速反转启动。经过一段时间，时间继电器KT动作，接触器KM4失电释放，接触器KM5通电闭合，主轴电动机M1接成YY接法高速反转运行。
（3）主轴电动机M1制动停止控制。
●正转制动控制：当主轴电动 M1高、低速正向启动运行，其转速达到120r/min时，20区速度继电器N-KS正转动作常开触点闭合，为主轴电动M1的制动作好了准备。按下主轴电动机M1停止按钮SB1，接触器KM1失电，接触器KM2及KM4得电闭合，主轴电动 M1串电阻R反转反接制动。当转速下降至100r/min时，N-KS正转动作常开触点断开，接触器KM2、KM4断电释放，主轴电动机M1完成正转反接制动控制。
●反转制动控制：当主轴电动 M1高、低速反转启动运转，其转速达到120r/min时，14区速度继电器n-KS正转动作常开触点闭合，为停车反接制动作好了准备。按下主轴电动机M1停止按钮SB1，接触器KM1失电，接触器KM2及KM4得电闭合，主轴电动 M1串电阻R反转反接制动。当转速下降至100r/min时，n-KS正转动作常开触点断开，接触器KM1、KM4断电释放，主轴电动机M1完成正转反接制动控制。
（4）主轴电动机M1点动、变速控制：分别按下按钮SB4或SB5，主轴电动机M1可正向或点动运转。
当拉出主轴变速操作盘时，行程开关SQ3复位，KM3失电释放，使得KM1或KM2及KM4或KM5失电释放，主轴电动机M1停转。转动主轴变速操作盘，调整转速后，将操作压回原位。若主轴变速齿轮不能很好啮合，则将压上行程开关SQ5,主轴电动机M1作短时冲动，使主轴变速齿轮啮合良好。
3.3.2 进给电动机M2的电路分析
机床工作台的纵向和横向进 ：将快速手柄扳至快速正向移动位置，行程开关ST9被压下，23区常开触点闭合，接触器KM6线圈得电闭合，进给电动机M2启动运转，带动各种进给正向快速移动：将快速手柄扳至反向位置时压下行程开关SQ8，接触器KM7线圈得电闭合，进给电动机M2反向启动运转，带动各种进给反向快速移动。、
进给变速控制：进给变速控制的控制过程与主轴变速控制程基本相同，只不过拉出的变速手柄是进给变速操作手柄，将主轴变速控制中的行程开关SQ3换成SQ4，而
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进给变速冲动的行程开关为SQ6。
3.3.3 主电路的分析
T68型卧式镗床共由两台三相异步电动机驱动，即主拖动电动机M1和快速移动电动机M2。熔断器FU1作电路总的短路保护，FU2作快速移动电动机和控制电路的短路保护。M1设置热继电器作过载保护，M2是短时工作，所以不设置热继电器。M1用接触器KM1和KM2控制正反转，接触器KM4和KM5作三角型一双星型变速切换，接触器
KM3用作限制M1的制动电流。M2用接触器KM6和KM7控制正反转。
3.4 联锁保护环节的分析
主轴箱或工作台与主轴机进给联锁。为了防止在工作台或主轴箱机动进给时出现将主轴或平旋盘刀具溜板也扳到机动进给的误操作，安装有与工作台、主轴箱进给操纵手柄有机械联动的行程开关SQ1，在主轴箱上安装了与主轴进给手柄、平旋盘刀具溜板进给手柄有机械联动的行程开关SQ2。若工作台或主轴箱的操作手柄扳在机动进给时，压下SQ1，其常闭触头SQ1(3-4)断开；若主轴或平旋盘刀具溜板进给操纵手柄在机动进给时，压下SQ2，其常闭触头SQ2（3-4）断开，所以，当这两个进给操作手柄中的任一个扳在机动进给位置时，电动机M1和M2都可起动运行。但若两个进给操作手柄同时扳在机动进给位置时，SQ1、SQ2常闭触头都断开，切断了控制电路电源，电动机M1、M2无法起动，也就避免了误操作造成事故的危险，实现了联锁保护作用。
●M1电动机正反转控制、高低速控制、M2电动机的正反转控制均设有互锁控制环节。
● 熔断器FU1-FU4实现短路保护；热继电器FR实现M1过载保护；电路采用按钮，接触器或继电器构成的自锁环节具有欠电压与零电压保护作用。
3.5 辅助电路分析
T68卧式镗床设有36V安全电压局部照明灯EL，由开关SA手动控制。电路还设有6.3V电源指示灯HL。
第四章 T68镗床电气控制系统的PLC改造 4.1 T68卧式机床PLC改造的目的
从T68机床的电气原理图可以看出，机床的电气线路比较复杂，接线以及电磁阀
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相当的多，组成的控制机构也比较庞大。由此，容易造成线路的故障，并且发生故障以后检修维护都比较困难；体积的庞大，占据了更多的空间，会造成机床整体轮廓的增加；器件的数量过多，不单会受到环境的制约与相互的干扰，而且会造成机器能耗的增加。因此，为节省空间、能耗，提高机器的可靠性、易于机器的维修与降低维护成本等原因，选择用PLC改造T68卧式镗床是最好的选择。
4.2 PLC控制系统改造说明与I/O地址分配
通过分析T68镗床的电气原理图，确定对其进行PLC改造所需的输入点数为：17点；所需的输出点数为7点；所需I/O点数一共需要24点。
输入信号 名称 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SQ1/SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 SQ6 SQ7 SQ8 SQ9 N-KS n-KS 功能 停车 M1正转启动 M1反转启动 M1正转点动 M1反转点动 联锁保护 主轴速度变换 进给速度变换 主轴变速冲动 进给变速冲动 M1高速运行 M2正转 M2反转 M1正转制动速度继电器 M2反转制动速度继电器 表4.1 I/O分配表及其地址编号 输出信号 编号 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5/I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 名称 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 KM7 功能 M1正转接触器 M1反转接触器 主轴三角形启动接触器 M1低速运转接触器 M1高速运转接触器 M2高速正转接触器 M2高速反转接触器 编号 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 4.3 PLC选型与接线图绘制 4.3.1 PLC的选型
1、 PLC生产厂家的选择
从对产品的熟悉程度及产品本身的可靠性、改造的要求和市场占有率考虑，我们选择西门子s7-200系列的产品。
2、 输入输出(I/0)点数的估算
I/O点数的确定应以控制设备所需的所有输入/输出点数的总和为依据。在一般情况下，PLC 的I/O点应该有适当的余量。通常根据统计的输入输出点数，再增加
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10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。
T68镗床PLC改造所需的输入点数为：17点；所需的输出点数为7点；所需I/O点数一共需要：24点，所以我们选择的PLC的型号所需的I/O点数至少为：
24*（1+10%）=27 点
3、 PLC存储器容量的估算
程序容量是存储器中用户程序所使用的存储单元的大小，因此存储器容量应大于程序容量。容量的计算大体上是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数(16位为一个字)，另外再按此数的25%考虑余量。该PLC有24点且为数字量，则所需的存储容量估算为：
24*15*（1+25%）=450 （字） 450*16/1024=7.3KB 取整： 8KB 4、 PLC通讯功能的选择
该PLC需要满足的通讯功能没有特殊的要求。 5、 电源的选择
根据我国的电网用电实用标准，我们选择电源为AC220的PLC。 6、 PLC机型的选择[2]
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? 丰富的内置集成功能 ? 实时特性 ? 强劲的通讯能力 ? 丰富的扩展模块
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