基于PLC的X62W万能铣床电气控制
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1 基于PLC的X62W万能铣床电气控制
一、 实训目的
1.了解X62W万能铣床的动作特性
2.了解传统的电气控制与PLC控制的相同点与不同点
3.掌握用PLC改造较复杂的继电接触式控制电路，并进行设计、安装与调试
二、 实训设备
1.实训器材
序号 名 称 型号与规格 数量 备注
1 实训装置 THPFSM-2 1
2 实训网控板 C21 3
3 导线 3号 若干
4 通讯编程电缆 PC/PPI 1 西门子
5 实训指导书 THPFSM-1/2 1
6 计算机（带编程软件） 1 自备
2.实训元器器件
序号 名 称 型号与规格 数量 备注
1 三相异步电动机 WDJ26 1
2 交流接触器 LC1-D0610N M5 6
3 辅助触头 LA1-DN11 6
4 热继电器 LR2-D1305 1
5 热继电器底座 LA7-D1064 1
6 熔断器及熔断芯 RT18-32/3P-3A 2
7 平动按钮 LA42（B）P-11/Y 2
8 LA42（B）P-11/G 2 2 9 LA42（B）P-11/R 2
10 旋钮开关 LA42（B）X2-11/B 2
11 行程开关 JW2A11H/LTH 4
12 LX9-001 2
13 平头指示灯 AD17-16/AC220V/G 1
14 按钮开关盒 B06501A-4T1 3
15 塑料软铜线 0.75mm×42 20m
16 0.4mm×23 20m
17 走线槽 25×25 6
18 平导轨 400mm 3
19 号码管 Φ3 0.2m
20 圆头不锈钢螺丝 M4×12 30
21 不锈钢平垫 Φ4 60
22 不锈钢螺母 M4 30
23 接线端子 2通 25
三、 控制要求
1. 分析控制对象，确定控制要求。仔细阅读与分析X62W万能铣床的电路图，确定各电机及指示灯的控制要求。
机床对电气线路的主要要求
2. 机床要求有三台电动机，分别称为主轴电动机、进给电动机和冷却泵电动机。
3. 由于加工时有顺铣和逆铣两种，所以要求主轴电动机能正反转及在变速时能瞬时冲动一下，以利于齿轮的啮合，并要求还能制动停车和实现两地控制。
4. 工作台的三种运动形式六个方向的移动是依靠机械的方法来达到的，对进给电动机要求能正反转，且要求纵向、横向、垂直三种运动形式相互间应有联锁，以确保操作安全。同时要求工作台进给变速时，电动机也能瞬间冲动、快速进给及两地控制等要求。
5. 冷却泵电动机只要求正转。
6. 进给电动机与主轴电动机需实现两台电动的联锁控制，即主轴工作后才能进行进给。 3 7. 熔断器FU1作机床总短路保护，也兼作M1的短路保护；FU2作为M2、M3及控制变压器TC、照明灯EL的短路保护；热继电器FR1、FR2、FR3分别作为M1、M2、M3的过载保护。
四、 电气原理图及PLC控制I/O分配图
1.电气原理图
2.PLC控制I/O分配图
SA6I2.2QSKM1KM2SA6FR3FR2KM5YVRRRKM2~3M1FR1KM1KM4KM6SB1SB2SB4SB3SB5SB63MSQ1SQ2I2.1I2.0I1.4I1.5I1.3SQ5SQ6SQ421KM6M33~KM4~3M2KM3FU1L3L2L1SQ3SA3SA2SA1Q0.2ELKM5KM3KM2KM1220V~FU2FU1GND+24V2LQ0.6Q0.5Q0.4Q0.3Q0.11LQ0.02MI1.0I1.2I1.1I0.4I0.6I0.5I0.7I0.3I0.1I0.2I0.01MS7-200PLC电气控制主电路图PLC控制I/0分配图KM4KM3 4 五、 端口分配表
序号 PLC地址（PLC端子） 电气符号 功能说明
1 I0.0 SA1 冷却泵电机工作开关
2 I0.1 SA2 照明灯EL开关
3 I0.2 SA3 置1工作台上下与前后进给操作
4 I0.3 SA3 置2圆工作台回转运动控制
5 I0.4 SQ3 上限
6 I0.5 SQ4 下限
7 I0.6 SQ5 左限
8 I0.7 SQ6 右限
9 I1.0 SB1 M1停止
10 I1.1 SB2 M1启动
11 I1.2 SB3 M1停止
12 I1.3 SB4 M1启动
13 I1.4 SB5 工作台快速移动
14 I1.5 SB6 工作台快速移动
15 I2.0 SQ1 主轴电机M1变速冲动
16 I2.1 SQ2 进给变速冲动
17 I2.2 SA6 转换开关控制电机启动方向
18 Q0.0 KM1 接触器KM1
19 Q0.1 KM2 接触器KM2 5 20 Q0.2 KM3 接触器KM3
21 Q0.3 KM4 接触器KM4
22 Q0.4 KM5 接触器KM5
23 Q0.5 KM6 接触器KM6
24 Q0.6 EL 指示灯EL
25 主机1M、2M接电源+24V 电源正端
26 主机1L、2L、3L接交流电源N 交流电源零线端
六、 改造方案
1．主电路
（1）电源控制（图中虑线框内）由控制控制屏上电源控制部分完成。
（2）制动电阻由两个改成三个。
（3）主轴倒顺开关的标号由“SA5”改为“SA6”。
（4）主轴电动机的速度继电器被去掉，主轴反接制采用时间延时的方式。
（4）没有用到电磁离合器（图中虑线框内）去掉。
（5）去掉熔断器FU、进给电机的热继电器FR2和冷却泵电动机的热继电器FR3。
2．控制电路的改造
（1）去掉了控制变压器、和熔断器——FU2、FU3。
（2）冷却泵电动机控制开关标号由“SA4”改为“SA2”。
（3）主轴变速冲动行程开关标号由“SQ7”改为“SQ1”。
（4）进给变速冲动行程开关标号由“SQ6”改为“SQ2”。
（5）四个进给控制行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4改为SQ3、SQ4、SQ5、SQ6。
（6）主轴停止按钮SB2改为SB3，主轴启动按钮SB3改为SB2。
七、 操作步骤
1.检查实训设备中器材及调试程序。
2.按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。
3.打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用PC/PPI通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中，下载完毕后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。
4.运行操作
（1）启动电源。
（2）SA6置左位或右位，选择主轴电机的转向。
（3）旋转SA2开关，照明灯EL亮。 6 （4）转动SA1开关，冷却泵电机工作。
（5）按下SB2按钮（或SB4按钮），电机M1起动；按下SB1按钮（或SB3按钮），M1反接制动立即停止。
（6）主轴电机M1变速冲动操作
实际机床的变速是通过变速手柄的操作，瞬间压动SQ1行程开关，使电机产生微转，从而能使齿轮较好实现换档啮合。
本模板要用手动操作SQ1，模仿机械的瞬间压动效果：采用迅速的“点动”操作，使电机M1通电后，立即停转，形成微动或抖动。
（7）主轴电机M1停转后，可转动SA6转换开关，按“起动”按钮SB3或SB4，使电机换向。
（8）工作台上下与前后进给操作（SA3开关置“1”位）
SA5手柄扳到上边（代表行程开关SQ3动作），M2正转。SA5手柄扳到下边（代表SQ4动作），M反转。
（9）工作台左右进给操作
SA5手柄扳到左边（代表SQ1动作），M2正转。SA5手柄扳到右边（代表SQ2动作），M2反转。
（10）工作台快速移动操作。
在按下SB5（或SB6）按钮，KM5吸合，松开SB5（或SB6）按钮，KM5吸合。
（11）进给变速冲动
实际机床中变速冲动的实现：在变速手柄操作中,通过联动机构瞬时带动“冲动行程开关SQ6”，使电机产生瞬动。
模拟“冲动”操作，按SQ2，电机M2转动，操作此开关时应迅速压与放，以模仿瞬动压下效果。
（12）圆工作台回转运动控制
将圆工作台转换开关SA3扳到“2”位置。在起动主轴电机后，M2电机正转，实际中即为圆工作台转动（此时工作台全部操作手柄扳在零位，即SQ1－SQ4均不压下）。
八、 实训总结
1.总结记录PLC与外部设备的接线过程及注意事项。
2.比较电气控制与PLC控制的异同及优缺点。
