常用机床的PLC控制

由钥匙式开关SA3、行程开关SQ1、SQ2和电源开 关QF的分励脱扣器电磁线圈组成。 接通电源时需先使SA3断开，使QF电磁线圈断 电，再扳动QF手柄将其合闸。通电后指示灯HL1 发光。SA3闭合，QF电磁线圈通电，脱扣器动作 使QF跳闸切断电源。 SQ2装在机床控制配电盘壁箱门处，关上箱门 时，SQ2受压触头断开，打开箱门时，SQ2复位触 头闭合，QF电磁线圈通电，脱扣器动作，QF跳
按下SB1，KA3断电释放， PLC断电。
KA3的自锁电路对PLC实 现欠压和失压保护。
（3）变频器、主轴电动机的控制和保护（
按下SB4，PLC收到指令，控制程序使Q0.0端与1L端接通，KM通电吸合，KM主触头闭合，变频器通 电工作。通过W设定好电动机M1的转速后，再转动SA1控制电动机M1的正反转。SA1转到中间挡位， 电动机M1停转。按下SB3，PLC收到指令，控制程序使Q0.0端与1L端断开，KM断电释放，KM主触头 断开，变频器断电。R1和C1组成RC串联吸收回路，实现PLC输出端口的过压保护。
4）冷却泵电动机控制
转动SA4使其闭合，PLC收到指令，控制程序使Q0.1和1L端接通。KA1通电吸合，常开触 头闭合，M2通电运转。转动SA2使其断开，PLC收到指令，控制程序使Q0.1和1L端断开 。KA1断电释放，常开触头断开，M2断电停转。M1启动后，M2才能启动，此控制功能在 控制程序中实现。
当变频器工作异常时，PLC的I0.4端口外接变频器BC端断开，PLC收到此信号，控制程序使KM断电 释放。达到保护变频器的目的。
当主轴电动机M1过载时，PLC的I0.5端口外接FR1常闭触头断开，PLC收到此信号，控制程序使KM 断电释放，等M1的过载故障排除后，需按下SB4，才能使KM通电吸合。
刀架快速移动电动机M3由KA2 控制实现。因M3是点动运转 方式，故没有过载保护。FU1 实现整个电路的短路保护。
2．控制电路
由变压器TC的一次侧输入380 V，二次侧输出220V为控制电 路供电。输出24V为照明灯电 路供电。由SA2控制照明灯EL， 由FU2～FU5实现短路保护。
（1）断电保护电路
闸切断电源。
SQ1装在车床床头的皮带罩处，盖上皮带罩时， SQ2受压触头断开，打开皮带罩时，SQ1复位触头 闭合，QF电磁线圈通电，脱扣器动作使QF跳闸 切断电源。确保人身安全。
（2）PLC启动和保护电路
由SB1、SB2、KA3组成 按下SB2，KA3通电自锁
吸合，KA3常开触头闭 合，PLC通电工作，与 此同时HL2发光。
7.1 车床的PLC控制
7.1.1 方案设计 1．PLC的选择
选用CPU224/AC/DC/RLY型。 2．主轴电动机的双向旋转和调速控制方式
采用由PLC发出控制指令，通过变频器实现主轴电动机的正反向旋转， 给变频器输入可调控制电压，通过变频器实现主轴电动机的变频调速。根 据主轴电动机的额定输出功率，选用三菱FR-E740-7.5K。 3．刀架快速移动电动机和冷却泵的控制
第7章 常用机床的PLC控制
• 7.1 车床的PLC控制 • 7.2 钻床的PLC控制 • 7.1 铣床的PLC控制
基于PLC的生产设备的自动控制系统设计步骤
1．根据电气控制的功能和要求，进行初步的方案设计，例如，确定电机 的控制方式、调速方式，控制电路的供电方式，PLC的选用，电路保护方 式，确定技术性能指标、工作环境要求等。 2．根据控制方式确定输入、输出设备，并进行PLC的I/O端口分配。 3．根据I/O端口分配的使用情况和控制功能要求，确定所选PLC的型号是 否符合要求。如果要采用变频调速，需要根据电动机的规格，选择变频器 的型号。 4．设计并绘制PLC控制系统的电路，包含主电路、以PLC为控制核心的控 制电路、调速电路、辅助电路和保护环节。 5．根据控制要求和电路，编写PLC程序，建议采用梯形图（LAD）、顺序 功能图（SFC）编程语言。SFC编程可省去繁琐的触头串并联，有利于程序 的编写和维护。设计程序时，先完成基本功能，再增加联锁保护环节，最 后增加故障判断功能。 6．连接好硬件电路，把编写好的程序写入PLC中进行空载调试运行，针对 不足之处修改完善。 7．进行带负载调试运行，针对不足之处修改完善。 8．进行极限条件测试，针对不足之处修改完善。
PLC接收外部输入信号后，由程序控制输出端口，通过继电器控制快 移电动机和冷却泵电动机。 4．安全保护措施
控制线路除了应有的欠压、失压、过载、短路保护措施外，还要增加 变频器和PLC的保护措施，有利于延长成本较高的电器的使用寿命。 5．故障诊断功能
增加若干个故障报警指示灯，电路出现故障就会发出对应的报警指示 信号，维修人员可通过指示灯的提示查找故障，提高检修效率。
未用
I1.2
未用
I1.3
未用
Biblioteka Baidu
I1.4
未用
I1.5
未用
7.1.3 电路控制原理
1.主电路
主轴电动机M1由三菱变频器F R-E740控制，实现正反转及 调速。交流接触器KM控制变 频器通电，电位器W用于设定 电动机运转速度。SA1用于控 制电动机正反转。热继电器F R1实现M1过载保护。
冷却泵电动机M2由KA1控制。 热继电器FR2实现M2的过载保 护。
7.1.2 CA6410型卧式车床的PLC的I/O端口分配
输入端口
输出端口
I0.0 SB3变频器和主轴电动机停止 Q0.0 主轴电动机交流接触
按钮
器KM
I0.1 SB4变频器和主轴电动机启动 Q0.1
冷却泵继电器KA1
按钮
I0.2 SA4冷却泵电动机启停开关
Q0.2 刀架快移电动机继电
器KA2
I0.3 SB5刀架快移电动机点动按钮 Q0.3
未用
I0.4
BC变频器异常检测
Q0.4
PLC电源指示灯HL2
I0.5 FR1主轴电动机过载保护检测 Q0.5
故障指示灯HL3
I0.6
FR2冷却泵过载保护检测
Q0.6
故障指示灯HL4
I0.7
KM主轴接触器检测
Q0.7
未用
I1.0
KA1冷却泵继电器检测
Q1.0
未用
I1.1
KA2刀架快移继电器检测
Q1.1
当M2出现过载时，PLC的I0.6端口外接FR2常闭触头断开，PLC收到此信号，控制程序使 KA2断电释放，M2停转。KA1并联的RC串联吸收回路，实现PLC输出端口的过压保护。