T68镗床PLC改造设计

PAGEword文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑摘要目前，部分中小型企业及高校仍广泛使用传统的继电器控制机床，这些机床经历了比较长的历史，虽然它能在一定范围内满足单机和自动生产线的需要，但由于它的电控系统是以继电器、接触器的硬连接为基础的，技术上比较落后，特别是其触点的可靠性问题，直接影响了产品质量和生产效率。而用PLC对它进行技术改造，便能取得很好的效果。对T68镗床的电气控制线路进行了分析与研究后，T68镗床具有主轴转速高、调速范围宽等功能外；T68镗床的电气控制系统，还存在控制线路上一些复杂性、故障率高、维护工作量大、可靠性差、灵活性差等缺点；给生产与维护带来诸多不便，严重地影响生产。采用可编程序控制器(PLC)对T68镗床传统的电气控制系统进行改造，在实际生产线上有着明显的效率，这也使整个生产系统带来推动的力量。PLC对T68镗床控制改造的设计梯形图，提高了T68镗床电气控制系统的可靠性和抗干扰能力；然而PLC对T68镗床的继电器接触式控制系统进行技术改造从而保证了电控系统的快速性、准确性、合理性更好地满足了实际生产的需要提高了经济效益。关键词：PLC继电器T68镗床梯形图word文档可自由复制编辑目录摘要 11.T68镗床的分析 11.1T68镗床的概况 11.2T68卧式镗床的基本结构及控制要求 11.2.1镗床的结构 11.2.2电力拖动及控制特点 32.控制电路的分析 42.1主电路的分析 42.2控制电路分析 52.2.1主轴电动机M1的电路分析 52.2.2电动机M2的电路分析 82.3联锁保护环节的分析 82.4辅助电路分析 82.5电气控制电路特点 92.6原有继电器控制线路存在的问题 93.PLC控制系统 103.1PLC技术背景 103.2PLC的系统结构 103.3PLC技术应用的优势 114.T68镗床PLC改造系统的硬件设计 124.1PLC控制系统设计基本内容 124.2PLC控制系统设计的一般步骤 134.3T68卧式镗床的电气元件表 134.4PLC的I/O口分配 154.5控制电路的设计 165.T68镗床的PLC改造系统软件设计 175.1常用梯形图编程方法 175.2梯形图的编制 196.调试过程 226.1主轴正转低速 226.2主轴正转高速 226.3主轴正转点动 226.4主轴反转低速 226.5主轴反转高速 236.6主轴反转点动 236.7正向反接制动 236.8反向反接制动 246.9联锁保护装置 257.PLC的安装 267.1安装环境 267.2PLC的固定 267.3电源接线 277.4接地 277.5直流24V接线端 277.6输入接线注意点 28总结 29参考文献 30引言镗床是一种精密加工机床。它主要用于加工工件上的精密圆柱孔。按用途的不同，镗床可分为卧式镗床、坐标镗床、金刚镗床等。其中卧式镗床的用途很广，除了对各种复杂的大型工件，如箱体零件、机体等的镗孔以外，还可以完成钻、扩、铰孔、车削内外螺纹，用丝锥攻丝，车外圆柱面和端面，用端铣刀与圆柱铣刀铣削平面等多种工序。而如今，对旧有机床进行PLC改造已经非常普遍，针对于旧有的机床，其电气控制为继电控制，而在继电控制中，接触触点多，所以故障也多，操作人员维修任务较大，机械使用率较低。本课题来源于生产实际的需要，通过PLC改造后，可以延长镗床的使用寿命，还可以降低机床的故障、更加便于控制、方便维修等各种好处。采用PLC实现T68镗床电气控制时，照明、电源指示灯、低压备用电源插座及控制电源变压器及相关电路保持原电路配置连接。word文档可自由复制编辑1.T68镗床的分析1.1T68镗床的概况80年代的镗床是继电器控制系统，经过20多年的使用，大部分机床的控制系统的元件老化，而且故障率居高不下，严重影响生产进度及生产质量，直接影响厂内效益、信誉及市场占有率，从而造成不可估量的损失。就其存在的问题分析如下：(1)因长年使用产生了以下问题：原来的继电器控制回路接线复杂容易出故障；继电器长期使用后常出现接头氧化、接触不良和线圈烧损等现象，经常发生故障，可靠性很差。(2)时间继电器老化不稳定，时间参数需经常校正调整，机床电子元器件市场上缺乏相应的配件。(3)维修费用高因故障率高，备件使用周期缩短，维修时的配件消耗增大，增加了维修开支。(4)总体控制系统老化导致加工精度的降低。1.2T68卧式镗床的基本结构及控制要求1.2.1镗床的结构卧式镗床的外型结构如图1.1所示。主要有床身、前立柱、镗头架、后立柱、尾座、下溜板、上溜板、工作台等部分组成。卧式镗床的床身是由整体的铸件制成，床身的一端装有固定不动的前立柱，在前立柱的垂直导轨上装有镗头架，镗头架可沿导轨垂直移动。镗头架上集中了主轴部件、变速箱、进给箱与操纵机构等部件。切削刀具安装在镗轴前端的锥孔里，或安装在平旋盘的刀具溜板上。在工作过程中，镗轴一面旋转，一面沿轴向做进给运动。平旋盘只能旋转，装在上面的刀具溜板可在垂直于主轴轴线方向的径向做进给运动。平旋盘主轴是空心轴，镗轴穿过其中空部分，通过各自的传动链传动，因此可独立运动。在大部分工作情况下，使用镗轴加工，只有在用车刀切削端面时才使用平旋盘。在床身的另一端装有后立柱，卧式镗床后立柱上安装有尾架，用来夹持装在镗轴上的镗杆的末端。尾架可随镗头架同时升降，并且其轴心线与镗头架轴心线保持在同一直线上。后立柱可在床身导轨上沿镗轴轴线方向上做调整移动。加工时，工件安放在床身中部的工作台上，工作台在溜板上面，上溜板下面是下溜板，下溜板安装在床身导轨上，并可沿床身导轨移动。上溜板又可沿下溜板上的导轨运动，工作台相对于上溜板可做回转运动。这样，工作台就可在床身上做前、后、左、右任一个方向的直线运动，并可做回旋运动。再配合镗头架的垂直移动，就可以加工工件上一系列与轴线相平行或垂直的孔。由以上分析，T68卧式镗床的运动形式如下:(1)主运动：镗轴的旋转运动与平旋盘的旋转运动。(2)进给运动：镗轴的轴向进给，平旋盘刀具溜板的径向进给，镗头架的垂直进给，工作台的横向进给与纵向进给。(3)辅助运动：工作台的回旋，后立柱的轴向移动及垂直移动。1.2.2电力拖动及控制特点T68型镗床的主运动与进给运动由同一台双速电动机M1拖动，各方向的运动由相应手柄选择，各自的快速移动由另一台电动机M2拖动。上述运动对T68型卧式镗床控制提出了以下要求。（1）为了适应各种工件的加工工艺要求，主轴旋转和进给都应有较大的调速范围。因此，该机床采用双速笼型异步电动机M1作为主拖动电动机，并采用机电联合调速，这样既扩大了调速范围又使机床传动机构简化。（2）进给传动和主轴及花盘旋转采用同一台电动机拖动，由于进给运动有几个方向(主轴轴向、花盘径向、主轴垂直方向、工作台横向、工作台纵向)，所以要求电动机能正反转，并有高、低速度选择。高速运转应先低速起动，各方向的进给应有电气联锁。（3）进给方向均能快速移动。因此，该机床采用另一台快速电动机M2拖动，正反两个方向都能短时点动。（4）为适应调整需要，要求主拖动电动机应能正反向点动，并且带有制动。为此，该机床采用电磁铁带动的机械制动装置。2.控制电路的分析2.1主电路的分析电源经低压断路器QS引入，M1为主电动机，由接触器KM1、KM2控制其正、反转；KM4控制M1低速运转（定子绕组接成三角形，为4级），KM5控制M1高速运转（定子绕组接成双星形，为2级）；KM3控制M1反接制动限流电阻。M2为快速移动电动机，由KM6、KM7控制其正、反转。热继电器FR作M1过载保护，M2为短时运行不需过载保护。2.2控制电路分析2.2.1主轴电动机M1的电路分析主轴电动机M1的正、反转控制。在原理图中，12区行程开关SQ3、SQ4在正常情况下是压合的。主轴电动同M1低速控制：将T68卧式镗床高、低速手柄扳到“低速”挡位置，13区行程开关SQ9断开。按下主轴电动机M1正转启动按钮SB2，中间继电器KA1通电闭合，继而接触器KM3通电闭合；18区、19区中K1和KM3的常开触点闭合，使接触器KM1线圈通电闭合，22区KM1常开触点接通接触器KM4线圈电源，主轴电动机M1接成△接法低速正转。按下主轴电动M1的停止按钮SB1，主轴电动机M1反接制动停止。按下主轴电动机MI的反转启动按钮SB3，中间继电器KA2通电闭合，继而接触器KM3通电闭合；19区中K2和KM3的常开触点闭合，使接触器KM2线圈通电闭合，23区KM2常开触点接通接触器KM4线圈电源，主轴电动机M1接成△接法低速反转。按下主轴电动M1的停止按钮SB1，主轴电动机M1反接制动停止。主轴电动同M1高速控制：将T68卧式镗床高、低速手柄扳到“高速”挡位置，13区行程开关SQ9压合。按下主轴电动M1正转启动按钮SB2，中间继电器KA1通电闭合，继而接触器KM3、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KA2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。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，21区速度继电器KS2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，KS2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KS1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，KS2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。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ST3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SQ6,主轴电动机M1作短时冲动，使主轴变速齿轮啮合良好。

附件1附件12.2.2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SQ8被压下，24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SQ7，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，而进给变速冲动的行程开关为SQ5。2.3联锁保护环节的分析(1)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SQ5，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SQ6。若工作台或主轴箱的操作手柄扳在机动进给时，压下SQ5，其常闭触头SQ5(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SQ6，其常闭触头SQ6（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，SQ5、SQ6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。(2)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。(3)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。2.4辅助电路分析机床设有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电源接通指示灯HL。2.5电气控制电路特点1）主轴与进给电动机M1为双速笼型异步电动机。低速时由接触器KM4控制，将定子绕组接成三角形；高速时由接触器KM5控制，将定子绕组接成双星形。高低速转换由主轴孔盘变速机构内的行程开关SQ控制。低速时，可直接起动。高速时，先低速起动，而后自动转换为高速运行的二级气动控制，以减小起动电流。2）电动机M1能正反转运行、正反向点动及反接制动。在点动、制动以及变速中的脉动慢转时，在定子电路中均串入限流电阻R,以减小起动和制动电流。3）主轴变速和进给变速均可在停车情况或运行中进行。只要进行变速，M1电动机就脉动缓慢转动，以利齿轮啮合，使变速过程顺利进行。4）主轴箱、工作台与主轴由快速移动电动机M2拖动实现其快速移动。他们之间的机动进给有机械和电气联锁保护。2.6原有继电器控制线路存在的问题因长年使用继电器会产生了以下问题：原来的继电器控制回路接线复杂容易出故障；继电器长期使用后常出现接头氧化、接触不良和线圈烧损等现象，经常发生故障，可靠性很差；时间继电器老化不稳定，时间参数需经常校正调整，机床电子元器件市场上缺乏相应的配件；维修费用高因故障率高，总体控制系统老化导致加工精度的降低。这些问题的存在是设备经常出现停机，不能满足生产的需要。因此，我们决定用高性能价格比的自动控制系统进行改造。对各种方案进行对比可以看出，采用可编程控制器构成的控制系统具有明显优势，T68镗床的改造总方案是：对镗床的继电器,接触器控制系统改为PLC控制系统。3.PLC控制系统3.1PLC技术背景20世纪90年代后期，人们逐渐认识到，传统PLC（本文简称硬PLC）自身存在着这样那样的缺点：难以构建开放的硬件体系结构；工作人员必须经过较长时间的专业培训才能掌握某一种产品的编程方法；传统PLC的生产被几家厂商所垄断，造成PLC的性价比增长很缓慢。这些问题都成了制约传统PLC发展的因素。近年来，随着计算机技术的迅猛发展以及PLC方面国际标准的制定，一项打破传统PLC局限性的新兴技术发展起来了，这就是软PLC技术。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向现场总线网络的体系结构，采用开放的通信接口，如以太网、高速串口等；采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准；全部用软件来实现传统PLC的功能。3.2PLC的系统结构软PLC基于PC机，建立在一定操作系统平台之上，通过软件方法实现传统PLC的计算、控制、存储以及编程等功能，通过IO模块以及现场总线等物理设备完成现场数据的采集以及信号的输出。根据传统PLC的组成结构，软PLC系统由开发系统和运行系统两部分组成。也可分为编辑环境和运行环境两部分。编辑环境与运行环境是客户服务器模式，二者之间采用COMDCOM通信机制，运行环境作为COM服务器，提供标准的通信接口；编辑环境作为COM客户端应用，本地或远程访问存取这些接口，进行下载代码、读取运行环境的运行信息等操作。嵌入式系统通常由EPC或嵌入式控制器（也称智能控制器）和嵌入式软件组成，嵌入式软件又分为嵌入式操作系统和嵌入式应用程序，嵌入式操作系统的特点是程序短小、所需内存少，Mi-crosoft公司推出的WindowsCE就是一个嵌入式操作系统，而软PLC可以作为一个嵌入式应用程序运行在嵌入式系统中。软PLC开发系统和运行系统是相互独立而又密不可分的两个应用程序，可以分别单独运行。3.3PLC技术应用的优势1、功能强，性能价格比高一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器相比，具有很高的性能价格比。可篇程序控制器可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。2、硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强可编程序控制器产品已经标准化，系列化，模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用。用户能灵活方便的进行系统配置，组成不同的功能、不规模的系统。楞编程序控制器的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有很强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。3、可靠性高，抗干扰能力强传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障，PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的1/10--1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。4、系统的设计、安装、调试工作量少PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计方法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。5、编程方法简单梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。梯形图语言实际上是一种面向用户的一种高级语言，可编程序控制器在执行梯形图的程序时，用解释程序将它“翻译”成汇编语言后再去执行。6、维修工作量少，维修方便PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的住处迅速的查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。7、体积小，能耗低对于复杂的控制系统，使用PLC后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，小型PLC的体积相当于几个继电器大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的确1/2-1/10。PLC的配线比继电器控制系统的配线要少得多，故可以省下大量的配线和附件，减少大量的安装接线工时，可以减少大量费用。4.T68镗床PLC改造系统的硬件设计4.1PLC控制系统设计基本内容(1)考虑设计的控制系统是否需要双机热备用。这包括系统热备用、电源热备用、CPU热备用、数据线热备用等，根据系统对可靠性的要求设计。(2)设计控制系统的电源供电系统，包括I／O电源和传感器电源。(3)选择输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传感器等)、输出设备(继电器、接触器、信号灯等执行元件)以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)。(4)PLC的选择。PLC是PLC控制系统的核心部件。正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要的作用选择PIC应包括机型的选择、容量的选择、I／0模块的选择、电耗模块的选择等。(5)分配I／O点，绘制I／O连接图和电气施工图。(6)设计控制程序。包括设计梯形图、语句表(即程序清单)或控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常、安全、可靠的关键。控制程序的设计必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。(7)设计控制柜和控制箱。(8)编制控制系统的技术文件。包括说明书I／O连接图、I／O端口分配表、程序图(如梯形图)及电气元件明细表等。4.2PLC控制系统设计的一般步骤(1)根据生产的工艺过程分析控制要求。如需要完成的动作(动作顺序、动作条件、必须的保护和联锁等)、操作方式(手动、自动；连续、单周期、单步等)对于较复杂的控制系统，需绘制系统控制流程图，用以清楚地表明动作的顺序和条件。(2)根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备，据此确定PLC的I／O点数，分配PLC的I／O点，做出PLC的I／O端口表。(3)选择PLC，设计I／O连接图。(4)进行PLC程序设计，编制程序清单，同时可进行控制台(柜)的设计和现场施工。(5)对程序进行离线检查和修改，然后在最小PLC系统(只有电源和CPU构成的系统)上在线模拟实际系统的各种可能运行情况，进行调试和修改，直到满足要求为止。(6)安装测试。对于单机单控，CPU一般和强电系统一起安装在机旁控制柜中对于大中型系统，配置可包括操作控制台、监控模拟屏、PLC主机柜、系统专用电源。待控制台、控制柜、控制箱及现场施工完成后，就可以进行联机调试、试运行。4.3T68卧式镗床的电气元件表为实现上述T68镗床的控制要求，系统共需要开关输入点17个，开关输出点8个，选择三菱公司主机为FX2N—48MR(24点输入/24点继电器输出）型PLC。T68镗床PLC改造元器件选择表序号名称型号与规格数量/只1断路器C65N/3PD型32A12交流接触器CJ20—16220V73热继电器JR16—20/3整定电流10—16A14按钮LA18—22红15按钮LA18—22绿46可编程控制器三菱FX2N-32MR17行程开关JLXK1—411108信号灯AD11—25/20220V红79主轴电动机M1110快速移动电机M214.4PLC的I/O口分配输入/输出点分配表输入输出元件名称、代号输入点元件名称、代号输出点主轴停、制动SB1X0主轴正转KM1Y1主轴正转SB2X1主轴反转KM2Y2主轴反转SB3X2主轴制动KM3Y3主轴正转点动SB4X3主轴低速KM4Y4主轴反转点动SB5X4主轴高速KM5Y5主轴转速切换SHYX5工作台快速正转KM6Y6行程开关SP1与SP2常开并联X6工作台快速反转KM7Y7主轴转速、进给量变换SQ1与SQ3常闭并联X7主轴正转中间单元KA1M1主轴转速、进给量变换SQ1与SQ3常开串联X10主轴反转中间单元KA2M2主轴转速、进给量变换SQ2与SQ4常开并联X11时间继电器KTTIMT0工作台快速正转行程开关SQ6X12工作台快速反转行程开关SQ5X13速度继电器（正转）SRZX14速度继电器（反转）SRFX15热继电器FRX164.5控制电路的设计图3-1PLC硬件接线图（附件2）图3-1是T68卧式镗床的控制系统I/O端口接线图。需要注意的是，图中对输入的常闭触点进行了处理，即常闭按钮改用常开按钮，热继电器的常闭触点改用常开触点。图3-1PLC硬件接线图（附件2）5.T68镗床的PLC改造系统软件设计5.1常用梯形图编程方法PLC的软件由系统程序和用户程序组成。系统程序由PLC制造厂商设计编写的，并存入PLC的系统存储器中，用户不能直接读写与更改。系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。PLC的用户程序是用户利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的程序。PLC的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的专用语言。PLC编程语言是多种多样的，但基本上可归纳两种类型：一是采用字符表达方式的编程语言，如语句表等；二是采用图形符号表达方式编程语言，如梯形图，以下简要介绍几种常用的梯形图编程方法（1）经验设计法在熟悉继电器控制电路设计方法的基础上，如能透彻地理解PLC各种指令的功能，凭着经验比较准确地使用PLC的各种指令，而设计出相应的程序。其大体设计骤如下(a)确定输入、输出电器：(b)确定输入、输出点数；(c)选择PLC并编程；（d)将各个环节编写的程序合理地联系起来。（2）翻译设计法有时又称替代设计法。它是把继电器一接触器控制系统的电器原理图直接翻译成PLC梯形图。翻译设计法的设计步骤如下(a)将检测元件、控制元件(如行程开关、按钮等)合理安排，接入PLC的输入口。(b)将被控对象(如电磁阀线圈、接触器线圈等)接入PLC的输出口。(c)把由继电器一接触器硬件完成的控制功能由PLC的软件(即梯形图)来完成。这种方法，其优点是程序设计方法简单。这些原有的继电器控制系统设备，经过多年的运行实践，证明其设计是成功的。（3）逻辑代数设计法在继电器一接触器控制线路中用逻辑代数设计法比较容易获得最佳设计方案。逻辑代数设计法的设计步骤如下(a)根据控制要求，列出输入输出及辅助继电器等之间关系的状态表；(b)根据状态表列写出逻辑函数表达式，并化简；(c)根据化简后的逻辑表达式画出梯形图。（4）顺序控制设计法顺序功能图是很重要的工具。顺序功能图能清楚表示各工作点的功能，点与点之间的转换顺序及其转换条件。顺序控制设计法的设计步骤如下(a)分析控制系统，将控制过程分为若干个工步，明确每个工步的功能，确定各工步的转换条件。(b)为每个设定工步设定控制位。控制位最好使用同一个通道的若干连续位。(c)在前两点的基础上画出功能表图。(d)根据功能表图画出梯形图。（5）功能模块设计法时序图设计法步骤如下：明确各I／O信号之间的时序关系，画出各I／0信号的时序图。(a)把时序图划分成若干时间区段，找出区段间的分界点，弄清分界点各处各输出信号状态的转换关系和转换条件。(b)确定所需定时器(或计数器)的个数及其赋值。(c)根据时序图，定时器和I／O分配画出梯形图。(d)检查程序是否符合要求，进一步修改程序。5.2梯形图的编制word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑6.调试过程准备：将SQ1与SQ3常开串联（X10），SQ1与SQ3常闭并联（X7）置16.1主轴正转低速按下SB2（X001）→中间继电器KA1（M1）得电且自锁→接触器KM3（Y3）得电→KA1和KM3的常开触点都吸合→KM1（Y1）得电→其常开触点吸合→KM4（Y4）得电→M1（双速电动机）接成三角形低速正向运行。6.2主轴正转高速将变速手柄扳在“高速”位置，使微动开关SHY（X5）受压而闭合，为KT（T0）和KM3（Y3）的工作做准备；当按下SB2（X1）时→KA1（M1）得电且自锁→KM3和KT都得电→KM1得电，M1（双速电动机）先低速正向起动；当KT延时1s后→KT的常闭触点（T0）断开→KM4（Y4）失电，同时KT的常开触点（T0）闭合→KM5（Y5）得电→M1接成双Y形切换为高速运转。6.3主轴正转点动按下SB4（X3）→KM1（Y1）得电→KM4（Y4）得电。由于此时KA1（M1）、KM3（Y3）、KT（T0）都没有通电，所以M1（双速电动机）只能接成D形进行低速转动；松开按钮SB4后，因电路没有自锁作用，而且SB1（X0）的常开触点没有闭合，则KM1和KM4都失电，使M1停转。6.4主轴反转低速按下SB3（X2），继电器和接触器的通电顺序KA2（M2）→KM3（Y3）→KM2（Y2）→KM4（Y4），使M1（双速电动机）接成三角形形低速反向运行。6.5主轴反转高速将变速手柄扳在“高速”位置，使微动开关SHY（X5）受压而闭合，为KT（T0）和KM3（Y3）的工作做准备；当按下SB3（X2）时→KA2（M2）得电且自锁→KM3和KT都得电→KM2（Y2）得电，M1（双速电动机）先低速反向起动；当KT延时（1s）后→KT的常闭触点（T0）断开→KM4（Y4）失电M1停转，同时KT的常开触点（T0）闭合→KM5（Y5）得电→M1接成双Y形切换为高速运转。6.6主轴反转点动按下SB5（X4）→KM2（Y2）得电→KM4（Y4）得电。由于此时KA2（M2）、KM3（M3）、KT（T0）都没有通电，所以M1只能接成三角形进行低速转动；松开按钮SB5后，因电路没有自锁作用，而且SB1（X0）的常开触点没有闭合，则KM2和KM4都失电，使M1停转。6.7正向反接制动采用速度继电器来实现反接制动，当电动机按正常速度正向运转时，速度继电器SRZ的常开触点（X15）闭合，为反接制动做准备。若按下停止按钮SB1（X0），其常闭触点先断开，KA1（M1）、KT（T0）、KM1（Y1）、KM3（Y3）和KM5（Y5）都断电，使控制线路按以下动作进行反接制动。具体过程：1）KT断电：KT的常开触点（T0）断开→KM5断电→M1（双速电动机）只能三角形低速运行；KT的常闭触点闭合→KM4（Y4）通电，为M1反接制动做准备2）KM3断电→KM3主触点断开→M1定子绕组接入电阻R；KM1常闭触点闭合→为KM2工作做准备3）KM1断电：KM1主触点断开→M1断电，靠惯性运转4）M1惯性运转的初速很高，使SRZ常开触点（X15）还闭合→KM2得电，开始反接制动5）KM2得电:KM2常闭触点断开→它与KM1联锁，使KM1不能得电;KM2常开触点闭合自锁→SB1松开后使KM2还通电，M1继续制动6）当M1速度≤120r/min时→SRZ常开触点（X15）断开→KM2、KM4断电→M1停转，制动结束。6.8反向反接制动M1（双速电动机）反转时使SRF的常开触点（X14）闭合，同样为反接制动做准备。在按下停止按钮SB1（X0）时，制动过程与正向反接制动相同。主轴变速和进给变速控制主轴变速和进给变速可以在电动机M1或M2运转时进行。1）主轴变速控制：当主轴变速手柄拉出时，与主轴变速手柄有机械联系的行程开关SQ1不再受压而分断，使SQ1的常开触点断开，则常开X10断开，SQ1的常闭触点闭合，而使行程开关SQ2因不受压而闭合，故常开触点X11闭合。其中，常开X10断开，使KM3（Y3）和KT（T0）断电而释放，KM1（Y1）或KM2（Y2）随之断电释放，M1（双速电动机）断电作惯性转动；而常闭触点X7闭合，且SRF或SRZ常开触点仍处于闭合状态，使KM2（Y2）或KM1(Y1)、KM4（Y4）通电吸合，M1在低速状态下串入电阻R反接制动。当制动结束，SRZ或SRF的常开触点分断，便可转动变速操作盘进行变速。变速后，应将手柄推回原位，使SQ1、SQ2的触点恢复到与原来状态，使KM3（Y3）、KM1(Y1)或KM2(Y2)、KM4（Y4）相继通电吸合，电动机可以按原定的转向起动，而主轴则以新选定的转速运转。2）进给变速控制它与主轴变速控制过程相同，但由进给变速操作手柄控制，压合的是行程开关SQ3和SQ2。3）快速进给控制为了缩短辅助时间，加快调整的速度，机床各移动部件都可快速移动。采用一台快速移动电动机M2单独拖动，通过不同的齿轮齿条等连接来完成各方向的快速移动，这些均由快速移动操作手柄控制。当将快速移动操作手柄向里推时，行程开关SQ5(X13)被压合，接触器KM6（Y6）通电吸合，M2正向起动，通过齿轮、齿条等实现快速正向移动；松开操作手柄，则SQ5复位，KM6失电，M2停转。反之，将快速移动操作手柄向外拉时，压合SQ6（X12），使KM7（Y7）通电吸合，M2反向起动，实现快速反向移动。6.9联锁保护装置为了防止在工作台或主轴箱快速进给时又将主轴进给手柄扳倒自动快速进给的误操作，就采用了与工作台和主轴箱进给手柄有机械连接的行程开关SP1，与主轴进给手柄连接的是行程开关SP2。电动机M1、M2必须在SP1、SP2两个都不闭合的情况下才能启动。7.PLC的安装7.1安装环境PLC适用于大多数工业现场，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境，可以有效的提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时，要避开下列场所：（1）环境温度超过0℃～50℃的范围；（2）相对湿度超过85%或者存在露水凝聚（由温度突变或其他因素所引起的）；（3）太阳光直接照射；（4）有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等；（5）有大量铁屑及灰尘；（6）频繁或连续的振动，振动频率为10～55Hz、幅度为0.5mm（峰－峰）；（7）超过10g（重力加速度）的冲击。7.2PLC的固定小型可编程控制器外壳的4个角上，均有安装孔。有两种安装方法：一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN（德国共和标准）轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板，左右各一对。在轨道上，先装好左右夹板，装上PLC，然后拧紧螺钉。为了使控制系