机床电气及PLC控制（第三版） 课件 课题10 机床的PLC控制

【项目分析】

通过三相异步电动机常用电气控制基本环节的PLC编程及Z3040型摇臂钻床电气控制电路的PLC改造，掌握常用基本指令的功能、编程及程序输入、运行调试的方法。并掌握编程软件的使用方法。项目4

机床的PLC控制机床电气及PLC控制高等教育出版社【学习目标】应知1.掌握常用基本指令的功能。2.熟悉GX-Works2编程软件的功能及使用方法。应会1.掌握运用常用基本指令实现控制功能，以及程序的编制、输入、运行调试的方法。2.学会根据控制要求设计简单的控制程序，进行I/O口分配。3.掌握三相异步电动机常用电气控制基本环节的PLC编程。4.能够进行机床电气控制线路的PLC改造。项目4

机床的PLC控制机床电气及PLC控制高等教育出版社任务4.2三相异步电动机的PLC编程项目4

机床的PLC控制机床电气及PLC控制高等教育出版社【新课导入】1.简略复习“任务4.1”的内容；2.简略介绍本次课（任务4.2）的主要教学内容与2～4学时的教学安排。PLC与继电器控制系统的比较

在项目1中介绍的常用电动机控制电路和在项目2中介绍的机床电气控制电路均由继电器-接触器控制系统组成。任务3.1中已对继电器控制系统与PLC控制系统进行了初步比较。具体来说，PLC与继电器控制系统的比较如下：

1.电器控制器件的比较

一般继电器控制系统线路由多种电器组成，如时间继电器、中间继电器、热继电器、速度继电器和接触器及各种开关等，而PLC控制系统是以可编程序技术取代继电器控制系统的电气控制线路，大大降低和减少了控制系统硬件的中间环节，简化了控制系统的复杂线路。【基础知识】机床电气及PLC控制高等教育出版社PLC与继电器控制系统的比较2.接线出点数量上的比较

一般电气控制继电器触点为4～8对，而PLC中的继电器是以软元件、干接点的方式，其触点数有数十到数百数千点之多，它的接点大大优于传统的继电器。3.电气系统控制的方法比较

继电器控制系统的方法是通过元件之间的硬件连线来实现的，存在控制功能单一，其控制灵活性比较欠缺，控制器件体积大，安装更换不易且维修率高；而PLC控制主要是编程的方式通过CPU系统来控制的，体积小、易于改换控制程序、维修方便、故障率低、检测方便，避免了传统继电器控制中存在的弊端。【基础知识】机床电气及PLC控制高等教育出版社PLC与继电器控制系统的比较4.成本价格的比较

使用继电器等电器设备做控制元件，造价成本较低，但是故障和损坏率高，维修和更换率高，而PLC控制系统是利用CPU软件程序控制代替了原继电器控制等多种硬件设备，虽然PLC系统设备本身价格较高，但PLC的使用寿命长、故障率低，大大降低了设备的更换和维修费用，同时还能够提高机床加工工作的效率，因此PLC控制系统的性价比更高。

在本任务中，通过对Y-Δ降压起动等4个三相异步电动机控制电路改用PLC进行控制，从而掌握基本指令的应用，掌握编制、输入和调试简单程序的基本方法。【基础知识】机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤步骤一：实训准备

完成本任务所需的工具、器材和设备如表4-7所列。P124表4-18完成任务4.2所需的设备、工具、器材明细表机床电气及PLC控制高等教育出版社序号名

称型号规格单位数量1三相交流电源

3×380/220V16A

2单相交流电源

220V、36V、6V

3三相异步电动机Y112M-44kW380V8.8A1440r/minΔ接台14三相异步电动机JCB-22125W380V2790r/min台15双速三相异步电动机YD112M-4/23.3/4kW380V7.4/8.6AΔ/YY接1450/890r/min台１6组合开关HZ10-25/325A个17交流接触器CJ20－16线圈电压220V个38热继电器JR16-20/3D选10号热元件个19熔断器RL1-15配10A熔体个610熔断器RL1-15配2A熔体个411按钮开关LA10-3H500V5A按钮数3个112速度继电器JY1380V2A100～3600r/min个113制动电阻

200W90Ω1.3～1.5A个214塑料软铜线

若干15FX3U系列PLC主机FX3U-32MR/ES

台116计算机

装有GX–Works2PLC编程软件台117实验开关板

块118万用表MF-47

台119电工和PLC实训通用工具

试电笔、榔头、螺丝刀、电工刀、电工钳、尖嘴钳、剥线钳、活络扳手等（详见表1-1）套1

步骤二：三相异步电动机Y-Δ降压起动的PLC控制1.三相异步电动机Y-Δ降压起动PLC控制系统接线图如图4-29所示，I/O地址分配见表4-18。P124表4-18I/O地址分配表2.设计Y-Δ降压起动PLC控制程序：要求当按下起动按钮SB1时，三相异步电动机Y起动，5s后自动切换成Δ运行。按下停机按钮SB2，电动机停止运行（参考程序见图4-30）。机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤输入输出X000过载保护FRY001电源接触器KM1X001起动按钮SB1Y002Δ接接触器KM2X002停机按钮SB2Y003Y接接触器KM3

步骤二：三相异步电动机Y-Δ降压起动的PLC控制

P125图4-29三相异步电动机Y-Δ降压起动PLC控制接线图机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤二：三相异步电动机Y-Δ降压起动的PLC控制3.调试运行(1)按图4-29连接电路，使用表4-18中序号3的电动机。

【注意】接线时注意在主电路中接触器KM2接成Δ时，其主触点一端3个接线端子接电动机的U1、V1、W1相，对应另外的三个端子接电动机的W2、U2、V2相。另外在PLC的输出端，接触器KM2和接触器KM3要有电路互锁。(2)用编程软件输入程序(3)运行程序，观察运行情况：按下启动按钮SB1→KM1和KM3得电吸合→电动机Y接起动→5s后KM3失电，同时KM2得电→电动机Δ接运行；按下停机按钮SB2→电动机停止运行。

在调试运行时，可启动GX-Works2软件的监视功能，观察各个输出的状态变化及定时器的当前值（下同）。机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤二：三相异步电动机Y-Δ降压起动的PLC控制

P126图4-30Y-Δ降压起动PLC控制程序机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤三：三相异步电动机反接制动的PLC控制1.三相异步电动机反接制动PLC控制系统接线图如图4-31所示，I/O地址分配见表4-19。P125表4-19I/O地址分配表2.设计三相异步电动机反接制动PLC控制程序：要求当按下起动按钮SB1时，电动机正转起动；按下停机按钮SB2，电动机反接制动，开始减速，直至停止运行（参考程序见图4-32）。机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤输入输出X000过载保护FRY001正序接触器KM1X001速度继电器KV动合触点Y002负序接触器KM2X002起动按钮SB1

X003停机按钮SB2

步骤三：三相异步电动机反接制动的PLC控制

P126图4-31三相异步电动机反接制动PLC控制系统接线图机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤步骤三：三相异步电动机反接制动的PLC控制3.调试运行(1)按图4-31连接电路（使用表4-7中序号4的电动机，FU1选2A熔体）。(2)用编程软件输入程序(3)运行程序，观察运行情况：按下启动按钮SB2→KM1得电吸合→电动机起动，同时速度继电器KV动合触点闭合；按下停机按钮SB1→KM1失电→电动机反接制动，直到速度继电器KV动合触点断开→电动机停机。

【注意】①速度继电器KV的调节和触点的连接（可见图1-24）；②制动不宜过于频繁。机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤三：三相异步电动机反接制动的PLC控制

P127图4-32三相异步电动机反接制动PLC控制程序机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤四：双速三相异步电动机变极调速的PLC控制1.双速三相异步电动机变极调速PLC控制系统接线图如图4-33所示，I/O地址分配见表4-21。P128表4-21I/O地址分配表2.设计双速三相异步电动机变级调速的PLC控制程序：要求按下低速起动按钮SB1电动机低速运行；按下高速起动按钮SB2电动机高速运行；按下停机按钮SB3，电动机停止运行（参考程序见图4-34）。机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤输入输出X000过载保护FRY001低速接触器KM1X001低速按钮SB1Y002高速接触器KM2X002高速按钮SB2Y003高速接触器KM3X003停机按钮SB3

步骤四：双速三相异步电动机变极调速的PLC控制

P128图4-33双速三相异步电动机变级调速PLC控制接线图机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤步骤四：双速三相异步电动机变极调速的PLC控制3.调试运行(1)按图4-33连接电路（使用表4-7中序号5的电动机，并注意接线端编号）。(2)用编程软件输入程序(3)运行程序，观察运行情况：按下低速起动按钮SB1→KM1得电→电动机低速运行；按下高速起动按钮SB2→KM1线圈失电，同时接触器KM2、KM3得电→电动机高速运行；按下停机按钮SB3→接触器KM2、KM3失电，电动机停止运行。机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤四：双速三相异步电动机变极调速的PLC控制

P128图4-34双速三相异步电动机变级调速PLC控制程序机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤五：三相异步电动机顺序运行的PLC控制1.两台三相异步电动机顺序运行的PLC控制系统接线图如图4-35所示，I/O地址分配见表4-22。P129表4-22I/O地址分配表2.设计两台三相异步电动机顺序起、停的PLC控制程序：要求按下起动按钮SB1，电动机M1起动，5s后电动机M2才起动；按下停机按钮SB2，电动机M2停止运行，5s后电动机M1停止运行（参考程序见图4-36）。机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤输入输出X000M1过载保护FR1Y001M1接触器KM1X001M2过载保护FR2Y002M2接触器KM2X002起动按钮SB1

X003停机按钮SB2

步骤五：三相异步电动机顺序运行的PLC控制

P129图4-35两台三相异步电动机顺序运行PLC控制接线图机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤五：三相异步电动机顺序运行的PLC控制3.调试运行(1)按图4-35连接电路，使用表4-7中序号3、4的电动机。(2)用编程软件输入程序(3)运行程序，观察运行情况：按下启动按钮SB1→KM1得电→电动