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1、目录目录摘要.1第第 1 1 章章引引言言.2 21.1设计概述.21.2设计目标与意义.31.3章节安排.3第第 2 2 章章方案论证与选型方案论证与选型.4 42.1设计任务分析.42.2方案论证与选择.62.2.1方案一.62.2.2方案二.62.3方案确定.6第第 3 3 章章硬件电路设计硬件电路设计.8 83.1电路原理图.83.1.1原理分析.93.1.2主回路分析.103.1.3控制回路分析.113.1.4其他回路分析.123.1.5其他联锁和保护.133.2I/0 输入输出分配表.153.3PLC 外部接线图.163.4梯形图.17第第 4 4 章章产品调试产品调试.2 21
2、14.1调试的设备.214.2调试步骤.214.3故障分析.23第第 5 5 章章产品使用说明产品使用说明.2 25 55.1功能描述.255.2使用说明.25第第 6 6 章章心得体会心得体会.2 26 6致谢.27参 考 文 献.28附 录.291摘要摘要X62W 万能铣床是应用最广泛的一种。它原控制电路为继电器控制，接触触点多，线路复杂，故障多，操作人员维修任务较大。针对这种情况，我们用 PLC控制改造其继电器控制电路，克服了以上缺点，降低了设备故障率，提高了设备使用效率。控制 PLC 是以计算机技术为技术核心的通用自动控制装置，在各行业中得到了广泛的应用，铣床可以用来加工平面、斜面、沟
3、槽，装上分度头可以铣齿轮和螺旋面，装上圆工作台还可以铣切凸轮和弧形槽。所以铣床在金属切削机床中占有很大的比重，使用数量仅次于车床。铣床的迅速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能大大的改善工人的劳动条件，显著提高生产劳动效率，加快实现工业的机械化和自动化的步伐。因而，受到各工业因家的重视，并投入大量人力、物力加以研究和应用。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。通过此设计，可以使大家了解到 X62W 万能铣床的电气控制系统的结构和 PLC 控制的原理。关健词：X62W 万能铣床PLC技术改造张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书2第第 1 1
4、章章引引言言1.11.1 设计概述设计概述可编程控制器以体积小功能强大所著称，它不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。PLC 系统一般由以下基本功能构成：多种控制功能，数据采集，存储与处理功能，通信联网功能，输入/输出接口调理功能，人机界面功能编程、调试功能。顺序控制是 PLC 最基本、应用最广泛的领域。所谓的顺序控制，就是按照工艺流程的顺序，在控制信号的作用下，使得生产过程的各个执行机构自动地按照顺序动作。由于它还具有编程设计灵活、速度快、可靠性高、成本
5、低、便于维护等优点，所以在实现单机控制、多机群控制、生产流程控制中可以完全取代传统的继电器接触器控制系统。它主要是根据操作按扭、限位开关及其它现场给来的指令信号和传感器信号，控制机械运动部件进行相应的操作，从而达到了自动化生产线控制。PLC 可以支持数控机床的控制和管理，在机械加工行业，可编程控制器与计算机数控（CNC）集成在一起，用以完成机床的运动位置控制，它的功能是接受输入装置输入的加工信息，经处理与计算，发出相应的脉冲给驱动装置，通过步进电机或伺服电机，使机床按预定的轨道运动，以完成多轴伺服电机的自 PLC 可以通过通讯接口与显示终端和打印机等外设相连。所有操作都可以在显示屏上的操作元件
6、上进行。PLC 可以方便、快捷地对生产过程中的数据进行采集、处理，并可对要显示的参数以二进制、十进制、十六进制、ASCII 字符等方式进行显示。PLD 回路控制用数据、棒图等综合方法反映生产过程中量的变化，操作人员通过参数设定可进行参数调整，通过数据查询可查找任意时刻的数据记录，通过打印可保存相关的生产数据，为今后的生产管理和工艺参数的分析带来便利。X62W 万能铣床是应用最广泛的一种。它原控制电路为继电器控制，接触触点多，线路复杂，故障多，操作人员维修任务较大。针对这种情况，我们用 PLC控制改造其继电器控制电路，克服了以上缺点，降低了设备故障率，提高了设备使用效率。张家界航空工业职业技术学
7、院毕业设计说明书31.21.2设计目标与意义设计目标与意义本设计的目标是 X62W 万能铣床的 PLC 电气改造，铣床（millingmachine）是用铣刀对工件进铣削加工的机床，主要指用铣刀在工件上加工多种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件和铣刀的移动为 进给运动。可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。20 世纪 20 年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给-快速”或“快速-进给”的自动转换。X62W 型万能铣床是由普通机床发展而来。它集于机械、液压、气动、伺服驱动、精密测量、电气自动控制、现代控制理论、计算机控制等技术于一体，是一种高效率、高精度能保证加工质量
8、、解决工艺难题，而且又具有一定柔性的生产设备。万能铣床的广泛应用，给机械制造业的生产方式、产品机构和产业机构带来了深刻的变化，其技术水平高低和拥有量多少，是衡量一个国家和企业现代化水平的重要标志。完成该设计具有在工业控制领域，为了实现弱电对强电的控制，使机械设备实现预期的要求，继电器系统曾被广泛使用并占主导地位。虽然它具有结构简单、易学易懂、价格便宜的优点，但其控制过程是由硬件接线的方式实现的。如果某一个继电器损坏，甚至仅仅是一对触点接触不良，就可能造成系统的瘫痪，而故障的查找和排除又往往是困难的，需要花费很长时间。如果产品更新换代，则需要改变整个系统的控制周期。可见，继电器控制系统存在着可靠
9、性低、适应性差的缺点，给人们在使用上带来很大的不便和遗憾。而机床作为工作母机，对电气的控制也有了很高的要求必须有很强的抗干忧能力，运行可靠，并且简化电气控制方式，提高机床电气的使用寿命现实意义。1.31.3章节安排章节安排本论文大致可分为三部分：第一部包含第一章至第三章；第二部分包含第四章至第六章，给出电路原理图及设计过程；第三部分包括第七章，是对设计成果的总结及心得体会。设计成果报告，内容具体组织安排如下：第一章主要讲述论文的设计概述，设计目标及意义。第二章主要讲述的是方案论证与方案的选择。第三章电路原理分析和原理图。第四章调试的设备、步骤及故障分析。第五章产品的使用说明。第六章论文的心得体
10、会及参考文献。张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书4第第 2 2 章章 方案论证与选型方案论证与选型2.12.1 设计任务分析设计任务分析本课题设计的是 X62W 型万能铣床电气控制线路的 PLC 改造，为了完成设计要求，我们需要采用对磨床的控制电路进行 PLC 改造。图图 2-12-1 X62WX62W 型万能铣床外形结构图型万能铣床外形结构图1 1、2 2 一纵向工作台进给手动手轮和操纵手柄一纵向工作台进给手动手轮和操纵手柄；3 3、1515 一主轴停止按钮一主轴停止按钮；4 4、1717 一主轴启动按钮一主轴启动按钮；5 5、1414 一工作台快速移动按钮一工作台快速移动按钮；6 6
11、 一工作台横向进给手动手一工作台横向进给手动手轮；轮；7 7 一工作台升降进给手动摇把；一工作台升降进给手动摇把；8 8 一自动进给变速手柄；一自动进给变速手柄；9 9 一工作台升降一工作台升降、横向进给手柄；横向进给手柄；1010 一油泵开关；一油泵开关；1111 一电源开关；一电源开关；1212 一主轴瞬时冲动手柄；一主轴瞬时冲动手柄；1 13 3一照明开关；一照明开关；1616 一主轴调速转盘一主轴调速转盘X62W 万能铣床是一种通用的多用途机床，它可以进行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，是一种较为精密的加工设备，它采用继电接触器电路实现电气控制。其操作是通过手柄同时操作电气与机械，
12、以达到机电紧密配合完成预定的操作，是机械与电气结构联合动作的典型控制，是自动化程度较高的组合机床。X62W 型万能铣床的结构主要由床身、主轴、刀杆、悬梁、刀杆支架、工作台、回转盘、横溜板、升降台、底座等几部分组成。在床身的前面有垂直导轨，升降台可沿看它上下移动。在升降台上面的水平导轨上，装有可在平行主轴轴线方向移动（前后移动）的溜板。溜板上部有可移动的回转盘，工作台就在溜板上部回转盘上的导轨上作垂直于主轴轴线方向移动（左右移动）。工作台上有 T 形槽用来固定工件。这样，安装在工作台上的工件就可以在三个坐标上的六个方向调整位置或进给。铣床主轴带动铣刀的旋转运动时主运动；铣床工作台的前后（横向），
13、左右（纵向）和上下（垂直）6 个方向的运动是进给运动，铣床的其他张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书5运动，如工作台的讯转运动则属于辅助运动。此外，由于回转盘可绕中心转过一个角度（通常是士 45 )，因此工作台在水平面上除了能在平行于或垂直于主轴轴线方向进给，还能在倾斜方向进给，可以加工螺旋槽，故称万能铣床。X62W 万能铣床电力拖动的特点：（1）由于主轴传动系统中装有避免震荡的惯性轮，故主轴电动机采用电磁离合器制动以实现准确停车。（2）铣削加工有顺铣和逆铣两种加工方式，要求主轴电动机能正反转，因正反操作并不频繁，所以由床身下侧电器箱上的组合开光来改变电源相序实现。（3）铣床的工作台要求有
14、前后、左右、上下 6 个方向的进给运动和快速移动，所以也要求进给电动机能正反转，并通过操作手柄和机械离合器相配合来实现。进给的快速移动通过电磁铁和机械挂档来完成。圆形工作台的回转运动是由进给电动机经传动机构驱动的。（4）根据加工工艺的要求，该铣床应具有以下的电气联锁措施：为了防止刀具和铣床的损坏，只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给方向的快速运动。为了减小加工表面的粗糙度，只有进给停止后主轴才能停止或同时停止。当主轴电动机或冷却泵过载时，进给运动必须立即停止，以免损坏刀具和铣床。该铣床采用机械操纵手柄和位置开关相配合的方式实现进给运动 6 个方向的连锁。主轴运动和进给运动采用变速盘来进行速度选
15、择，为保证变速齿轮进入良好的啮合状态，两种运动都要求变速后顺时点动。（5）要求有冷却系统、照明设备及各种保护措施（6）必要的照明与指示信号。继电器控制系统依靠机械触点的动作以实现控制，工作频率低，机械触点还会出现抖动问题。电器控制系统采用时间继电器的延时动作进行时间控制，时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响，定时精度不高。由于电器控制系统使用了大量的机械触点，其存在机械磨损、电弧烧伤等，寿命短，系统的连线多，所以可靠性和可维护性较差。PLC 有较高的易操作性,它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不容易发生操作的错误。对 PLC 的操作包括程序输入和程序更改的操作。程序的输
16、入直接可接显示，更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找，然后进行更改。PLC 有多种程序设计语言可供使用。用于梯形图与电气原理图较为接近。容易掌握和理解。PLC 具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快找到故障的部位。张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书62.22.2方案论证与选择方案论证与选择经过对设计任务的分析，我们有两套方案可以完成设计要求；1.1.1 方案一方案一：采用三菱 PLC它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，
17、并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。1.1.2 方案二采用西门子 PLC产品包括 LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400 等，具备体积小、速度快、标准化的特点，PLC 采用梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言，其不需要大量的活动元件和连线电子元件，编程简单，有较高的易操作性，能自动诊断，维修容易。2.32.3 方案确定方案确定方案二，西门子 PLC 可靠性高，抗干扰能力强，西门子 PLC 高可靠性是电气控制设备的关键性能。西门子 PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，
18、具有很高的可靠性。从西门子 PLC 的机外电路来说，使用西门子 PLC 构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。1.西门子 PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除西门子 PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。2.西门子 PLC 配套齐全，功能完善，适用性强，西门子 PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代
19、西门子 PLC 具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来西门子 PLC 的功能单元大量涌现，使西门子 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、西门子 PLC 等各种工业控制中。加上西门子 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用西门子 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。3.西门子 PLC 易学易用，深受工程技术人员喜欢。西门子 PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书7西门子 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以
20、方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。4.西门子 PLC 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造，西门子 PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。5.西门子 PLC 体积小，重量轻，能耗低，由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。通过两种方案的对比，可以看出要达到此次设计的目标，应当选择第二种方案，既采用西门子 S7-200
21、来对平面铣床进行 PLC 改造。张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书8第第 3 3 章章硬件电路设计硬件电路设计3.13.1 电路原理图电路原理图X62W 型万能铣床电气控制线路图 3-1：图图 3-13-1 X62WX62W 型万能铣床电气控制线路图型万能铣床电气控制线路图张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书93.1.13.1.1 原理分析：原理分析：X62W 型卧式万能铣床具有主轴转速高、调速范围宽、操作方便、工作台能自动循 环加工等特点，其结构如图所示。主要由 底座、床身、悬梁、刀杆支架、工作台、溜板和升降台等部分组成。铣刀装在与主轴 连在一起的刀杆 支架上，在床身 的前面有垂直
22、导 轨，升降台沿其 上下移动；为了快速调整工件与刀具之间的相对位置，可以改变传动比，使工作台在上下、左右、前后作快速移动。此外，由于转动部分对溜板可绕垂直轴线左右转一个角 度(通常为 45),可以加工螺旋槽。工作台上还可以安装圆工作台以扩大铣削能力。由上述可知，X62W 型万能铣床的：主运动：铣刀的旋转。进给运动辅助运动工作台的上下、左右、前后运动。工作台在六个方向上的快速运动。（1）X62W 型卧式万能铣床的主运动和进给运动之间，没有速度比例协调的要求，各自采用单独的笼型异步电动机拖动。（2）为了能进行顺铣和逆铣加工，要求主轴能够实现正反转。（3）为提高主轴旋转的均匀性并消除铣削加工时的振动
23、，主轴上装有飞轮，其转动惯量较大，因此，要求主轴电动机有停车制动控制。（4）为适应加工的需要，主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。X62W型万能铣床采用机械变速的方法，为保证变速时齿轮易于啮合，减小齿轮端面的冲击，要求变速时电动机有瞬时冲动。（5）进给运动和主轴运动应有电气联锁。为了防止主轴未转动时，工作台将工件送进从而损坏刀具或工件，要求进给运动在铣刀旋转之后才能进行。为降低加工工件的表面粗糙度，必须在铣刀停转前停止进给运动。（6）在六个方向上运动要有联锁，在任何时刻，工作台在上下、左右、前后六个方向上，只能有一个方向的进给运动。（7）为了适应工作台在六个方向上运动的要求，进给电动机应能正
24、反转。快速运动由进给电动机与快速电磁铁配合完成。（8）圆工作台运动只需一个转向，且与工作台进给运动要有联锁，不能同时进行。（9）冷却泵电动机 M3 只要求单方向转动。（10）为操作方便，应能在两处控制各部件的起动与停止。张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书103.1.23.1.2 主回路分析：主回路分析：3-23-2 X62WX62W 万能铣床主回路分析万能铣床主回路分析X62W 万能铣床的电气控制线路，他主要分为电路、控制电路、照明电路三部分。X62W 万能铣床的电气控制如图所示，其中 M1为主轴电动机，M2为进给电动机，M3为冷却泵电动机。主电路分析主电路中共有三台电动机：M1为主轴电
25、动机，带动主轴旋转和刀架作进给运动；M2为工作台进给电动机；M3为冷却泵电动机。三相交流电源通过转换开关 QS1引入。主轴电动机 M1由接触器 KM1控制启动，热继电器 FR1为主轴电动机 M1的过载保护。工作台进给电动机 M2由继电器KM3、KM4和 KM5控制启动，热继电器 FR2它的过载保护。冷却泵电动机 M3由中间继电器 SA1控制启动，FR3为冷却泵电动机朴的过载保护。控制线路的启动按 SB1和 SB2（是异地控制按钮），方便操作。SB3和 SB4（是异地控制）停止按钮。KM3是主轴电动机 M1的启动接触器，KM2是主轴反接制动接触器，SQ7是主轴变速冲动开关，KS 是速度继电器。张
26、家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书11（1）主轴电动机的启动：启动前先合上电源开关 QS，再把主轴转换开关 SA5扳到所需要的旋转方向，然后按启动按下 SB1（或 SB2)，接触器 KM3获电动作，其主触点闭合，主轴电动机 M1启动。（2）主轴电动机的停车制动：当铣削完毕，需要主轴电动机 M1停车，此时电动机 M1运转速度在 120 转/分以上时，速度继电器 KS 的常开触点闭合（9 或10）。为停车制动作好准备。当要 M1停车时，就按下停止按钮 SB3（或 SB4),KM3断电释放，由于 KM3的主触点断开，电动机 M1断电作惯性运转，紧接着按触器 KM2线圈获电吸合，电动机 M1串电阻
27、 R 反接制动。当转速降至 120 转/分以下时，速度继电器 KS 常开触点断开，接触器 KM2断电释放，停车反接制动结束。（3）主轴的冲动控制：当需要主轴冲动时，按下冲动开关 SQ7,SQ7的常闭触点 SQ7-2先断开，而后常开触点 SQ7-1闭合，使接触器 KM2通电吸合，电动机 M1启动，冲动完成。3.1.33.1.3 控制电路分析：控制电路分析：3-33-3X62WX62W 万能铣床控制电路分析万能铣床控制电路分析X62W 万能铣床主轴电动机 M1采用两地控制方式，启动按钮 SB和 SB正转反转，停止按钮 SB和 SB.KM1是主轴电动机 M2的启动接触器，SQ7-1和 SQ7-2是主
28、轴变速冲动行程开关。张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书12控制过程为：选好主轴转速-合上电源开关 QS1-SA4扳到所需转向-SB3或 SB4-KM1线圈得电并自锁-M1启动控制过程为：按下 SB1-2（或 SB2-1)，SB1-1(或 SB2-2)断开，KM1失电，M1惯性转动后停止转动。控制主轴变速是由一个变速手柄和一个变速盘来实现的，主轴变速冲动控制是利用变速手柄和冲功行程开关 SQ7通过机械上的联动机构来实现的。而变速前应先停车。变速时，先将变速手柄压下，使手柄的楔块从定位槽中脱出，然后向外拉动手柄使楔块落入第二道槽内使齿轮组脱离啮合。转动变速盘，选定所需转，然后将变速手柄推回原
29、位，使楔块重新落入槽内，齿轮组重新啮合。由于齿轮不能刚好对上，若冲动一下，则啮合十分方便，控制过程为：手柄推进时，凸轮将弹簧杆推动一下又返回，弹簧杆推动一下位置开关，常开触头先断开常开，常开触头闭合，接触器 KM1瞬间得电，主轴电动机 M1瞬间启动，但紧接着凸轮放开弹簧杆，位置开关复位，常闭触头复位，KM1线圈失电，电动机 M1断电。由于未采取制动而使电动机 M1断电。由于未采取制动而使电动机 M1惯性转动，故电动机产生一个冲动力，使齿轮系统抖功，保证齿轮的顺利啮合。3.1.43.1.4 其他电路分析：其他电路分析：3-43-4 其他电路分析其他电路分析转换开关 SA3是控制圆工作台的，在不需
30、要圆工作台运动时，转换开关扳到“断开”位置，此时 SA3-1闭合，SA3-2断开，SA3-3闭合；当需要圆工作台运动时将转换）l 关扳到“接通”的位置，则 SA3-1开，SA3-2闭合，SA3-3断开。（1）工作台的纵向进给：工作台的左右（纵向）运动是由装在床身两则的转换跟开关 SQ1、SQ2来完成，需要进给时把转换开关扳到“纵向”位置，按下开关 SQ1，常开触点 SQ1闭合，常闭触点 SQ2-2断开，接触器 KM4通电吸合电动机 M2张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书13正转，工作台向右运动；当工作台要向左运动时，按下开关 SQ2，常开触点 SQ2-1闭合，常开触点 SQ2-2断开，接
31、触器 KM5通电吸合电动机 M2工作台向左运动。在工作台上设置了 1 一块挡铁，两边各设一个行程开关，当工作台纵间运动到极限位置时，档铁撞到位置开关工作台停止运动，从而实现纵向运动的终端保护。（2）工作台升降和横向（前后）进给：由于本产品无机械构造不能完成复杂的机械传动，方向进给只能通过操纵装在床身两侧的转换开关跟开关 SQ3、SQ4来完成工作台上下和前后运动。在工作台也分别设置有一块挡铁，两边各设置一个行程开关，当工作台升降和横向运动到极限位置，档铁撞到位置开关工作台停止运动，从而实现升降和横向运动的终端保护。A、工作台上（下）运动：在主轴电动机启动后，把装在床身一侧的转换开关扳到“升降”位
32、置，再按下 SQ3（SQ4）,SQ3（SQ4）常开触点断开，接触器 KM4（KM5）通电吸合电动机 KM2正（反）转，工作台向下（上）运动。到达想要的位置时松开按钮工作台停止运动。B、工作台前（后）运动：在主轴电动机启动后，把装在床身一侧的转换开关扳到“横向”位置，再按下 SQ3(SQ4),SQ3(SQ4）常开触点断开，接触器 KM4（KM5）通电吸合电动机 KM2正（反）转，工作台向前（后）运动。到达想要的位置时松开按钮工作台停止运动。3.1.53.1.5 其他联锁和保护：其他联锁和保护：3-53-5 其他联锁保护其他联锁保护真实机床在上下前（后）方向进给时，又操作纵向控制这两个方向的进给，
33、将造成机床重大事故，所以必须联锁保护。当上下前后四个方向进给时，若操纵向任一方向，SQ1-2或 SQ2-2两个开关中的个被压开，接触器 KM4（KM5）立刻失电，电动机停转，从而得到保护。同理，当纵向操作时又操作某一方向而选择了向左或向右进给时，SQ1或 SQ2被压着。它们的常闭触点 SQ1-2或 SQ2-2是断开，使接触器 KM4或 KM5断电释放，电动机 M2停止运转，避免了机床事故。张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书14（1）进给冲动：真实机床为使齿轮进入良好啮合状态，将变速盘向里推。在推进时，挡块压动位置开关 SB6，首先使常闭触点 SQ6-2断开，然后常开触点 SQ6-1闭合，
34、接触器 KM4通电吸合，电动机 KM2启动。但它并未转起来，位置开关 SQ6己复位，首先断开 SQ6-2，而后闭合 SQ6-2.接触器 KM4失电，时机失电停转。这样以来，使电动机接通一下电源，齿轮系统产生一次抖动，使齿轮啮合顺利进行。要冲动按下冲动开关 SQ6，模拟冲动。（2）圆工作台的控制：把圆工作台控制开关 SA3扳到“接通”位置，此时SA3-1断开，SA3-2接通，SA3-3断开，主轴电动机启动后，圆工作即开始工作，其控制电路是：电源SQ4SQ3一 SQ1SQ2SA1KM4线圈电源。接触器 KM4通吸合，电动机 M2运转。（3）照明、信号灯电路分析：控制变压器 TC 的副边分别输 24
35、 伏和 6 伏电压，作为机床低照明灯和信号灯的电源。EL 为机床的低压照明灯；HL 为电源的信号灯。它们分别采用 FU4作短路保护，由 QS2控制。（4）过载保护：热继电器的常闭触头串联在控制电路中，当电动机过载时，热继电器的常闭触头断开，控制电路断电，所有电动机停止旋转，实现了过载保护。张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书153.23.2 I/0I/0 输入输出分配表输入输出分配表根据其控制要求我们将 PLC 进行输入输出做出如表 3-2 的分配：表表 3-13-1I/OI/O 输入输出分配表输入输出分配表输入（INPUT）输出(OUPUT)名称功能PLC 地址名称功能PLC 地址主轴电
36、动机开关SB1I0.2KM1主轴电动机Q0.0主轴电动机开关SB2I0.3KM2主轴制动Q0.1主轴反接制动SB3I0.4KM3向左上前接触器Q0.2主轴反接制动SB4I0.5KM4向右下后接触器Q0.3快速进给SB5I0.6KM5快速移动Q0.4快速进给SB6I0.7KM6制动接触器M0.0工作台向右SQ1I1.0EL照明灯Q0.5工作台向左SQ2I1.1HL照明灯Q0.6向下和后SQ3I1.2工作台向和前SQ4I1.3进给变速冲动SQ6I1.4冲动SQ7I1.5过载保护继电器FR1I0.0过载保护继电器FR2I0.1照明开关SAI1.6过载保护继电器FR3I1.7张家界航空工业职业技术学院
37、毕业设计说明书163.33.3 PLCPLC 外部接线图外部接线图根据输入输出分配表，我们可将 PLC 的外部接线图画出（如下图）：图图 3-63-6 外部接线图外部接线图张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书173.4 梯形图PLC 改造 X62W 万能铣床电气控制线路的程序设计如图 3-3 所示网络一：当 KM2(Q0.0)吸合时，电路经过 FR1(I0.0)FR2(I0.1)电载保护，拨动开关SQ7(I1.5),KM6（M0.0）吸合，实现 SQ7(I1.5)冲动。网络二：电路经过 FR1(I0.0)FR2(I0.1)过载保护,当拨动 SQ7（I1.5）时,KM2(Q0.1)通电自锁，
38、KM2(Q0.1)吸合，实现点动（与网络一配合）。电路经过 FR1(I0.0）FR2(I0.1)过载保护,按下开关 SB1(I0.2)时，KM2(Q0.1)通电自锁，KM2(Q0.1)吸合，实现制动。电路经过 FR1(I0.0）FR2(I0.1)过载保护,按下开关 SB2(I0.3)时，KM2(Q0.1)通电自锁，KM2(Q0.1)吸合，实现制动。张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书18网络三：电路经过 FR1(I0.0)FR2(I0.1)和 FR3（I1.7）过载保护,按下 SB3(I0.4)时，KM1(QO.0)通电自锁，KM1(Q0.0)吸合，主轴电机转动。电路经过 FR1(I0.0
39、)FR2(I0.1)和 FR3（I1.7）过载保护,按下 SB4(I0.5)时，KM1(QO.0)通电自锁，KM1(Q0.0)吸合，主轴电机转动。网络四：电路经过 FR1(I0.0)FR2(I0.1)和 FR3（I1.7）过载保护，拨动行程开关SQ6(I1.4),KM4(QO.3)通电吸合，进给电动机实现了冲动。电路经过FR1(I0.0)FR2(I0.1)和FR3（I1.7）过载保护，当主轴继电器 KM1(Q0.0)吸合时，拨动行程开关 SQ1(I1.0),KM4(QO.3)通电吸合，进给电动机实现了向右运动。电路经过 FR1(I0.0)FR2(I0.1)和 FR3（I1.7）过载保护，当主轴
40、继电器KM1(Q0.0)吸合时，拨动行程开关 SQ3(I1.2),KM4(QO.3)通电吸合，进给电动机实现了向下或后运动。张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书19网络五：电路经过FR1(I0.0)FR2(I0.1)和FR3（I1.7）过载保护，当主轴继电器 KM1(Q0.0)吸合时，拨动行程开关 SQ2(I1.1),KM3(QO.2)通电吸合，进给电动机实现了向左运动。电路经过 FR1(I0.0)FR2(I0.1)和 FR3（I1.7）过载保护，当主轴继电器KM1(Q0.0)吸合时，拨动行程开关 SQ4(I1.3),KM3(QO.2)通电吸合，进给电动机实现了向上或前运动。网络六：电路经
41、过 FR1(I0.0)FR2(I0.1)和 FR3（I1.7）过载保护，按下 SB5(I0.6)时，快进接触器通电吸合，实现工作台快进功能。电路经过 FR1(I0.0)FR2(I0.1)和 FR3（I1.7）过载保护，按下 SB6(I0.7)时，快进接触器通电吸合，实现工作台快进功能。张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书20网络七：按下照明拨动开关（I1.6），HL 通电照明。网络八：当电源打开时，EL（Q0.6）线圈通电，照明灯 EL 亮。张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书21第第 4 4 章章产品调试产品调试4.14.1 调试的设备调试的设备X62W 型万能铣床电气控制线路的改造
42、是否成功与调试有很大的关系，下表4-1 是需要用到的电气设备：名称型号数量PLC西门子 S7-200一台热继电器JR36-20两个接触器CJX2-9六个按钮开关/六个行程开关LX-11K七个控制开关/一个导线/数根电脑/一台万用表MF-47一台接线板/一块主轴电机JOF-52/4一台进给电机JCB-22一台冷却泵JOF-41/4一台冲动行程开关LX-11K一个冲动行程开关LX-11K一个快速电磁阀380V150N一个照明灯25V一个表表 4-14-1 调试设备表调试设备表4.24.2 调试步骤调试步骤因为使用的是 380v 的三相交流电，所以在使用前要先检查保险是否完好，主线路连接是否准确，梯
43、形图有没有编辑错误。将 PLC 及输入、输出器件按要求连接好，将设计好的程序输入 PLC 后进行进行验证，在计算机上进行用户程序的模式运行和调试，观察各输入量、输出量之间的变化关系及逻辑状态是否满足设计要求，发现问题及时修改。程序的运行，当 PLC 工作方式开关在 RUN 位时，操作各种按钮可以对 CPU工作方式进行软件设置。调试步骤如下：张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书221、查接线、核对地址逐点进行，要确保正确无误，带电查，加上信号后，看电控系统的动作情况是否符合设计目的。2、检查模拟量输入输出看输入输出模块是否正确，工作是否正常。必要时，还可以用标准仪器检查输入输出的精度。3、检
44、查与测试指示灯控制面板上如有指示灯，应先对应指示灯的显示进行检查。一方面，查看灯坏了没有，另一方面检查逻辑关系是否正确。指示灯是反应系统工作的一面镜子，先调好它，将对进一步调试提供方便。4、检查手动动作及手动控制逻辑关系完成了以上调试，继而可进行手动动作及手动控制逻辑关系调试。要查看各个手动控制的输出点，是否有相应的输出以及与输出对应动作，然后再看，各个手动控制是否能实现。如有问题，立即解决。5、模拟量调试、参数确定以上调试的都是逻辑控制的项目。这是系统调试时，首先系统调试，首先要调通的。这些调试基本完成后，可着手调试模拟量、脉冲量控制。最主要的是选定合适控制参数。一般讲，这个过程是比较长的。
45、要耐心调，参数也要多种选择，再从中选出最优者。有的 PLC，它的 PLD 参数可通过自整定获得。但这个自整定过程，也是需要相当的时间完成的。6、异常条件检查完成上述所有调试，整个调试基本也就完成了。但是好在进行一些异常条件检查。看看出现异常情况或一些难以避免的非法操作，是否会停机保护或是报警提示。把 PLC 相应的 I/O 点和模拟模块连接调试后，具体调试步骤如下：（1）接通电源。打开开关 SA（2）按下启动按钮 SB3（I0.4），接触器 KM1 线圈得电吸合并自锁，主轴电动机 M1 开始运转，输出信号（Q0.0）灯亮。按下停止按钮 SB1(I0.2)，接触器KM1 线圈断开，主轴电动机 M
46、1 应停止工作，输出信号（Q0.0）灯灭，按下启动按钮 SB4（I0.5），接触器 KM1 线圈得电吸合并自锁，主轴电动机 M1 开始运转，输出信号（Q0.0）灯亮。按下停止按钮 SB2(I0.3)，接触器 KM1 线圈断开，主轴电动机 M1应停止工作，输出信号（Q0.0）（3）按下启动按钮 SB5(I0.6)，SB6(I0.7)接触器 KM5 线圈得电，YA 通电，输出信号(Q0.4)亮，拨动 SQ1(I1.0)，SQ3(I1.2)，SQ6(I1.4).进给电动机冲动，KM3 通电，输出信号(Q0.2),拨动 SQ2(I1.1)，SQ4(I1.3)，进给电动机冲动，KM4张家界航空工业职业技
47、术学院毕业设计说明书23通电，输出信号(Q0.3),打开 SA1（Q0.4）,冷却泵电动机开始运转。4.34.3 故障分析故障分析无论是那台电机在用了一段时间后多会出现一些大大小小的故障，因此我们在给机床进行故障诊断时应遵循先电气后机械的原则。如经 PLC 控制 X62W 万能铣床的故障可分为硬性故障和软性故障。硬性故障，静态检查中就能发现；软性故障，就得在运行当中检查才能发现从电脑显示器上可以显示错误信息。所以我们在给经 PLC 改造的平面磨床维修时尽量遵循该原则，减少维修时间与不必要的的经济损失。因为使用的是 380V 的三相交流电，所以在使用前要先检查保险是否完好，主线路连接是否准确，梯
48、形图有没有编辑错误。在通电正常的状况下，按下启动按钮 SB5（I0.6），SB6(I0.7)，快速电磁阀没有反应，接触器线圈没有吸合。检查 PLC 梯形图正常，断开电源用万用表反复检查后发现在控制线路中接通 KM5 单独的部分有一根线接触不良，将那根接触不良的线路接好，重新打开电源后，按下启动按钮 SB5（I0.6），SB6(I0.7)，接触器线圈吸合，YA 电磁阀正常运作，输出信号灯亮。在通电正常的情况下，按下电动机冲动 SQ7（I1.5),主轴的电动机无法启动，其他部分均无反应。检查 PLC 梯形图正常，反复检查后发现在控制电路中 SQ7附近有一根线接触不良，断掉电源确保安全后，将接触不良
49、的线接好，重新打开电源恢复正常后，按下电动机冲动 SQ7（I1.5）后电动机正常冲动，其他动作也照常运行，输出信号灯亮。在通电正常的情况下，按下工作台进给电动机向右 SQ1(I1.0),工作台电动机无法向右运动，但可以向其他方向运动。检查 PLC 梯形图正常，断开电源，用万用表反复检查后发现在控制线路中进给电动机 SQ1附近有一根线老化断裂，经重新修复后，打开电源，按下工作台进给电动机向右 SQ1（I0.1）后，KM4（Q0.3）通电吸合输出信号灯亮，表示运动照常进行。再通电正常的情况下，按下电动机冲动 SQ6（I1.4）、进给电动机向后和下移动 SQ3(I1.2)和进给电动机向上移动 SQ4
50、(I1.3)，上表内容均不能运动。检查PLC 梯形图正常，断开电源，反复检查后发现共同处有一根断掉的线，经修复后，打开电源，按下 SQ6（I1.4）SQ3(I1.2)和 SQ4(I1.3),KM4(Q0.2)和 KM3(Q0.3)输出信号灯亮，表示下后上运动正常。再通电正常的情况下，按下 SQ6（I1.4）时，工作台电动机正常运转但无法实现冲动。检查 PLC 梯形图正常，断开电源，反复检查后发现 SQ6有一根断开的线，经修正处理后，打开电源，再次按下 SQ6（I1.4）KM4（Q0.3）输出信号灯亮，工作台电动机冲动可正常运行。张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书24在通电正常的情况下，按