基于PLC的X62W銑床實驗臺的改進

顏玉玲

（宜賓職業技術學院，四川 宜賓，644003）

0 引言

目前各職業院校和技能培訓部門在組織相關PLC控制知識學習與技能的培訓。但是如果單純的購買機床或是購買PLC控制的自動化生產線，所需的成本是相當的大，且在操作過程中如果出現誤操作帶來的維修費用也是相當龐大的，怎樣既能熟悉相應的機床或PLC的功能和控制原理，又能降低相應的成本呢？目前職業類院校，多采用各種實驗臺來進行機床模擬訓練、電氣控制線路的分析與設計和PLC的控制設計等。本案選用在機床設備中占有很大比重的X62W萬能銑床作為模擬對象，相信會有很好的前景。

1 系統的總體設計

1.1 X62W萬能銑床的電氣部分改進

為了手動控制和自動控制系統的實現，且做到使用的元器件最少，同時考慮到原有的電氣原理圖存在著某些設計不是很合理，實際接線時可能會接錯，故將電氣原理圖稍作改進.主要改正如下：

①控制接觸器的電源的改變。由AC127V改為AC220V，原因在于元器件易于購買，且方便和PLC硬件系統整合，并有利于元器件的選擇和購買。

②三臺電動機功率的改變。由于原本的功率是將拖動負載考慮在內，在實驗臺中都為輕載運行，故將主電動機的功率改為2.2kW，進給電動機功率改為0.7kW，冷卻泵電動機功率降為90W。

③熱繼電器位置的改變。熱繼電器在電路中，對主電路進行獨立的保護，同時將工作臺進給的熱過載保護和冷卻泵的熱過載保護獨立開來。

④接線方式和標號的修正與改進。因為不同的廠家或人員有不同的標號習慣，改為通用的類型較好。

整體來說硬件部分改動不是很多，原因在于選擇銑床的型號時，已考慮了電氣原理圖的改進。

1.2 X62W萬能銑床的故障設置

本設計中根據以上原則設置了26個典型故障點，備用4個故障點即27-30。

故障分析應根據機床故障現象，結合電路的功能進行分析，若電路較復雜可將電路分解成環節電路再進行故障的檢測。在實際操作中，同一故障現象可能由多種原因引起，所以在分析故障時應全面考慮，將有可能的原因都列舉出來，并通過分析對比，按出現的幾率進行排序，逐一排查。

1.3 控制系統設計

根據本設計的總體要求，采取西門子S7-200PLC。S7-200PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業，各種場合中的自動檢測、監測及控制等。

PLC輸入信號是可采用直流輸入接口電路和交流輸入接口。實驗室一般采用的是380V或220V的交流電源，選用直流輸入，可采用一個直流穩壓電源。

（1）控制原理流程

如圖1所示，主要是對X62萬能銑床的具體的動作進行分析說明。

（2）PLC外部接線圖

本設計中設計到了4個轉換開關，其中SA4控制電路中的照明燈，需要電壓為36V，為了不浪費PLC的輸入點，不占用PLC輸入口，直接控制使用。同樣的SA5為控制主軸電動機的正反轉轉換，主軸電動機在主電路時還有一個反接制動的線路需串電阻，若將SA5用PLC控制是可能會出現接觸器的接線錯誤，為了防止短路也不采用PLC輸入。其余兩個轉換開關SA1和SA3分別是兩位旋鈕開關和四位旋鈕開關，SA1只需啟動位，啟動后不動SA1就保持在原位置，要斷開只需將開關轉到停止位即可。故只用一個輸入口就行。SA3轉換路需串電阻，若將SA5用PLC控制是可能會出現接觸器的接線錯誤，為了防止短路也不采用PLC輸入。其余兩個轉換開關SA1和SA3分別是兩位旋鈕開關和四位旋鈕開關，SA1只需啟動位，啟動后不動SA1就保持在原位置，要斷開只需將開關轉到停止位即可。故只用

圖1 X62W萬能銑床的工作流程圖

一個輸入口就行。SA3轉換開關應有四位，其SA1-1、SA1-3為非圓臺工作位，只要動下對應的手柄，兩者同時接通，且保持，要恢復必須使其回到停止位，為了和硬件配合，占用兩個輸入點。SA1-3為非圓臺工作位，不會與SA1-1和SA1-3同時接通，故也單獨用一個輸入點，要恢復為斷開時，仍是是SA1的手柄恢復到停止位。為了有利于順序功能圖的編制，增加了SA1、SQ1-SQ4的中位輸入接口。

開關應有四位，其SA1-1、SA1-3為非圓臺工作位，只要動下對應的手柄，兩者同時接通，且保持，要恢復必須使其回到停止位，為了和硬件配合，占用兩個輸入點。SA1-3為非圓臺工作位，不會與SA1-1和SA1-3同時接通，故也單獨用一個輸入點，要恢復為斷開時，仍是是SA1的手柄恢復到停止位。為了真實與更準確的與硬件效果一致，且有利于順序功能圖的編制，增加了SA1、SQ1-SQ4的中位輸入接口。

(3)實驗臺的元件布置圖

在布置方面，考慮到布置原則和方便操作、觀察及進行功能擴展，將整體分為兩個部分，即繼電器控制部分安裝布置圖和PLC即轉換部分安裝控制圖。

2 結論

該設計在具體的安裝過程中有一定的改動，通過實驗和檢測證明，該實驗臺的常規功能完善，在不帶動負載只進行觀察和常規接線情況下能安全進行。

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