【文章內容簡介】 時接通低速，被壓下時接通高速。由接觸器 KM6 及 KM7 實現(xiàn)定子繞組從三角形接法轉接成雙星型接法。 2. 主電機可正反轉、點動及反接制動。 3. 主電機用低速時，可直接啟動；但用高速時，則由控制線路先起動到低速，延時后再自動轉換到高速，以減少起動電流。 4. 在主軸變速或進給變速時主電動機能緩慢轉動，使齒輪易于嚙合。 鏜床運動對電氣控制電路的要求 [12] 1. 主運動與進給運動由一臺雙速電動機拖動，高低速可選擇； 2. 主電動機要求正反轉以及點動控 制； 3. 主電動機應設有快速準確的停車環(huán)節(jié)； 4. 主軸變速應有變速沖動環(huán)節(jié)； 5. 快速移動電動機采用正反轉點動控制方式； 6. 進給運動和工作臺不平移動兩者只能取一，必須要有互鎖 ； 控制線路工作原理 T68 臥式鏜床的電氣控制原理圖 [21] 如 附圖 A 所示。 4 1. 主軸的點動控制 主軸的正反向點動由按鈕 SB3 和 SB4 操縱。按下正向點動按鈕 SB3 后， PLC輸出使 KM KM6 線圈得電動作。因此，三相電源經(jīng) KM1 主觸點、限流電阻 R和接觸器 KM6 的主觸點接通電動機 M1，使電動機在低速下旋轉。放開按 鈕時，KM1 和 KM6 都相繼斷電釋放，電動機斷電停止。反向點動與正向點動相似，由SB4 操縱，經(jīng)接觸器 KM2 及 KM6 相互配合動作來完成。 2. 主電機的正反向長動 主電機正反控制由 SB1 和 SB2 操縱。當要求電動機低速運轉時，限位開關 XK為斷開狀態(tài)，按下起動按鈕 SB KM KM KM6 得電動作。主電機就在全電壓和三角形接線下，直接起動低速運行。 使用高速時，限位開關 XK 閉合，按下 SB1 后，電動機先低速起動，延時 5秒后 KM6 斷開，再經(jīng) 秒 KM7 得電動作。 KM7 的主觸點使電機的繞組連成雙星形并重新接入電流， 從而使主電動機從低速再起動到高速。反向起動原理與正向起動相同，但參與控制的按鈕為 SB2，接觸器為 KM KM KM6 及 KM7。 3. 主電機的反接制動控制 當電動機正轉時，速度繼電器的正轉動合觸點 Kn 閉合，而正轉動斷觸點 Kn斷開，當按下 SB5 時， KM1 斷電釋放，切斷了主電機電源。延時 秒后， KM2閉合和 KM6 得電，使三相電源經(jīng)過 KM2 主觸點，限流電阻 R 和 KM6 主觸點反接給電動機。電動機反接制動。當電動機轉速降低到一定速度時，正轉動合觸點Kn 打開，切斷 KM2 的通電回路，使 KM2 和 KM6 相繼斷電釋放，及時 切斷電動機的反接電源，制動結束。反向運行時的制動過程與正向相似。此時參與控制的電器是速度繼電器的反轉動合觸點 Kn 接觸器 KM KM2。 4. 主軸或進給變速時主電機的緩轉控制 主軸變速時，主軸電動機可獲得緩慢轉動，以利于齒輪順利嚙合。將 S S2閉合， KM KM6 線圈得電動作，電機得電 ， 正向加速，當達到一定速度時，速度繼電器 Kn 的動斷觸點斷開，動合觸點閉合，延時 秒后， KM2 閉合，電機開始反接制動，當電機低于某一速度時， Kn 動作， KM2 斷開，延時 秒后 KM1閉合，正向加速，如此反復，實現(xiàn)緩動。進 給變速時緩轉控制原理與主軸時完全相同，不過用的是限位開關是 S S4。 5. 主軸箱、工作臺或主軸的快速移動 5 機床的各部件的快速移動由限位開關 S S6 和快速電機 M2 驅動。 S2 被壓動，PLC 輸出使 KM4 得電動作，快速移動電動機 M2 正轉、限位開關 S6 被壓動， PLC輸出使接觸器 KM5 得電動作，快速電動機 M2 反轉。 T68 型臥式鏜床電氣控制主回路 T68 臥式鏜床電氣控制主回路 圖 如圖 12 所示。 圖 12 T68臥式鏜床電氣控制 主回路 相關電器元 件平面布置圖 T68 鏜床的安裝板電器元件平面布置圖 如圖 13 所示 。 6 圖 13 安裝板電氣元件平面布置圖 7 鏜床控制面板按鈕、行程開關平面布置如圖 14 所示。 COMSB5SB1SB2SB3SB4S1S2S3S4SS5S6FS5 S6SB1 SB2 SB3 SB4 SB5S F S4 S3 S2 S1 圖 14 控制面板按鈕、行程開關平面布置圖 8 第 2 章 PLC 在機床電氣控制中的應用 可編程控制器的 結構和工作 原理 PLC 的定 義 早期的可 編 程控制器主要是用來替 代 可 編 程控制器 （ Programmable Controller）縮 寫為 PC ，為了與個人計算機的 PC（ Personal Computer） 相區(qū)別， 于是 在 PC 中人為地增加 L 而寫成 PLC[11]。 自 1969 年第一臺可編程控制器面世以來，經(jīng)歷了 30 多年的發(fā)展，可編程控制器已經(jīng)成為一種最重要、最普及、應用場合最多的工業(yè)控制器，可以說只有可編程控制器才是真正的工業(yè)控制計算機。初期可編程控制器只是用于邏輯控制器，用于代替繼電控制盤，但現(xiàn)在可編程控制器已進入包括過程控制、位置控制等場合的所有控制領域?，F(xiàn)在可編程控制器繼續(xù)保留了原來邏輯控制器的所有優(yōu)點，同時它吸收發(fā)展了其它控制器（如過 程儀表、計算機、集散系統(tǒng)、分散系統(tǒng)等）的優(yōu)點，在許多場合只需可編程控制器即可構成包括邏輯控制、過程控制、數(shù)據(jù)采集及控制和圖形工作站的經(jīng)濟合算、體積小巧、設計調試方便的綜合控制系統(tǒng)。 可編程控制器是采用微機技術的通用工業(yè)自動化裝置，近幾年來，在國內已得到迅速推廣普及。正改變著工廠自動控制的面貌，對傳統(tǒng)的技術改造、發(fā)展新型工業(yè)具有重大的實際意義。 PLC 的結構 PLC 控制系統(tǒng)也是由輸入部分、邏輯部分和輸出部分組成 [10]。 輸入部分： 收集并保存被控對象實際運行的數(shù)據(jù)和信息。例如：來自被控對象上的 各種開關信息或操作臺上的操作命令等。 邏輯部分： 處理輸入部分所取得的信息，并按照被控對象實際的動作要求執(zhí)行相應的邏輯功能 。 輸出部分： 對需要實時操作的那些設備提供實際操作信號 。 由于輸入信號一般為開關信號或電壓、電流形成的信號源，它們必須轉換成微處理器所能接受的電平信號，所以，中間必須加入變換器。同樣，微處理器輸出的電平信號，也必須轉換成控制設備所需的開關信號或電壓、電流信號。所以，也 9 要加入變換器。由此，構成了 PLC 控制系統(tǒng)的基本結構框 圖 如圖 21 所示 。 圖 21 PLC 的結構原理圖 PLC 的 工作過程原理 PLC 是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作的 [9]。即在 PLC 運行時，CPU 根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作 ，如圖22 所示 。 PLC 的掃描一個周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。 如圖 23所示。 、 10 圖 22 PLC 的掃描 過程 PLC 在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序將所有暫存在輸入鎖存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對應的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關閉輸入端口，進入程序執(zhí)行階段 [8]。 PLC 在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應的運算和處理后，其結果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內容隨著程序的執(zhí)行而改變。 開始 內部處理 通信處理 RUN 方式？ 輸入掃描 程序執(zhí)行 輸出處理 N Y 11 圖 23 PLC 的執(zhí)行過程 輸出刷新階段：當所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通 斷狀態(tài)在 輸出刷新階 段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅動相應輸出設備工作 。 PLC 各組成部件的 功能 PLC 是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置， [7]其實質是一種工業(yè)控制用的專用計算機。它的組成與一般的微機計算機基本相同 。 CPU—— 是 PLC 的核心部分。與通用微機 CPU 一樣， CPU 在 PC 系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞。 其功能： 1. 用掃描方式接收現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器； 2. 接收并存儲從編程器輸入的用戶程序 和數(shù)據(jù)； 3. 診斷電源和 PC 內部電路的工作狀態(tài)及編程過程中的語法錯誤； 4. 在 PC 進入運行狀態(tài)后： （ 1） 執(zhí)行用戶程序 —— 產(chǎn)生相應的控制信號（從用戶程序存儲器中逐條讀取指令，經(jīng)命令解釋后，按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號，去啟閉有關的控制電路） （ 2） 進行數(shù)據(jù)處理 —— 分時、分渠道地執(zhí)行數(shù)據(jù)存取、傳送、組合、比較、變換等動作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯或算術運算任務 。 （ 3） 更新輸出狀態(tài) —— 輸出實施控制（根據(jù)運算結果，更新有關標志位 的 狀態(tài)和輸出映象寄存器的內容，再由輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的內容，實現(xiàn)輸 12 出控制、制表、打印、數(shù)據(jù)通訊等） 5. 存儲器 根據(jù)其功能不同可分為以下幾種： （ 1） 系統(tǒng)程序存儲器 —— 存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應用功能子程序、命令 解釋、功能子程序的調用管理程序和系統(tǒng)參數(shù) *不能由用戶直接存取 。 （ 2） 用戶存儲器 —— 存放用戶程序。即用戶通過編程器輸入的用戶程序。 （ 3） 功能存儲器（數(shù)據(jù)區(qū)） —— 存放用戶數(shù)據(jù) PC 的用戶存儲器通常以字（ 16位 /字）為單位來表示存儲容量。 注意 ： 系統(tǒng)程序直接關系到 PC 的性能，不能由用戶直接存取，所以，通常PC 產(chǎn)品資料中所指的存儲器形 式或存儲方式及容量，是指用戶程序存儲器而言。 I/O（輸入 /輸出部件）（ I/O 模塊：接口電路、 I/O 映像存儲器） CPU 與現(xiàn)場 I/O 裝置或其他外部設備之間的連接部件。 PLC 提供了各種操作電平與驅動能力的 I/O模塊，以及各種用途的 I/O 組件供用戶選用。 I/O 模塊可與 CPU 放在一起，也可遠程放置。通常， I/O 模塊上還具有狀態(tài)顯示和 I/O 接線端子排。 6. 編程器等外部設備 編程器 — PLC 開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的工具 [6]。 作用 ： 用于用戶程序的編制、編輯、調試、檢查和監(jiān)視，通過鍵盤和顯示器去檢測 PLC 內部狀態(tài)和參數(shù)，通過通訊端口與 CPU 聯(lián)系，實現(xiàn)與 PLC 的人機對話 。 分類：簡單型 —— 只能聯(lián)機編程；只能用指令清單編程，智能型 —— 既可聯(lián)機 （ Online） ，也可脫機 （ Offline） 編程；可以采用指令清單（語句表）、梯形圖等