【正文】 工程中往往選擇一種經(jīng)濟(jì)、有效、性能優(yōu)越的控制方案，考慮到上述幾點， PLC 較適合組合機(jī)床的電氣控制。用 PLC 的編程邏輯提供了 11 能隨要求而改變的“間接網(wǎng)絡(luò)”，這樣生產(chǎn)線的自動化過程就能隨意去改變，這種性能使 PLC 具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)信號，控制器就會作出反映，通過用戶編程的內(nèi)部邏輯便產(chǎn)生輸出信號，而且這些輸出信號可直接控制外部的控制系統(tǒng)負(fù)載，如電機(jī)，接觸器，指示燈，電磁閥等。據(jù)不完全統(tǒng)計， FX 系列 PLC平均故障間隔大于 20210~50000h，而平均修復(fù)時間則小于 10min； PLC 機(jī)能處理工業(yè)現(xiàn)場的強(qiáng)電信號，如交流 220V、直流 24V，并可直接驅(qū)動功率部件，可長期工作在嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境能夠中。它借助于軟件來實現(xiàn)重復(fù)的控制，軟件本身具有修改性，所以 PLC 具有靈活性。 PLC 體積小、功能強(qiáng)、速度快，可靠性高，又具有較大的靈活性和擴(kuò)展性。可編程控制器及其有關(guān)設(shè)備的設(shè)計原則是它應(yīng)該易與工業(yè)控制聯(lián)成一個整體且具有擴(kuò)充功能。 通過上面的比較，針對組合機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)，雖然 PLC 的價格高一些，但良好的穩(wěn)定性和高度的可靠性可確保機(jī)床在加工零件時的精度，所以決定采用 PLC 控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。 (3) 單片機(jī)不如 PLC 可靠 10 使用單片機(jī)進(jìn)行工業(yè)控制，突出的問題就是抗干擾性能較差。輸出接口具有一定的驅(qū)動負(fù)載能力，能適應(yīng)一般的控制 要求。除了要進(jìn)行控制程序的設(shè)計，還要在單片機(jī)單片機(jī)的外圍進(jìn)行很多硬件和軟件工作，才能與控制現(xiàn)場連接起來，調(diào)試也較繁瑣。 (2) 單片機(jī)不如 PLC 使用簡單 使用單片機(jī)來實現(xiàn)自動控制，一般要在輸入輸出接口上做大量的工作。對于那些只熟悉機(jī)電控制的技術(shù)人員來說，需要進(jìn)行相當(dāng)長一段時間系統(tǒng)地學(xué)習(xí)單片機(jī)的知識才能掌握。但是，單片機(jī)不是專門針對工業(yè)現(xiàn)場的自動化控制而設(shè)計的，所以它與 PLC 比較起來有以下缺點： (1) 單片機(jī)不如 PLC 容易掌握 使用單片機(jī)來實現(xiàn)自動控制，一般要使用微處理器的匯編語言編程。 總之， PLC 在性能上均優(yōu)越于繼電接觸式控制系統(tǒng)，特別是控制速度快，可靠性高，設(shè)計施工周期短，調(diào)試方便，控制邏輯修改方便，而且體積小，功耗低。 PLC 采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成，可靠性高。觸點在開閉時會受到電弧的損壞，壽命短。 (5) 可靠性和維護(hù)性。 使用繼電接觸式控制系統(tǒng)完成一項控制工程，設(shè)計施工，調(diào)試必須順序進(jìn)行，周期長，而且修改困難而使用 PLC 來完成一項控制工程。并且 PLC 可以完成計數(shù)功能，而繼電接觸系統(tǒng)通常沒有計數(shù)功能。用戶可以根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時值。有些特殊的時間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)不方便。 (3) 定時控制和計數(shù)控制： 繼電接觸式控制系統(tǒng)利用時間繼電器的延時動作來進(jìn)行定時控制。通常，一條用戶指令的執(zhí)行時間在微秒數(shù)量級。而且使用的繼電器越多，反映的速度越慢，還是容易出現(xiàn)觸點抖動和觸點拉弧問題。 (2) 控制速度： 繼電器接觸式控制系統(tǒng)的控制邏輯是依靠觸電的動作來實現(xiàn)的，工作頻率低。若需要對控制邏輯進(jìn)行修改時，只要修改程序就行了，而輸入輸出的連接線改動不多，并且也容易改動，因此， PLC 的靈活性和擴(kuò)展性強(qiáng)。它除了輸入端和輸出端要與現(xiàn)場連線以外，而控制邏輯是以程序的方式存儲在 PLC 的內(nèi)存當(dāng)中。所以， 繼電接觸式控制系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性較差。當(dāng)一個電氣控制系統(tǒng)研制完后，要想再做修改都要隨 8 著現(xiàn)場接線的改動而改動。 PLC 等取代繼電接觸式控制邏輯。由于它的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉，所以使用廣泛。但是在實際工程中往往選擇一種經(jīng)濟(jì)、有效、性能優(yōu)越的控制方案，考慮到上述幾點， PLC 較適合組合機(jī)床的電氣控制。這種期間完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，由于它兼?zhèn)淞?計算機(jī)控制和繼電器 接觸器控制兩方面的優(yōu)點，故目前世界各國將其作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普遍應(yīng)用于工業(yè)控制。上述控制技術(shù)也發(fā)生了根本變化。它能通過組合邏輯元件插接或變成來實現(xiàn)繼電器 接觸器控制線路功能的裝置，它能滿足成組經(jīng)常改變的控制要求，使控制系統(tǒng)具有較大的靈活性和通用性，但它還是使用硬件手段，裝置體積大，功能也受到了一定的限制。然而在其初期，存在著系統(tǒng)復(fù)雜、使用不方便、抗干擾能力差、成本較高等缺陷，尤其對上述簡單的過程控制有“大材小用”和不經(jīng)濟(jì)等問題。因而傳統(tǒng)的繼電器 接觸器控制系統(tǒng)常常不能滿足這種需求。繼電器 接觸器控制系統(tǒng)的缺點是：由于固定接線形成，故在進(jìn)行程序控制時，改變控制程序不方便，靈活性差。因此廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床和機(jī)械設(shè)備。 在上世紀(jì)的 20 年代到 30 年代，借助繼電器、接觸器、按鈕和行程開關(guān)等組成繼電器 接觸器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對機(jī)床的啟動、停車、有級調(diào)速等控制。其中： YV 為電磁閥； KM 為接觸器； HL 為指示燈 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求，機(jī)床電氣控制裝置也不斷更新。其中： SQ、 YJ 為位置檢測傳感器開關(guān)； SA為選擇開關(guān)； SB 為按鈕。 (7)冷卻泵自動控制 首先將 SA2 打在 A 位置，當(dāng)動力頭工作進(jìn)給時 KA2（ +） →KA2 常開閉合→KM3 （ +） →KM3 主閉 →M3 自行起動工作，提供冷卻液。 (6)冷卻泵手動控制 首先將 SA2 打在 M 位置，然后按 SB6→KM3 （ +） →M3 起動，提供冷卻液， KM3 輔閉自鎖。 (4)液壓泵停止 按 SB5→KM2 （ –） →RM2 主復(fù)位 →M2 停止。 (2)主軸停止 按 SB4（或 SB1） →KM1 （ –） →KM1 主復(fù)位 →M1 停止。 （二） 元件選用 KM1～ KM3——控制 M1～ M3 單向起動動作接觸器； SB1——總停按鈕； SB SB3——M1 與 M2 起動按鈕； SB SB5——M1 與 M2 停止按鈕； SB6——冷卻泵電動機(jī)（ M3）調(diào)整按鈕； SB7——冷卻泵電動機(jī)單獨停止按鈕； SA1——控制 M1 與 M2 的同時與單獨起停開關(guān)； SA2—實現(xiàn)動力頭工進(jìn)時自動起動與手動調(diào)整的開關(guān)； FR1～ FR3——M1～ M3 過載保護(hù)熱繼電器； SA3——照明開關(guān)； HL1——電源指示燈； EL——照明燈。 （ 三 ）作出草圖如下 圖 二 、 控制電路設(shè)計 （一） 設(shè)計要求 主軸電動機(jī) M1 和液壓泵電動機(jī) M2 可以同時起停，也可以單獨起停。 （ 二 ） 元件選用 根據(jù)上面要求，要選用三臺電動機(jī)： M1——控制主軸的電動機(jī)； M2——控制液壓泵的電動機(jī)； M3——控制冷卻泵的電動機(jī)。 (2)液壓泵電動機(jī)單方向起動，過載及短路保護(hù)。全自動工作方式為一個工作循 環(huán)結(jié)束后，自動進(jìn)入下一個工作循環(huán)；半自動工作方式為一個工作循環(huán)結(jié)束后，機(jī)床將停車于初始狀態(tài)；手動方式是用于手動調(diào)整的。該機(jī)床的俯視示意圖如下：