铣床PLC控制系统实训报告

铣床PLC设计与调试实训报告1、控制要求（1）铣床运动控制要用 3 台电机，分别是主轴电机,进给电机，冷却泵电机。（2）由于加工时有顺洗和逆洗两种方式，所以要求主轴电机能够实现正，反转。另外要求 主轴电机在变速时能瞬间冲动，以利于齿轮的啮合，此外还要求能制动停车和实现两 地控制。（3）工作台的 3 种运动形式、6 个方向的移动，是依靠机械方式来达到的，这就要求进给 电机能正、反转，且纵向、横向、垂直 3种运行形式之间应有联锁，以确保操作安全。 同时要求工作台进给变速时电动机能瞬间冲动、并具有快速进给和两地控制等要求。（4）冷却泵电机只要求正转。（5）进给电机和主轴电机需实现顺序控制，即主轴工作后才能进行进给。2、控制方案设计主轴操作按钮快速移动按钮变速冲动开关 进给操作按钮 非圆/圆选择 过载保护信号 时间继电器信号接触器主轴电机接触器进给电机接触器 冷却泵电机3、电路的设计3.1 主电路设计X62W 铣床 PLC 控制系统的主电路如图所示，其中各个器件的作用与图书本 2-22 中对应的器 件完全相同，便不再赘述。需要说明的是，为了试验室证明方便，这里用接触器KM7来模拟 电磁铁 YA3.2 控制电路的设计（1）PLC 选型CPU244CN+EM223CN DC/RELAY（2）PLC 外围接线图 控制系统输入端连接的元器件为 6 个按钮、3 个开关、6 个行程开关、2 个速度继电器触 点、3 个热继电器触点、总共需要 20 点输入；输出端连接的元器件为 6个接触器的线圈， 总共需要6点输出，所以，PLC可以选择S7-CPU244CN加扩展模块EM223CN。根据X62W 型铣床的控制要求，设计铣床PLC控制系统的控制电路如下图所示，需要说明的是，这 里的控制电路与书本 2-22 中所示的不同，而是将圆工作台、非圆工作台选择开关 SA5 改成了 SA3.QF138220Vv主轴停止B1主轴停止3主轴启动b2r yu主轴启动B4快速移动B6快速移动b8向右移动Q5向左移动Q6 向前或向下移Q7 向后或向上移SQ8 主轴变速冲SQ1 进给变速冲SQ2_ 速度继电器KS-1 -进给继电器KS-2冷却泵控制A1非圆工作台A3-圆工作台A3-21LNQ0.01M2MQ0.13MI0.0Q0.210.1Q0.310.2CPU244CN Q0.410.3 Q0.510.410.510.610.7I1.011.111.211.311.411.5INI OUT1IN2 OUT2IN3 OUT3IN4 OUT4IN5 OUT5IN6 OUT6KM1KM3KM主轴工作KM主轴反转制动KM进给正转KM进给反转KM快速移动工作KM冷却泵主轴过载保护进给过载保护2厂JTL 厂-TL冷却泵过载保护3I2.012.112.2 EM223CN1L2L图二继电器隔离板O C + V3) 元器件清单元气名称符号型号规格数量功能隔离开关QSHZ15-63/3011线路主电源控制熔断器FU1RL1-60/40 （熔座 60A/熔体 40A）3主线路短路保护接触器KM1CJ40-16/03 380V1主轴电动机启动接触器KM2CJ40-16/03 380V1主轴电机反转制动和冲动接触器KM3CJ40-9/03 380V1进给电动机正转接触器KM4CJ40-9/03 380V1进给电动机反转接触器KM5CJ40-9/03 380V1快速进给控制接触器KM6CJ40-9/03 380V1冷却泵电动机启动接触器KM7CJ40-9/03 380V1模拟电磁铁YA电动机M1J02-51-4 5.5KW 1 410r/min1主轴电动机电动机M2J02-22-4 1.5KW 1 410r/min1进给电动机电动机M3J02-22-0 0.125KW 2 790r/min1冷却泵电动机可编程控制器S7-200S7-CPU226 AC/DC/继电器1系统控制低压熔断器QF1DZ5-20/230-3A1PLC电源开关隔离变压器T1380/220V,功率 500W1PLC供电电源按钮SB1HBY5 （红）1主轴电动机停止和反向制动按钮SB2HBY5 （绿）1主轴电动机启动按钮SB3HBY5 （红）1主轴电动机停止和反向制动按钮SB4HBY5 （绿）1主轴电动机启动按钮SB6HBY5 （绿）1快速进给启动按钮SB8HBY5 （绿）1快速进给启动组合开关SA1HZ3-10/3J 10A 500V1冷却泵电动机启动组合开关SA3HZ3-10/3J 10A 500V1圆工作台和非圆工作台切换组合开关SA4HZ3-10/3J 60A 500V1主轴电动机启动的转动方向 选择行程开关SQ1LX1-11K1王轴电动机冲动控制行程开关SQ2LX3-11K1进给电动机冲动控制行程开关SQ5SQ8LX2-13L4进给电动机纵向、横向和垂 直控制速度继电器KSJY11主轴电动机转速检测热继电器FR1JR20-16/4S （101214A）1M1过载保护热继电器FR2JR20-10/10R（3.244.8A）1M2过载保护热继电器FR3JR20-10/3R（0.230.290.35A）1M3过载保护直流继电器JT3-31/1 DC24V6继电器隔离板4、软件设计I13I12Q05H II I)I02I00I01I1.0i brVlklL412.0Q01i IIAQ0.5Q00I IC 3-Q0.0I00I101 Hr44I12Q00Q01VIC )IO1_Q0.1I10I0.4I06I071 Iki_HI06I0.4I051 IkWA-1I0.4I05I06I0711.1I14-HZlMI0.4I05I06I07I11I15-VIkl_M_klZlI 卜I11I1.4I21I22Q00Q03Q02I0.5I06I0.7I14I21Q00Q02Q03MC 3kikiI0.7I0.4I051 II0.3I1.4I21Q00 Q05Q041 I一I II I一I II I一C D5、调试5.1 程序的调试步骤（1）接通 PLC 主机电源，将程序下载到 PLC 主机中。（2）断开三相电源和 PLC 电源，准备好需要的器件，先按图二所示接好控制线路，在按 图一所示接好主电路，仔细检查以确保接线无误。（3）接通所有电源，运行程序并进行操作，同时观察实训现象。 通电项目（1）电源检查。和上QS和QF1,检测各路电源是否正常。（2）主轴转向调试。将 SA4 置于正传位置（“1”位置），按下 SB2 按钮（或 SB4 按钮）， 主轴正转（顺时针运行）。若主轴转向不对,应断开电源,改变主轴电动机的电源 相序。（3）冷却泵电动机转动调试。将冷却泵控制开关SA1旋到“开”位置，冷却泵电动机顺 时针运转。（ 4） 工作台运动方向调试。开关 SA3 选择“非圆工作台”模式，启动主轴。 将十字开关手柄扳到“右”位置，压合 SQ5 观察工作台运动方向，工作台此时应向右移 动。若工作台运动方向相反，应断开电源改变进给电动机（M2）的电源相序。5.2 调试结果 通电调试正常后，可按以下步骤进行操作实训。（1）按下 SB2 按钮（或 SB4 按钮），主轴转动。（2）按下 SB1 按钮（或 SB3 按钮）， M1 反接制动，主轴停转。（3）主轴电动机Ml变速冲动操纵。用手动操作SQ2：采用迅速的“点动”操作，使电机 M1 通电后，立即停转，形成微动或抖动。操作要迅速，以免出现“连续”运转现象。 当“连续”运转时间较长，会使限流电阻 R 发烫，此时应落下闸刀，在重新送电操 作调试。（4）在主轴停转时，转动SA4转换开关再按下启动按钮SB2 （或SB4），可使主轴换向。（5）进给电机控制操作（SA3选择“非圆工作台”模式）。A、工作台向上运动一一首先将十字开关手柄扳到“上”位置，然后压合SQ8, 工作台开始上升。B、工作台向下运动一一首先将十字开关手柄扳到“下”位置，然后压合SQ7, 工作 台开始下降。（6）工作台纵向（左、右）进给运动控制（SA3选择“非圆工作台”模式）。A、工作台向右运动首先将十字开关手柄扳到“右”位置，然后压合SQ5,工作 台开始向右运动。B、工作台向左运动首先将十字开关手柄扳到“左”位置，然后压合SQ6,工作 台开始向左运动。（7）工作台快速移动操作。在实际机床中，通过按下 SB6 或 SB8 按钮，改变机械传动链 中间传送装置，实现各方向的快速移动。模拟操作：按下 SB6 或者 SB8 按钮， KM5 吸合，从而 KM7 吸合，（用于模拟电磁铁 YA）（8）进给变速冲动（功能与主轴冲动相同，便于换挡时齿轮的啮合）。实际机床中变速冲 动的实现：在变速手柄操作中，通过联动机构瞬时带动冲动行程开关SQ2，使电机 产生瞬动。模拟“冲动”操作：按下SQ2，电机M2转动，操作此按钮时应迅速压与放，以模拟 瞬动压下效果。（9）圆工作台回转运动控制。将圆工作台转换开关 SA3 扳到所需位置（“圆工作台”位置）， 此时， SA3-1 触点分断， SA3-2 触点接通。在启动主电动机后， M2 电机正转，实际 中即为圆工作台转动（此时工作台全部操作手柄扳在零位，即SQ5SQ8均不压下）。