基于PLC的X62W铣床实验台的改进

颜玉玲

（宜宾职业技术学院，四川 宜宾，644003）

0 引言

目前各职业院校和技能培训部门在组织相关PLC控制知识学习与技能的培训。但是如果单纯的购买机床或是购买PLC控制的自动化生产线，所需的成本是相当的大，且在操作过程中如果出现误操作带来的维修费用也是相当庞大的，怎样既能熟悉相应的机床或PLC的功能和控制原理，又能降低相应的成本呢？目前职业类院校，多采用各种实验台来进行机床模拟训练、电气控制线路的分析与设计和PLC的控制设计等。本案选用在机床设备中占有很大比重的X62W万能铣床作为模拟对象，相信会有很好的前景。

1 系统的总体设计

1.1 X62W万能铣床的电气部分改进

为了手动控制和自动控制系统的实现，且做到使用的元器件最少，同时考虑到原有的电气原理图存在着某些设计不是很合理，实际接线时可能会接错，故将电气原理图稍作改进.主要改正如下：

①控制接触器的电源的改变。由AC127V改为AC220V，原因在于元器件易于购买，且方便和PLC硬件系统整合，并有利于元器件的选择和购买。

②三台电动机功率的改变。由于原本的功率是将拖动负载考虑在内，在实验台中都为轻载运行，故将主电动机的功率改为2.2kW，进给电动机功率改为0.7kW，冷却泵电动机功率降为90W。

③热继电器位置的改变。热继电器在电路中，对主电路进行独立的保护，同时将工作台进给的热过载保护和冷却泵的热过载保护独立开来。

④接线方式和标号的修正与改进。因为不同的厂家或人员有不同的标号习惯，改为通用的类型较好。

整体来说硬件部分改动不是很多，原因在于选择铣床的型号时，已考虑了电气原理图的改进。

1.2 X62W万能铣床的故障设置

本设计中根据以上原则设置了26个典型故障点，备用4个故障点即27-30。

故障分析应根据机床故障现象，结合电路的功能进行分析，若电路较复杂可将电路分解成环节电路再进行故障的检测。在实际操作中，同一故障现象可能由多种原因引起，所以在分析故障时应全面考虑，将有可能的原因都列举出来，并通过分析对比，按出现的几率进行排序，逐一排查。

1.3 控制系统设计

根据本设计的总体要求，采取西门子S7-200PLC。S7-200PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。

PLC输入信号是可采用直流输入接口电路和交流输入接口。实验室一般采用的是380V或220V的交流电源，选用直流输入，可采用一个直流稳压电源。

（1）控制原理流程

如图1所示，主要是对X62万能铣床的具体的动作进行分析说明。

（2）PLC外部接线图

本设计中设计到了4个转换开关，其中SA4控制电路中的照明灯，需要电压为36V，为了不浪费PLC的输入点，不占用PLC输入口，直接控制使用。同样的SA5为控制主轴电动机的正反转转换，主轴电动机在主电路时还有一个反接制动的线路需串电阻，若将SA5用PLC控制是可能会出现接触器的接线错误，为了防止短路也不采用PLC输入。其余两个转换开关SA1和SA3分别是两位旋钮开关和四位旋钮开关，SA1只需启动位，启动后不动SA1就保持在原位置，要断开只需将开关转到停止位即可。故只用一个输入口就行。SA3转换路需串电阻，若将SA5用PLC控制是可能会出现接触器的接线错误，为了防止短路也不采用PLC输入。其余两个转换开关SA1和SA3分别是两位旋钮开关和四位旋钮开关，SA1只需启动位，启动后不动SA1就保持在原位置，要断开只需将开关转到停止位即可。故只用

图1 X62W万能铣床的工作流程图

一个输入口就行。SA3转换开关应有四位，其SA1-1、SA1-3为非圆台工作位，只要动下对应的手柄，两者同时接通，且保持，要恢复必须使其回到停止位，为了和硬件配合，占用两个输入点。SA1-3为非圆台工作位，不会与SA1-1和SA1-3同时接通，故也单独用一个输入点，要恢复为断开时，仍是是SA1的手柄恢复到停止位。为了有利于顺序功能图的编制，增加了SA1、SQ1-SQ4的中位输入接口。

开关应有四位，其SA1-1、SA1-3为非圆台工作位，只要动下对应的手柄，两者同时接通，且保持，要恢复必须使其回到停止位，为了和硬件配合，占用两个输入点。SA1-3为非圆台工作位，不会与SA1-1和SA1-3同时接通，故也单独用一个输入点，要恢复为断开时，仍是是SA1的手柄恢复到停止位。为了真实与更准确的与硬件效果一致，且有利于顺序功能图的编制，增加了SA1、SQ1-SQ4的中位输入接口。

(3)实验台的元件布置图

在布置方面，考虑到布置原则和方便操作、观察及进行功能扩展，将整体分为两个部分，即继电器控制部分安装布置图和PLC即转换部分安装控制图。

2 结论

该设计在具体的安装过程中有一定的改动，通过实验和检测证明，该实验台的常规功能完善，在不带动负载只进行观察和常规接线情况下能安全进行。

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