機(jī)床電氣及PLC控制（第三版） 課件 課題11 機(jī)床的PLC控制

【項(xiàng)目分析】

通過三相異步電動(dòng)機(jī)常用電氣控制基本環(huán)節(jié)的PLC編程及Z3040型搖臂鉆床電氣控制電路的PLC改造，掌握常用基本指令的功能、編程及程序輸入、運(yùn)行調(diào)試的方法。并掌握編程軟件的使用方法。項(xiàng)目4

機(jī)床的PLC控制機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【學(xué)習(xí)目標(biāo)】應(yīng)知1.掌握常用基本指令的功能。2.熟悉GX-Works2編程軟件的功能及使用方法。應(yīng)會1.掌握運(yùn)用常用基本指令實(shí)現(xiàn)控制功能，以及程序的編制、輸入、運(yùn)行調(diào)試的方法。2.學(xué)會根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)簡單的控制程序，進(jìn)行I/O口分配。3.掌握三相異步電動(dòng)機(jī)常用電氣控制基本環(huán)節(jié)的PLC編程。4.能夠進(jìn)行機(jī)床電氣控制線路的PLC改造。項(xiàng)目4

機(jī)床的PLC控制機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社任務(wù)4.3Z3040型搖臂鉆床的PLC編程項(xiàng)目4

機(jī)床的PLC控制機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【新課導(dǎo)入】1.簡略復(fù)習(xí)“任務(wù)4.2”的內(nèi)容；2.簡略介紹本次課（任務(wù)4.3）的主要教學(xué)內(nèi)容與2～4學(xué)時(shí)的教學(xué)安排。PLC對搖臂鉆床的電氣控制Z3040型搖臂鉆床的控制電路已在任務(wù)2.3中介紹過，圖2-9電路的特點(diǎn)是對M2（搖臂升降電動(dòng)機(jī)）、M3（液壓泵電動(dòng)機(jī)）的控制，實(shí)現(xiàn)搖臂松開→升降→夾緊的自動(dòng)控制，在這一過程中電氣與機(jī)械、液壓系統(tǒng)的相互配合，以及時(shí)間繼電器KT的控制作用。在本任務(wù)中嘗試用PLC取代繼電器-接觸器控制電路對Z3040搖臂鉆床實(shí)現(xiàn)控制，讓學(xué)習(xí)者對兩種控制方式進(jìn)行更深入的比較。要求與步驟如下：1.充分了解機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方式及控制原理，根據(jù)要求確定控制方案。2.根據(jù)控制要求確定系統(tǒng)輸出和輸出設(shè)備，從而確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)；并預(yù)留適當(dāng)?shù)腎/O點(diǎn)以備需要添加功能時(shí)使用。3.PLC選型：根據(jù)所需的PLC的機(jī)型、容量、I/O點(diǎn)數(shù)的情況選定PLC?！净A(chǔ)知識】機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟步驟一：實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備

完成本任務(wù)所需的工具、器材和設(shè)備如表4-24所列。P131表4-24完成任務(wù)4.3所需的設(shè)備、工具、器材明細(xì)表機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社序號名

稱型號/規(guī)格單位數(shù)量1三相交流電源3×380/220V16A

2單相交流電源220V、36V、6V

3Z3040型搖臂鉆床(或?qū)嵱?xùn)裝置)

臺14FX3U系列PLC主機(jī)FX3U-32MR/ES型臺15計(jì)算機(jī)裝有GX–Works2PLC編程軟件臺16塑料軟銅線

若干7萬用表MF-47型臺18電工和PLC實(shí)訓(xùn)通用工具試電筆、榔頭、螺絲刀、電工刀、電工鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、活絡(luò)扳手等（詳見表1-1）套1步驟二：Z3040搖臂鉆床PLC改造的I/O地址分配

根據(jù)控制要求確定I/O端口，其地址分配表見表4-25。P132表4-25I/O地址分配表機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟輸入輸出X001主軸停止按鈕SB1Y000電磁閥YVX002主軸起動(dòng)按鈕SB2Y001控制主軸電動(dòng)機(jī)M1接觸器KM1X003搖臂上升按鈕SB3Y002控制M2正轉(zhuǎn)（搖臂上升）接觸器KM2X004搖臂下降按鈕SB4Y003控制M2反轉(zhuǎn)（搖臂下降）接觸器KM3X005主軸箱松開按鈕SB5Y004控制M3正轉(zhuǎn)（主軸箱和立柱松開）接觸器KM4X006主軸箱夾緊按鈕SB6Y005控制M3反轉(zhuǎn)（主軸箱和立柱夾緊）接觸器KM5X007搖臂上升限位開關(guān)SQ1-1Y006主軸箱松開指示燈HL1X010搖臂下降限位開關(guān)SQ1-2Y007主軸箱夾緊指示燈HL2X011搖臂松開限位開關(guān)SQ2Y010主軸運(yùn)行指示燈HL3X012搖臂夾緊限位開關(guān)SQ3

X013主軸箱夾緊限位開關(guān)SQ4

步驟三：Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)接線圖

P133圖4-37Z3040搖臂鉆床PLC控制接線圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟三：Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)接線圖Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)接線圖如圖4-37所示，圖中停止按鈕SB1用動(dòng)斷觸點(diǎn)接入PLC，系統(tǒng)共有11點(diǎn)輸入，9點(diǎn)輸出，可選擇FX3U-32MR型PLC。

步驟四：Z3040搖臂鉆床電氣控制電路PLC改造的程序設(shè)計(jì)Z3040搖臂鉆床的程序設(shè)計(jì)主要分三部分：一是搖臂上升與下降，二是主軸和立柱的松開與夾緊，三是液壓電磁閥的通斷。在原接觸器-繼電器控制電路中使用了斷電延時(shí)時(shí)間繼電器KT，其作用是在搖臂升降到位、M2停機(jī)后，延時(shí)1～3s再起動(dòng)M3將搖臂夾緊。在PLC程序設(shè)計(jì)中，這一延時(shí)功能由定時(shí)器實(shí)現(xiàn)。參考程序如圖4-38所示。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟四：Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)

P134圖4-38Z3040搖臂鉆床PLC控制程序機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟五：調(diào)試運(yùn)行

按圖4-37電路連接，輸入并運(yùn)行控制程序，觀察運(yùn)行結(jié)果。

步驟六：總結(jié)與比較

教師與學(xué)生一起對鉆床的繼電器控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析和比較。P131機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟【閱讀材料】PLC的編程方法及其特點(diǎn)（P133～137）

在項(xiàng)目3中曾介紹過，PLC梯形圖是由繼電器-接觸器系統(tǒng)控制原理圖轉(zhuǎn)變而來的，而且在編制一些較簡單的程序時(shí)，也往往直接由繼電器-接觸器系統(tǒng)的原理圖轉(zhuǎn)換成PLC的梯形圖。但應(yīng)注意兩者在表達(dá)方式特別是本質(zhì)內(nèi)涵上的區(qū)別，同時(shí)注意PLC梯形圖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和構(gòu)成原則。

【例4-1】

通過梯形圖的結(jié)構(gòu)變換來簡化程序

在項(xiàng)目3中曾指出，PLC梯形圖構(gòu)成的一個(gè)基本原則是：“對輸入：左重右輕、上重下輕；對輸出：上輕下重”，通過圖4-39的兩個(gè)例子可以很明顯地看到簡化程序的效果。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】PLC的編程方法及其特點(diǎn)（P133～137）

【例4-1】

P136圖4-39例4-1附圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】PLC的編程方法及其特點(diǎn)（P133～137）

【例4-2】避免出現(xiàn)“層級”控制舉例

如圖4-40所示，經(jīng)轉(zhuǎn)換后使梯形圖的邏輯關(guān)系更加清晰，且便于輸入和檢查程序。但程序轉(zhuǎn)換后，有可能會增加所使用的邏輯變量。P136圖4-40將層級控制轉(zhuǎn)換為多支路控制機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】PLC的編程方法及其特點(diǎn)（P133～137）

【例4-3】避免出現(xiàn)“混聯(lián)”舉例

如圖4-41中左邊的梯形圖，出現(xiàn)的所謂“混聯(lián)”電路無法編程，可改成右圖所示的形式。轉(zhuǎn)換的原則是：以各自的輸出為目標(biāo)，找出形成輸出的各自通道（邏輯關(guān)系），逐一處理。kP136圖4-41出現(xiàn)“混聯(lián)”的處理方法機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】PLC應(yīng)用程序介紹（P133～137）PLC一些常見的應(yīng)用程序，往往是構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜控制程序的各個(gè)基本單元。這就如同繼電器－接觸器控制電路的一些基本控制環(huán)節(jié)，或是電子線路的一些基本的單元電路，是構(gòu)成復(fù)雜電路的基本結(jié)構(gòu)。因此熟悉這些常見的應(yīng)用程序，對盡快掌握編程方法、提高編程水平是有幫助的。在“任務(wù)4.1”中已經(jīng)介紹了幾個(gè)基本指令的應(yīng)用實(shí)例，下面再介紹幾個(gè)常用的程序：

【例4-4】

時(shí)間控制舉例

圖4-42給出了兩個(gè)時(shí)間控制的例子，圖(a)為兩個(gè)定時(shí)器串聯(lián)使用，圖(b)為采用定時(shí)器和計(jì)數(shù)器各一個(gè)組成較長時(shí)間的延時(shí)控制程序。定時(shí)器指令的使用有許多方法，讀者可通過這幾個(gè)例子，舉一反三地靈活應(yīng)用。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】PLC應(yīng)用程序介紹（P133～137）

【例4-4】

P137圖4-42例4-4附圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】PLC應(yīng)用程序介紹（P133～137）

【例4-5】

順序延時(shí)接通控制舉例

圖4-43為順序延時(shí)接通控制程序，該程序的功能是：從X000接通開始，Y001、Y002、Y003分別按各自設(shè)定的時(shí)間(t1=10s、t2=20s、t3=30s)延時(shí)接通。程序原理和工作過程讀者可自行分析。P137圖4-43例4-5附圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【項(xiàng)目小結(jié)】1.PLC是通過編程實(shí)現(xiàn)硬接線控制邏輯和其他功能的，因此，熟練掌握PLC的指令系統(tǒng)是充分發(fā)揮其功能的關(guān)鍵。從本項(xiàng)目開始分類介紹FX3U的指令系統(tǒng)。FX3U系列PLC的指令系統(tǒng)包括有29條基本指令、2條步進(jìn)指令和209條功能指令。在本項(xiàng)目中介紹的基本指令包括基本邏輯運(yùn)算指令、脈沖操作指令、微分輸出指令、堆棧指令、主控指令、置位與復(fù)位指令等。2.在本項(xiàng)目中，通過對Y-Δ降壓起動(dòng)等4個(gè)三相異步電動(dòng)機(jī)控制電路及Z3040搖臂鉆床電氣控制電路改用PLC控制，掌握應(yīng)用PLC代替繼電器系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法，從而掌握基本指令的應(yīng)用，并熟悉一些常用控制程序，掌握編制、輸入和調(diào)試簡單程序的方法。電梯維修保養(yǎng)實(shí)訓(xùn)與備賽指導(dǎo)高等教育出版社【學(xué)習(xí)記錄與分析】

完成實(shí)訓(xùn)的相關(guān)記錄。1.完成“任務(wù)4.3”的互動(dòng)練習(xí)。