C650车床控制线路用PLC改造设计（毕业设计）

题目：系 别： 学 号：班 级： 姓 名：

毕业设计

C650车床控制线路用PLC改造设计

设计任务书

一、设计题目C650车床的控制线路用PLC改造设计。 二、设计目的：

1）掌握C650车床的电气控制功能。 2）掌握PLC改造电器设备的方法选择。 3）掌握电气控制元件的选择与计算方法。

三、设计要求：结合有关教材选择合适的用PLC的设计改造电气控制

1）原有的动作顺序及功能不变 2）各种联锁关系不变 3）增有工作状态指示 四、完成任务

1）选择PLC型号，分配I/O端口、设计I/O电路、选择元件、绘制梯形图、编制语句表。

2）毕业设计说明书（10000字以上）。 （1） 设计题目 （2） 控制原理说明设计 （3） 主要器件选择依据与计算 五、主要参考文献：

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工厂电气控制技术 机械工业出版社 主编 方承远 工厂电气控制设备 机械工业出版社 主编 许廖 机床电气控制技术 机械工业出版社 主编 王炳实

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目 录

1．摘要 2.改造方案确定 3.C650车床I/O分配图 4.PLC的选型

5.C650主控制线路的设计 6.C650车床各电机的控制 7.指令表 8.调试运行 9.PLC的日常维护 10.总结 11.参考文献

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摘要：

针对现有普通车床C650车床存在的缺点提出PLC改造方案和基于控制系的统设计，提高了机床的加工精度，扩大了机床的使用范围，并提高了生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了普通车床C650车床设计。如PLC的选型、存储器和I/O扩展电路设计、其它辅助电路设计、系统管理程序、零件加工源程序的输入处理程序、插补程序、伺服控制程序、诊断以及键盘操作和显示处理程序的设计。本设计采用FX2三零PLC控制系统，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚珠丝杠转动，从而实现纵向、横向的两轴联动进给运动。

To remedy the defects of ordinary latherC650, a design of data processing system and its single chip microcomputer system program is put forward to raise the processing precision and extend the machine’s usage, and to improve production rate.This paper presents the process of designing numerical control reform，and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms. Such as the choice of the main

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controller PLC, the design of the memorizes, the I/O expand electric circuit and other assistance electric circuit. Also the design of the system management procedure, the interpolation procedure, the servocontrol procedure, the diagnose and keyboard operation and display procedure. We adopt control system which has PLC to cope with the signal，and output the step pulse through the I/O interface.After transmitting and slowing down by force 1 gear, the step pulses drive the leading screw to roll.Thus achieve the vertical movement and the crosswise movement.

主要介绍了利用PLC对C650卧式车床的改造，详细的系统改造方案，同时根据C650卧式车床的控制要求和特点，确定PLC的输入输出分配。在继电器控制线路的基础上，设计出梯形图并进行现场调试。 关键词：PLC；车床；改造

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三菱FX2N系列PLC对C650卧式的改造

前言：

普通车床是应用非常广泛的金属切削工具，目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业仍大量使用。由于继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在：①触点易被电弧烧坏而导致接触不良，②机械方式实现的触点控制反映速度慢，③继电器的控制功能被固定在线路中，功能单一、 灵活性差等缺点。因而造成了这些企业的生产率低下，效益差，反过来这些企业又没有足够的资金购买新的数控车床。因此，当务之急就是对这些普通车床进行技术改造，以提高企业的设备利用率，提高产品的质量和产量。由于可编程控制器（PLC）具有：①通用性、适应性强，②完善的故障自诊断能力且维修方便，③可靠性高及柔性强等优点，且小型PLC的价格目前亦很便宜，因此在普通车床的控制电路改造中发挥了及其重要的作用

PLC是20世纪70年代以来以微处理器为核心，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制，被广泛应用于各个领域，因为它具有几个突出的特点：可靠性高，抗干扰强；编程简单，易于掌握；功能完

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善，灵活方便；体积小，质量轻，功耗低。

1.1PLC简介：

1 、 PLC的应用领域

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类： 1）.开关量逻辑控制

取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 2）.工业过程控制

在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较

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多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 3）.运动控制

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 4）.数据处理

PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 5）.通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

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3、PLC的应用特点： 1）.可靠性高，抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。 2）.配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力

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的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

3）.易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。 4.）系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。 （2）安装与布线

● 动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。将PLC

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的IO线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线最好，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到最低限度。 ● PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线（二者之间距离应大于200mm）。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。

● PLC的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10.

● 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。 （3）I/O端的接线 输入接线

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● 输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。

● 输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开。 ● 尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。 输出连接

● 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。

● 由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板。

● 采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。

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● PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。 PLC的选型

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下面为三菱系列型号表 FX2-64MT FX2-80MT 64 80 主机32入/32出 晶体管输出 主机40入/40出 晶体管输出 主机64入/64出 晶体管输出 直流主机12入/12出 继电器输出 直流主机24入/24出 继电器输出 直流主机32入/32出 继电器输出 直流主机40入/40出 继电器输出 主机8点入/ 8 点出 继电器输出 主机12点入/12点出 继电器输出 主机16点入/16点出 继电器输出 主机24点入/24点出 继电器输出 主机32点入/32点出 继电器输出 主机40点入/40点出 继电器输出 主机64点入/64点出 继电器输出 FX2-128MT 128 FX2-24MR-D 24 FX2-48MR-D 48 FX2-64MR-D 64 FX2-80MR-D 80 FX2-16MR FX2-24MR FX2-32MR FX2-48MR FX2-64MR FX2-80MR 16 24 32 48 64 80 FX2-128MR 128

在此次课程设计中我选用的是FX2N-48MR，因为它的编程相对简单易懂，是理想的可编程控制器。而在设计中的

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I/O点数在4以下，则用的是微型PLC。其基本单元中的输入点按照X000—X007,X010—X017… 这样的八进制进行编号，而输出点按照YOOO—Y007,Y010—Y017…这样的八进制进行编号，内部继电器可多次使用，定时器将1ms,10ms,100ms等脉冲进行加法计数，计数器可进行向上向下计数。 车床是最常见的一种机床,它的主运动为主轴回转运动,刀架的移动为进给运动,车削加工一般不要求反转,但加工螺纹时,为避免乱扣,需要反转退刀,并保证工件的转速与刀具的移动速度之间具有严格的比例关系,溜板箱与主轴箱之间通过齿轮传动系统连接, C650卧式车床是其中较为常见的一种,其原控制电路为继电器控制,接触触点多.故障多.操作人员维修任务较大.针对这种情况,我们用PLC控制改造其继电器控制电路,克服了以上缺点,降低了设备故障率,提高了设备使用效率,运行效果良好.

（二）、 改造方案的确定 1、原车床的工艺加工方法不变;

2、在保留主电路的原有元件的基础上,不改变原控制系统电气操作方法;

3、电气控制系统控制元件包括(按钮.行程开关.热继电器.

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接触器)，作用与原电气线路相同；

4、主轴和进给起动.制动.低速.高速和变速冲动的操作方法不变；

5、改造原继电器控制中的硬件接线，改为PLC编程实现。 （三）、C650卧式车床主电路设计

主电动机 M1 ： KM1 、 KM2 两个接触器实现正反

转， FR1 作过载保护， R 为限流电阻，电流表 PA 用来监视主电动机的绕组电流，由于主电动机功率很大，故 PA 接入电流互感器 TA 回路。当主电动机起动时，电流表 PA 被短接，只有当正常工作时，电流表 PA 才指示绕组电流。 KM3 用于短接电阻 R 。

冷却泵电机 M2 ： KM4 接触器控制冷却泵电动机的起停， FR2 为 M2 的过载保护用热继电器。

快速电机 M3 ： KM5 接触器控制快速移动电动机 M3 的起停，由于 M3 点动短时运转，故不设置热继电器。

二、利用三菱FX2N系列PLC对C650卧式车床的改造。

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图1 C650卧式车床PLC改造I/O分配表 现场输入信号 输入 地址号 总停止按钮SB1 主轴电动机M1的点动按钮SB2 主轴电动机M1的正转按钮SB3 主轴电动机M1的反转按钮SB4 冷却泵电动机M2停止按钮SB5 冷却泵电动机M2起动按钮SB6 快移电动机M3起、停位置开关SQ X7 X6 时间继电器KT X5 X4 冷却泵电动机M2起、停KM3 快移电动机M3起、停KM4 Y4 Y10 Y3 X3 主电动机M1反转KM2 Y2 X1 X2 短接制动电阻KM 主电动机M1正转KM1 现场输出信号 输出 地址号 Y0 Y1 18

速度继电器正转常开触头SR1 速度继电器反转常开触头SR2 X10 X11 图1

2.3、 主控电路图设计

C650型卧式车床共有三台电动机,主轴电动机M1由接触器KM1、KM2、KM3控制，冷却泵电动机M2由接触器KM4控制，快速移动电动机M3由接触器KM5控制。其中主轴电动机M1可以正、反转控制，也可以点动控制，还可以双向反接制动控制。 2.4电气控制要求

根据切削加工工艺，对电气控制提出下列要求： （1）主电动机选用笼型异步电动机，采用降压起动，为调整车床位置，应能实现点动控制。

（2）主轴的正、反转由主电动机的正、反转控制实现。 （3）为实现快速停车，主电动机采用反接制动

（4）主电动机M1，冷却泵电动机M2，快移电动机M3，

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这3台电动机的起动顺序依次为：M1-M2-M3，停机顺序为：M3-M2-M1。

（5）当暂停加工时，也可单独停下快移电动机和冷却泵电动机。

（6）3台电动机都应有必要的短路和过载保护，任一台电动机过载，所有电动机均不能工作。

（7）应有急停按钮，防止起动或运行时发生意外。 （8）车床的工作状态由相应的指示灯指示。 2.4主电路

改进后的C650车床的主电路图，如图2示。共有3台电动机，主电动机，冷却泵电动机和快移电动机，KM1-KM6为接触器。KM1控制主电动机正转，KM4控制主电动机反转，KM2控制主电动机Y起动与运行，KM3控制主电动机Δ起动与运行，KM5控制冷却泵电动机，KM6控制快移电动机，KI为欠流继电器，FR1-FR3为热保护元件，SR为速度继电器。本电路图在原图的基础上增加了Y／Δ降压起动和节能运行转换。原因是主电动机的功率为20 kW，属中型电动机，应采取降压起动。另外，在车床的拖动系统中，电动机的额定功率是按照车床的最大切削量来配置的，而实际应用中，

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车床并不总是满负荷运行，因而在很大程度上存在大马拉小车的现象，本电路图采用欠流继电器控制电动机作Y／Δ节能转换，当重载时，欠流继电器不动作，接触器KM1、KM3吸合，电动机作Δ运行；当轻载时，欠流继电器动作打开，KM1、KM2吸合，电动机换接成Y运行，从而实现车床节能运行。改进后的主电路具有性能稳定、可靠，节电效果明显的优点。

下图为c650普通车床的电气控制原理图

图3- 快速移动电动机冷却泵电动机

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2.7 650车床工作原理 C650车床共有三台电动机：M1为主轴电动机，拖动主轴旋转，并通过进给机构实现进给运动

M2为冷却泵电动机，提供切削液。M3为快速移动电动机，拖动刀架的快速移动。

2．8主轴电动机M1的点动控制

工作过程如下：调整车床时，M1点动控制合上QS，按启动按钮SB2，接触器KM1得电， M1串接限流电阻R低速转动，实现点动。

松开SB2，接触器KM1得电，M1停止转动。 2.9主轴电动机M1的正反转控制 （1） 正转控制

合上刀开关QS，按启动按钮SB3，接触器KM和时间继电器KA得电，接触器KM1得电，M1短接电阻R正向启动。 （2）主轴电动机M1的反转控制

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合上刀开关QS，按启动按钮SB4，接触器KM和时间继电器KT得电，中间继电器KA得电接触器KA得电，接触器KM2得电KM2主触头闭合，电动机M1与电源反向连接M1短接电阻R反向启动。

在以上M1的正反转控制中，主电路通过电流互感器LA接电流表A，为了防止启动时启动电流对电流表的冲击，启动时利用时间继电器KT常闭触头把电流表A短接，启动结束后，KT的常闭触头断开，电流表A开始工作。 （3）M1主轴电动机的停止

按停止按钮SB1，控制线路的电源全部切断，电动机M1停转。 2．9．2反接制动控制

C650型车床采用速度继电器实现电气反接制动，速度继电器KS与电动机M1同轴连接，正转时，速度继电器正向触头KSF动作，反转时，速度继电器反向头KSR动作。 2．9.3刀架快速移动控制

转动刀架手柄压下限位开关SQ，接触器KM4通电，KM4主触头闭合，电动机M3转动，实现刀架的快速移动。 2．9．4冷却泵电动机控制

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按启动按钮SB6，接触器KM 3得电，KM3主触头闭合，电动机M2得电转动，提供切削液。按停止按钮SB5时KM3断电主触头断开，M2停止转动。

为实现上述车床的电气控制要求，选用日本三菱公司生产的F1- 40MR型PLC ,其I/O分配，如图3示。

图3

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图3中，SB1为急停按钮，SB2为正转起动按钮，SB3为点动按钮，SB4为反转起动按钮，SB5、SB6为M2、M3顺序起动，逆序停机按钮，SRF、SRR为正、反转速度继电器，FR1-FR3为M1-M3的热继电器，KI为欠流继电器，HL1-HL6为系统运行状态指示灯，H为电源指示灯，它直接与电源相接，不占输

出点。 3.梯形图的设计

3.1梯形图主要有以下特点

a.为了避免M1电动机正反转时造成相间短路，除采用程序上软继电器的触点联锁外，还在KM1和KM2的线圈支路上采用了接触器常闭触点的电路联锁；

b.为了防止合上QS后有人转动卡盘，使速度继电器的常开触点X10（或X11）闭合，造成Y1或Y2吸合，M1突然转动起来造成事故，特引入内部辅助继电器的M1、M2，在M1或M2没有接通的情况下，SR的常开触点即使闭合，电机M1也不可能运转。

3.1主轴电动机正转控制

按下主轴电动机正转启动按钮SB1,第一逻辑行中X0闭合，Y0接通并自锁，T0接通并开始计时；第3逻辑行X0闭

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合，通用继电器M1接通。第2逻辑行Y0常闭触点闭合，通用继电器M0接通；第5逻辑行M0,M1常开触点闭合Y3接通，主轴电动机正向启运转。当主轴电动机正向旋转速度达到一定值时，第6逻辑行X11常开触点闭合，为主轴电动机正向旋反向制动作好准备。T0计时5秒后动作，第9逻辑行T0常开触闭合，接通Y5，电流表A开始监测主轴电动机的电流。

3.2 主轴电动机反转控制

按下主轴电动机正转启动按钮SB2，第2逻辑行中X1闭合，Y0接通并自锁，T0接通并开始计时；第4逻辑行X1闭合，通继电器M2常开触点闭合，Y4接通,Y 4接通，主轴电动机反向起动运转。当主轴电动机反向旋转速度达到一定值时，第5逻辑行X12常开闭合， 为主轴电动机反向制动做好准备。T0计时经过5秒后动作，第9逻辑行常开触点闭合接通Y5，电流表A开始监测主轴电动机的电流。 3.3 主轴电动机点动控制

按下主轴电动机点动控制按钮SB6，第5逻辑行常开触点闭合，Y3接通，主轴电动机串电阻R起动运行。 3.4 主轴电动机正向启动运行反向制动停止控制

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当Y0、Y3、T0、Y5闭合，主轴电动机正向运转时，按下停止按钮SB4，第第一逻辑行X3常闭触点断开，Y0、T0失电，第3逻辑行X3常闭点断开，M1失电； 而第5逻辑行M1常开触点复位断开，Y3失电，主轴电动机停止正转。同时， 第6逻辑行X3常开触点闭合，Y4接通，给主轴电动机通入反转电源，使之产生一个反转力矩制动主轴电动机的正向旋转，主轴电动机的正转速度迅速下降。当正转速度下降至一定速度时，速度继电器KS1触点断开，X11常开触点复位断开，Y4断电，完成主轴电动机的正向启动运行反向制动停止过程。

3.5主轴电动机反向启动正向制动停止控制

当Y0、Y4、T0、Y5闭合，主轴电动机反向运转时，按下停止按钮SB4，第一逻辑行 X3常闭触点断开，Y0、T0失电，第4逻辑行X3常闭点断开， M2失电；第6逻辑行 M2常开触点复位断开，Y4失电，主轴电动机停止反转。同时， 第5逻辑行X3常开触点闭合，Y3接通，给主轴电动机通入正转电源，使之产生一个正转力矩制动主轴电动机的反向旋转，主轴电动机的反转速度迅速下降。当反转速度下降至一定速度时，速度继电器KS2触点断开，X12常开触点复位断开，

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Y3掉电，完成主轴电动机的反向启动运转正向制动停止过程。

3.6 冷却泵电动机控制

按下冷却泵电动机的启动按钮SB3，第7逻辑行 X2常开触点闭合，Y1接通，冷却泵电动机启动运转。 3.7 快速移动电动机控制

按下位置开关ST,第8逻辑行X6常开触点闭合，Y2接通，快速移动电动机启动运行。 3.8 其他辅助线路

监视主回路负载的电流表是通过电源互器接入的。为防止电动机起动、点动和制动电流对电流表的冲击，线路中采用一个时间继电器 。点动和制动时，电流表对电路进行监控。控制电路的电源采用了控制变压器TC低压供电，这样使之更安全了。为了方便工作还设置了工作照明灯。

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4、指令表

01 LD X0 22 LD X3

02 OR X1 23 OR Y3 03 OR M0 24 AND X12 04 ANI X3 25 ORB 05 AND X3 26 AND X7 06 OUT Y0 27 ANI Y4 07 OUT T0 28 OUT Y3

08 K50 29 LD M0 09 LD Y0 30 AND M2 10 OUT M0 31 LD X3 11 LD X0 32 OR Y4 12 OR M1 33 AND X11 13 ANI X3 35 AND X7

14 OUT M1 36 ANI Y3 15 LD X1 37 OUT Y4

16 OR M2 38 LD X2 17 ANI X3 39 OR Y1 18 OUT M2 40 ANI X5 19 LD M0 41 AND X10 20 AND M1 42 OUT Y1 21 OR X5 43 LD X6

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44 OUT Y2 45 LD T0 46 OUT Y5 47 END

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5 改造后车床的PLC调试过程 可编程控制器控制系统调试主要步骤： 如下图所示：

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5.1 主轴电动机正转控制

按下主轴电动机正转启动按钮SB1， X0闭合，Y0接通并自锁，T0接通并开始计时；通用继电器M1接通。Y0常闭触点闭合，通用继电器M0接通； M0、M1常开触点闭合，Y3接通(因X7的常开触点在PLC通电后即为闭合状态)，主轴电动机正向启动运转。

当主轴电动机正向旋转速度达到120 r/min时， X11常开触点闭合，为主轴电动机正向旋转反向制动作好准备。 T0计时经过5 s后动作， T0常开触点闭合，接通Y5，电流表A开始监测主轴电动机的电流。

5.2 主轴电动机反转控制

按下主轴电动机正转启动按钮SB2， X1闭合，Y0接通并自锁，T0接通并开始计时；通用继电器M2接通。Y0常闭触点闭合，通用继电器M0接通； M0、M2常开触点闭合，Y4接通，主轴电动机反向启动运转。

当主轴电动机反向旋转速度达到120 r/min时， X12常开触点闭合，为主轴电动机反向旋转正向制动作好准备。

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T0计时经过5 s后动作， T0常开触点闭合，接通Y5，电流表A开始监测主轴电动机的电流。

5.3 主轴电动机点动控制

按下主轴电动机点动按钮SB6， X5常开触点闭合，Y3接通，主轴电动机串联电阻R启动运行。 5.4 主轴电动机正向启动运行反向制动停止控制

当Y0、Y3、T0、Y5闭合，主轴电动机正向运转时，按下停止按钮SB4， X3常闭触点断开，Y0、T0失电，M1失电； M1常开触点复位断开，Y3失电，主轴电动机停止正转。同时， X3常开触点闭合，Y4接通，给主轴电动机通入反转电源，使之产生一个反转力矩制动主轴电动机的正向旋转，主轴电动机的正转速度迅速下降。当正转速度下降至100 r/min时，速度继电器KS1触点断开，X11常开触点复位断开，Y4掉电，完成主轴电动机的正向启动运行反向制动停止过程。

5.5 主轴电动机反向启动运行正向制动停止控制

当Y0、Y4、T0、Y5闭合，主轴电动机反向运转时，按下停止按钮SB4， X3常闭触点断开，Y0、T0失电， M2

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失电； M2常开触点复位断开，Y4失电，主轴电动机停止反转。同时， X3常开触点闭合，Y3接通，给主轴电动机通入正转电源，使之产生一个正转力矩制动主轴电动机的反向旋转，主轴电动机的反转速度迅速下降。当反转速度下降至100 r/min时，速度继电器KS2触点断开，X12常开触点复位断开，Y3掉电，完成主轴电动机的反向启动运转正向制动停止过程, 当主轴电动机过载，热继电器KR1动作时， X7的常开触点复位断开，Y0、Y3、Y4掉电，主轴电动机停止运行。 5.6 冷却泵电动机控制

按下冷却泵电动机的启动按钮SB3， X2常开触点闭合，Y1接通，冷却泵电动机启动运转。 5.7 快速移动电动机控制

按下位置开关ST,X6常开触点闭合，Y2接通，快速移动电动机启动运行。 日常维护：

PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环

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境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行，要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题： 1.）工作环境 （1）温度

PLC要求环境温度在0~55oC，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。 （2）湿度

为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。 （3）震动

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应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。 （4）空气

避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。

（5）电源

PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流[来电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。 2.控制系统中干扰及其来源

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现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头。（1）干扰源及一般分类

影响PLC控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压叠加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。 （2）PLC系统中干扰的主要来源及途径

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强电干扰

PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变化，刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。 柜内干扰

控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。 来自信号线引入的干扰

与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严

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重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。 来自接地系统混乱时的干扰

接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。 来自PLC系统内部的干扰

主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。 变频器干扰

一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。

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3.主要抗干扰措施

（1）电源的合理处理，抑制电网引入的干扰

对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。 （4）正确选择接地点，完善接地系统

良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。

PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。

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