1 概述
隨著機械化程度越來越高plc應用技術發展很快。plc是一種數字運算操作的電子系統，專為工業環境下應用而設計。它採用可程式設計序的儲存器，用來在其內部儲存執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術等操作指令，並通過數字、模擬式的輸入和輸出控制各種機械或生產過程。
plc的主要有點有：通用性好、可靠性好、環境適用性好、抗干擾性能強、功能強、結構簡單、使用方便、體積小、重量輕、功耗低。由於plc具有上述一系列有點，因此在工業控制方面plc已廣泛應用於化工、輕工、機械、電子、建築、交通、運輸等各行業。
用plc控制系統代替體積大、投資大、功耗大的繼電器—接觸器系統是今後發展的趨勢。按照plc的控制型別不同，plc應用於以下幾個方面：
（1）邏輯控制。這是plc最基本的控制，可用以取代繼電氣控制和二極體矩陣式順序控制，如銑床、電梯起重機等的電氣控制。
（2）模擬量控制。plc具有d/a、a/d轉換及算術運算等功能，可實現模擬量控制，有的plc還具有pid運算的功能，可以用於閉環的位置控制、速度控制、和過程控制。
（3）數字控制，plc能和機械加工中的數字控制及計算數控組成一體，實現數值控制。
（4）機械人控制，對於機械人，很多任務廠也選用plc來控制，自動的處理它的各種機械動作。
（5）多級控制系統。高工能的pc既有較強的通訊聯網功能，pc與pc，pc與遠端i/o、pc與上位計算機之間可以通訊，從而可以形成多級控制系統，通常採用多台pc分散控制，由上位計算機集中管理，這樣的系統又稱為分布式控制系統。工具機的電氣控制是plc應用的重要領域之一，plc是實現機電一體化的重要手段，它既能改造傳統的機械產品使之成為機電一體化新一代產品，又試用於生產控制。
根據以往plc應用於老企業舊裝置的技術改造上取得可喜的經濟效益。將以x62w萬能公升降台銑床為列，對其應用於plc完成電氣控制系統的自動化改造。目的在對原有的工具機實現功能擴充套件，改進其基於plc的設計理念，使其滲透到其他工具機的電控系統的自動化改造，不斷推出plc控制的新產品，推動我國自動化發展。
x62w萬能公升降台銑床是一種高效率的加工機械，在機械加工和機械修理中得到廣泛的應用。萬能銑床的操作是通過手柄同時操作電氣和機械，以達到機電緊密配合，完成預定的操作，是機械和電氣聯合動作的典型控制，是一種自動化程度較高的組合工具機。但是在電氣控制系統中，故障的查詢和排除是非常困難的，特別在繼電器接觸式控制系統中，由於電氣控制線路觸點多、線路複雜、故障率高、檢修周期長，給生產與維護帶來諸多不便，嚴重的影響生產。
由於存在以上問提和為了提高企業裝置利用率沒提高產品的質量和自動化程度，應用plc技術對其進行改造。由於plc是把自動化技術、計算機技術、通訊技術融為一體的，因此plc具有多種控制功能及優點。根據實際改造過程中具體情況主要應用於plc以下三個方面的優點：
（1）控制系統中的構成簡單、靈活。在由plc構成的控制系統中，只需要在plc的端子上接入相應的輸入和輸出訊號線即可，當控制要求改變，需變更控制系統的功能時，可以通過程式設計器**或離線修改程式來實現。
（2）抗干擾能力強，可靠性能高。傳統的繼電器控制使用了大量的機械觸頭，線路複雜，觸頭在開閉時易受電弧的損害，壽命短。而plc採用微電子技術，其無故障時間一般都在2萬小時以上，大量的開關動作由觸電的電子電路完成，大部分繼電器和繁雜的線路被軟體程式所取代。
同時plc在製造工藝上加強了抗干擾從而避免了輸入、輸出部分竄入的感染訊號而引起的誤動作。plc還採取了遮蔽、濾波等措施，有效的防止了空間電磁干擾，對高頻干擾訊號起到良好的抑制作用。因此，plc可靠性大大提高。
（3） plc的程式設計方法簡單，使用方便。plc採用面向控制過程，面向問題的「自然語言」程式設計與使用組合語言程式設計相對比容易掌握。例如目前大多數plc均採用的梯形圖語言程式設計方法，既繼承了傳統的控制線路的清晰直觀感，又考慮到大多數電氣技術人員的讀圖習慣及應用計算機水平，很容易被電氣人員所接受，易於程式設計，程式改變時也容易修改，靈活方便。
這種面向控制過程，面向問題的程式設計方法，與目前計算機控制常用的組合語言相比，雖然plc內部增加了解釋程式，增加了程式執行時間，但對大多數的機電控制裝置來說是微不足道。而且還可採用plc的順序功能圖，語句表的程式設計方法。這些程式設計方法都具有易於修改、直觀、靈活方便等特點。
而plc的輸入輸出介面已做好，可以直接與控制現場的使用者裝置直接連線。輸入介面可以與各種開關和感測器連線，輸出介面具有較強的驅動能力，可以直接與繼電器、接觸器、電磁閥等連線，使用很方便。
此外，plc還具有自動診斷、監測功能、體積小維護方便、耗能低、機構緊湊、緊固耐用等優點。因此，plc是實現機電一體化的理想控制裝置。當然，plc也非十全十美，其缺點是：
（1）工作速度較計算機速度慢，輸出對輸入的響應有滯後現象。
（2）使用中，高檔的plc，要求使用者具有相當的計算機知識。
（3） **比繼電器控制要高，比一般的單機版系統。
對x62w萬能公升降台銑床電氣控制系統的改造可以從以下幾個方面入手：（1）根據對主電路和控制電路的分析簡述銑床的工作原理及電氣控制要求．包括器件選型。
（2）用plc改造該銑床電控系統的硬體設計部分，包括plc選型，具體i/o位址分配，plc控制系統的外部接線圖。
（3）用plc改造該銑床電控系統的軟體設計部分。主要實現對原有功能的擴充套件。既滿足不同生產狀態下，不同生產要求系控制。
（4）結束部分。通過用具執行除錯程式得出設計結論。
2 x62w王能公升降台銑床的工作原理、電氣控制要求
2.1 工作原理
x62w萬能公升降台銑床的外部結構如圖1所示，它主要有1床身、2主軸、3刀竿、4懸樑、5支架、6工作台、7迴轉盤、8橫溜板、9公升降台、10底座等幾個部分組成。在床身的前面有垂直導軌，公升降台可沿著它上下運動。在公升降台上面的水平導軌上，裝有可在平行主軸軸線方向移動（前後移動）的溜板。
溜板上面有可轉動的迴轉盤，工作台就在溜板上部迴轉盤上的導軌上作垂直於主軸軸線方向移動（左右移動）。工作台上有t形槽用來固定工件。這樣，安裝在工作台上的工件就可以在三個座標上的六個方向調整位置或進給。
銑床的主軸旋轉運動稱為主運動，他有順銑和逆銑兩種方式，所以要求主軸有兩個旋轉方向。為了加工前對刀和提高生產效率，要求主軸停止迅速，所以電氣線路要有制動措施。銑床的進給運動有六種：
即工作台前後（橫向）運動，左右（縱向）運動和上下（垂直）運動。六個方向上都能快速移動。
圖12.2 電氣線路概述
該銑床由三颱非同步電動機拖動，m1為主電動機（功率為7.5kw、1450r/min），通過組合開關sa5 改變電源相序實現主軸正、反兩個旋轉方向。為了準確停車，主軸電動機採用電磁離合器制動。
m2為進給電動機，他通過操縱手柄和機械離合器相配合實現前、後、左、右、上、下，六個方向上的進給運動和進給方向的快速移動。進給的快速移動是通過牽引電磁鐵和機械掛檔來完成。為了擴大其加工能力在工作台上可加圓形工作台，圓形工作台的迴轉運動是由進給電動機經傳動機構驅動的。
m3為冷卻幫浦電動機，三颱電動機都有可靠的短路保護和過載保護。
根據加工工藝要求，該電動機具有如下電氣連鎖措施：
(1) 為了防止刀具和工具機的損壞，要求只有主軸旋轉後才允有進給運動和進給方向的快速移動
(2) 為了降低表面加工粗糙度，只有進給停止後主軸才能停止或同時停止，該工具機在電氣上採用了主軸和進給同時停止的方式。但是由於主運動的慣性很大，實際上保證了進給運動先停止、主軸運動後停止的要求。
(3) 六個方向的進給運動同時只有一種運動產生，該工具機採用了機械操縱手柄和行程開關相配合的辦法實現六個方向進給運動的互鎖。
(4) 主軸運動和進給運動採用變速孔盤來進行速度選擇，為了保證變速齒輪進入良好嚙合狀態，兩種運動都要求變速後做瞬時點動
(5) 當主電動機或冷卻幫浦電動機過載時，進給運動必須停止，以免損壞刀具和工具機.
2.3 主電路分析
x62w萬能公升降台銑床共有三颱籠型三相非同步電動機，均為直接啟動。m1為主電動機，功率為7.5kw，m2為進給電動機，功率為1.
5kw拖動工作台移動，m3為冷卻幫浦，功率為0.75kw；三相交流電源隔離開官q引入，主電動機的保護是熔斷器fu1，其過載保護是熱繼電器kr1。km1為主電動機m1啟動接觸器。
進給電動機m2的短路保護是熔斷器fu2，其過載保護是kr2。km2、km3是電動機m2正、反轉接觸器。m3的過載保護是kr3，kr5是電動機m3的啟動接觸器。
主電路如圖2所示。
圖22.3.1主電動機的控制線路
控制電路的電源由控制變壓器輸出110v供電。控制線路如圖3所示。
(1)主電動機的啟動主電動機啟動前應首先選擇好主軸的轉速沒然後將組合開關q1搬到接通位置，主軸換向的轉換開關sa5搬到所需的轉向。這時按下啟動按鈕sb1 或按下啟動按鈕sb2，接觸器km1得電吸合，km1的主觸點閉合接通電動機的定子繞組，主電動機啟動。km1的輔助動合觸點的線圈閉合將自鎖，輔助動合觸電閉合工**的進給線路提供了電源。
圖3（2）主電動機的制動為了主軸能準確的停車又能減少電能的損耗，主軸制動採用了電磁離合器的制動方式。電磁離合器的直流由整流變壓器tr的二次側經橋式整流獲得。當主軸制動停車時，按下sb3或sb4，這時接觸器km1釋放，m1定位繞組脫離電源，離合器yc1線圈通電，主軸制動停車。
（3）主軸變速是瞬時點動變速時，首先將變速手柄拉出，然後轉動蘑菇型變速手輪，當選好合適的轉速後，將變速手柄復位，在手柄復位過程中，壓動行程開關st7，接觸km1線圈瞬時接通，主電動機做瞬時點動，以達到齒輪的良好嚙合。當電動機的轉速公升的很高，在齒輪沒有嚙合好時可能是齒輪打牙。當瞬時點動一次沒有實現良好嚙合是齒輪打牙，可以重複進行瞬時點動動作。
（4）主軸換刀在主軸上刀或換刀時，主軸的意外轉動都將造**身事故。因此在上刀或換刀時，應使主軸處於制動狀態，控制線路中採用了停止按鈕動合觸點兩端併聯乙個轉換開關sa2-2觸點，在換刀時使它處於接通狀態。當上刀或換刀結束後，將sa2搬到斷開位置，這時sa2-2觸點斷開，sa2-1觸點閉合，為主軸啟動做準備。
2.3.2進給電動機的控制
進給運動在主軸啟動方可進行工作台的左、右、上、下、前、後、運動是通過操作手柄和機械聯動機構控制相應的行程開關是進給電動機正傳或反轉來實現的。行程開關st1和st2控制工作台的向右向左運動，st3和st4控制工作台的向前、向下、和向後、向上運動。
PLC在X62W萬能銑床改造中的應用
作者 方菊孟軍紅 科技創新與應用 2013年第13期 摘要 文章採用高可靠性 具有豐富的i o介面模組 程式設計簡單易學 安裝簡單，維修方便西門子s7 200型plc完成了x62w萬能銑床的電氣控制改造，彌補了x62w萬能銑床傳統的繼電 接觸器控制系統存在電路複雜 可靠性差 故障診斷與排除困難等缺點...
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摘要 文章採用高可靠性 具有豐富的i o介面模組 程式設計簡單易學 安裝簡單，維修方便西門子s7 200型plc完成了x62w萬能銑床的電氣控制改造，彌補了x62w萬能銑床傳統的繼電 接觸器控制系統存在電路複雜 可靠性差 故障診斷與排除困難等缺點。關鍵詞 可程式設計控制器 x62w萬能銑床 繼電器控...
PLC在X62W萬能銑床改造中的應用
發布時間 2009 10 29 14 37 21 檢視 501次字型 大中小 摘要 本文闡述了x62w萬能銑床電氣控制線路的工作原理，詳細說明了用plc進行電氣控制系統改造的具體方法，從而可以提高整個電氣控制系統的工作效能。關鍵詞 萬能銑床 電氣控制系統 plc 梯形圖 概述x62w萬能銑床是一種通...