【項目分析】

通過三相異步電動機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、運行調試的方法。并掌握編程軟件的使用方法。項目4

機床的PLC控制機床電氣及PLC控制高等教育出版社【學習目標】應知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。應會1.掌握運用常用基本指令實現控制功能，以及程序的編制、輸入、運行調試的方法。2.學會根據控制要求設計簡單的控制程序，進行I/O口分配。3.掌握三相異步電動機常用電氣控制基本環(huán)節(jié)的PLC編程。4.能夠進行機床電氣控制線路的PLC改造。項目4

機床的PLC控制機床電氣及PLC控制高等教育出版社任務4.2三相異步電動機的PLC編程項目4

機床的PLC控制機床電氣及PLC控制高等教育出版社【新課導入】1.簡略復習“任務4.1”的內容；2.簡略介紹本次課（任務4.2）的主要教學內容與2～4學時的教學安排。PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較

在項目1中介紹的常用電動機控制電路和在項目2中介紹的機床電氣控制電路均由繼電器-接觸器控制系統(tǒng)組成。任務3.1中已對繼電器控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)進行了初步比較。具體來說，PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較如下：

1.電器控制器件的比較

一般繼電器控制系統(tǒng)線路由多種電器組成，如時間繼電器、中間繼電器、熱繼電器、速度繼電器和接觸器及各種開關等，而PLC控制系統(tǒng)是以可編程序技術取代繼電器控制系統(tǒng)的電氣控制線路，大大降低和減少了控制系統(tǒng)硬件的中間環(huán)節(jié)，簡化了控制系統(tǒng)的復雜線路。【基礎知識】機床電氣及PLC控制高等教育出版社PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較2.接線出點數量上的比較

一般電氣控制繼電器觸點為4～8對，而PLC中的繼電器是以軟元件、干接點的方式，其觸點數有數十到數百數千點之多，它的接點大大優(yōu)于傳統(tǒng)的繼電器。3.電氣系統(tǒng)控制的方法比較

繼電器控制系統(tǒng)的方法是通過元件之間的硬件連線來實現的，存在控制功能單一，其控制靈活性比較欠缺，控制器件體積大，安裝更換不易且維修率高；而PLC控制主要是編程的方式通過CPU系統(tǒng)來控制的，體積小、易于改換控制程序、維修方便、故障率低、檢測方便，避免了傳統(tǒng)繼電器控制中存在的弊端。【基礎知識】機床電氣及PLC控制高等教育出版社PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較4.成本價格的比較

使用繼電器等電器設備做控制元件，造價成本較低，但是故障和損壞率高，維修和更換率高，而PLC控制系統(tǒng)是利用CPU軟件程序控制代替了原繼電器控制等多種硬件設備，雖然PLC系統(tǒng)設備本身價格較高，但PLC的使用壽命長、故障率低，大大降低了設備的更換和維修費用，同時還能夠提高機床加工工作的效率，因此PLC控制系統(tǒng)的性價比更高。

在本任務中，通過對Y-Δ降壓起動等4個三相異步電動機控制電路改用PLC進行控制，從而掌握基本指令的應用，掌握編制、輸入和調試簡單程序的基本方法。【基礎知識】機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟步驟一：實訓準備

完成本任務所需的工具、器材和設備如表4-7所列。P124表4-18完成任務4.2所需的設備、工具、器材明細表機床電氣及PLC控制高等教育出版社序號名

稱型號規(guī)格單位數量1三相交流電源

3×380/220V16A

2單相交流電源

220V、36V、6V

3三相異步電動機Y112M-44kW380V8.8A1440r/minΔ接臺14三相異步電動機JCB-22125W380V2790r/min臺15雙速三相異步電動機YD112M-4/23.3/4kW380V7.4/8.6AΔ/YY接1450/890r/min臺１6組合開關HZ10-25/325A個17交流接觸器CJ20－16線圈電壓220V個38熱繼電器JR16-20/3D選10號熱元件個19熔斷器RL1-15配10A熔體個610熔斷器RL1-15配2A熔體個411按鈕開關LA10-3H500V5A按鈕數3個112速度繼電器JY1380V2A100～3600r/min個113制動電阻

200W90Ω1.3～1.5A個214塑料軟銅線

若干15FX3U系列PLC主機FX3U-32MR/ES

臺116計算機

裝有GX–Works2PLC編程軟件臺117實驗開關板

塊118萬用表MF-47

臺119電工和PLC實訓通用工具

試電筆、榔頭、螺絲刀、電工刀、電工鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、活絡扳手等（詳見表1-1）套1

步驟二：三相異步電動機Y-Δ降壓起動的PLC控制1.三相異步電動機Y-Δ降壓起動PLC控制系統(tǒng)接線圖如圖4-29所示，I/O地址分配見表4-18。P124表4-18I/O地址分配表2.設計Y-Δ降壓起動PLC控制程序：要求當按下起動按鈕SB1時，三相異步電動機Y起動，5s后自動切換成Δ運行。按下停機按鈕SB2，電動機停止運行（參考程序見圖4-30）。機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟輸入輸出X000過載保護FRY001電源接觸器KM1X001起動按鈕SB1Y002Δ接接觸器KM2X002停機按鈕SB2Y003Y接接觸器KM3

步驟二：三相異步電動機Y-Δ降壓起動的PLC控制

P125圖4-29三相異步電動機Y-Δ降壓起動PLC控制接線圖機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟二：三相異步電動機Y-Δ降壓起動的PLC控制3.調試運行(1)按圖4-29連接電路，使用表4-18中序號3的電動機。

【注意】接線時注意在主電路中接觸器KM2接成Δ時，其主觸點一端3個接線端子接電動機的U1、V1、W1相，對應另外的三個端子接電動機的W2、U2、V2相。另外在PLC的輸出端，接觸器KM2和接觸器KM3要有電路互鎖。(2)用編程軟件輸入程序(3)運行程序，觀察運行情況：按下啟動按鈕SB1→KM1和KM3得電吸合→電動機Y接起動→5s后KM3失電，同時KM2得電→電動機Δ接運行；按下停機按鈕SB2→電動機停止運行。

在調試運行時，可啟動GX-Works2軟件的監(jiān)視功能，觀察各個輸出的狀態(tài)變化及定時器的當前值（下同）。機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟二：三相異步電動機Y-Δ降壓起動的PLC控制

P126圖4-30Y-Δ降壓起動PLC控制程序機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟三：三相異步電動機反接制動的PLC控制1.三相異步電動機反接制動PLC控制系統(tǒng)接線圖如圖4-31所示，I/O地址分配見表4-19。P125表4-19I/O地址分配表2.設計三相異步電動機反接制動PLC控制程序：要求當按下起動按鈕SB1時，電動機正轉起動；按下停機按鈕SB2，電動機反接制動，開始減速，直至停止運行（參考程序見圖4-32）。機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟輸入輸出X000過載保護FRY001正序接觸器KM1X001速度繼電器KV動合觸點Y002負序接觸器KM2X002起動按鈕SB1

X003停機按鈕SB2

步驟三：三相異步電動機反接制動的PLC控制

P126圖4-31三相異步電動機反接制動PLC控制系統(tǒng)接線圖機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟步驟三：三相異步電動機反接制動的PLC控制3.調試運行(1)按圖4-31連接電路（使用表4-7中序號4的電動機，FU1選2A熔體）。(2)用編程軟件輸入程序(3)運行程序，觀察運行情況：按下啟動按鈕SB2→KM1得電吸合→電動機起動，同時速度繼電器KV動合觸點閉合；按下停機按鈕SB1→KM1失電→電動機反接制動，直到速度繼電器KV動合觸點斷開→電動機停機。

【注意】①速度繼電器KV的調節(jié)和觸點的連接（可見圖1-24）；②制動不宜過于頻繁。機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟三：三相異步電動機反接制動的PLC控制

P127圖4-32三相異步電動機反接制動PLC控制程序機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟四：雙速三相異步電動機變極調速的PLC控制1.雙速三相異步電動機變極調速PLC控制系統(tǒng)接線圖如圖4-33所示，I/O地址分配見表4-21。P128表4-21I/O地址分配表2.設計雙速三相異步電動機變級調速的PLC控制程序：要求按下低速起動按鈕SB1電動機低速運行；按下高速起動按鈕SB2電動機高速運行；按下停機按鈕SB3，電動機停止運行（參考程序見圖4-34）。機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟輸入輸出X000過載保護FRY001低速接觸器KM1X001低速按鈕SB1Y002高速接觸器KM2X002高速按鈕SB2Y003高速接觸器KM3X003停機按鈕SB3

步驟四：雙速三相異步電動機變極調速的PLC控制

P128圖4-33雙速三相異步電動機變級調速PLC控制接線圖機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟步驟四：雙速三相異步電動機變極調速的PLC控制3.調試運行(1)按圖4-33連接電路（使用表4-7中序號5的電動機，并注意接線端編號）。(2)用編程軟件輸入程序(3)運行程序，觀察運行情況：按下低速起動按鈕SB1→KM1得電→電動機低速運行；按下高速起動按鈕SB2→KM1線圈失電，同時接觸器KM2、KM3得電→電動機高速運行；按下停機按鈕SB3→接觸器KM2、KM3失電，電動機停止運行。機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟四：雙速三相異步電動機變極調速的PLC控制

P128圖4-34雙速三相異步電動機變級調速PLC控制程序機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟五：三相異步電動機順序運行的PLC控制1.兩臺三相異步電動機順序運行的PLC控制系統(tǒng)接線圖如圖4-35所示，I/O地址分配見表4-22。P129表4-22I/O地址分配表2.設計兩臺三相異步電動機順序起、停的PLC控制程序：要求按下起動按鈕SB1，電動機M1起動，5s后電動機M2才起動；按下停機按鈕SB2，電動機M2停止運行，5s后電動機M1停止運行（參考程序見圖4-36）。機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟輸入輸出X000M1過載保護FR1Y001M1接觸器KM1X001M2過載保護FR2Y002M2接觸器KM2X002起動按鈕SB1

X003停機按鈕SB2

步驟五：三相異步電動機順序運行的PLC控制

P129圖4-35兩臺三相異步電動機順序運行PLC控制接線圖機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟五：三相異步電動機順序運行的PLC控制3.調試運行(1)按圖4-35連接電路，使用表4-7中序號3、4的電動機。(2)用編程軟件輸入程序(3)運行程序，觀察運行情況：按下啟動按鈕SB1→KM1得電→電動