任務1應用PLC改造CA6140車床控制系統任務2設計滑臺鉆床PLC控制系統任務1應用PLC改造CA6140車床控制系統學習目標¤掌握用PLC改造繼電器控制系統的原則和方法。

任務引入機床在運行過程中，其電氣設備受到許多不利因素的影響，如機械振動、觸點燒蝕或高溫、潮濕的環境因素，加上繼電器控制系統屬于硬件接線邏輯，接點較多，致使繼電器控制系統難免出現這樣或那樣的電氣故障而影響機床的正常運行。由于PLC控制系統的接點少，加上PLC本身軟硬件的抗干擾能力較強，所以故障率很低。據統計，PLC控制系統的故障率只有繼電器控制系統故障率的5%。因此，將傳統的繼電器控制系統升級改造為PLC控制系統，不但可以繼續發揮老設備的作用，而且大大減輕了設備電氣維修的工作量。相關知識CA6140車床繼電器控制系統電氣原理圖二、改造繼電器控制系統的原則（1）如果在升級改造中不增加新的控制功能，則主電路保持不變，主電路中的電源開關、斷路器、熔斷器、熱繼電器和電動機保留。（2）控制電路中的接觸器、電磁閥等負載如果線圈額定電壓為220V及以下，可保留。如果線圈額定電壓為380V，應更換線圈電壓為220V及以下。（3）控制電路中的中間繼電器、時間繼電器、計數裝置全部去除，其功能由軟件實現。（4）啟動按鈕、停止按鈕、行程開關、熱繼電器保留，并且仍使用原來的常開或常閉觸頭。（5）酌情保留原控制系統的控制變壓器，妥善處理PLC的使用電源。S7-200AC/DC/RLY型PLC的電源電壓范圍為交流85V～265V；S7-200DC/DC/DC型PLC的電源電壓為直流24V。（6）對于原控制系統的一般聯鎖功能可以用軟件聯鎖來實現，但對于正反轉接觸器之類的重要聯鎖，除軟件聯鎖外，還必須具有接觸器觸頭的硬件聯鎖。（7）當改造完成后，將PLC控制系統的I/O分配、電氣原理圖和安裝接線圖、器件明細表、PLC程序等作為資料保存，以便于今后維修和保養。一、任務準備實訓設備任務實施序號名稱型號規格數量單位1計算機安裝STEP7-Micro/WINV4.0軟件1臺2PLCCPU222AC/DC/RLY1臺3編程電纜PC/PPI或USB/PPI1根4電源開關HZ10-10/31只5熔斷器RT系列1組6接觸器CJX1/N系列（線圈電壓110V）3個7熱繼電器JRS系列，根據電動機自定2個8按鈕LA10-3H1個9旋鈕開關LAY3-01Y/22個10信號燈ZSD-0、6V1只11照明燈JC11、24V1只12電源變壓器380V/110V、24V、6V1個13電動機根據實習設備自定小功率3臺14控制板根據實習設備自定1塊二、升級CA6140車床PLC控制系統硬件

CA6140車床PLC控制系統電氣原理圖三、CA6140車床PLC程序

1.建立符號表2.編寫CA6140車床PLC程序CA6140車床PLC程序四、接線、調試并運行

按圖4-1-2所示連接CA6140控制線路，接通電源，將如圖4-1-4所示程序下載PLC并進行程序監控。（1）主軸電動機啟動。按下主軸啟動按鈕，主軸電動機通電運轉。（2）冷卻電動機啟動。主軸電動機運轉后，接通冷卻啟動開關，冷卻泵電動機通電運轉。（3）停止。按下停止按鈕，主軸電動機和冷卻泵電動機斷電停止。（4）刀架移動。按下刀架移動按鈕，刀架移動電動機啟動；松開刀架移動按鈕，刀架移動電動機停止（5）過載保護。當發生過載故障時，3臺電動機斷電停止。學習目標任務2設計滑臺鉆床PLC控制程序¤掌握PLC控制系統的設計步驟。

¤掌握移位寄存器指令SHRB的應用方法。任務引入滑臺鉆床工作示意圖部件動作滑臺進給電磁閥夾緊電磁閥YV1YV2YV3YV4夾緊工件－－－+滑臺快進+－－+滑臺工進++－+滑臺停留－－－+滑臺快退－－++松開工件－－－－液壓系統中各電磁閥動作順序

一、PLC控制系統的設計步驟相關知識當設計PLC控制系統時，為了保證設計系統的可靠運行，需要遵循一定的步驟，具體步驟有：（1）熟悉控制對象的生產工藝。設計PLC控制系統之前，必須了解該設備需要完成什么樣的生產任務，具體生產工藝過程是什么，主要電氣部件的動作順序，各電氣部件之間的邏輯關系和聯鎖關系等。（2）了解控制系統的輸入、輸出信號。需要匯總控制系統輸入、輸出信號的數量，加上20%左右的余量，確定需要的I/O點數。并且了解這些信號的類型，例如，是模擬信號還是開關信號，是直流信號還是交流信號，是低速信號還是高速信號等，綜合考慮上述信息后，就可以確定PLC的類型了。（3）分配PLC的I/O地址。PLC類型確定后，就可以進行I/O地址分配，繪制PLC系統電氣原理圖，以便于編寫控制程序及硬件安裝。（4）PLC程序設計。PLC程序設計就是根據工藝要求和I/O分配地址，依據各個變量的邏輯關系，編寫用戶程序。在編寫中，建議對用戶程序加入符號表和網絡注釋，以方便識讀和修改程序。要兼顧硬件和軟件的關系，能用軟件實現的控制功能，就不用硬件來完成。但在安全保障方面要注意不能僅依靠軟件，例如，對電動機的正反轉接觸器，不但要有軟件聯鎖，還必須有硬件（接觸器）聯鎖。（5）調試。一般先要進行模擬調試，依據PLC輸入/輸出指示燈的顯示進行調試，發現問題及時修改，直到認為符合設計要求。此后就可以接上接觸器、電磁閥等負載進行調試，調試合格后再接上電動機空載調試，并調整電動機的轉向。各個輸出端空載調試正常后，最后接上機械負載進行試生產調試，直到完全符合設計要求為止。控制系統的功能是否滿足生產要求，只有最終經過工業現場的檢驗才能得出結論。（6）技術文件的整理。如果控制系統已能正常工作，接下來的工作就是整理技術文件，將整個控制系統的控制要求、I/O分配表、電氣原理圖和安裝接線圖、器件明細表、PLC程序等作為資料保存，以便于今后維修、保養和升級。二、移位寄存器指令一、任務準備實訓設備任務實施序號名稱型號規格數量單位1計算機安裝STEP7-Micro/WINV4.0軟件1臺2PLCCPU222AC/DC/RLY1臺3編程電纜PC/PPI或USB/PPI1根4電源開關HZ10-10/31只5熔斷器RT系列1組6接觸器CJX1/N系列（線圈電壓220V）6個7熱繼電器JRS系列，根據電動機自定2個8按鈕LA10-3H1個9組合開關HZ101個10電動機根據實習設備自定小功率2臺11控制板根據實習設備自定1塊二、設計滑臺鉆床PLC控制系統硬件滑臺鉆床PLC控制系統電氣原理圖三、設計滑臺鉆床PLC程序

四、接線、調試并模擬運行

按圖4-2-2所示連接滑臺鉆床PLC控制線路，接通電源，將如圖4-2-3所示程序下載PLC并進行程序監控。（1）滑臺返回原點位置。按下復位按鈕SB3，液壓泵電動機M1啟動；松開復位按鈕SB3，快退電磁閥YV3置位，滑臺后退。當滑臺返回原點位置觸動行程開關SQ1時，快退電磁閥YV3復位，滑臺停止。（2）生產過程。按下啟動按鈕SB2，液壓泵電動機M1和鉆孔電動機M2啟動，工件夾緊電磁閥YV4置位。當工件夾緊并延時0.5s后，快進電磁閥YV1置位。當滑臺快進觸動行程開關SQ2時，快進電磁閥YV1和工進電磁閥YV2同時置位，滑臺低速工進，開始鉆孔。當滑臺工進觸動