机床电气 (4)

• (4)电源PLC的电源应与系统的动力设备电 源分开配线。 • 对于来自电源线的干扰，PLC本身具有 足够的抑制能力。如果电源干扰特别严重， 可加接一个带屏蔽层的隔离变压器以减少 设备PLC安全可靠 运行的重要条件。接地时，基本单元与扩 展单元的接地点应接在一起。 • 为了抑制附加在电源及输人端、输出端 的干扰，应给PLC接以专用地线，并且接地 点要与其他设备分开。若达不到这种要求， 也可采用公共接地方式。 • 接地线的截面积应大于2mm2，接地电 阻应小于100G，且接地点应尽可能靠近 PLC。
• 1) PLC的输出技术特性应查阅产品输出技 术特性表。 • 在输出端与负载之间连线，如果接入负 载超过了规定的最大限值时，必须外接继 电器或接触器，PLC才能正常工作。
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如果负载低于规定的最小限值时，应并 联电阻电容吸收电路。 • 同时，输出电流的额定值与负载性质有 关。例如，F1系列PLC的继电器输出模块 可以驱动2A的电阻性负载，但只能驱动 35VA／30万次开通的感性负载和100W的 白炽灯。 • 额定负载电流还与温度有关，温度升高 时额定负载电流将相应减小。
机床电气控制
主讲人：陈宏圣 泰山学院 应用科学技术系
参考书目：
• • • • • 1. 2. 3. 4. 5. 现代电气控制技术 郑 萍 主编 重庆大学出版社 电器控制 李 仁 主编 机械工业出版社 可编程序控制器应用技术 廖常初等编 重庆大学出版社 可编程序控制器应用指南 易传禄等编 上海科普出版社 可编程序控制器原理及程序设计 崔亚军 等编 电子工业出版社
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1)根据工艺流程，以一个完整的动作为 一步。 • 2)选择步指令。步指令用于将完成一工 步的那部分程序子程序化。步指令借助步 逻辑条件(即移位寄存器相应位的状态)，使 程序按步执行，正确实现工艺流程。 • 3)用移位寄存器指令(SFT)作步进节拍发 生器。要正确使用逻辑条件，保证正确的 时序效果。
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6)PLC会接触到水、油或化学试剂的场合。 7)直接在阳光下的场合。 如果PLC使用环境有上述问题应采取措 施，例如采用机罩方式。
• (2)可编程控制器元件安装注意事项 • 1)为达到最大程度的对流冷却，所有PLC 元件都应安装于垂直(竖直)位置。 • 2)为了避免其他外围设备的电干扰，PLC 应远离高压电源和高压设备，PLC不能与高 • 压电器安装在同一个控制柜内。
• 实例二：长延时电路(定时、计数指令的应 用)
• 实例三：组合机床动力头的控制(移位指令 的应用)
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4)输出逻辑设计。输出逻辑设计分为两步 以上复用输出(即两步以上对同一输出点进 行操作)和不复用输出两种。 • 5)分支逻辑设计。它反映不同的加工零 件需要采用不同的工艺，要求正确选用不 同的逻辑条件。
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步进程序的特点是：程序按步执行，只 在一步之内存在相关信号的连锁关系。步 进编程方法可将逻辑设计分步进行，简化 了逻辑的连锁关系，减少错误。另外，当 需要改变工艺时，只需改动相应的程序段 即可，对整个程序不会产生影响。
• (6) 输入端接线 F1系列PLC有直流24V 接 线端，该接线端可为外部输入传感器(如接 近开关或光电开关)提供电流。 • 当外部传感器使用PLC内部电源时，应 注意不要超过其容量。 • 在输入端接线时，接线长度一般不应超 过30m。
• (7)输出接线 • PLC的输出有继电器输出、晶闸管输出 和晶体管输出三种形式，选择哪一种形式 的输出应根据负载要求来决定。
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安装刀开关时，手柄要向上，不得倒装 或平装。 如果倒装，拉闸后手柄可能因自重下落 引起误合闸而造成人身和设备安全事故。 接线时，应将电源线接在上端，负载线 接在下端，这样较为安全。 刀开关分单极、双极和三极。 刀开关主要根据电源种类、电压等级、 电动机容量、所需极数及使用场合来选用。
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3) PLC可根据要求用DIN导轨安装，也可 直接安装在符合要求的坚固支持物上。 • 4) PLC主机应安装在一个使用、维护方 便的工作面上(如与坐势或站立时的眼睛处 于同一水平面)，I／O机架常安装在PLC主 机之下或与其相邻的位置。
• (3) PLC的I／O联接PLC的每个I／O端子都 设计成标准形式，端子配有M3．5的螺钉和 自增压片，建议导线(最大尺寸7mm)采用C 型压接端子，在每根导线两端应使用导线 号标示管(号码管)，如果导线使用屏蔽电缆， 最好在机架底盘处只将一端接地。
• 三、软件设计 • (一)软件设计的主要内容 • PLC软件设计的内容主要包括存储空间 的分配、专用寄存器的确定、系统初始化 程序的设计、各功能块子程序的编制、主 程序的编制及调试、故障应急措施及其他 辅助程序的设计等，如有通信网络，还需 通信网络有关程序的设计。
• (二)程序图设计的步骤 • 1)对于较复杂的控制系统，需要先绘制 系统控制流程图，用以清楚地表明各动作 问的顺序关系和各动作发生的条件。对简 单的控制系统，也可以省去这一步。 • 2)设计梯形图，编制程序清单。根据流 程图，将整个控制系统分成若干个基本功 能块，然后逐个设计基本功能块的梯形图， 最后，把各个梯形图按顺序组合起来。再 根据梯形图编制程序清单(语句表)。
第一章 继电器—接触器控制系统
• 本章主要介绍： • 常见的开关电器、接触器、继电器、低压 断路器、熔断器等设备的基本结构、功能 及工作原理。 • 常用低压电器及电气控制线路的基本环节， 典型机床电气控制线路的分析与设计。
第一节 机床常用电器及选择
一、开关电器 1．刀开关
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刀开关(俗称闸刀开关)结构简单，由操 作手柄、刀片、触头座和底板等组成。在 机床上刀开关主要用来接通和断开长期工 作设备的电源。
学习要求：
熟练掌握开关电器、接触器、热继电器、熔断器在电路中的作用、特点、绘 制符号、设计选型时要注意的重要技术参数。 熟练掌握行程开关、按钮开关在电路中的作用、绘制符号。 灵活掌握电气设备常见控制线路 ，理解它们的设计思路， 学会设计相应的 电气控制电路。 透彻了解PLC的特点、为提高其可靠性采取的一些措施。 熟练掌握PLC的组成、各主要部件的功能、PLC的工作原理；了解三菱F1系 列 PLC编程元件的地址。 熟练掌握梯形图使用的符号、概念、规则，学会自己设计PLC梯形图程序， 掌握三菱F1系列PLC的基本指令。 熟练掌握PLC程序设计的功能表图法和其基本概念，学会用功能表图法设计 PLC控制程序并能熟练地转化为梯形图。 掌握PLC控制系统的特点、判断一个控制系统是否需要由PLC来控制以及 PLC选型时应考虑的问题。 学会用PLC设计控制系统（包括PLC硬件、软件和电气控制回路）。
• 2) PLC的输出接线有独立输出和分组输出 等类型，如图4-68所示。
• 3) PLC的输出端要采用熔断丝保护输出元 件。 • 4)若输出端接有感性元件，应在它们两端并 联二极管(直流负载)或阻容吸收电路(交流 电路)，以抑制干扰。 •
• 5) PLC运行期问紧急停车的接线。 •
• (8) PLC控制系统安装与布线时的其他注意 事项 PLC的输入／输出线与系统控制线应 分开布线，（交流线与直流线、输入线与 输出线、开关量和模拟量），后者最好用 屏蔽线，并保持一定距离。 • 此外，PLC基本单元与扩展单元之间的 传送电缆不能与别的线敷设在同一管道内。 • PLC本身的可靠性很高，选用可靠性高 的接近开关代替机械限位开关可以避免很 多麻烦。
• (三)PLC程序编制的方法 • PLC程序编制方法很多，在这里仅介绍分析 设计法和步进式编程方法。 • (1)分析设计法程序设计对初学者来说通 常采用逐步探索的方法，先粗略的设计出 框架，再根据具体的要求逐步补充完善， 随时增减I／O点数以及改变组合方式。 • (2)步进式编程 对于输入输出点数较多、 工艺复杂的设备，用步进式编程可使逻辑 设计更加简单与合理。
• 3)用编程器将程序键人到PLc的用户存储器 中，并检查键人的程序是否正确。 • 4)对程序进行调试和修改，直到满足要求为 止。 • 5)待控制台(柜)及现场施工完成后，就可以 进行联机调试，如不满足要求，再回去修 改程序或检查接线，直到满足要求为止。 • 6)编制技术文件。 • 7)交付使用。