PLC改造铣床
中国工程物理研究院工学院
毕业设计任务书
题目PLC改造铣床
指导教师
学生姓名
专业电气自动化技术
班级2006级电气（2）班
日期2008年12月
系主任批准（签字）年月日
目录
1 绪论
1.1 概述PLC (2)
1.2 简述PLC对铣床的控制 (2)
2方案设计
2.1工业计算机控制系统简介 (3)
2.2 PLC程序控制系统简介 (3)
2.3 确定控制方式 (3)
3 PLC的介绍
3.1 PLC的安装与抗干扰措施 (3)
3.2 PLC程序的执行过程 (4)
3.3 PLC的应用领域和发展趋势 (4)
3.4欧姆龙公司的CP1H介绍 (5)
4 控制要求和流程图
4.1. 铣床的控制要求 (6)
4.2 流程图 (7)
5 硬件系统
5.1铣床的输入输出配置 (7)
5.2 铣床的I/O分配图和主电路 (8)
5.3电器元件设备的选择 (9)
6 软件系统
6.1.主轴电动机M1的控制 (11)
6.2.进给运动的控制 (12)
6.3 圆工作台的控制 (14)
6.4. 冷却泵电动机的控制与工作照明 (14)
7 维护和故障检查
7.1 可编程序控制器的维护 (14)
7.2可编程序控制器的故障检查 (14)
8 总结
9 致谢词
10 参考文献
11 附件
PLC对铣床的改造
姓名刘真波指导教师：梁林
系部名称：电子系专业：电气自动化
摘要：此次设计是利用PLC控制原理来实现对铣床控制电路的改造，PLC是现在运用最广泛的设计程序，它运用起来简单、有效、方便，快捷，而且便于维修，所以此次设计，我使用它。在很多在设计时要确定其 I/O分配图、指令表和元件的配置，其程序要实现的机床的六个方向进给，实现冷却电机和主电机的控制。
关键词：PLC、CP1H、X62W卧式万能铣床
1 绪论
1.1 概述PLC
PLC是一种数字式运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计,它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算顺序控制顶时记数和算术运算等操作的指令,并通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程.
它的主要功能:步进顺序控制;限时控制;条件控制;计数控制;模/数和数/模转换;数据处理;通信和联网;冗余控制;监控功能及显示打印和报警对数据和程序进行硬拷贝等功能.
它的主要特点: ①与继电器控制逻辑相比较;PLC连线少体积小,继电器受制约接通的时间短,PLC控制速度快,受条件影响少,PLC可现场施工和控制逻辑设计可同时进行,周期短,调时和修改方便且具有技术可靠性高,自检和监测功能,但价格高于继电器控制. ②与微型计算机相比较:PLC是一种用于工业自动化控制的专用微机控制系统,结构简单,抗干扰能力强,易于学习和掌握,价格也比一般微机系统便宜.③与单板计算机比较:PLC是专用机,它的功能在不断的增强,更多的采用微机技术.
1.2简述PLC对铣床的控制
随着机电一体化技术的发展，可编程控制器（PLC）日益广泛应用于机械加工设备等的电气控制系统中。应用PLC对现有的机械加工设备的电气控制系统进行改造，可以把机械加工设备的功能、效率、柔韧性提高到一个新的水平，大大地改善产品的加工质量，降低设备故障率，其经济效益是十分的可观。
传统的机床控制系统都是采用继电器—接触器等远器件组构成硬件逻辑控制电路，不但接线复杂，而且经常出现故障，可靠性较差。与传统的继电器—接触器电气控制系统相比，PLC控制具有可靠性高、开发周期短及故障自诊断等优点，特别适用于机床的控制和故障自诊断系统，可以大为减少继电器等硬件逻辑元件的数量，提高电气电气控制系统的稳定性和可靠性，从而提高产品的品质和生产效率。用PLC控制系统替代体积大、投资大、耗能大的继电器-接触器控制系统是今后机床电气控制系统发展的趋势。
铣床使旋转的铣刀在工件上平移，可以加工槽、平面、斜面及成型表面等，是一种
较为精密的加工设备。X62W万能铣床由底座、床身、主轴、横梁、刀杆、升降台、横溜板、回转盘和工作台组成。工件放置在工作台上，工作台可以纵向移动。工作台放置在可以转动的回转盘上，回转盘放置在可以横向移动的横溜板上，而横溜板又放置在可以上下移动的升降台上。因此工作台能够前后左右上下多个方向运动。
工作台的运动方式分3种：手动、常速进给和快速移动。进给电动机为进给运动和快速移动提供动力，通过机械挂挡实现不同的运动速度。铣床的主轴运动为铣刀的转动，由主轴电动机提供动力。加工过程中不需要改变转向及速度。铣床共有3台电动机，分别是主轴电动机M1、冷却泵电动机M2和进给电动机M3。M1由接触器KM1控制电源的通断，M2受接触器KM1的控制，同时受手动转换开关QS2控制，M3受正转接触器KM3和反转接触器KM4的控制，铣床电路中有三台变压器，分别为照明电路、直流电磁离合器和控制电路提供36V和127V交流电源。
电磁离合器控制电路中，变压器T2提供的36V电源经桥式整流整流成直流。当停止按钮按下，电磁离合器动作对主轴电动机进行动作，提高铣床的操作速度。当快速进给按钮没按下，接触器KM2处于释放状态，电磁离合器得电吸合，带动铣床机械换挡装置，铣床按正常速度做进给运动。控制工作台的纵向经给的手柄有向左，向右和停止3个挡位。需要工作台向左进给时，手柄打向左侧，然后按下M3的正转按钮
2 方案设计
2.1 工业计算机控制系统简介
工业控制机的工作方式和硬件配置与通用计算机基本相同，但需要生产过程通道，以便于控制对象联系。它的控制可靠想高，有快速实时响应和完善是中断系统。以便于及时控制和在发生异常现象或故障时易于处理，但价格高。
2..2 PLC程序控制器简介
PLC是一种数字式的自动控制装置，它能实现逻辑控制，顺序控制，定时、计数及算术运算。用户可按各自的要求编写程序，存入PLC的ROM中，通过数字量和模拟量的输入及输出接口，去控制生产设备或生产过程，PLC的特点是：可靠性高、体积小、编程容易、能与现场信号直接连接，安装简单、维修方便、价格低等优点。
2.3 确定控制方式
1.从价格比上看：业控制最高，PLC第二、单片机第三
2.从工作环境上看：工业控制于PLC相同，单片机次之
3.从应用是数量程度上看：PLC最多、单片机与工业控制相同
基于上述原因选择PLC程序控制器，对铣床进行控制进行改造。
3 PLC的介绍
3.1. PLC的安装与抗干扰措施
3.1.1 安装环境与注意事项：
环境温度要适当，安装时应远离热源，避免太阳光直接照射，注意散热通风，注意防潮、防火、防腐、防震，PLC最好置于有保护型外壳的控制柜内，而且PLC固定要牢
靠。PLC应尽可能远离高压电源线或高压设备，以免电磁干扰。
3.1.2输入端子的接线与注意事项：
PLC输入端子板上的各端输入端与公共端子COM一旦连接起来，输入则接通。当基本单元的各个COM端子已连接在一起时，基本单元的COM端与扩展单元的COM端应在外部连接起来。PLC的输入额定电流为TMA，PLC所能接受的脉冲信号宽度应大于扫描周期的时间。PLC中的光电开关，接近开关具有感应驱动。感应器件应接于+24与GND接线端之间，这时输出电流为0.1A以下，输入线一般不超过30米。输入输出不能用同一条电缆，并且要分开走线，也应与高压电线分开走。输入端的COM不能与输出的COM 端相连。
3.1.3输出端子的接线与注意事项：
将PLC输出端子板上的输出端子驱动的负载（线圈或指示灯）用产电源和公共端子COM连接起来。抑制干扰，对于交流负载可采用阻容吸收。对直流负载可并接池仪二极管。对于那些可能对PLC会造成损坏的负载，PLC触点以外的触点串接于负载电路中，则外部触点应接在负载侧。
3.2 PLC程序的执行过程
PLC程序的执行分为三个阶段：
输入采样阶段——在程序指令被执行以前，将所有输入信号的状态（ON/OFF）写入到输入映像寄存器中。
程序执行阶段——顺序执行程序。每执行一条指令时，所需要的输入状态或其它元素的状态分别由输入映像寄存器或元素映像寄存器中独处，而将执行结果写入到元素映像寄存器中。
输出刷新阶段——当整个程序执行完以后，将输出元素映像寄存器的ON/OFF状态传送到输出锁存电路，这就是PLC输出端的实际输出。
PLC重复执行以上3个阶段，每重复一次的时间就是程序的一个扫描周期。
3.3 PLC的应用领域和发展趋势
3.3.1 PLC的应用领域
可编程序控制器是一种很有特色和发展前途的新型工业控制系统装置，它不仅可代替传统的继电器控制系统，使硬件软化，加上它具有运算、计算、通信和联网等功能，还可用于输入和输出点数较多、控制要求较复杂的工业场合。目前在各行各业中得到广泛的应用，例如在电力工业中，用于电厂输煤系统、锅炉燃烧系统、汽轮机和锅炉的启动及停止系统、废水处理系统、发电机和便于其监控系统等；在冶金工业中，用于轧钢机、高炉冶炼、配料、钢板卷取控制，包装、进出料场控制等；在机械工业中，用于数控机床、机器人、自动仓库控制，电镀生产线控制、热处理控制等；在汽车工业中，用于自动焊接控制，装配生产线、喷漆流水线控制等；在食品工业中，用于制罐机控制、饮料罐装生产线控制、产品包装控制等；在化学工业中，用于化学反应槽控制、橡胶硫化机控制、自动配料控制等；在公共事业中，用于电梯控制、大楼防灾系统控制、交通灯控制等。如果按应用类型来划分，可编程序控制器的应用可划分以下几个类型：
1.开关逻辑和顺序控制：这是可编程序控制器最基本的控制功能，在工业场合应用最
广泛，可代替继电器控制系统。开关量逻辑控制不但能用于单台设备，而且可用于
生产线上。
2.过程控制：PLC通过模拟量I/O模块，可对温度、流量、压力等连续变化的模拟量
进行控制，大中型PLC都具有PID闭环控制功能并已广泛地用于电力、化工、机械、冶金等行业。
3.运动控制：PLC可应用于对直线运动或圆周运动的控制，如：数控机床、机器人、
金属加工、电梯控制等。
4.多极控制网络系统：PLC之间、PLC与计算机之间及其他智能控制设备之间可以联
网通信，实现远程数据处理和信息共享，从而构成工厂CIMS/CIPS系统。
3.3.2 PLC的发展趋势
PLC是一门综合技术，其发展与微电子技术和计算机密切相关。随着可编程序控制器应用领域的不断扩大，它本身也在不断的发展。目前，PLC主要朝两个方向发展：
小型化方向发展：小型PLC的基本特点是价格低廉、经济可靠，适用于回路或设备的单机控制，便于“机电仪”一体化，但免不了要牺牲一些用户使用的方便性。既要简单经济，又要不断增强功能和使用的方便性是小型PLC的发展方向。
大型化发展方向主要有以下几个方面：
1.功能不断增强：不仅具有逻辑运算、计算、定时等基本功能，还具有数值运算、模
拟调节、监控、记录、显示、与计算机接口、通信等功能。
网络功能是PLC发展的一个重要特征。各种个人计算机，图形工作站、小型机等都可以作为PLC的监控主机或工作站。这些装置的结合能够提供屏幕显示、数据采集、记录保持、回路面板显示等功能。大量的PLC联网及不同厂家生产的PLC兼容性增加，使得分散控制或集中管理都能轻易的实现。
2.应用范围不断扩大：不仅能进行一般的逻辑控制，种类齐全的接口模块还能进行中
断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。
用于过程控制的PLC往往对存储器容量及速度要求较高，为此，开发了高速模拟量输入模块，专用独立的PID控制，多路转换器等，使得数字技术和模拟量技术在可编程序控制器中得到统一，采用软件、硬件相结合的方法，使得编程和接线都比过去用常规仪表控制要方便得多。
3.性能不断提高：采用高性能微处理器，提高处理速度，加快PLC的响应时间；为了
扩大存储容量，许多公司已使用了磁泡存储器或硬盘；采用多处理器技术，以提高性能；
采用冗余热备用系统或三选二表决系统，以提高系统可靠性。
4.编程软件的多样化和高级化、标准化：采用多种编程语言，有面向顺序控制的步进
顺序语言和面向过程控制系统的流程图语言，后者是一种面向功能块的语言，能够表示过程中动态变量与信号的相互连接。
5.构成形式的分散化和集散化：PLC与I/O口分散，分散的每个I/O口输入输出点数
可以少到几十个点，分散的单元可以是几十个或上百个，通信和网络功能逐步增强。3.4 欧姆龙公司的CP1H介绍
3.4.1 基本性能
1.处理速度：基本指令0.1us，特殊指令0.3 us。
2.I/O容量：最多7个扩展单元，开关量最大320点，模拟量最大37路。
3.程序容量：20K步。
4.数据容量：32 K字。
5.机型类别：本体40点，24点输入，18点输出，输出和晶体管输出可选。
3.4.2 特殊功能
1.4轴脉冲输出：100KHZ×2和30 KHZ×2(X型和XA型），最大1MHZ（Y型）
2.4轴高速计数：单向100KHZ或相位差50 KHZ×4(X型和XA型），最大 1MHZ（Y型）
3.内置模拟量：4输入，2输出（XA型）
3.4.3通信功能
1.通信接口：最大2个串行通信口（RS﹣232A或RS﹣422）（428任可选），本体附
带一个USB编程端口。
2.通信功能：上位链接，无协议通信，NT链接（ 1N），串行网关功能，MOdBus-RTV
简易主站。
3.4.4其他功能
1.模拟量输入手动设定
2.2位7段码发光二极管显示故障信息。
3.支持欧姆龙中型机CJ1系列，高功能模块（最大2块）。
4.支持FB/ST编程，利用欧姆龙的SmartFB库，与CI1/CS1系列程序统一，可以互换。
基于以上分析，铣床系统采用欧姆龙的CP1H系列。
4 控制要求和流程图
4.1. 铣床的控制要求
X62W万能卧式铣床的主运动和进给运动之间没有速度比例协调的要求，所以主轴与工作台各自采用单独的笼型异步电动机拖动。
主轴电动机M1是在空载时直接启动，为完成顺铣和逆铣，要求有正反转。可根据铣刀的种类预先选择转向，在加工过程中不变换转向。为了减小负载波动对铣刀转速的影响以以保证加工质量，主轴上装有飞轮，其转动惯量较大，要求主轴电动机有停车制动控制，以提高工作效率。
工作台的纵向、横向、垂直三个方向的进给运动由一台进给电动机M2拖动，三个方向的选择，由操作手柄改变传动链来实现。每个方向有正反运动，要求M2能正反转。
同一时间只允许工作台向一个方向移动，故三个方向之间有连锁保护。为了缩短调整运动时间，提高生产效率，工作台应有快速移动控制，采用快速电磁铁吸合来改变传动链的传动比来实现。
使用圆工作台时，要求圆工作台的旋转运动与工作台的上下、左右、前后三个方向的运动之间有联锁控制，及圆工作台旋转时工作台不能向其他方向运动。7.根据工艺要求，主轴旋转与工作台的进给应有先后顺序控制，及进给运动要在铣刀旋转之后才能进行，加工结束必须在铣刀停转前停止进给运动。
冷却泵由一台电动机M3拖动，供给铣削时的冷却液。为了操作方便，主轴电动机的启动与停止及工作台的快速移动可以两处控制。
4.2 流程图(如图1)
图一
5硬件系统
5.1铣床的输入输出配置（如表一）
采用可编程控制器的X62W型铣床的操作及功能应采用继电接触器电路时完全一致。铣床的原配按钮、限位开关、变压器、指示灯、热继电器、接触器等电器均需保留。
作为主要执行器件的按钮及限位开关要接入PLC的输入接口，每个触点占用一个输入口。作为主要执行器件的接触器线圈要接入PLC输出口。每个组线圈也要占一个口。
输入输出配置（表一）
5.2 铣床的I/O 接线图（如图三）和主电路(
如图二)
输入设备
PLC 输入按钮 输出设备 PLC 输出继电器 代号 功能 代号 功能 SB1 SB2 主电机停止按钮 主电机停止按钮 0.02 0.03 KM1 主电机正转 100.01 100.02 SB3 SB4 主电机启动按钮 主电机启动按钮 0.05 0.06 KM2 主电机制动 SB5 SB6 快速进给电机 快速进给电机 1.01 1.02 KM3 进给电机正转 100.03 100.04 SQ1 进给电机反转 1.05 KM4 进给电机反转 SQ2 进给电机正转 0.11 KM5 冷却电机启动 100.05 100.06 SQ3 进给电机反转 0.09 KM6 快速进给
SQ4 进给电机正转 0.08 SQ6 主电机变速冲动 0.07 SQ7 进给电机变速冲动
0.01 SA1 转换开关 1.08 FR1 M1过载保护 1.04 FR2 M2过载保护 1.07 FR3
M3过载保护
1.09
图二
图三
5.3电器元件设备的选择
5.3.1 转换开关QS：
根据使用场合去选择合适的产品型号和操作方法。额定电压大于或等于电路的额定电压。额定电流大于或等于电路的额定电流，（1.5—2.5）IN。安装方式、外型尺寸与
定位尺寸。 5.3.2 熔断器FU ：
根据线路要求和使用场合、安装条件和各类容断器的实用范围来确定。额定电压等于或大于电路的额定电压，额定电流如下 单台电机：(
)N
fu I
I 5.25.1→≥ 多台电机：
()max 5.25.1N fu I I →≥+∑N I 。必须大于电路中可能出现的最大故障电流。
5.3.3 行程开关SQ ：
行程开关根据动作要求和触头的数量来选择
额定电流大于或等于电路的额定电流，额定电压大于或等于电路的额定电压。 5.3.4 交流接触器KM:
根据负载性质选择接触器的类型。额定电压应大于或等于主电路工作电压，额定电流应大于或等于被控电路的额定电流。吸引线圈的额定电压与频率要与所在控制电路的一致。接触器的触头数量、种类等应满足控制线路的要求。 5.3.5热继电器FR ：
额定电流和热元件的额定电流均应大于电动机的额定电流，额定电压大于电路的额定电压。热继电器的整定电流应与电动机的额定电流一致。对于三角形联结的电动机，应选用带断相保护装置的热继电器。
按钮SB ：
额定电流等于电路的额定电流，额定电压等于电路的额定电压
元件清单
符号 名称 型号 规格 用途 数量
M1 电动机 J02-42-4 5.5kw 1450r/min 驱动主轴 1 M2 电动机 J02-22-4 1.5kw 1450r/min 驱动进给 1 M3 电动机 J02-22-0 0.125kw 2790r/min
驱动冷却泵 1 Qs1 开关 HZ1-60/3J 60A 500V 电源总开关 1 Qs2 开关 HZ1-10/3J 10A 500V 冷却泵开关 1 SA1 开关 HZ1-60/E26 10A 500V 换刀制动 1 SA2 开关 HZ1-60/E26 10A 500V 圆工作台开关 1 SA3 开关 HZ1-60/E26
60A 500V 照明开关 1 FU1 熔断器 RL1 60 30A 电源总保险 3 FU2 熔断器 RL1 15 5A M1,M2保险 3 FU3 熔断器 RL1 15 5A 直流电路保险 2 FU4 熔断器 RL1 15 5A 控制回路保险 3 FU5 熔断器 RL1 15 1A 照明保险 2 FR1 热继电器 JR10 11.3A M1过载保护 1 FR2 热继电器 JR0 0.5A M3过载保护 1 FR3 热继电器 JR0 3 .5A M2过载保护 1 TC1 变压器 BK-150 380/110V 控制回路电源 1 TC2 变压器 BK-50 380/24V 照明电源 1 TC3 变压器 BK-100 380/36V 整流电源 1 KM1
接触器
CJ0-20
20A 110V
主轴启动
1
KM2 接触器CJ0-10 10A 110V 快速进给 1 KM3 接触器CJ0-10 10A 110V M2正转 1
KM4 接触器CJ0-10 10A 110V M2反转 1
SB3 SB4 按钮LA2 2A 110V M1启动 1
SB5 SB6 按钮LA2 2A 110V 快速进给 1
SB1 SB2 按钮LA2 2A 110V 停止制动 1
SQ1 行程开关LX1-11K 开启式向右进给 1
SQ2 行程开关LX1-11K 开启式向左进给 1
SQ3 行程开关LX1-11K 自动复位向前及下进给 1
SQ4 行程开关LX1-11K 自动复位向后及上进给 1
SQ5 行程开关LX1-11K 开启式自动循环控制 1
SQ6 行程开关LX1-11K 开启式主轴冲动开关 1
SQ7 行程开关LX3-11K 开启式主轴冲动开关 1
R 制动电阻ZB2 1.45W×2,15.4 2
JY1 380V、2A 反接制动控制 1 KS 速度继电
器
EL 照明灯K-2螺口24V 机床照明 1
表二
6软件系统
6.1 主轴电动机M1的控制
6.1.1主轴电动机的启动
本机床采用两地控制方式，启动按钮SB3和SB4停止按钮SB1和SB2为一组。
分别安装在工作台和机床床身上，以方便操作。
启动前，先选择好主轴转速，并将主轴换向的转换开关SA4扳到所需转向上。然后，按下启动按钮SB3（0.05）或SB4（0.06），接触器KM1（100.01）通电吸合并自锁，主电动机M1启动。KM1（100.01）的辅助常开触点闭合，接通控制电路的进给线路电源，保证了只有先启动主轴电动机，才可启动进给电动机，避免损毁工件或刀具。
当速度达到300转以上，速度继电器的常开触头KS-1（0.04）闭合，为反接制动做好准备。
按下SB3(0.05)或SB4(0.06) KM3(100.03)得电M1起动KS1（0.04）闭合为反接制动做好准备
为了使主轴停车准确，且减少电能损耗，主轴采用反接制动。当按下停车按钮SB1（0.03）或SB2（0.04）时，接触器KM1（100.01）断电释放，电动机M1失电。与此同时，停止按钮的常开触点SB2（0.04）接通KM2（100.02）线圈，KM2（100.02）的常开吸合，给电机M1一个反压，使电机迅速停车，当速度降到300转以下，速度继电器常开触头断开，KM2（100.02）断电，电机停止。
按下SB1（0.03）或SB2（0.04）KM1（100.01）失电SB2（0.03）
得电接通KM2（100.02）电机M1得反压速度300rad\min
以下KS-1（0.04）断电KM2断电停车
6.1.3主轴变速冲动
主轴变速是通过改变齿轮的传动比进行的。当改变了传动比的齿轮组重新啮合时，因齿之间的位置不能刚好对上，若直接启动，有可能使齿轮打牙。为此，本机床设置了主轴变速瞬时电动控制线路。变速时，先将变速手柄拉出，再转动蘑菇形变速手轮，调到所需转速上，将变速手柄复位。就在手柄复位的过程中，压动了行程开关SQ7(0.01)，SQ7的常闭触点先断开，常开触点后闭合，接触器KM1线圈瞬时通电，主轴电动机作瞬时点动，使齿轮系统抖动一下，达到良好啮合。当手柄复位后，SQ7(0.01)复位，断开主轴瞬时点动线路。若瞬时点动一次没有实现齿轮良好啮合，可重复上述动作。
拉出手柄调到所需转速
手柄复位
压合SQ7（0.01）得电
KM1
线圈得电主轴电动机（M1）点动
实现冲动
6.1.4 主轴换刀控制
在主轴上刀或换刀时，为避免人身事故，应将主轴置于制动状态。为此，线路中设置了换刀制动开关SA4。只要将SA4拨到“断开”位置，电机M1失去电压，停转。
断开开关SQ4 电机M1失电
M1
停转换刀
6.2 进给运动的控制
工作台的进给运动分为工作进给和快速进给。工作进给只有在主轴启动后才可进行，快速进给是点动控制，即使不启动主轴也可进行。工作台的左、右、前、后、上、下6个方向的运动都是通过操纵手柄和机械联动机构带动相应的行程开关使进给电动机M2正转或反转来实现的。行程开关SQ1、SQ2控制工作台的向右和向左运动，SQ3、SQ4控制工作台的向前、向下和向后、向上运动。
6.2.1 工作台的纵向(左、右)进给运动
工作台的纵向运动由纵向进给手柄操纵。当手柄扳向右边时，联动机构将电动机的传动链拨向工作台下面的丝杠，使电动机的动力通过该丝杠作用于工作台。同时，压下行程开关SQ1，常开触点SQ1-1（1.05）闭合，常闭触点SQ1-2断开，接触器KM3（100.03）线圈得电吸合，进给电动机M2正转，带动工作台向右运动。
当纵向进给手柄扳向左边时，行程开关SQ2（0.11）受压，SQ2-1闭合，SQ2-2断开，接触器KM4（100.04）通电吸合，进给电动机反转，带动工作台向左运动。
接通SA1开关
SA1-1（1.08）和SA1-3（0.10
）接通手柄扮向左或
右
压合SQ1(1.05)或SQ2(0.11)
KM3（100.03）或KM4（100.04）得
电
电机M2正转或反转
工作台向左或向右
工作台纵向行程开关工作状态
纵向操作手柄
触点
向左中间向右SQ1-1 ——+ SQ1-2 + + —SQ2-1 + ——SQ2-2 —+ +
表三
6.2.2 工作台的垂直(上、下)与横向(前、后)进给运动
工作台的垂直与横向进给手柄操纵。该手柄有5个位置；即上、下、前、后、中间。当手柄向上或向下时，机械机构将电动机传动链和升降台上下移动丝杠相连；向前或向后时，机械机构将电动机传动链与溜板下面的丝杠相连；手柄在中间位时，传动链脱开，电动机停转。
以工作台向下(或向前)运动为例，将垂直与横向进给手柄扳倒向下(或向前)位，手柄通过机械联动机构压下行程开关SQ3，常开触点SQ3-1闭合，常闭触点SQ3-2断开，接触器KM3线圈得电吸合，进给电动机M2正转，带动工作台做向下(或向前)运动。若将手柄扳倒向上(或向后)位，行程开关SQ4（0.08）被压下， SQ4-1闭合，SQ4-2断开，接触器KM4线圈得电，进给电动机M2反转，带动工作台做向上(或向后)运动。
开关SA1
接通 SA1-1（1.08）和SA1-3（0.10）接通
手柄扮向上
或下
SQ3（0.09）或 SQ4(0.08)接通
KM3(100.03)或KM4(100.04)得电
M2
正转或反转
工作台向上或向下
工作台升降、横向行程开关工作状态
升降及横向操作手柄 触点
向前 向下
中间 向后 向上
SQ3-1 +
— —
SQ3-2 —
+
+ SQ4-1 — — + SQ4-2
+ +
—
表四
6.2.3 进给快速冲动
在改变工作台进给速度时，为使齿轮易于啮合，也需要使进给电动机瞬时点动一下。其操作顺序是：先将进给变速的蘑菇形手柄拉出，转动变速盘，选择好速度。然后，将手柄继续向外拉到极限位置，随即推回原位，变速结束。就在手柄拉到极限位置的瞬间，行程开关SQ6（0.07）被压动，SQ6先断开，SQ6后接通，接触器得电，进给电动机瞬时正转。在手柄推回原位时，SQ6复位，进给电动机只瞬动一下。由KM3（100.03）的得电路径可知，进给变速只有各进给手柄均在零位时才可进行。 拉出手柄
调到所需转速
手柄复位
压合SQ6（0.07）得电
KM3或KM4线圈得电
主轴电动机（M2）点动
实现冲动
6.2.4 工作台的快速移动
工作台6个方向的快速移动也是由进给电动机M2拖动的。当工作台工作进给时，按下快移按钮SB5或SB6(两地控制)，接触器KM5得电吸合，常开触点KM5接通电磁离合器YC 。KM2的吸合，使进给传动系统跳过齿轮变速链，电动机直接拖动丝杠套，工作台快速进给，进给方向仍由进给操纵手柄决定。松开SB5或SB6，KM5断电释放，快速进给过程结束，恢复原来的进给传动状态。
按下SB5（1.01）或SB6（1.02
） KM5(100.05)得电
电磁离合器YC
得电
KM2(100.02)
吸合
进行快速进给
6.3 圆工作台的控制
SA1为圆工作台控制开关，其状态见表。这时的SA1处于断开位置，SA1-1、SA1-3接通，SA1-2断开。
圆工作台转换开关工作状态
表五
当需要加工螺旋槽、弧形槽和弧形面时，可在工作台上加装圆工作台。圆工作台的回转运动也是由进给电动机M2拖动的。
使用圆工作台时，先将控制开关SA1(功能见表)扳到“停止”位，这是，SA1-2(1.08)接通，SA1-1(1.06)和SA1-3(0.10)断开。再将工作台的进给操纵手柄全部扳到中间位，按下主轴启动按钮SB3(0.05)或SB4(0.06)，主轴电动机M1启动，接触器KM3(100.03)线圈得电吸合，进给电动机M2正转，带动圆工作台做旋转运动。
可见，圆工作台只能沿一个方向做回转运动。由于启动电路途经SQ3-SQ6 4个行程开关的常闭触点，故扳动工作台任一进给手柄，都会使圆工作台停止工作，保证了工作台进给运动与圆工作台工作不可能同时进行。
SA1
扮到停止
SA-2(1.08)
接通
KM3 得电吸合
M2正转
工作台旋转
6. 4. 冷却泵电动机的控制与工作照明
由主电路可以看出，只有在主轴电动机启动后，冷却泵电动机M3才有可能启动，M3还受开关SA2的控制。
变压器TC3将380V 交流电变为24V 的安全电压，供给照明灯，用转换开关SA4控制
7维护和故障检查
7.1 可编程控制器的维护
可编程控制器的维护需注意三个方面的问题：
A. 建立一系列系统维护和定期保养的规章制度，在实际工作中严格执行和不断完善。
B.定期进行技术培训和考核，提高维护人员的技能。
C.建立备品备件仓库，包括检查和调试仪表，设备。
7.2 故障检查
位子
触头
接通圆工作台
断开圆工作台
SA1-1 — + SA1-2 + — SA1-3
— +
图四
8总结
PC是一门综合技术，其发展与微电子技术和计算机技术密切相关，它是以微处理器为基础，综合了计算机、自动控制和通信等技术的一种新型通用工业控制装置。
它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，成为工业控制的主要手段和重要的基础控制设备之一。此次设计让我巩固了PC和计算机所有的基础知识，让我熟悉了OMRON中的CP1H软件，回顾了计算机中的Word文本、Excel文档等，同时加深了以往所学的知识，提高了操作能力，锻炼了独立能力。
PLC的控制在当今社会中是运用最普遍的，设计时要确定它的工作流程、输入输出配置、硬件配置和软件配置等，并且要正确编写程序。设计这个系统，我既感到自豪和骄傲，同时又感到棘手。
9 致谢词
在设计时的格式等，在通过指导老师的指导，我最终迈过了那一道道难过的坎。同时他也教我怎样正确而快速的使用基本软件，以及让我了解当今社会最需求的人才，在知识和能力方面对我进行双向培训。
10参考文献：
［1］PLC应用技术机械工业出版社周建清2000年
［2］PLC例题习题及实习指导重庆大学出版社杨长能林小峰2000年
［3］PLC原理及应用西安电子科技大学出版社江秀汉汤楠1988年
［4］工厂电气控制技术清华大学出版社熊幸明1999年
［5］图解欧姆龙PLC入门机械工业出版社郑宝林2005年
［6］图解PLC控制人民邮电出版社郑风翼郑丹丹和2000年系统梯形图和语句表赵春江
11 附录一语句表:
附录二梯形图: