PLC工艺实习.docx
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PLC工艺实习
大学
本科生课程实习报告
题目电气控制工艺实习
课程电气控制与可编程控制器
班级
学号
姓名
指导老师
完成日期
一、X62W型卧式普通铣床简介及作用
本文阐述了X62W卧式普通铣床电气控制线路的工作原理，详细说明了用PLC改造的具体方法，从而可以提高整个电气控制系统的工作性能。
X62W卧式普通铣床是一种通用的多用途机床，它可以进行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，是一种较为精密的加工设备，它采用继电接触器电路实现电气控制。
PLC专为工业环境应用而设计，其显著的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。
将X62W卧式普通铣床电气控制线路改造为可编程控制器控制，可以提高整个电气控制系统的工作性能，减少维护、维修的工作量。
铣床的作用：
加工零件表面的平面，斜面和各种形式的沟槽，加上分度头以后，可以加工直齿轮或螺旋面等,装上圆工作台还可以铣切凸轮和弧形槽。
二、X62W型卧式普通铣床的主要结构及工作原理
主要结构：
由底座，床身，悬梁，刀杆支架，工作台滑板和升降台。
运动形式：
主运动：
主轴带动铣刀的旋转运动；
进给运动：
工作台的上下，左右，前后运动和圆工作台的旋转运动；
辅助运动：
工作台带动工件在三个方向上的快速移动。
铣床的结构如图1：
X62W型卧式普通铣床是由三台电动机共同完成各种加工时的动作功能。
M1为主轴电动机，M2为工作给进电动机，M3是冷却泵电动机。
主轴电动机是通过换向开关QS5以及接触器KM2和KM3来完成正反转、反接制动及瞬动控制，并可通过机械机构进行变速。
要求M2的功能就更为全面，它能进行正反转控制、快慢速控制、限位控制，并通过机械机构使工作台进行上下、左右、前后方向运动。
M3为冷却泵电动机，它通过KM1来控制操作开停，如图所示：
X62W卧式普通铣床电气控制线路控制原理图
三、X62W型卧式普通铣床的电路分析
1、控制电路分析
主轴电动机的控制，铣床的主轴的旋转运动称为主运动，他有顺铣和逆铣两种方式。
要求主轴有两个旋转方向。
为了加工前对刀和提高生产效率，要求主轴停止迅速，电气线路要有制动措施。
主轴采用机械变速，为了在变速操作中保证齿轮良好的啮合，要求对主轴电动机实现冲动控制。
主轴电动机的起动控制，根据工件加工要求先选定采用顺铣还是逆洗方式一般情况下都是采用顺铣，因此选用转换开关控制电动机M1的正转和反转。
主轴换向转换开关开合表如下图所示：
触头\位置
右转
停止
左转
SA4-1
-
-
+
SA4-2
+
-
-
SA4-3
+
-
-
SA4-4
-
-
+
主触头换向转换开关说明
其中“+”表示触头闭合，“一”表示触头断开。
顺铣时将SA4右转，SA4-2、SA4-3接通。
合上开关QS1，按下启动按钮SB3或SB4（两地控制），KM1线圈得电，其主触头闭合使电动机M1起动运转，常开辅助触头一副自锁，一副使下面的控制电路有可能得电，实现顺序控制。
主轴电动机同轴带动速度继电器SR，速度继电器又称反接制动继电器，他的常开触头在转速高于300转/分时可靠闭合，在转速低于100转/分钟时可靠断开，当M1起动后，转速迅速上升，将很快超过300转/分，此时速度继电器SR的触头SR1或SR2（6-7）可靠闭合，为M1的电气制动作准备。
主轴电动机的制动控制。
X62W型卧式普通铣床采用反接制动，为了限制较大的制动电流，制动时定子绕组中要串入限流电阻R。
当需要主轴电动机停转时，按下停止按钮SB1或SB2（两地控制）接触器KM1线圈失电，其主触头释放，M1瞬时失电，随之接触器KM2线圈得电，其线圈回路为：
“4—SQ7—2常闭—5—按下的SB1—6保持闭合的SR1—7—KM1已经恢复的常闭8KM2线圈—0”。
KM2主触头闭合，通过电阻向M1加入反序的三相电源，使M1的转速急剧下降。
当M1的转速降至100转/分钟的爬行速度时，速度继电器SR1打开，KM2失电，制动结束，电动机停转。
主轴变速时的冲动控制。
主轴变速时的冲动控制，是利用变速手柄与冲动行程开关SQ7通过机械上的联动机构进行控制的。
变速操作时，先将变速手柄向下压，然后拉到前面，转动变速盘，选择所需要的转速，再将变速手柄以连续的较快的速度推回原来的位置。
当变速手柄推向原来位置时，其联动机构瞬时压合行程开关SQ7，使SQ7-2断开，SQ7-1闭合，接触器KM2线圈瞬时得电，使M1反向转动一下，以利于变速后的齿轮啮合，行程开关SQ7即刻复原，KM2失电，M1停转，主轴的变速冲动控制结束。
主轴变速操作还可以在主轴电动机M1运转时进行。
2、工作台进给电动机的控制
铣床的进给运动有6种，包括工作台向前向后的横向进给，工作台向左向右的纵向进给，工作台向上向下的垂直进给。
留个方向还能实现空行程的快速移动
工作台进给运动时，先工作台手动和自动转换开关SA2置于手动位置，将圆工作台转换开关SA1置于断开位置，这样，触头SA2-2、SA1-1、SA1-3闭合，他们的触头开合表如下图所示：
触头\位置
手动
自动
SA2-1
-
+
SA2-2
+
-
工作台手动—自动转换开关说明
位置
触头
圆工作台
接通
断开
SA1-1
-
+
SA1-2
+
-
SA1-3
-
+
圆工作台转换开关说明
3、工作台的上下和前后运动的控制
工作台的升降运动和横向运动完全是由“工作台升降与横向操纵手柄”来控制的。
此操纵手柄有两个，实现两地控制，分别安装在工作台的左侧前方后后方，操纵手柄的联动机构与行程开关SQ3和SQ4相联接。
行程开关安装在工作台的左侧，前面一个是SQ4，控制工作台向上及向后运动，后面一个是SQ3，控制工作台向下及向前运动。
操纵手柄位置与行程开关触头开合表如下图所示：
触头\位置
向前、向下
中间位置
向后、向上
SQ3-1
+
-
-
SQ3-2
-
+
+
SQ4-1
-
-
+
SQ4-2
+
+
-
工作台横向及升降进给行程开关说明
操纵手柄有向前、向后、向上、向下、中间5个位置，这5个位置时联锁的，各个方向的进给不能同时进行。
当工作台升降到上限或下限位置时，床身导轨旁的档铁和工作台底座上的档铁撞动十字手柄，使其回到中间位置，行程开关动作，升降台便停止运动，从而实现垂直运动的终端保护。
工作台横向运行的终端保护也是利用装在工作台上的档铁撞动十字手柄来实现的。
a.工作台向上运动控制。
在KM1得电M1运转后需要工作台向上给进运动时，将手柄扳至向上位置，其联动机构一方面接通垂直传动丝杆的离合器，为垂直运动丝杆的转动做准备；另一方面使行程开关SQ4动作，使SQ4-1闭合，KM3得电，M2正转，工作台向上运动，向上运动到位后，将手柄扳回中间位置，SQ4-1断开，KM3释放，M2停转，上升停止，SQ4-2闭合，为其他方向的运动做准备。
b.工作台向后运动的控制需要工作台向后运动时，将手柄自中间位置向后扳动，也就是压下行程开关SQ4，使SQ4-1闭合，SQ4-2断开，KM3得电，M2正转；联锁机构拨动垂直传动丝杆的离合器，使之脱开停止转动，同时将横向传动丝杆的离合器接通进行传动，工作台向后运动。
向后运动到位后，将手柄扳至中间位置，SQ4复位，KM3失电，M2停止转动，上升运动结束。
工作台向下、向前运动由行程开关SQ3控制，工作过程相似。
c.工作台左右运动的控制。
工作台纵向进给也是由电动机M2传动，由“工作台纵向操纵手柄”控制的。
纵向手柄也有两个，一个安装在工作台底座顶部中央位置，另一个安装在工作台底座的左下方。
手柄有向左、向右、中间3个位置。
工作台纵向操纵手柄的位置与行程开关触头开合表如下图所示：
触头\位置
向右
中间位置
向左
SQ1-1
+
-
-
SQ1-2
-
+
+
SQ2-1
-
-
SQ2-2
+
+
-
工作台纵向给进行程开关说明
纵向手柄的3个位置时联锁的，各个方向的进给不能同时进行。
当工作台纵向运动到极限位置时，档铁撞动手柄，使手柄回到中间位置，工作台停止运动，从而实现纵向运动的终端保护。
需要工作台向右进给是，将手柄扳向右边，压下行程开关SQ1，使SQ1-1闭合，KM4得电，M2反转，工作台向右运动。
需要向左进给时，将手柄扳向左边，压下行程开关SQ2，使SQ2-1闭合，KM3得电，M2正转，工作台向左运动。
4、工作台给进变速时的冲动控制
在改变工作台给进速度时，为了是齿轮易于啮合，也需要给进电动机M2瞬时反转一下，变速蘑菇手柄向外拉到极限位置时，其连杆机构瞬时压合行程开关SQ6进行冲动控制。
5、工作台快速移动的控制
工作台的快速移动也是由给进电动机M2来拖动的，在横向、纵向和垂直6个上都可以实现快速移动控制。
先启动主轴电动机，将给进操纵手柄扳到需要的位置，工作台安装选定的速度和方向作给进运动时，再按下快速移动按钮SB5或SB6（两地控制），KM5得电吸合，使电磁铁YA线圈吸合，通过杠杆使摩擦离合器合上，减少中间传动装置，使工作台按原运动方向作快速移动。
松开按钮SB5或SB6，YA失电，摩擦离合器分离，快速移动停止，工作台仍按原来的给进速度和方向继续运动。
6、圆工作台的控制
为了扩大机床的加工能力，可在机床工作台上安装附件圆形工作台，这样就可以进行圆弧或凸轮的铣削加工
圆工作台的运动也是由给进电动机拖动的，首先要将圆工作台转换开关SA1扳向接通位置，此时SA1-1，SA1-3断开SA1-2接通。
按下启动按钮SB3或SB4，KM1吸合，主轴电动机M1运转，接着KM4线圈吸合，给进电动机M2起动，带动圆形工作台作旋转运动。
接触器KM4线圈回路为：
“4——>SQ7-2常闭——>SB1常闭——>SB2常闭——>10——>KM1已经闭合的常开——>13——>SQ6-2常闭——>SQ4-2常闭——>SQ3-2常闭——>16——>SQ1-2常闭——>SQ2-2常闭——>21——>已经闭合的SA2-2——>20——>已经闭合的SA1-2——>18——>KM3常闭——>KM4线圈——>0”
圆工作台的运动必须和6个方向的给进运动有可靠的连锁，否则会造成刀具或机床的损坏。
为了避免这种事故的发生，从电气上保证了只有纵向手柄、横向及垂直手柄放在零位时才可以进行圆工作台的旋转运动。
如果某一手柄不在零位，SQ1-2、SQ2-2、SQ3-2、SQ4-2中必有一个触头断开，从KM4线圈回路可以知道，KM4不可以得电，所以在圆工作台工作时，如果扳动任一个给进手柄，M2电动机都会自动停止转动。
元件明细如下表所示：
器件名称
电气符号
器件型号
器件数量
三相异步电动机
M
Y801-4
4
时间继电器
KT
JS7-2A
1
交流接触器
KM
CJ20-16
6
行程开关
SQ
LX19-001
6
控制按钮
SB
LA4系列
1
变压器
TC
380:
127:
36
1
断路器
QS
DZ47LE-32
1
组合开关
SA
AZ10-10P/3
2
组合开关
SA
HZ10-10/2
1
组合开关
SA
HZ10-10/1
1
熔断器
FU
RL8B-637H
3
熔断器
FU
RL98-32A
3
热过载继电器
FR
NR4-25
4
灯
EL
36V
1
端子排
若干
导线
若干
电气元件明细表
常见故障分析表如下图所示：
故障现象
可能原因
处理方法
主轴停车时
无制动作用
速度继电器损坏
速度继电器与电动机轴连接螺钉松动或弹性连接件打滑
速度继电器触头调节过紧
更换速度继电器
调整及紧固螺钉
调整至300转/分以上触头可靠闭合
变速无冲动
过程
行程开关SQ7或SQ6损坏
变速机构的顶销未碰上行程开关
更换行程开关
重新装配使变速手柄拉至极限位置时刚好压住行程开关
工作台各个方向均不能给进
未启动主轴电动机M1
接触器KM1常开触头闭合不良
电动机M2接线松脱
先启动M1
调整或更换触头
紧固好电动机接线
工作台一个方向不能给进
相应的行程开关损坏或接触不良
操纵手柄传动机构磨损，不能压合相应的行程开关
行程开关SQ6损坏
更换行程开关
检修及调整传动机构行程SQ6损坏将使工作台不能向左或向右进给，更换行程开关
工作台不能
快速给进
牵引电磁铁动铁心卡死
离合器摩擦片间隙调整不当
电磁铁线圈烧毁
调整电磁铁吸力，不能过大
重新调整电磁铁机构
重绕线圈或更换
主轴停车后
短时反转
速度继电器调整不当
适当调紧动触头弹簧，使触头适时分断
常见故障分析表
4、接线工艺
1、接线柱绝缘台无损伤，接线柱螺纹无损伤、无放电痕迹、绝缘台完整无裂纹。
2、接线无毛刺，芯线前端连接部分无突出的导线。
３、接线无歪脖，布线拿弯弧度要自然平滑，避免急弯，直角弯，相线避免接触器壁。
４、接线无压胶皮，线芯出接线端子的垫圈不压线芯绝缘。
５、导线裸露不超长，线芯绝缘与接线端子压接部分之间的芯线长度不大于５MM。
６、接线无交叉布线，接线剁头齐整，接线余头不超长，线芯最前端距接线端子
部分超出长度不大于２ｍｍ。
7、一相绝缘不触及另一相导体，一相绝缘胶皮与另一相接线柱接触相距10MM。
8、接线柱卡抓分布是否均匀，接线柱弹垫压平，以压平弹垫，芯线不串动为合格。
9、接地芯线长短合适，接地芯线顺腔壁自然布置，不宜过长或过短（以松开线咀，拉动电缆相线拉紧或松脱地线不掉为准）。
10、防爆面涂油，电缆护套割口整齐，割口无马蹄无锯齿，护套长度距接线腔内壁5—15MM。
接线腔内清洁无杂物
11、芯线压接顺序正确，先压地线再压火线，地线颜色一般为黑色或黄绿色
12、卡爪（或平垫圈）弹簧垫（双帽）齐全坚固，使用线鼻子可不用平垫圈。
13、防爆面螺丝不得松动，以弹簧垫压平为基准，螺丝露头1—3丝，同一部分螺栓，螺母规格一致。
14、罗纹隔爆结构罗纹的最少啮合扣数为6扣，电缆连接时密封圈的宽度应不小于或等于电缆外径的0.7倍，但必须大于10mm
15、.密封圈内径与电缆外径相差不超过1MM、密封圈外径与引入装置内壁相差不超过1MM
五、问题及总结
这是一次学以致用的绝佳机会，我们也非常珍惜这次机会，认真的对待这次实习，深刻地体会到成功的喜悦。
在这次实习中，首先是蒋老师向我们介绍了这次实习的主要内容，这次是连接X62W型卧式普通铣床的主电路和控制电路。
通过将课本中的电气连接图进行了一些修改和绘制，我深刻地掌握了这种型号机床的工作过程和工作原理。
为了能够圆满完成任务，同时也为了能够更加清楚地了解PLC的构造与接线过程，我们自己动手，查找了相关资料，并进行相关分析与总结。
一开始没有什么头绪，但是通过一段时间的摸索和询问请教最终还是弄懂了这些器件的连接点的用处，慢慢理清了头绪。
这次实习让我深入懂得基础知识很重要，平时学习一定要打好基础。
平时那些模糊不清的知识点，在实践中都会造成极大的困扰。
实习中，小组成员要互相合作，共同努力，不懂的地方大家一起讨论。
在此次实习过程中，虽然遇到了一些挫折和困难，但是通过不断摸索，开拓了思维，同时也解决了不少以前尚未弄明白的问题，使自己的技术知识得到了巩固，提高了自己操作的能力。
这次实习过程中，虽然遇到了一些问题，但是通过自己的仔细思考和研究，并在老师以及同学的帮助下，许多疑难问题都得到了解决，对自己的知识面和动手能力的提高有很大的帮助。
实习成功与否，对我们以后做事习惯和找工作有很大关系，因为实习中不仅考验我们对专业知识的熟练掌握和做事能力，而且也考验我们的团队合作精神。
通过实习我也认识到自己的不足，对细节的东西学的不够透彻，对知识深度的挖掘不够。
在实习过程中，通过听取老师的指导和同学之间的相互合作，让我懂得了虚心向学与团结协作的重要性，从而使我们的团队合作意识得到了提高，我也感悟到与别人合作的快乐，认识到团结就是力量，通过与同学的交流可以很快的学到很多东西。
总而言之，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。
为我以后在工作上做了思想上的准备和技术上的准备，以后的学习工作中我会更加努力！
六、参考文献
电气控制与可编程控制器应用技术第二版郁汉琪主编
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