谈PLC仿真学习软件在PLC教学中的应用

第一篇：谈PLC仿真学习软件在PLC教学中的应用

浅谈ＰＬＣ仿真学习软件在ＰＬＣ教学中的应用

摘要：在PLC的教学过程中，克服设备缺乏的困难，要寻找到突破口，提高教学质量，提高学生的学习兴趣，可以利用PLC仿真学习软件，轻松有趣地引导学生学习PLC，取得事半功倍的教学效果。

关键词：FX-TRN-BEG-C学习软件；可编程控制器；PLC编程软件

PLC是可编程控制器的简称，PLC技术是在继电接触器控制和计算机基础上开发的工业自动控制装置。由于它可以通过软件来改变控制过程，且编程较为简单，所以目前PLC在工业控制中占据了主导地位，得到了非常广泛的应用。为适应这种形势需求，PLC技术已成为各类职业技术学校电子电气专业的一门专业课，我校也不例外。PLC是我校电气自动化专业开设的专业课之一，教材版本以学习三菱FX2N系列PLC的基本指令和应用为主。

在PLC教学过程中，我发现学生学习PLC普遍感到比较困难。一方面是因为PLC是以微处理器为核心，将自动化控制技术、计算机技术、通信技术等多种知识、技能融为一体的工业自动控制装置。要学好这门课程，对学生在电力拖动、计算机基础应用、工业电子学等课程的理论、实操能力有一定的要求，而职校学生的基础普遍较差，逻辑思维能力较差，学习起来比较吃力。另一方面，学校的PLC实验设备较为紧张，学生动手实践的机会较少。在这种情况下，如何寻找到PLC教学的突破口，提高教学质量呢？通过多年的教学实践和探索，我认为利用PLC仿真学习软件（该软件名称为FX-TRN-BEG-C），可以轻松有趣地引导学生学习PLC，取得事半功倍的教学效果。

FX-TRN-BEG-C是三菱最新推出的中文版教学软件，它将虚拟舞台和专家操作指导合成在一起，学习通用梯形图逻辑编程。将该软件安装在学校多媒体教室的电脑上，学生上PLC实训课时只要到多媒体教室上机，就可以身临其境地感受到PLC的无穷魅力了。

该软件在教学中的应用主要体现在以下几方面。大量生动的图片，可激发学生学习PLC的兴趣和热情教育心理学认为，学习兴趣是学习动机的重要组成部分，是推动学生努力学习的强大动力。学生只有对PLC学习有了浓厚的兴趣，才会有求知的欲望，才能勤于思考。该教学软件一共分六个单元，分别是A～F。A是PLC简介单元，它用大量的图片介绍了在工厂自动化领域以及日常生活中应用PLC技术的许多实例，通过A单元的入门学习，可以让学生充分认识到PLC技术的实用性。PLC已经渗透到我们日常生活中的各个角落，在提高我们的生活质量方面扮演着很重要的角色，以此来激发学生学习PLC的兴趣和热情。这些生动的图片演示，比在教室里枯燥的讲述有趣，学生更乐于接受。

专家指导式的编程提示，可突破学生学习PLC的难点在PLC学习中，学会编程是重点，如何绘制梯形图是难点。利用该软件可以较容易突破难点，掌握重点。因为该软件的B单元就是基本程序的学习单元，它主要介绍了基本输入输出程序、标准程序、控制优化程序、输入状态读取程序等等。在每一个程序的学习单元中，它都列出了详细明了的操作步骤，一步一步引导学生学会编制简单的梯形图，以及进行仿真运行，使学生对基本程序的编程有初步的认识。该软件的C单元是轻松的练习单元，它详细介绍了基本定时器和计数器的编程要领，并介绍了应用定时器和基本计数器来编程的两个典型实例。通过这个单元的学习，学生对常用的定时器和计数器的编程有了基本的了解。在B、C两个单元的基本编程训练中，它都采用了专家指导式的编程提示，为基础较差的学生学习PLC提供了非常有用的帮助。通过这两个单元基本编程的训练，学生能基本了解PLC编程的特点，对PLC的基本编程方法有了一定的认识，突破了学习PLC的难点，为后续的实际应用题的编程学习打下较扎实的基础。

模拟场景中的仿真运行，可帮助学生更好地理解PLC的工作原理要让学生对PLC的工作过程有全面的认识和了解，除具备一定的编程能力，掌握基本的编程技巧外，还要让学生按照实际的控制要求进行仿真运行和调试，从而找到程序中的不足和漏洞，进行反复修改，达到优化程序、熟悉编程的目的。而FX-TRN-BEG-C教学软件就是这样一个能提供各种控制要求、仿真运行各种控制程序的教学平台。它操作简单，利用3D虚拟空间设计，模拟出各种真实场景。例如，交通信号灯控制、正反转控制、分拣和分配线控制、舞台装置控制、升降机控制等等，每一个场景都惟妙惟肖，图文并茂。学生可以在任意一个场景中按照控制要求进行编程，绘出梯形图，并对PLC进行仿真运行操作，在仿真运行中可以观察运行结果是否符合设计要求。同时，在运行中还可以确认各个元件与程序的状态，适时监控各个元件的工作过程。通过运行监控，学生更好地理解和掌握PLC各个元件的作用，巩固课堂上所学的理论知识。

循序渐进式的课程设置，科学合理，可以照顾到全体学生教学是面向全体学生的。从心理学的角度来讲，人的个性特征及心理倾向不尽相同，学生在智力上有差异，在观察力、理解力、想象力、记忆力、模仿力、表达及思维能力方面有所不同。因此，在PLC教学中，笔者采用了“因人施教”的分层教学法。而PLC教学软件就提供了一个分层教学的良好平台。因为该软件的D、E、F单元分别是初级、中级、高级挑战单元，每一单元均有6道设计题，难度不等，其中初级挑战题难度较低，难度系数为1～2颗星；中级挑战题的难度稍大，难度系数为2～3颗星；高级挑战题的难度最大，难度系数为3～4颗星。在具体教学过程中，对程度较低的学生，采用“初级挑战单元”中的部分内容进行训练。对程度较好的学生采用“中级挑战单元”或“高级挑战单元”中的部分内容进行训练。学生各取所需，各有所获，这样既提升了学生的自信心，又拓展了学生的创造性思维。另外，对于较复杂的设计题，如自动门操作控制、输送带控制等等，还可以采用让学生分工合作的教学形式，将全班学生分成不同的小组，明确各小组的设计任务和目标，培养学生团结协作的团队精神。

总之，通过教学实践，我认为利用PLC仿真学习软件进行PLC辅助教学是可行的，能收到较好的教学效果。学生通过电脑上机、仿真实践，可以更好地观察和消化所学的理论知识，同时通过PLC仿真学习软件实现人机交互，可以尝试改变某些指令、程序，再观察试验结果，立竿见影，能极大地调动学生的学习热情，使学生体会到成功的快乐，有成就感，学习时兴趣盎然，产生不断深入学习PLC的动力。在我所教授的学生当中，就涌现了不少学习积极性高、编程能力强的学生，通过这些学生可带动班级同学共同学习、共同进步。我所教授班级的大部分学生都具备了初步的编程能力，掌握了一定的编程技巧，取得了较为显著的教学效果。

参考文献：

[1]庞广信.可编程控制器技术应用[M].北京：化学工业出版社，2006.[2]李俊秀，赵黎明.可编程控制器技术应用实训指导[M].北京：化学工业出版社，2006.

第二篇：谈PLC仿真学习软件在PLC教学中的应用

谈ＰＬＣ仿真学习软件在ＰＬＣ教学中的应用

摘要：在PLC的教学过程中，要寻找到突破口，提高教学质量，可以利用PLC仿真学习软件，轻松有趣地引导学生学习PLC，取得事半功倍的教学效果。

关键词：PLC仿真学习软件；PLC编程；教学效果

PLC是可编程控制器的简称，PLC技术是在继电接触器控制和计算机基础上开发的工业自动控制装置。由于它可以通过软件来改变控制过程，且编程较为简单，所以目前PLC在工业控制中占据了主导地位，得到了非常广泛的应用。为适应这种形势需求，PLC技术已成为各类职业技术学校电子电气专业的一门专业课，我校也不例外。PLC是我校电子信息与应用专业开设的专业课之一，教材版本以学习三菱FX2N系列PLC的基本指令和应用为主。

在PLC教学过程中，笔者发现学生学习PLC普遍感到比较困难。一方面是因为PLC是以微处理器为核心，将自动化控制技术、计算机技术、通信技术融为一体的工业自动控制装置。要学好这门课程，对学生在电力拖动、工业电子学等课程的理论、实操能力有一定的要求，而职校学生的基础普遍较差，学习起来比较吃力。另一方面，学校缺乏相应的PLC实验设备，学生没有动手实践的机会。在这种情况下，如何寻找到PLC教学的突破口，提高教学质量呢？通过教学实践和探索，笔者认为利用PLC仿真学习软件（该软件名称为FX-TRN-BEG-C），可以轻松有趣地引导学生学习PLC，取得事半功倍的教学效果。

FX-TRN-BEG-C是三菱电机最新推出的中文版教学软件，它将虚拟舞台和专家操作指导合成在一起，学习通用梯形

图逻辑编程。将该软件安装在学校多媒体教室的电脑上，学生上PLC实训课时只要到多媒体教室上机，就可以身临

其境地感受到PLC的无穷魅力了。

该软件在教学中的应用主要体现在以下几方面。

大量生动的图片，可激发学生学习PLC的兴趣和热情教育心理学认为，学习兴趣是学习动机的重要组成部分，是推动学生努力学习的强大动力。学生只有对PLC学习有了浓厚的兴趣，才会有求知的欲望，才能勤于思考。该教学软件一共分六个单元，分别是A～F。A是PLC简介单元，它用大量的图片介绍了在工厂自动化领域以及日常生活中应用PLC技术的许多实例，通过A单元的入门学习，可以让学生充分认识到PLC技术的实用性。PLC已经渗透到我们日常生活中的各个角落，在提高我们的生活质量方面扮演着很重要的角色，以此来激发学生学习PLC的兴趣和热情。这些生动的图片演示，比在教室里枯燥的讲述有趣，学生更乐于接受。

专家指导式的编程提示，可突破学生学习PLC的难点在PLC学习中，学会编程是重点，如何绘制梯形图是难点。利用该软件可以较容易突破难点，掌握重点。因为该软件的B单元就是基本程序的学习单元，它主要介绍了基本输入输出程序、标准程序、控制优化程序、输入状态读取程序等等。在每一个程序的学习单元中，它都列出了详细明了的操作步骤，一步一步引导学生学会编制简单的梯形图，以及进行仿真运行，使学生对基本程序的编程有初步的认识。该软件的C单元是轻松的练习单元，它详细介绍了基本定时器和计数器的编程要领，并介绍了应用定时器和基本计数器来编程的两个典型实例。通过这个单元的学习，学生对常用的定时器和计数器的编程有了基本的了解。在B、C两个单元的基本编程训练中，它都采用了专家指导式的编程提示，为基础较差的学生学习PLC提供了非常有用的帮助。通过这两个单元基本编程的训练，学生能基本了解PLC编程的特点，对PLC的基本编程方法有了一定的认识，突破了学习PLC的难点，为后续的实际应用题的编程学习打下较扎实 的基础。

模拟场景中的仿真运行，可帮助学生更好地理解PLC的工作原理要让学生对PLC的工作过程有全面的认识和了解，除具备一定的编程能力，掌握基本的编程技巧外，还要让学生按照实际的控制要求进行仿真运行和调试，从而找到程序中的不足和漏洞，进行反复修改，达到优化程序、熟悉编程的目的。而FX-TRN-BEG-C教学软件就是这样一个能提供各种控制要求、仿真运行各种控制程序的教学平台。它操作简单，利用3D虚拟空间设计，模拟出各种真实场景。例如，交通信号灯控制、正反转控制、分拣和分配线控制、舞台装置控制、升降机控制等等，每一个场景都惟妙惟肖，图文并茂。学生可以在任意一个场景中按照控制要求进行编程，绘出梯形图，并对PLC进行仿真运行操作，在仿真运行中可以观察运行结果是否符合设计要求。同时，在运行中还可以确认各个元件与程序的状态，适时监控各个元件的工作过程。通过运行监控，学生更好地理解和掌握PLC各个元件的作用，巩固课堂上所学的理论知识。

循序渐进式的课程设置，科学合理，可以照顾到全体学生教学是面向全体学生的。从心理学的角度来讲，人的个性特征及心理倾向不尽相同，学生在智力上有差异，在观察力、理解力、想象力、记忆力、模仿力、表达及思维能力方面有所不同。因此，在PLC教学中，笔者采用了“因人施教”的分层教学法。而PLC教学软件就提供了一个分层教学的良好平台。因为该软件的D、E、F单元分别是初级、中级、高级挑战单元，每一单元均有6道设计题，难度不等，其中初级挑战题难度较低，难度系数为1～2颗星；中级挑战题的难度稍大，难度系数为2～3颗星；高级挑战题的难度最大，难度系数为3～4颗星。在具体教学过程中，对程度较低的学生，采用“初级挑战单元”中的部分内容进行训练。对程度较好的学生采用“中级挑战单元”或“高级挑战单元”中的部分内容进行训练。学生各取所需，各有所获，这样既提升了学生的自信心，又拓展了学生的创造性思维。另外，对于较复杂的设计题，如自动门操作控制、输送带控制等等，还可以采用让学生分工合作的教学形式，将全班学生分成不同的小组，明确各小组的设计任务和目标，培养学生团结协作的团队精神。

总之，通过教学实践，笔者认为用PLC仿真学习软件进行PLC辅助教学是可行的，能收到较好的教学效果。学生通过电脑上机，仿真实践，可以更好地观察和消化所学的理论知识，同时通过PLC仿真学习软件实现人机交互，可以尝试改变某些指令、程序，再观察试验结果，立竿见影，能极大地调动学生的学习热情，使学生体会到成功的快乐，有成就感，学习时兴趣盎然，产生不断深入学习PLC的动力。在笔者所教授的学生当中，就涌现了不少学习积极性高、编程能力强的尖子生，通过这些尖子生可带动班级同学共同学习、共同进步。笔者所教授班级的大部分学生都具备了初步的编程能力，掌握了一定的编程技巧，取得了较为显著的教学效果。

参考文献：

[1]庞广信.可编程控制器技术应用[M].北京：化学工业出版社，2006.[2]李俊秀，赵黎明.可编程控制器技术应用实训指导[M].北京：化学工业出版社，2006.

第三篇：PLC在恒压供水系统中应用

PLC在恒压供水系统中应用

引言

在供水系统中，恒压供水是指在供水网系中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。本文采用计算机(PC)、可编程控制器(PLC)、变频器组成变频恒压供水监控系统，通过变频调速实现恒压供水、满足节能降耗的要求，而且有利于实现生产的自动化及远程监测。用水量变化具有随机性，用水高峰时水压不足，低谷时又造成能量浪费。变频恒压供水系统根据公共管网的压力变化，通过PLC和变频器自动调节水泵的增减、水泵电机的运行方式及电机的转速，实现恒压供水，既防止了能量空耗，又避免出现电机启动时冲击电流对设备的影响。

二工作原理

变频恒压供水系统采用一台变频器拖动两台大功率电动机，可在变频和工频两种方式下运行;一台低功率的电机，作为辅助泵电机。

启动方式:为避免启动时的冲击电流，电机采用变频启动方式，从变频器的输出端得到逐渐上升的频率和电压。启动前变频器要复位。

变频调速:根据供水管网流量、压力变化自动控制变频器输出频率，从而调节电动机和水泵的转速，实现恒压供水。如设备的输出电压和频率上升到工频仍不能满足供水要求时，PLC发出指令1号泵自动切换到工频电源运行，待1号泵完全退出变频运行，对变频器复位后，2号泵投入变频运行。

多泵切换:根据恒压的需要，采取无主次切换，即“先开先停”的原则接入和退出。在PLC的程序中，通过设置变频泵的工作号和工频泵的台数，由给定频率是否达到上限频率或下限频率来判断增泵或减泵。在用水量较小的情况下，采用辅助泵工作。

为了避免一台泵长期工作，任一泵不能连续变频运行超过3小时。当工频泵台数为零，有一台运行于变频状态时，启动计时器，当达到3小时时，变频泵的泵号改变，即切换到另一台泵上。当有泵运行于工频状态，或辅助泵启动时，计时器停止计时并清零。

故障处理:能对水位下限，变频器、PLC故障等报警。PLC故障，系统从自动转入手动方式。

三PLC控制电路

系统采用S7-200PLC作下位机。S7-200PLC硬件系统包含一定数量的输入/输出(I/O)点，同时还可以扩展I/O模块和各种功能模块，在保证系统稳定性的基础上，再减低系统成本，我们选用了UniMAT扩展模块接在CPU后面。输入点为6个，其中水位上、下限信号分别为I0.0、I0.1。输出点为10个，O0.0-O1.0对应PLC的输出端子。对变频器的复位是由输出点O1.0通过一个中间继电器KA的触点来实现的。根据控制系统I/O点及地址分配可知，系统共有5个开关量输入点，9个开关量输出点;1个模拟量输入点和1个模拟量输出点。可以选用CPU224PLC(14DI/10DO)，再扩展一个UniMAT模拟量模块EM235(4AI/1AO)。

四电控程序设计

4.1泵站软件的设计分析

(1)由“恒压”要求出发的工作组数量的管理

为了恒定水压，那么在水压降低时，需要升高变频器的输出频率，并且在一台水泵工作是不能满足恒压要求时，这时需要启动第二台。这样有一个判断标准来决定是否需要启动新泵即为变频器的输出频率是否达到所设定的频率上限值。这一功能可以通过比较指令来实现。为了判断变频器的工作频率达到上限的确定性，应滤去偶然因素所引起的频率波动所达到的频率上限值的情况，在程序中应考虑采取时间滤波情况。

(2)台组泵站泵组的管理规范

由于变频器泵站希望每一次启动电动机均为软启动，有规定各台水泵必须交替使用，那么多台组泵站泵组的投入运行需要有一个管理规范。在本次设计中控制要求中规定任意的一台水泵连续运行不得超过3h，因此每次需要启动新泵或切换变频泵的时候，以新运行泵为变频是合理的。具体的操作时，将现运行的变频器从变频器上切除，并且接上工频电源加以运行，同时将变频器复位并且用于新运行泵的启动。除此之外，泵组管理还有一个问题就是泵的工作循环控制，在本设计中所使用的是用泵号加1的方法来实现变频器的循环控制即3加上1等于0的逻辑，用工频泵的总数结合泵号来实现工频泵的轮换工作。

4.2程序的结构及程序功能的实现

根据前面可知，PLC在恒压供水系统中的功能比较多，由于模拟量单元及PID调节都需要编制初始化及中断程序，本程序可以分为三个部分:主程序、子程序和中断程序。

(1)系统的初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，这样可以节省扫描时间。利用定时器中断功能来实现PID控制的定时采样及输出控制。初始化子程序流程框图如图1。在初始化的子程序中仅仅在上电和故障结束时用，其主要的用途为节省大量的扫描时间加快整个程序的运行效率，提高了PID中断的精确度。上电处理的作用是CPU进行清除内部继电器，复位所有的定时器，检查I/O单元的连接。

图1初始化程序

(2)主程序流程图如图2。其功能最多，如泵的切换信号的生成、泵组接触器逻辑控制信号的综合及报警处理等等都在主程序中。生活及消防双恒压的两个恒压值是采用数字式方式直接在程序中设定的。生活供水时系统设定为满量程的70%，消防供水时系统设定为满量程的90%。本系统中的增益和时间常数为:增益Kc=0.25，采样时间Ts=0.2s，积分时间Ti=30min。

图2主控制程序

(3)中断程序如图3，其作用主要用于PID的相应计算，在PLC的常闭继电器SM0.0的作用下工作，它包括:设定回路输入及输出选项、设定回路参数、设定循环报警选项、为计算指定内存区域、指定初始化子程序及中断程序。

图3中断程序

五结束语

恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率，而达到调节水泵转速改变水泵出口压力，比靠调节阀门的控制水泵出口压力的方式，具有降低管道阻力大大减少截流损失的效能。由于变量泵工作在变频工况，在其出口流量小于额定流量时，泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长泵和电动机的机械使用寿命。实现恒压自动控制，不需要操作人员频繁操作，降低了人员的劳动强度，节省了人力。

水泵电动机采用软启动方式，按设定的加速时间加速，避免电动机启动时的电流冲击，对电网电压造成波动的影响，同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。

由于变量泵工作在变频工作状态，在其运行过程中其转速是由外供水量决定的，故系统在运行过程中可节约可观的电能，其经济效益是十分明显的。正因为此，系统具有收回投资快，而长期受益，其产生的社会效益也是非常巨大。

在实际应用中，采用PLC控制恒压供水，还能容易地随时修改控制程序，以改变各元件的工作时间和工作状况，满足不同情况要求。与继电器或硬件逻辑电路控制系统相比，PLC控制系统具有更大的灵活性和通用性。

第四篇：Automation Studio在PLC教学中的应用

Automation Studio在PLC教学中的应用

摘 要：基于仿真技术，以《机床电气与PLC控制技术》课程教学改革为背景，介绍Automation StudioTM软件在PLC教学中的应用，收到了良好的效果。

关键词：机床电气与PLC；Automation StudioTM；课堂教学

中图分类号：G4

文献标识码：A

文章编号：16723198（2015）23020901

引言

《机床电气与PLC控制技术》是机械电子工程专业十分重要的专业课，是机床自动化的重要知识来源。课程强调理论基础，注重实践及工程应用。课程在我校机械电子工程专业开设多年，既有理论教学，又有实验教学和课程设计等实践环节。课程实训配套装置先进，学生的实践教学效果良好。但在理论教学中存在单调、乏味，学生兴趣低，课堂上无法给学生进行直观的演示等问题。Automation StudioTM仿真软件解决了这个问题，它能生成动画演示，在课堂上能吸引学生，极大地调动学生的积极性。

Automation Studio是一款具有设计和动态模拟功能的软件工具，由加拿大贝加莱公司开发，用户能够借助该软件仿真模拟包括液压与气动、电气控制、可编程逻辑控制器、顺序功能图等各种技术回路。该软件易学易用、适用范围广，在辅助教学方面发挥重要作用。Automation StudioTM在课堂教学中的应用

下面以PLC控制某三相异步电动机启动停止系统为例，阐述Automation StudioTM仿真软件在PLC控制系统中的应用。

2.1 系统控制要求及系统建模

本系统比较简单，要求用PLC控制一台三相异步电动机的启动和停止，电机直接启动和停止。

本次设计采用Automation StudioTM5.0版本。打开软件，在库浏览器“Library Explorer”中选择“Main”，打开系统库“Electrical Control（IEC Standard）”，拖拽所需的电气元件到工作区连接组成电气主系统。本系统包括电源、熔断器、接触器触点、热继电器、电机等元件。拖拽PLC输入/输出端、按钮、接触器线圈等，连接组成PLC外部接线图。完成的系统模型如图1所示。

2.2 PLC编程

在库浏览器中，选择“Main”，打开库“Ladder Siemens”，选择母线、软触点、线圈等编程元素，编制系统的PLC控制程序。完成的PLC控制程序如图2所示。

2.3 系统仿真

在菜单中选择仿真“Simulation”，然后选“Normal”，系统进入仿真。仿真运行时，PLC和电气系统同时运行，先按启动按钮SB1，电机启动，如图3所示。

在仿真过程中，通过按钮控制，使电机运行状态改变，在模型中能直观的看到触点开关变化及电机的运行和停止。另外，PLC程序也有状态监控，相应的软元件和线圈也有能流的变化。结语

应用Automation StudioTM仿真软件，对机床电气与PLC控制技术课程进行了课堂教学模式的探讨，可以看到该软件在课程教学中的重要性。通过课堂实践，学生的学习积极性得到了提高。另外，该软件还可以应用于课程设计、毕业设计等实践环节，对类似课程的教学改革也有借鉴作用。

参考文献

[1]周润景，张丽娜，刘梦男.基于Automation Studio的PLC系统设计、仿真及应用[M].北京：电子工业出版社，2012.[2]加拿大Famic Technologies有限公司[Z].AS中文手册.[3]王德志.Automation Studio在PLC控制液压系统教学中的应用[J].山东工业技术，2014，（21）：142.

第五篇：PLC在铣床控制系统中的应用

PLC在铣床控制系统中的应用

谢保鸡

摘要：介绍用PLC取代X62W万能铣床的继电器控制电路，阐述了PLC的设计方案；根据控制要求，确定PLC的输入输出点数，进行PLC型号选择，对I/O地址进行了分配，并画出了I/O接线图；根据控制原理，画出了梯形图。

关键词：可编程控制器(PLC)；铣床；控制；

1引言

PLC是将计算机技术应用于工业控制领域的产品，它具有高可靠性、编程简单、体积小功耗低等优点，在短短的几十年里得到了迅猛发展，已成为当代工业自动化的主要支柱之一目前，部分中小型企业及高校仍广泛使用传统的继电器控制机床，这些机床经历了比较长的历史，虽然它能在一定范围内满足单机和自动生产线的需要，但由于它的电控系统是以继电器、接触器的硬连接为基础的，技术上比较落后，特别是其触点的可靠性问题，直接影响了产品质量，生产效率和生产成本。而用PLC对它进行技术改造，便能取得很好的效果。X62W铣床的电气控制要求

图1是X62W铣床控制系统的主电路图，其中M1是主轴电动机，M2为冷却泵电动机，M3为进给电动机，FR1—FR3为热继电器，FU为熔断器。

具体控制要求如下：

(1)主轴电动机M1采取空载直接起动，且要求实现正、反转控制，但由于铣床在加工过程中主轴方向的改变并不频繁，因此采用了电源相序转换开关SA3来实现正、反转。

(2)为防止铣削时，系统发生振动，在主轴传动系统中装有惯性轮，但在高速切削后，停车很费时间，故采用电磁离合器YC1制动。

(3)工作台的纵向、横向和垂直三个方向的进给运动由进给电动机M 3拖动，三个方向的选择由操纵手柄改变传动链来实现，每个方向有正、反向运动。要求M3能正、反转，同时，一个时刻只允许工作台向一个方向移动，所以三个方向的运动之间应有联锁保护装置。

(4)为了防止刀具和机床的损坏，要求只有主轴旋转后，才允许有进给运动，而为了减小加工件表面的粗糙度，停车时要求先停进给，然后停主轴。但由于主轴本身具有惯性，因此可 以采用主轴和进给同时停止的方式。

(5)主轴运动和进给运动采用变速盘来进行速度选择，为保证变速时齿轮进入良好的啮合状态，两种运动都要求变速时电机作瞬时点动。

(6)为操作方便，主轴电动机的起动与停止，工作台快速移动均采用两地控制。

(7)冷却泵由电动机M2拖动，只要求实现正转控制。

(8)为了加工螺旋槽，在X62W铣床上安装了圆工作台，但要求圆工作台的旋转与工作台的上下、左右及前后进给运动之间有联锁保护装置。PLC控制电路

3.1 I/O地址分配、机型选择及I/O端口接线图为实现上述铣床的控制要求，现选择三菱公司生产的FX2N－48MR型PLC，其I/O地址分配如附表所示。

图2是X62W铣床的PLC输入输出接线图，需注意的是，图中对输入的常闭触点进行了处理，即常闭按钮改用常开按钮，热继电器的常闭触点改用了常开触点。

3.2 PLC梯形图

图3是X62W铣床的PLC梯形图，其中，回路6控制主轴起动和变速，回路7控制主轴制动，回路11控制工作台分别作纵向、横向、垂直、变速等运动以及圆盘运动，回路8控制工作台快速进给。PLC梯形图控制分析

4.1主轴控制电路分析(1)主轴电动机起动

起动前先合上电源开关QF，再把主轴转换开关SA3扳到所需的旋转方向，然后按起动按钮SB1（或SB2)，X0（或X1)闭合，Y0得电，KM1工作，主轴电动机运转。

(2)主轴电动机的停车制动

按主轴停止按钮SB5（或SB6)，这时X4（或X5)常闭断开，M5失电，Y0失电，KM1断开，主轴电动机失电作惯性运动，接着X4（或X5)常开闭合，Y3得电，电磁离合器YC1工作，对主轴进行制动，待主轴停车后，松开SB5（或SB6)。

(3)主轴换铣刀控制

SA1是主轴换铣刀开关，需换刀时，将SA1扳到“换刀”位置，这时X14常闭断开，使Y0失电，KM1断开，主轴电动机失电作惯性运动，接着X14常开闭合，Y3得电，电磁离合器YC1得电工作，对主轴进行制动，使机床无法运行，保证了人身安全。(4)主轴变速冲动控制

主轴变速时的冲动控制是利用变速手柄与冲动行程开关SQ1，通过机械上的联动机构进行控制，变速时，扳操纵手柄使SQ1动作，这时X6常闭断开（断开自锁回路)，X6常开闭合，使Y0得电，KM1工作，主轴电动机实现点动控制。

4.2进给控制电路分析

转换开关S A 2是控制圆工作台的，在不需要圆工作台工作时，转换开关SA2扳到“断开”位置。此时，X15常闭闭合，常开断开；当需要圆工作台工作时，转换开关SA2扳到“接通”位置，此时X15常闭断开，常开闭合。(1)工作台左（右)控制

主轴电动机启动后，将操纵手柄向左（右)扳，其联动机构压动位置开关SQ5（SQ6)，使X12（X13)常闭断开（联锁保护)，X12（X13)常开闭合，Y1（Y2)得电，KM2（KM3)工作，进 给电动机实现正（反)转，通过相应传动装置拖动工作台向左（右)运动。(2)工作台下、前（上、后)控制

主轴电动机启动后，将操纵手柄分别向下、前（上、后)扳，其联动机构压动位置开关SQ3（SQ4)，使X10（X11)常闭断开（联锁保护)，X10（X11)常开闭合，Y1（Y2)得电，KM2（KM3)工作，进给电动机实现正（反)转，通过相应传动装置拖动工作台向下、前（上、后)运动。(3)进给变速冲动控制

与主轴变速原理一样，变速时只需将变速盘往外拉，使进给齿轮松开，待转动变速盘选择好速度后，将变速盘向里推，在推进时，档块压动位置开关SQ2，使X7常闭断开（断开自锁回路)，X7常开闭合，Y1得电，KM2工作，进给电动机实现点动控制。(4)工作台快速移动控制

按下快速点动按钮SB3（或SB4)，X2（或X3)接通，M9得电，它的一个常开触点接通进给控制电路，另一个则接通快速进给电磁离合器YC3，常闭触点切断正常进给电磁离合器YC2，让工作台实现快速进给。松开SB3（或SB4)，X2（或X3)断开，M9失电，此时YC3失电，YC2得电，工作台快速移动停止，仍按原方向作正常进给运动(5)圆工作台的控制

当需要加工螺旋槽时，应将工件安装在圆工作台上，调整好铣刀和工件之间的位置，主轴电动机启动后，将开关SA2扳到“接通”位置，X15常闭断开（联锁保护)，X15常开闭合，Y得电，KM2工作，进给电动机通过相应传动装置拖动圆工作台开始工作值得注意的是，当圆工作台在运转过程中，既不要求调速，也不要求反转

5结束语

用PLC改造后的X62W铣床通过实际使用，生产效率得到了很大提高并能很好的保证其加工精度，自运行以来，系统运行稳定、可靠，完全满足生产工艺的要求，对同类设备的技术 改造有较大的参考价值。参考文献：

[1]李秀忠.PLC在X62W铣床电气控制电路中的应用 [J].自动化技术与应用,2004,08（23）：29-31.[2]胡俊达.PLC在专用双面铣床电气控制中的应用 [J].组合机床与自动化加工技术,2003,12（05）：35-37 [3]姚道如,汪功明.变频器和PLC在龙门铣床控制中的应用[J].常熟理工学院学报(自然科学),2008,04(04):97-99 [4]俞鸿斌.PLC在龙门刨铣床数控化改造中的应用[J].机电工程, 2007,(7): 97-99.[5]阎占文.PLC在铝锭铣床自动控制上的应用[J].电器时代, 2004,(11): 80-83.[6]余雷声.《电气控制与ＰＬＣ应用》[M].机械工业出版社,2002.6.