B2012A程序设计与说明详解

根据B2012A的控制要求、PLC的端口分配情况以及变频器控制的需要，设计得到控制梯形图如图7-8所示。

图7-8 PLC改造B2012A龙门刨床控制梯形图

图7-8 PLC改造B2012A龙门刨床控制梯形图

1.刀架控制电路

（1）垂直刀架

将SA20置于闭合位置，输入继电器X36得电为ON，刀架置为自动工作状态；工作台在前进结束转为后退时，辅助继电器M4得电，驱动输出继电器Y14逻辑电路闭合，接触器KM5线圈回路导通，线圈得电，主触点闭合，垂直刀架电动机M7反转，带动离合器反转使进给机构复位，准备下一次进给。当工作台由后退转换成前进时，辅助继电器M3得电→输出继电器Y13逻辑电路闭合→接触器KM4线圈得电→M7正转→电动机通过带动超越离合器正转使刀架进给。工作台往返一次，自动完成一次刀架的自动进给和让刀，以此下去。

将SA20置于断开位置，输入继电器X36得电为OFF，取反后为ON，刀架置为快速移动（位置调整）工作状态，此时自动加工状态用辅助继电器M1断电。当按下按钮SB4→输入继电器X3为ON→输出继电器Y13得电→接触器KM4得电→电动机M7正转→传动机构→垂直刀架快速运动。方向由手柄位置所决定的传动机构确定。

（2）右侧刀架

将SA21置于闭合位置→输入继电器X37得电→当辅助继电器M3得电时（后退转前进）→输出继电器Y15→接触器KM6得电→电动机M8正转→传动机构→带动右刀架自动进刀；当辅助继电器M4得电时（前进转后退）→输出继电器Y16得电→接触器KM7得电→电动机M8反转→传动机构→带动右刀架自动让刀。此为自动进给工作状态。

将SA21置于断开位置，输入继电器X37得电为OFF，取反后为ON，刀架置为快速移动（位置调整）工作状态，此时自动加工状态用辅助继电器M1断电。当按下按钮SB5→输入继电器X4为ON→输出继电器Y15得电→接触器KM6得电→电动机M8正转→传动机构→右侧刀架快速运动。方向由手柄位置所决定的传动机构确定。

（3）左侧刀架

将SA22置于闭合位置→输入继电器X40得电→当M3得电时（后退转前进）→输出继电器Y17→接触器KM8得电→电动机M10正转→传动机构→带动左刀架自动进刀；当M4得电时（前进转后退）→输出继电器Y20得电→接触器KM9得电→电动机M10反转→传动机构→带动右刀架自动让刀。此为自动进给工作状态。

将SA22置于断开位置，输入继电器X40得电为OFF，取反后为ON，刀架置为快速移动（位置调整）工作状态，此时自动加工状态用辅助继电器M1断电。当按下按钮SB6→输入继电器X5为ON→输出继电器Y17得电→接触器KM8得电→电动机M10正转→传动机构→左侧刀架快速运动。方向由手柄位置所决定的传动机构确定。

辅助继电器M0的设置是将左、右侧刀架在位置移动过程中的限位开关状态单独保存，有利于简化逻辑程序。

2.横梁控制电路

只有在工作台停止工作时，辅助继电器M1断开，才能操作横梁上、下移动控制电路。

（1）横梁上移调整

横梁作向上移动时，在电路中自动地使横梁先放松后移动。按横梁上升按钮SB3→输入继电器X2为ON→辅助继电器M8为ON→输出继电器Y22得电→接触器KM11线圈通电→使横梁放松，夹紧电动机M9正转→横梁逐渐放松→移动到一定程度，SQ16被压下→输入继电器X26为ON→输出继电器Y22逻辑回路断开→KM11线圈断电→电动机M9停转→横梁放松完毕。

逻辑元件X26、M8为ON→输出继电器Y11线圈逻辑回路导通→接触器KM2线圈得电→横梁升降电动机M11正转→横梁上升→到指定位置松开按钮SB3→输入继电器X2为OFF→辅助继电器M8断电→输出继电器Y11断开→KM2断电→电动机M11停止转动→同时接通输出继电器Y21→接触器KM10线圈得电→横梁放松，夹紧电动机M9反转，开始将横梁夹紧→SQ16被复位→此时KM10线圈经过流继电器KI2的常闭触点及KM10的常开触点继续供电→横梁继续夹紧→因而电动机M9中电流增大→通过KI2线圈的电流亦增大→当电流增大到所调整的数值时→过电流继电器KI2的触点动作→其常闭触点断开→KM10线圈断电→横梁夹紧完毕。

（2）横梁下移调整

当按下横梁下降按钮SB7时，先放松，然后横梁下降，下降到所需要位置时，松开按钮，这时除了夹紧电动机开始工作外，还有消除丝杠与螺母间隙的横梁稍许回升的动作，这个动作是由定时器T2和一定的算法来完成的，因为PLC中没有断电延时时间继电器。控制过程如下:(www.xing528.com)

按下SB7→输入继电器X6为ON→辅助继电器M8为ON→输出继电器Y22得电→接触器KM11线圈通电→使横梁放松，夹紧电动机M9正转→横梁逐渐放松→移动到一定程度，SQ16被压下→输入继电器X26为ON，取反触点为OFF→输出继电器Y22逻辑回路断开→KM11线圈断电→电动机M9停转→横梁放松完毕。

输出继电器X26和辅助继电器M8为ON→输出继电器Y12线圈逻辑回路导通→接触器KM3线圈得电→横梁升降电动机M11反转→横梁下降→到指定位置松开按钮SB7→输入继电器X6为OFF→辅助继电器M8断电→输出继电器Y12断电→KM3断电→电动机M11停止转动→同时接通输出继电器Y21和定时器T2线圈→接触器KM10线圈得电→横梁放松，夹紧电动机M9反转→开始将横梁夹紧→同时输出继电器Y11逻辑回路导通→接触器KM2得电→升降电动机M11正转回升→当T2的定时时间到，回升结束。另外，夹紧电动机M9继续夹紧→SQ16被复位→此时KM10线圈经过流继电器KI2的常闭触点及KM10的常开触点继续供电→横梁继续夹紧→因而电动机M9中电流增大→通过过电流继电器KI2线圈的电流亦增大→当电流增大到所调整的数值时→KI2的触点动作→其常闭触点断开→KM10线圈断电→横梁夹紧完毕。

3.工作台控制

（1）步进、步退与润滑控制电路

当按下按钮SB8时，输入继电器X7得电为ON，输出继电器Y0、Y3线圈逻辑回路导通为ON，变频器的正转端口和中速端口被短接，电动机以中速点动正转，实现步进操作。在操作时，行程开关SQ2没有复位，X17为ON，则接不通电路。按下步退按钮SB12，输入继电器X13为ON，输出继电器Y1、Y2逻辑回路闭合为ON，变频器的反转端口和高速端口被短接，电动机以高速点动反转，实现快速步退操作。反转后退速度根据要求要高于正转前进速度。

在操纵台上，润滑泵控制开关SA7有两个工作位置，工作台不工作而需要润滑泵时，将SA7拨在闭合位置，输入继电器X15为ON，驱动输出继电器Y6为ON，接触器KM12得电；工作台自动工作时，辅助继电器M1为ON，SA7拨在悬空位置，此时输出继电器Y6也得电，使KM12线圈通电，润滑泵电动机M6工作。液压泵上油，至一定压力时，压力继电器触点P闭合，为自动工作准备条件。

（2）工作台自动工作控制电路

如果行程开关是零位，行程开关制子扳在行程开关两侧，按下前进按钮SB9，输入继电器X10为ON，使辅助继电器M1线圈通电自锁，输入继电器X10的取反触点使输出继电器Y1的逻辑回路不能接通，所以辅助继电器M1驱动输出继电器Y0、Y3逻辑回路导通，使变频器以中速带动主电动机正转前进。由于Y0与Y1之间有互锁触点，所以即使放开按钮SB9，电动机依然正转前进。

当前进末了时，制子A碰撞前进减速开关SQ1，其触点闭合，输入继电器X16为ON，减速输出继电器Y4线圈逻辑回路导通为ON，其取反触点使输出继电器Y3回路断开为OFF，所以此时变频器的FWD和K3端口短接，带动主电动机以低速度继续前进，工作台以减速速度前进。

到制子B撞到SQ2后，SQ2常开触点闭合，输入继电器X17为ON，取反后为OFF，Y0逻辑回路断开为OFF，取反后为ON，所以Y1逻辑回路导通为ON，短接变频器的REV端口，工作台以调节好的后退速度开始后退，制子B使SQ2复位，在未复位前，刀架控制电路中，由于SQ2常开触点闭合，输入继电器X17为ON，辅助继电器M4线圈通电，触点闭合，驱动进给电动机转动，使进给机构复位。经过行程开关SQ1后，SQ1复位，输入继电器X16为OFF，Y4断电为OFF，Y2则接通，变频器反转和高速端口接通，工作台快速后退。

后退继续进行，到后退末了时，制子C碰撞后退减速开关SQ3，其常闭触点接通，输入继电器X20为ON，经触点使输出继电器Y4线圈逻辑回路导通，其常闭触点断开，使输出继电器Y2逻辑回路断开，变频器的分段速度端口K1断开，电动机以后退减速速度反转后退，使制子D碰撞后退换向开关SQ4，常开触点闭合，输入继电器X21为ON，Y1、Y2线圈逻辑回路断电。由于辅助继电器M1一直为ON，所以Y1断开而Y0接通，工作台又开始前进。

在SQ4常开触点闭合时，X21为ON，使辅助继电器M3线圈通电，从刀架控制电路中可以看出，其常开触点接通，使刀架电动机转动，进给机构进给。由于制子D碰撞SQ4开关动作，但工作台有一段越位，工作台经一段后退越位才反向前进，继而制子D碰撞SQ4星轮2使SQ4复位。复位后SQ4断开，M4线圈断电，刀架电动机停止转动。刀架电动机的通电就是从换向开关SQ4动作到复位，进给量的多少是由调节进给机构来完成。制子D和C依次将SQ4、SQ3复位，到此工作台完成了一次往复运动，然后重复进行自动循环工作。

如果要求工作台停止运行，则按下停止按钮SB10，输入继电器X11为ON，断开辅助继电器M1线圈回路，输出继电器Y0和Y1断开为OFF，变频器正、反转端口断开，电动机停止，工作台迅速自动停车。

（3）慢速切入，低速运行、磨削控制电路

1）以较高速度切削时，为了保护刀架，需要慢速切入，这时将操纵台上慢速切入开关SA6拨在“通”位置上，输入继电器X14为ON，在后退反前进时，SQ4闭合，输入继电器X21为ON，使辅助继电器M3得电为ON，因而Y4线圈通电，所以反向以后以减速度前进，至SQ4复位后，辅助继电器M3线圈断电，Y4线圈断开，工作台以前进速度前进。

2）当前进或后退调速手柄处在低速位置时，SQ7或SQ8接通，输入继电器X24、X25为ON，辅助继电器M6线圈回路断开为OFF，于是M6常闭触点为ON，输出继电器Y4接通，其常闭触点为OFF，则输出继电器Y2、Y3无法接通，这样工作台在低速下前进或后退。

3）工作台需要进行磨削时，将操作台上SA8拨在磨削位置，输入继电器X43为ON，辅助继电器M5线圈得电为ON，切断输出继电器Y2、Y3、Y4的逻辑回路，变频器的速度端口K1、K2、K3不能接通，变频器以设定的最低转速工作，并且磨削时没有减速动作。

4.抬刀控制电路

当操作步进、前进或步退、后退时，输出继电器Y0线圈或Y1线圈导通，其常开触点闭合，使辅助继电器M11线圈通电，驱动输出继电器Y27线圈逻辑回路导通为ON，接触器KM17线圈电路闭合，线圈得电，主触点闭合，为抬刀电磁铁工作接通电源。在工作时，使用哪个刀架，就将SA1～SA4中对应刀架的开关拨在通电的位置。比如将SA1转换在接通状态，输入继电器X32为ON。在工作台自动工作中，后退时输出继电器Y1逻辑回路闭合，驱动输出继电器Y23线圈得电，使对应的外部负载YA1的电路接通，电磁铁得电，抬刀线圈通电，刀具抬起，实现让刀。

当后退返前进时，输出继电器Y0得电，切断输出继电器Y27逻辑回路，使KM17线圈断电，抬刀线圈断电，刀具恢复原来位置。

输出继电器Y27逻辑回路可保证在工作台返回行程中，如果按下“工作台停止”按钮，此时工作台虽然停下了，但刀具仍保持在抬起的位置，这就避免了因刀具落下而使工件表面与刀具本身的损坏。

5.变频器报警电路

当变频器在工作过程中出现问题时，其三个报警输出端口30A、30B、30C会产生输出信号，使对应的输入继电器X47闭合为ON，输出继电器Y7逻辑回路接通，驱动报警扬声器发出声响。