PLC对M7120磨床控制系统的改造(4)

辽宁科技大学毕业设计（论文）

6.M7120型平面磨床的电气控制线路分析

M7120型平面磨床的电气控制线路如图所示。该线路由主电路、控制电路、电磁吸盘控制电路和辅助电路四部分组成。

6.1.主电路分析

主电路中有4台电动机。其中M1为液压泵电动机，由KM1主触点控制；M2为砂轮电动机，M3为冷却泵电动机，同由KM2的主触点控制；M4为砂轮箱升降电动机，由KM3、KM4的主触点分别控制。FU1对4台电动机和控制电路进行短路保护，FR1、FR2、FR3分别对M1、M2、M3进行过载保护。砂轮升降电动机因运转时间很短，所以不设置过载保护。

6.2.控制电路分析

当电源电压正常时，合上电源总开关QS1，位于7区的电压继电器KV的常开触点闭合，便可进行操作。 1、液压泵电动机M1的控制

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其控制电路位于6区、7区，启动过程为：按下SB2→KM1得电→M1启动；停止过程为：按下SB1→KM1失电→M1停转。运动过程中若M1过载，则FR1常闭触点分断，M1停转，起到过载保护作用。 2、砂轮电动机M2的控制

其控制电路位于8区、9区，启动过程为：按下SB4→KM2得电→M2启动；停止过程为：按下SB3→KM2失电→M2停转。 3、冷却泵电动机控制

冷却泵电动机M3通过接触器KM2控制，因此M3于砂轮电动机M2是联动控制。按下SB4时M3与M2同时启动，按下SB3时M3与M2同时停止。FR2与FR3的常闭触点串联在KM2线圈回路中。M2、M3中任一台过载时，相应的热键电器动作，都将使KM2线圈失电，M2、M3同时停止。

4、砂轮升降电动机控制

其控制电路位于10区、11区，采用点动控制。砂轮上升控制过程为：按下SB5→KM3得电→M4启动正转。当砂轮上升到预定位置时，松开SB5→KM3失电→M4停转。砂轮下降控制过程为：按下SB6→KM4得电→M4启动反转。当砂轮下降到预定位置时，松开SB6→KM4失电→M4停转。

5、电磁吸盘控制

电磁吸盘是固定加工工件的一种夹具。它是利用通电线圈产生磁

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场的特性吸牢铁磁性材料的工件，便于磨削加工。电磁吸盘的内部装有凸起的磁极，磁极上绕有线圈。吸盘的面板也用钢板制成，在面板和磁极之间填有绝磁材料。当吸盘内的磁极线圈通以直流电时，磁极和面板之间形成两个磁极，既N极和S极，当工件放在两个磁极中间时，使磁路构成闭合回路，因此就将工件牢固地吸住。 （1）电磁吸盘的组成

工作电路包括整流、控制和保护三个部分，位于图中的12～18区。整流部分由整流变压器T和桥式整流器VC组成，输出110V直流电压。

（2）电磁吸盘充磁的控制过程

按下SB8→KM5得电（自锁）→YH充磁。 （3）电磁吸盘的退磁控制过程

工件加工完毕需取下时，先按下SB7，切断电磁吸盘的电源，由于吸盘和工件都有剩磁，所以必须对吸盘和工件退磁。退磁过程为：按下SB9→KM6得电→YH退磁，此时电磁吸盘线圈通入反向的电流，以消除剩磁。由于去磁时间太长会使工件和吸盘反向磁化，因此去磁采用点动控制。松开SB9则去磁结束。

电磁吸盘是一个比较大的电感，当线圈断电瞬间，将会在线圈中产生较大的自感电动势。为防止自感电动势太高而破坏线圈的绝缘，在线圈两端接有RC组成的放电回路，用来吸收线圈断电瞬间释放的

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磁场能量。

当电源电压不足或整流变压器发生故障时，吸盘的吸力不足，这样在加工过程中，会使工件高速飞离而造成事故。为防止这种情况，在线路中设置了欠电压继电器KV，其线圈并联在电磁吸盘电路中，其常开触点串联在KM1、KM2线圈回炉中。当电源电压不足或为零时，KV常开触点断开，使KM1、KM2断电，液压泵电动机和砂轮电动机停转，确保安全生产。

1-钢制吸盘体 2-线圈 3-钢制盖板 4-隔磁层 5-工件

6.3.辅助电路分析

辅助电路主要是信号指示和局部照明电路，位于图中19～25区。其中，EL为局部照明灯，由变压器TC供电，工作电压为36V，由手动开关QS2控制。其信号灯也由TC供电，工作电压为6.3V。HL为电源指示灯；HL1为M1运转指示灯；HL2为M2运转指示灯；HL3为M4运转指示灯；HL4为电磁吸盘工作指示灯。

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7.PLC的硬件及软件设计

7.1.PLC的硬件选择

1、在M7120平面磨床中，选用S7—200，它的特点是编程方法简单易学、功能强、性能高、硬件配套齐全、用户使用方便、适应性强抗干扰能力强系统的设计安装调试工作量少，维修方便，体积小、能耗低等。

2、CPU模块的工作电压DC5V，其中微处理器选用Ｉnterl80186系列芯片存储器选用随机存取存储器（Ram）。

3、Ｉ/O模块：输入模块没有RC滤波电路，它的延迟时间值为（信号上升沿）10-20ms和（信号下降沿）20-50ms模块输出的24V直流电源作为输出回路电源，输出模块的输出电流值为0.5-2A

4、EM223 24V DC输入/DC输出，各组输入点为8，各组输出点为4。

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