西门子PLC中央控制器CPU414-2西门子代理商 西门子总代理
西门子PLC中央控制器CPU414-2西门子代理商 西门子总代理
西门子PLC中央控制器CPU414-2西门子代理商 西门子总代理
西门子PLC中央控制器CPU414-2西门子代理商 西门子总代理
PLC电源回路设计本机床采用了24V电源统一供电的形式(见图5-47)，PLC电源、PLC输入电源、输出电源、24V控制回路电源等共用一个DC24V稳压电源，以简化控制系统，降低制造成本。
考虑到本机床的24V电源容量较大，为了平衡三相负载，24V电源的稳压电源采用了三相进线稳压电源，内部设有稳压、平波、过流等保护电路，保证了24V电源质量。
由于系统采用了集中供电，DC24V电源根据需要被分为若干支路，并采用独立的保护断路器。此外，支路电源的接通/断开时序还受到强电回路的控制。
a.PLC电源支路(11L 、12L )。11L 为PLC的电源模块输入，采用断路器F10 进行保护。此支路不受DC24V"继电器-接触器"控制回路的控制，在总电源接通后，PLC 直接投入工作，以便对设备进行有效的保护。该支路电源还有提供给机床各类指示等的24V 电源(12L )，它与PLC电源模块同时供电的原因如下。
(a)由于机床的实际工作状况(包括报警)都要通过指示灯指示，它必须安全可靠。当指示灯短路时，机床状态将不能检测，因此，必须通过断路器F10同时切断PLC的电源。
(b)在PLC程序设计中，通常要求机床“开机”后的第一动作是通过自动测试程序，逐一接通或者同时接通的方式，自动检测指示灯的工作状态;它也可表明PLC的用户程序已经进入正常运行的状态。因此，即使是在PEC的其他输入/输出电源出现故障的情况下，只要PLC工作，指示灯的电源必须予以确保。
串联于12L 的触点K4/1为机床启动信号，它在"机床启动"(安全继电器K4接通)后接通，详见下述的强电控制回路设计。
b.控制电源支路(13L 、14L )。控制电源支路13L 为控制系统的“继电器-接触器"控制回路用电源，主要用于紧急分断电路、机床启动/停止控制电路、安全电路等。
在PLC输出中的接触器、中间继电器等，同属于"继电器-接触器"控制类，因此，这些PLC输出模块的电源14L 同样由本支路供给，但必须在紧急分断回路正常、机床启动(安全继电器K4接通)后才能提供。
c.PLC输入电源支路(15L )。15L 为PLC的全部输入信号的公用电源支路，采用断路器F12进行保护。此支路同样不受“继电器-接触器”控制回路的控制，在总电源接通后，直接投入工作，以便通过输入信号对设备进行有效的状态监控。
通过以上两个电源支路，保证了机床在开机时严格遵守以下时序：机床总电源接通→PLC电源接通→PLC运行用户程序→通过输入信号监控机床状态→启动机床→显示机床的实际工作状态或者报警状态。从而，确保了机床在安全、可靠的情况下启动，并能及时发现、排除故障与报警。
d.电机制动器电源支路(16L )。此电源用于X、Y、Z、A轴伺服电机的制动器松开控制，根据欧洲安全标准规定，对于高速运动的机械部件，不管其坐标轴是否存在由于自重等原因的“自落”，用于驱动的电机都必须带有制动器，因此，本机床上的全部伺服电机均带有制动器。
电机制动器电源受紧急分断安全继电器K4与机床启动继电器K4/1的控制，在紧急分断的情况下，通过“冗余”设计的触点，确保了制动器松开电源的可靠断开(夹紧制动器)，为安全停机提供了良好的保证。
电机制动器电源支路1(16L )安装有独立的断路器F13进行短路保护.
e.PLC输出电源支路1(17L )。PLC输出电源支路1(17L )是驱动安全防护门闭锁装置(电磁铁)的PLC输出模块的DC24V电源，此支路不受"继电器-接触器"控制回路的控制，在总电源接通后，可以直接投入工作，以便需要时打开安全防护门，对设备实施有效的维修与调整。
PLC输出电源支路1(17L )安装有独立的断路器F14进行短路保护，
f.PLC输出电源支路2(18L )。PLC输出电源支路2(18L )是供给机床液压系统电磁阀的PLC输出模块的24V电源，此支路受"继电器-接触器"控制回路中的安全防护门用安全继电器组合装置K6/1的控制。它必须在机床启动、安全防护门完全关闭后才能工作。
PLC输出模块的电源控制通过“冗余”设计的触点，确保了该部分电源的可靠断开为安全防护提供了良好的保证。
PLC输出电源支路2(18L )安装有独立的断路器F15进行短路保护。
在以上电源分组完成后，机床中PLC的电源模块、1/O模块只需根据各自的性质，参照相关模块的连接办法，依次与以上电源端连接即可，不需要进行其他考虑。
机床主回路控制设计在上例中，由于系统相对简单，在安全电路等方面的设计允许简化。但在复杂系统中，必须严格按照有关规定执行。下面以某数控机床的PLC控制系统电路为例，介绍复杂控制系统硬件设计的基本要点。
本机床是用于汽车零件柔性自动加工的专用机床。机床控制系统以数控系统(CNC)为核心，通过数控系统实现坐标轴的位置与速度控制，以S7-300 PLC作为机床辅助控制器，根据数控指令、进行数控系统、机床、液压、气动、电气部件间的动作协调控制。机床的夹具、坐标轴运动机构的夹紧等均采用液压控制，自动刀具交换装置(ATC)为机械、气动联合控制。
控制系统主要的控制对象有机床主轴电机、X、Y、Z、A 四个坐标轴伺服电机以及液压电机、冷却电机等电机与大量(30余只)液压、气动电磁阀。系统配套的主要电气控制部件(装置)有S7-300 PLC、SIEWNS 840D数控装置(用于X、Y、Z、A 等坐标轴的速度与位置控制，并作为PLC的人机界面)、4轴伺服驱动器与主轴驱动器等。
由于本系统中硬件设计中I/O连接设计相对较简单。因此，本例将重点对PLC的外围控制线路，尤其是涉及安全性与可靠性的电路做具体介绍，以供设计参考。
由于原控制系统较复杂，本例仅择要介绍控制线路的主要部分，重点介绍安全电路、紧急分断电路等在复杂PLC控制系统中的应用方法，并对原图进行了适当的简化。
①主回路设计
机床主回路(部分)设计如图5-46所示。机床的主回路三相总电源进线的接通/断开，由电源总开关QSl进行控制；在总开关QS1前还有用于安全防护门紧急打开的辅助电源(DC24V)，可以在总开关QS1断开时打开安全防护门。
通过QSl输入的电源，在电气控制系统中被分成三条相对独立的主回路：驱动器总电源(2L1、2L2、2L3，单独供给伺服、主轴驱动控制器)、控制回路总电源(3L1、3L2、3L3，供给机床PLC、强电控制回路、数控装置等)、电机动力总电源(4L1、4L2、4L3. 用于液压、冷却等辅助电机的主回路)。
对于驱动器与控制回路，由于负载相对固定，因此采用了各自独立的自动开关QS2、Q4进行过载、短路保护。对于辅助电机的动力电源主回路，由于工作状态下，负载变化大，且每一电机均安装有独立的自动开关进行过载、短路保护(如 Q5等)，因此，主回路仅采用了断路器F1作为短路保护。
该主回路设计，可以为调试、维修提供便利。在调试时，只要断开断路器F1，即可切除全部辅助电机的动力电源；断开自动开关QS2，即可切除驱动器的动力电源。同样，在进行电机手动旋转试验时，只需要断开控制回路总电源开关Q4，切断控制回路，即可防止由于接触器辅助触点接通引起的其他部分动作。
机床的接地系统通过16mm²的接地线与车间接地系统连接，在机床控制柜内安装有接地母线PE。控制系统中的各主要部件如数控系统、驱动系统、PLC、机床、电柜、操纵台、按钮台等均使用足够线径的接地线，直接与接地母线连接。其余部件的接地线与接线端子上的接地端(与电柜直接接触)连接，从而构成了机床良好的接地系统。
