一、C650车床控制元件配置
图1是C650车床的主电路，配置三台电动机M1、M2、M3。主电动机M1由停止按钮SB、点动按钮SB1、正转按钮SB2、反转按钮SB3、热继电器常开触头FR1、速度继电器正转触头KS1、速度继电器反转触头KS2、正转接触器主触头KM1、反转接触器主触头KM2、制动接触器主触头KM3等控制。
图1 C650车床电气控制主电路
冷却泵电动机M2由停止按钮SB4、起动按钮SB5、热继电器常开触头FR1、接触器主触头KM4等控制；快移电动机M3由限位开关 SQ、接触器主触头KM5控制；电流表A由中间继电器触头KA控制。电气控制元件PLC控制的I/O配置见下表，C650车床PLC控制I/O接线见图 2。
图2 C650车床PLC控制I/O接线图
图3是C650车床PLC控制梯形图，编程时使用了MC主控指令和MCR主控复位指令。车床上电后，由于停止按钮SB、热继电器FR未动作，所以第4支路的X0、X7闭合，M110通电，导致第5支路M110闭合，程序执行MC主控指令至MCR主控复位指令之间的主控程序。
图3 C650车床PLC控制梯形图
二、主电动机正反转控制
1.正转控制
按下主电机正转按钮SB2，第6支路X2闭合，由于X3、M102均未动作，所以M101通电并通过第7支路的M101自锁。引起以下3个结果：
①第8支路M101闭合，T1开始0.5S计时；
②第12支路M101辅助常闭触头断开，使反转起动辅助继电器M102断电，实现正转与反转的互锁。
③第17支路的M101闭合，Y2通电，主电路中KM3吸合，使串电阻R短接。
当第8支路T1延时0.5S到达后，导致第9支路T1闭合，因第9支路的Y1处于闭合状态，所以Y0通电；敬第15支路的Y0断开，主电路中主触头KM1闭合。电动机M1正向起动运行。
2.T1的延时作用
T1延时0.5S确保了主电路中KM3先吸合，使串电阻R短接，然后再接通M1正转控制主触头KM1；否则，接触器KM1、KM3接通的指令几乎同时从PLC控制软件中发出，可能导致KM1先接通、KM3后接通，串电阻R不能先短接。
电动机M1起动后，转速上升，当转速升至100r/min时，速度继电器的正转触头KS1闭合，第22支路的X11闭合，为正转反接制动作好准备。
3.反转控制及T2延时
按下SB3，电动机M1将反向起动运行，通过T2延时0.5S的作用确保主电路中KM3先吸合，使串电阻R短接，然后再接通M1反转主触头KM2。
三、主电动机点动控制
按下正转点动按钮SB1，第2支路和第5支路的X1均闭合，通过第2支路的X1使第1支路的M103通电，并通过第3支路的M103自锁。同时第22支路的M103也闭合，为T3通电作好准备。
车床一旦上电，第5支路的M110立即闭合，此时因本支路中的X1闭合，所以M100通电，使第10支路M100闭合，第9支路Y0通电，第22支路的常闭辅助触头Y0断开。
车床电气控制主电路中因第9支路Y0通电，接触器主触头KM1吸合，主电动机M1正转起动升速，转速大于100r/min后，速度继电器的正转触头KS1保持闭合。同时第22支路的X11闭合，为反接制动作好准备。
四、点动停止和反接制动
1.M1断电降速
松开正转点动按钮SB1，第2支路和第5支路的X1均断开，第5支路的M100断电，第10支路的M100随即断开，第9支路Y0断电，第22支路的Y0触头闭合。导致主电路中主触头KM1断开，主电动机M1断电降速运转。
2.M1反接制动
由于降速初期，速度继电器触头KS1处在闭合状态，所以第22支路中的X11闭合，加之本支路的Y0触头闭合，所以T3通电，开始延时。
T3延时到达后，第16支路的T3触头闭合，导致第15支路Y1通电，主电路中主触头KM2吸合，主电动机M1反接制动。
3.反接制动结束
转速降到低于100r/min时，速度继电器的正转触头KS1断开，第22支路的X11断开，使T3断电，第16支路的T3触头断开，第15支路的Y1随之断电。
主电路中KM3主触头断开，反接制动结束，主电动机M1停转。
4.T3的延时作用
T3延时0.5S的作用是确保先断开KM1，再接通KM2；否则KM2先于KM1断开前接通，将导致主电动机M1绕组烧损。
五、主电动机反接制动
1.主电动机断电
按下停止按钮SB，第4支路X0断开，M110断电，使第5支路的常开触头M110断开，不再执行MC至MCR之间的主控电路，第9支路的Y0因之断电。
主电路中KM1断开，主电动机M1断电降速，但只要主电动机M1转速大于100r/min，速度继电器的正转触头KS1仍闭合，而第1支路的M103因自锁而通电。
按下停上按钮SB会使第9支路的常闭辅助触头X0断开，Y0断电，电气控制主电路中受Y0控制的主触头KM1将断开。
2.进入反接制动状态
松开停止按钮SB，使SB由按下状态切换成未按下状态，则第4支路X0恢复闭合，M110通电，第5支路的M110闭合，接通并执行MC至MCR之间的主控电路。
第1支路中的常闭辅助触头X0也恢复闭合，所以M103通电，此时第22支路的M103保持闭合。由于主电动机M1转速大于100r/min，KS1处于闭合状态，第22支路的X11保持闭合，导致T3通电，计时开始。
当T3计时时间到达后，第16支路的T3闭合，使第15支路的Y1通电，主电路中KM2闭合，电动机M1进入反接制动状态，主电动机M1迅速降速。
3.T3延时的作用
T3延时0.5S作用体现在电气控制主电路中，KM1主触头先断开，0.5S后KM2主触头再闭合，杜绝了KM1与KM2瞬时的同时接通状态，有助于避免电动机绕组烧损。
4.M1停转
当主电动机M1降速至100r/min以下时，速度继电器的正转触头KS1断开，使22支路的X11断开，T3失电，导致第16支路的T3断开，Y1断电，主电路中KM2断开，反接制动结束，主电动机M1停转。
5.反转停止进入反接制动
若起动时按下SB3，主电路中主触头KM3、KM2间隔0.5S先后接通，电动机M1将反向起动运行。之后松开停止按钮SB，将进入反转停止反接制动过程。
六、主电路工作电流监视
主电动机正反转起动过程中，因辅助继电器M101、M102中必有一个通电，所以第19支路的T5通电，10S计时开始。计时到达后，第21支路的T5闭合，导致Y5通电，主电路中的常闭触头KT断开，交流电流表A进行工作电流监视，从而使A避开较大的起动工作电流。
七、冷却及快速电动机控制
冷却泵电动机M2、快速移动电动机M3均为单向运转，控制较为简单。当按下冷却泵电动机起动按钮SB5时，第25支路的X5闭合，Y3通电并自锁，冷却泵电动机M2起动；而按下停止按钮SB4时，第25支路的X4断开，Y3断电，冷却泵电动机M2断电停转。
按下限位开关SQ，第27支路的X6闭合，Y4通电，快移电动机M3起动；松开限位开关SQ，快移电动机M3断电停转。
八、结束
本文以C650车床为例，介绍了FX2N系列PLC在数控机床中的控制应用。
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本文标题：基于FX2N系列PLC机床电气控制案例
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