西门子SM321数字量输入模块6ES7321-1BH02-0AA0

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基于PLC的主轴轴承温度的检测系统

数控机床可用测量法对主轴轴承温度进行监测。通过测量主轴轴承运转中的温升，来了解主轴轴承是否正常。轴承温度一般限制在温度升高不超过45℃，监测中若发现轴承的温度超过70-80℃，应立即停机检查。

　　1 安装及接线

　　数控机床可利用热电阻、多通道数字仪表及PLC控制系统的结合，来实现主轴轴承温度的检测。

　　在主轴前、中、后轴承处，安装4个热电阻。PLC控制系统采集4个测量点的温度，来监测不同位置处轴承温升情况。

　　2 控制要求及原理

　　温度控制系统利用热电阻进行测量点的温度测量，利用多通道数字仪表来显示主轴轴承的温度值。PLC实现参数设定、远程、数据存储和报警处理等功能。在实际编程过程中，不需要编写读写PLC寄存器的程序，通过数据定义的方法，在定义了I/O变量后，可直接使用变量名用于系统控制、操作显示、数据记录和报警等。

　　系统设置一个启动按钮来启动控制程序，设置红、绿2个指示灯来显示温度状态。4个测量点的温度在要求范围内，绿灯亮，表示主轴可正常运转；当某一个被测点温度达到上，即便主轴转速还未达到要求，则红灯亮，数控系统显示器上相对应的轴承报警。操作者将主轴立即停止运转，并根据对应报检查主轴轴承对应位置处的状况，从而避免主轴轴承研伤现象。

　　3

　　现代PLC具有功能强、集成度高、抗干扰能力强、组态灵活、工作稳定等显著特点，广泛应用于现代工业的自动控制中。PLC可扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，本文提到的主轴轴承温度的检测就是以PLC为核心的智能温度控制系统，操作方便，可靠性好，具有重要的现实意义。

电动机点动与连续运行的PLC控制

  利用PLC设计控制回路，使三相异步电动机既可点动又可连续运行。

  相关知识

  点动，即按下启动按钮时电动机转动，松开按钮时电动机停止，常用于生产中的试车和定位。长动，即持续运转，按下启动按钮时电动机转动，松开启动按钮后电动机依然转动，驱动设备的电动机一般采用这种运行方式。除非按下停止按钮，电动机停止运行。长动的实现，是在PLC的编程程序中电动机的启动按钮下并联输出线圈的常开开关，形成“自锁”。

  PLC编写控制程序是对其编程元件进行各种运算。编程元件就是PLC的存储器，称之为“软继电器”，而它们的号码即为计算机存储单元的地址。FX系列PLC编程软件的编号由字母和数字组成，其中输入继电器(X)、输出继电器(Y)用八进制数字编号，即X000～X007、X010～X017、X020～X027、Y000～Y007、Y010～Y017……其余均采用十进制数字编号，编程元件都有线圈、常开和常闭触点，线圈得电，对应触点动作。

  输入继电器是PLC与外部设备连接的接口，必须由外部信号驱动；程序中不能出现线圈，只能有触点，触点可无限次使用。输出继电器用来将PLC内部信号输出给外部负载;程序中相应的线圈得电，对应的输出触点动作。注意，在经验法的编程中，输出继电器线圈不可重复输出，因为PLC的工作方式为扫描式，集中采样，集中输出，可利用辅助继电器解决某个设备需重复输出的问题。

  辅助继电器是PLC中数量Zui多的一种继电器，其作用相当于继电器控制系统中的中间继电器。其线圈由程序指令驱动，每个辅助继电器都有无限多对常开常闭触点，但其触点不能直接驱动外部负载，要借助输出继电器才能实现。

  控制方案

  (1)接线图

  图2-1为点动、长动电动机主回路及控制回路接线图。

  主回路由断路器 QF、熔断器 FU、接触器 KM 主触点、热继电器 FR、三相交流 380V 电源和三相交流电动机组成。控制回路由PLCFX~64MR、按钮SB、中间继电器KA、交流220V和直流24V电源组成。PLC和外部设备的接线如控制回路所示。

  (2)I/O分配表

  具体PLC的I/O定义如表2-1所示。

  (3)PLC控制梯形图

  PLC控制梯形图如图2-2所示。

  (4)控制过程分析

  控制回路中通过按钮控制中间继电器线圈的得电，使KA对应的开关闭合，从而使接在交流220V回路的接触器KM线圈得电。KM主触点闭合后，交流380V电源引入，交流电动机M定子绕组通电，电动机旋转起来。该控制方案通过PLC接通直流24V的回路，借以接通交流220V回路，Zui后驱动交流380V回路，实现低电压控制高电压，安全可靠。

  PLC程序的含义是：按下长动启动按钮(即输入信号X0接通)时，辅助继电器线圈得电，对应的常开触点闭合，形成“自锁”，按下停止按钮(即X2接通)时，辅助继电器M1 线圈失电，为典型的启、保、停回路。按下点动按钮(即信号X1接通)时，辅助继电器M2线圈得电，松开按钮则M2失电。M1、M2得电则输出信号Y0接通，电动机M1运行。该电路既实现了电动机点动控制，又实现了其长动控制。