第3章电气控制系统与下位机PLC控制
故障预警系统主要包括电气控制环节、数据采集环节和PLC控制环节  ，只有三个 环节协同工作才能完成盘式刀库换刀系统的状态监测和故障预警功能 。本章设计任务 为设计电气控制环节控制刀库的正常动作、设计数据采集环节采集刀库工作时的状态 信号和设计PLC控制环节控制故障预警机构的动作 。
3.1控制电路设计
3.1.1主电路控制电路设计
盘式刀库换刀系统可靠性试验台的主电路如图3.1所示 。为防止电机卡死、保护 电气元件和电机  ，在主电路上设置了空气开关QS1;接触器KM1主触点用来控制主电路 的通断；空气开关QS2、QS3分别用来手动控制机械手电机和刀库电机的通断  ，起到保 护机械手电机和刀库电机的作用；接触器KM2主触点用来自动控制机械手减速电机的 运转；接触器KM3主触点用来自动控制刀盘减速电机的正转；接触器KM4主触点用来 自动控制刀盘减速电机的反转；热继电器RJ1、RJ2分别实现对机械手电机和刀盘电机 的过载保护 。
控制柜面板处设有电源启动、电源停止、电源急停和报警机构指示灯四个按钮  ， 电源启动按键控制接触器KM1线圈得电、辅助触点的自锁、主触点的吸合  ，电源启动 按键自带绿色指示灯  ，显示主电路的工作状态 。电源停止按钮可以切断主电路  ，在发 生紧急情况时  ，可以人为的停止刀库的运转  ，电源停止按钮自带常亮红色指示灯  ，在 发生危险时易于辨认 。C1继电器触点线圈接入PLC输出端  ，控制继电器触点的通断  ， 从而控制预警机构的动作 。
3.1.2辅助电路电气控制电路设计
盘式刀库换刀系统可靠性试验台辅助电路如图3.2所示 。空气开关QS1对控制辅 助电路的起到总体保护作用；接触器KM1主触点用来控制辅助电路总体的通断；QS4 控制所有继电器的通断  ，同时为24V电源引入220V电压；继电器A1用来控制接触器 KM2线圈的通断  ，A1的常开触点由PLC直接引出  ，由PLC控制继电器A1常开触点 的吸合；继电器Bl、B2分别用来控制接触器KM3和KM4线圈的通断  ，Bl、B2的常
开触点同样由PLC直接引出  ，由PLC控制继电器Bl、B2常开触点的吸合;
QS1 KM1

图3.1主电路电气控制电路
3.1.3试验台动作流程分析
1. 刀库电路控制：首先闭合总开关QS1,电源停止按钮红色指示灯常亮；按下电源 启动按钮  ，接触器线圈KM1得电  ，KM1辅助触点得电吸合并形成自锁  ，KM1主触点 得电吸合  ，整个电气控制系统接通；按下电源停止按钮或者电源急停按钮  ，接触器KM1 线圈失电  ，KM1辅助触点、主触点断开  ，整个电气控制系统失电  ，刀库停止动作 。
闭合机械手减速电机空气开关QS2和刀库减速电机空气开关QS3,刀库动作电路 接通；PLC输出信号至继电器A1线圈  ，A1常开触点吸合  ，接触器KM2线圈得电  ， KM2主触点吸合  ，机械手减速电机得电开始运转；同理  ，PLC输出信号至继电器B1 线圈  ，B1常开触点吸合  ，接触器KM3线圈得电  ，KM3主触点吸合  ，刀盘减速电机得 电开始正转；当继电器B2线圈得电时  ，B2常开触点吸合  ，接触器KM4得电  ，KM4 主触点吸合  ，刀库减速电机反转 。刀库旋转方式由PLC程序依据目标刀号就近原则进 行选择 。

图3.2辅助电路电气控电路
2. 气缸动作：气缸动作由PLC通过三位五通电磁阀进行控制 。倒刀时  ，PLC向继 电器D1发出命令  ，D1线圈得电  ，D1常开触点闭合  ，三位五通电磁阀倒刀气路接通  ， 倒刀动作执行；回刀时  ，PLC向继电器D2发出命令  ，D2线圈得电  ，D2常开触点闭合  ， 三位五通电磁阀回刀气路接通  ，回刀动作执行 。
3. 预警执行机构控制：继电器C1由PLC控制  ，正常工况下  ，继电器C1线圈未得 电  ，预警执行机构不动作；当传感器实时传至上位机的信号超过预警阈值时  ，PLC向 继电器C1发出信号  ，C1线圈得电  ，C1常开触点闭合  ，预警执行机构接通电源  ，发出 警报 。

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