在上例中，由于系統(tǒng)相對簡單，在安全電路等方面的設(shè)計允許簡化。但在復(fù)雜系統(tǒng)中，必須嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。下面以某數(shù)控機床的PLC控制系統(tǒng)電路為例，介紹復(fù)雜控制系統(tǒng)硬件設(shè)計的基本要點。

  本機床是用于汽車零件柔性自動加工的專用機床。機床控制系統(tǒng)以數(shù)控系統(tǒng)(CNC)為核心，通過數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)坐標(biāo)軸的位置與速度控制，以S7-300 PLC作為機床輔助控制器，根據(jù)數(shù)控指令、進行數(shù)控系統(tǒng)、機床、液壓、氣動、電氣部件間的動作協(xié)調(diào)控制。機床的夾具、坐標(biāo)軸運動機構(gòu)的夾緊等均采用液壓控制，自動刀具交換裝置(ATC)為機械、氣動聯(lián)合控制。

  控制系統(tǒng)主要的控制對象有機床主軸電機、X、Y、Z、A 四個坐標(biāo)軸伺服電機以及液壓電機、冷卻電機等電機與大量(30余只)液壓、氣動電磁閥。系統(tǒng)配套的主要電氣控制部件(裝置)有S7-300 PLC、SIEWNS 840D數(shù)控裝置(用于X、Y、Z、A 等坐標(biāo)軸的速度與位置控制，并作為PLC的人機界面)、4軸伺服驅(qū)動器與主軸驅(qū)動器等。

  由于本系統(tǒng)中硬件設(shè)計中I/O連接設(shè)計相對較簡單。因此，本例將重點對PLC的外圍控制線路，尤其是涉及安全性與可靠性的電路做具體介紹，以供設(shè)計參考。

  由于原控制系統(tǒng)較復(fù)雜，本例僅擇要介紹控制線路的主要部分，重點介紹安全電路、緊急分?jǐn)嚯娐返仍趶?fù)雜PLC控制系統(tǒng)中的應(yīng)用方法，并對原圖進行了適當(dāng)?shù)暮喕?

  ①主回路設(shè)計

  機床主回路(部分)設(shè)計如圖5-46所示。機床的主回路三相總電源進線的接通/斷開，由電源總開關(guān)QSl進行控制；在總開關(guān)QS1前還有用于安全防護門緊急打開的輔助電源(DC24V)，可以在總開關(guān)QS1斷開時打開安全防護門。

  通過QSl輸入的電源，在電氣控制系統(tǒng)中被分成三條相對獨立的主回路：驅(qū)動器總電源(2L1、2L2、2L3，單獨供給伺服、主軸驅(qū)動控制器)、控制回路總電源(3L1、3L2、3L3，供給機床PLC、強電控制回路、數(shù)控裝置等)、電機動力總電源(4L1、4L2、4L3. 用于液壓、冷卻等輔助電機的主回路)。

  對于驅(qū)動器與控制回路，由于負(fù)載相對固定，因此采用了各自獨立的自動開關(guān)QS2、Q4進行過載、短路保護。對于輔助電機的動力電源主回路，由于工作狀態(tài)下，負(fù)載變化大，且每一電機均安裝有獨立的自動開關(guān)進行過載、短路保護(如 Q5等)，因此，主回路僅采用了斷路器F1作為短路保護。

  該主回路設(shè)計，可以為調(diào)試、維修提供便利。在調(diào)試時，只要斷開斷路器F1，即可切除全部輔助電機的動力電源；斷開自動開關(guān)QS2，即可切除驅(qū)動器的動力電源。同樣，在進行電機手動旋轉(zhuǎn)試驗時，只需要斷開控制回路總電源開關(guān)Q4，切斷控制回路，即可防止由于接觸器輔助觸點接通引起的其他部分動作。

  機床的接地系統(tǒng)通過16mm2的接地線與車間接地系統(tǒng)連接，在機床控制柜內(nèi)安裝有接地母線PE。控制系統(tǒng)中的各主要部件如數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、PLC、機床、電柜、操縱臺、按鈕臺等均使用足夠線徑的接地線，直接與接地母線連接。其余部件的接地線與接線端子上的接地端(與電柜直接接觸)連接，從而構(gòu)成了機床良好的接地系統(tǒng)。