一、机床的工作方式简介
该专用组合铣床有平铣和端铣两个动力头，分别由一台4kW的电动机作传动，并水平或垂直安装在同一个滑台上。滑台由一台2．2kW的电动机通过两个电磁离合器来传动，一个作快速传动用，另一个作铣削时的工作进给(慢速)用。其电气控制采用继电一接触器控制线路。操作面板上有润滑油泵开按钮、连动或点动按钮、快进按钮、快退按钮、两个动力头的开／停按钮，以及急停按钮。
二、继电一接触器控制原理图分析
该专用组合铣床继电一接触器控制线路如图1所示。其中，图1a是主电路，图1b是润滑油泵和滑台的控制线路，图1c是两个铣削刀盘的传动控制线路。cBl是主电源开关；C282是滑台电机电源开关及过载保护，KMl、KM2是滑台电机正／反转控制；C283是油泵电机电源开关及过载保护，KM3是油泵电机控制；cB4、cB5是刀盘电机电源开关及过载保护，KM4、KM5是刀盘电机控制。
刀盘的传动控制就是电机起动和停止控制。滑台的运行方式分连动和点动，连动又分快进、快退、工进三种状态，点动只有快进、快退两种状态。状态的改变由限位开关1sT～3sT控制。相关电气元件的动作过程如下(线路见图置，按住前进按钮SB2，则滑台快进接触器KMl吸合，电机M1得电正转，同时离合器线圈Ycl得电，通过丝杆传动滑台快速前进。松开前进按钮SB2，KMl释放，电机停转。后退与之类似，按住后退按钮SB3，滑台快退接触器KM2吸合，电机M1得电反转，同时离合器线圈Yc2得电，通过丝杆传动滑台快速后退。松开后退按钮SB2，接触器KMl释放，电机停转。滑台工作在点动方式，进给接触器KA不起作用。
前进到位或后退到位时，由于限位开关2sT一2或3sT断开，接触器KMl或KNl2释放，滑台停止移动。
2．连动方式
当SA的触点和闭合时，滑台工作在连动方式。同样，如果滑台在中间位置，按后退按钮SB3，滑台快退接触器KM2吸合，其辅助触点同时闭合，保持接触器KM2在吸合状态，电机M1得则电反转。同时离合器线圈Yc2得电，通过丝杆传动滑台快速后退，直至后退到位，限位开关3sT断开，滑台停止。
按前进按钮SB2，则滑台快进接触器KMl吸合，其辅助触点闭合，保持接触器KMl在吸合状态。电机M1得电正转，离合器线圈YCl也得电，通过丝杆传动滑台快速前进。当滑台前进到令限位开关1sT断开时，滑台转入慢速工进状态，继续向前移动，直到令限位开关2sT一2断开，滑台停止。由于惯性的作用，滑台使限位开关2sT一1闭合，接触器KM2吸合，其辅助同时触点闭合，保持接触器KM2在吸合状态。电机M1得则电反转。
在滑台前进或后退过程中不管是快速还是慢速，只要转动连动／点动方式按钮sA，接触器KMl／KM2就释放，电机停转。在图1b线路中，接触器线圈KMl／KM2前面的接触器辅助触点KM2／KMl用于互锁保护，防止两个接触器同时吸合，造成电源短路。
3．存在问题
从控制原理图1b中可以看出，当滑台在工进过程中，遇到停电或其他原因使滑台停止后，如需再次让滑台前进，滑台只能快速移动而不能回到原先的工进状态。稍不注意，很容易损坏刀头或刀盘。
三、PLC控制电路的设计
1．列出输入和输出PLC的I／O点数。确定PLC型号
根据继电一接触器控制线路的原理图及上面的分析，得到应该接入PLc的输入点I有：连动／点动方式按钮SA，油泵开按钮sBl，前进按钮SB2，后退按钮SB3，限位开关1sT～3sT，两个刀盘的开SB5、SB6，停sB7，电机保护及急停按钮SB4，共12个点。应该输出的PLc的O点有：滑台进退接触器KMl、KM2，油泵接触器KM3，两个刀盘接触器KM4、KM5，离合器线圈YCl、YC2，及运行指示灯HL，共8个点。
根据以上要求及性价比，本案例选用三菱FXlN一24MR可编程控制器，其中输入有14个点，输出有10个点。
2．按输入／输出点画出PLC控制原理图
主线路沿用图1a，用PLc控制专用组合铣的电气原理图如图2所示。考虑到PLc输出继电器的容量，每一点都增加了一个中间继电器，并在每个线圈上并接了续流二极管(图2中未画出)。
各输入输出点的分配情况见表1。运行指示灯HL作工作状态指示，正在工作时HL为亮灭间隔1比1；停止工作时HL的亮灭为间隔4比1；待机状态时HL的亮灭间隔为1比4。
四、应用程序设计
1．梯形图编制
控制程序梯形图编制的有两种方法，一种是按照现成的继电一接触器控制线路演变而成；另一种是根据控制过程的功能要求，按照程序设计惯例，采用模块化、结构化方法设计。本例节省了限位开关2sT-1的常开触点，而用软接点x7来代替该输入点；另外，还要用软件来消除原线路存在的缺点。前者由于使用了同一个软接点，没有了原机械限位开关常闭和常开点动作时的时间间隔，因此在程序中加入一个辅助接点M101，并在前进停止后到开始后退再加一定时器T1延时(5s)。后者则要求每次系统上电或滑台在中间位置停止移动后，在连动方式下再次移动滑台时，只能使滑台退到位方能前进。
控制线路的PLc梯形图采用模块化、结构化方法设计的梯形图，因篇幅关系，此处不再列出。
2．程序的录入
软件可用SWOPC一FXGP／wIN-cV3．30或以上版本编写。软件安装完成后在"开始"／"程序"／'MELSEC一FFXApplicationS'中点"FXGP／WIN-c"，在桌面弹出的窗口中点击"新文件"按钮，出现如图3a所示的窗口；选"FXlN"，再点"确认"。接着便可在如图3b所示窗口中将程序逐行录入，完毕后点"转换"按钮，最后保存。
五、安装与调试
表2列出了图1a和图2中所有材料的清单。控制柜设计本着美观、合理、易于散热、方便走线为原则。操作箱及柜内各部件的布置参见图5。
导线的选择：除主电路图1a中L1、L2、L3所用6mm2外，其余用用2．5mm2BVR的塑料软铜线。图2中均用1mmZBVR的塑料软铜线。
程序调试安装完毕检查接线正确后方可进入调试阶段。先用一段导线将图2a中的X2与COM短接。除空气开关CB2～CB5断开外，其余按序号从．小到大逐一合上。检查无异常后，将编好的程序用电脑下载到PLc中，界面见图5。在"写出"时，PLc应停止运行，程序必须在RAM或EEPROM内存保护关断的情况下写出，再进行校验。
下载完毕后，将PLc上的RLJN／STOP开关打到"RuN"位置，测试各按钮及接触器的动作是否符合设计要求。同时可用电脑进行监控程序运行状况，出现动作不合要求时检查或更改程序，甚至是接线，直到符合设计要求为止。最后拆掉短接导线，合上C282～CB5进行试运行。