（已结帖）工控求职面试题擂台第七期—PLC的工作过程及C650普通车床的电气分析 点击：3841 | 回复：27
本期擂台我们将就可编程控制器的基本工作原理和工业机械加工中常用的一种机床－－－－-C650普通车床，加以分析。
擂台一：我们知道，PLC虽然具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大的不同。微机一般采用等待命令的工作方式，而PLC是在系统软件的控制和指挥下，采用循环顺序扫描的方式工作的。PLC的工作过程就是程序的执行过程。那么请回答：
PLC的工作过程可分为哪几个阶段，各个阶段都实现了些什么功能。最好能就PLC的扫描（周期）工作过程加以详细的论述。并结合简单的程序分析每个阶段PLC在完成哪些工作。
擂台二：C650普通车床图及电气控制部分的的主要功能如下图1所示：
图1
其电气控制电路图如下图2所示：
图2
那么请回答擂台问题：
试就图2简单分析其运动过程中实现图1中所涉及的主要功能的运行过程。或者具体回答：
1）点动对刀运行过程；
2）M1串电阻降压启动过程；
3）正、反转长动运行运行的过程
4）时间继电器的延时的作用；
5）图2中的KSF和KSR的作用。回答的最好最完整，最全面的的一等奖。
工控求职面试题擂台每周一期每期两题，内容旨在服务于即将毕业的面临找工作的工控学子们，但是打擂者不限，只要求能给出完整的，尽可能的详细的答案即可，打擂者可以根据兴趣随便选择一题作答，也可两题一起做答，结果按较好题给分。本期下周（2011年3月5日）结贴。奖项设置：一等奖1名：30MP，二等奖2名：20MP，三等奖3名：10MP，鼓励奖10名：30积分。
MP介绍：gongkongMP即工控币，是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位，类似于大家熟悉的QB，1个MP=1元人民币。
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完成一次扫描程序后，再从头开始扫描，并周而复始地重复。一个循环扫描过程时间称为扫描周期。扫描过程分为三个阶段进行：即输入采样（输入处理）阶段，程序执行（程序处理）阶段，输出刷新（输出处理）阶段。
程序执行阶段：
程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描；
如果程序用梯形图表示，则总是按先左后右、先上后下的顺序进行扫描；
每扫描到一条指令时，所需要的输入元件状态或其它元件的状态分别由输入映像寄存器和元件映像寄存器中读出，而将执行结果写入到元件映像寄存器中；
元件映像寄存器中寄存的内容，随程序执行的进程而动态变化。
程序执行阶段：
程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描；
如果程序用梯形图表示，则总是按先左后右、先上后下的顺序进行扫描；
每扫描到一条指令时，所需要的输入元件状态或其它元件的状态分别由输入映像寄存器和元件映像寄存器中读出，而将执行结果写入到元件映像寄存器中；
元件映像寄存器中寄存的内容，随程序执行的进程而动态变化。
输出刷新阶段：
程序执行完后，进入输出刷新阶段。此时，将元件映像寄存器中所有输出继电器的状态转存到输出锁存寄存器，再去驱动用户输出设备（负载），这就是PLC的实际输出。
扫描周期：
PLC重复执行上述三个过程，每重复一次的时间就是一个工作周期（或扫描周期）。工作周期的长短与程序的长短、指令的种类和CPU执行的速度有关。一个扫描过程中，执行指令程序的时间占了绝大部分。
PLC在每次扫描中，对输入信号采样一次，对输出信号刷新一次。这就保证了PLC在执行程序阶段，输入映像寄存器和输出锁存寄存器的内容或数据保持不变。
擂台二：
C650-2电力拖动特点及控制要求分析：
通过分析及查阅资料我们知道：C650-2型普通车床是一种中型车床，除有主轴电动机M1和冷却泵电动机M2外，还设置了刀架快速移动电动机M3。它的控制特点是：
1. 主轴的正反转不是通过机械方式来实现，而是通过电气方式，即主轴电动机M1的正反转来实现的，从而简化了机械结构。
2. 主轴电动机的制动采用了电气反接制动形式，并用速度继电器进行控制，实现快速停车。
3. 为便于对刀操作，主轴设有点动控制。
4. 采用电流表来检测电动机负载情况。
5. 控制回路由于电器元件很多，故通过控制变压器TC同三相电网进行电隔离，提高了操作和维修时的安全性。
电气控制线路分析：
C650-2普通车床的电气控制原理图见上图。
1. 主电路分析
图中QS1为电源开关。FU1为主轴电动机M1的短路保护用熔断器，FR1为其过载保护用热继电器。R为限流电阻，在主轴点动时，限制起动电流，在停车反接制动时，又起限制过大的反向制动电流的作用。电流表A用来监视主电动机M1的绕组电流，由于实际机床中M1功率很大，故A接入电流互感器TA回路。机床工作时，可调整切削用量，使电流表A的电流接近主轴电动机M1额定电流的对应值（经TA后减小了的电流值），以便提高生产效率和充分利用电动机的潜力。KM1、KM2为正反转接触器，KM3为用于短接电阻R的接触器，由它们的主触点控制主轴电动机M1。
图中KM4为接通冷却泵电动机M2的接触器，FR2为M2过载保护用热继电器。KM5为接通快速移动电动机M3的接触器，由于M3点动短时运转，故不设置热继电器。
2. 控制电路分析
(1) 主轴电动机的点动调整控制
当按下点动按钮SB2不松手时，接触器KM1线圈通电，KM1主触点闭合，电网电压经限流电阻R通入主电动机M1，从而减少了起动电流。由于中间继电器KA未通电，故虽然KM1的辅助常开触点(5-8)已闭合，但不自锁，因而，当松开SB2后，KM1线圈随即断电，进行反接制动（详见下述）主轴电动机M1停转。
(2) 主轴电动机的正反转控制
当按下正向起动按钮SB3时，KM3通电，其主触点闭合，短接限流电阻R，另有一个常开辅助触点KM3(3-13)闭合，使得KA通电吸合，KA (3-8)闭合，使得KM3在SB3 松手后也保持通电，进而KA也保持通电。另一方面，当SB3尚未松开时，由于KA的另一常开触点KA(5-4)已闭合，故使得KM1通电，其主触点闭合，主电动机M1全压起动运行。KM1的辅助常开触点KM1(5-8)也闭合。这样，当松开SB3后，由于KA的二个常开触点KA(3-8)、KA(5-4)保持闭合，KM1(5-8)也闭合，故可形成自锁通路，从而KM1保持通电。另外，在KM3得电同时，时间继电器KT通电吸合，其作用是使电流表避免起动电流的冲击（KT延时应稍长于M1的起动时间）。图中SB4为反向起动按钮，反向起动过程同正向时类似，不再赘述。
(3) 主轴电动机的反接制动
C650-2车床采用反接制动方式，用速度继电器KS进行检测和控制。点动、正转、反转停车时均有反接制动。
假设原来主轴电动机M1正转运行着，则KS的正向常开触点KS(9-10)闭合，而反向常开触点KS(9-4)依然断开着。当按下总停按钮SB1后，原来通电的KM1、KM3、KT和KA就随即断电，它们的所有触点均被释放而复位。然而，当SB1松开后，M1由于惯性转速还很高，KS(9-10)仍闭合，所以反转接触器KM2立即通电吸合，电流通路是：1→2→3→9→10→12→KM2线圈→7→0。
这样，主电动机M1就被串电阻反接制动，正向转速很快降下来，当降到很低时(n<100r/min)，KS的正向常开触点KS(9-10)断开复位，从而切断了上述电流通路。至此，正向反接制动就结束了。
点动时反接制动过程和反向时反接制动过程不再赘述。
(4) 刀架的快速移动和冷却泵控制
转动刀架手柄，限位开关SQ被压动而闭合，使得快速移动接触器KM5通电，快速移动电动机M3就起动运转，而当刀架手柄复位时，M3随即停转。
冷却泵电动机M2的起停按钮分别为SB6和SB5。
辅助电路分析：
虽然电流表A接在电流互感器TA回路里，但主电动机M1起动时对它的冲击仍然很大。为此，在线路中设置了时间继电器KT进行保护。当主电动机正向或反向起动时，KT通电，延时时间尚未到时，A就被KT延时断开的常闭触点短路，延时时间到后，才有电流指示。
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