畢業(yè)設(shè)計----c650普通車床的plc電氣控制系統(tǒng)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計題目： C650普通車床的PLC電氣控制系統(tǒng) </p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 任 務(wù) 書</p><p>　　注：任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫</p><p>　學(xué)生姓名：學(xué)號：1260720121186</p><p>　年 級：

2、專業(yè)：機(jī)電一體化</p><p>　班 級：系部：機(jī)電工程系</p><p>　畢業(yè)設(shè)計論文題目：C650普通車床的PLC電氣控制系統(tǒng)</p><p>　完成日期：2011年9月20日 </p><p>　設(shè)計地點(diǎn)：</p><p>　指導(dǎo)教師：</p><p>　系部負(fù)責(zé)人：</p

3、><p>　發(fā)任務(wù)書日期： 2011年 7 月 1 日</p><p>　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)內(nèi)容</p><p>　一、設(shè)計內(nèi)容：1．對本課題的總體介紹：傳統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)由繼電器—接觸器控制組成，存在故障多、可靠性差、工作壽命短、不易檢修等缺點(diǎn)。隨著PLC的普及和完善，以及PLC本身所具有的高可靠性、易編程修改的特點(diǎn)，在自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用取得了良

4、好的效果。C650普通車床示意圖如下所示。C650臥式車床屬中型車床，加工工件:回轉(zhuǎn)半徑最大可達(dá)1020mm，長度可達(dá)3000mm。工藝過程：為了加工各種旋轉(zhuǎn)表面，車床具有切削運(yùn)動(主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動)和輔助運(yùn)動。主運(yùn)動是主軸通過卡盤或頂尖帶動工件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動是溜板帶動刀架的縱向和橫向的直線運(yùn)動。輔助運(yùn)動是指刀架的快速移動及工件的加緊與放松。2．主要內(nèi)容：2.1主電動機(jī)M1采用全壓空載直接啟動。2.2要求主電動機(jī)M1能實(shí)現(xiàn)正、反向

5、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。停止時，由于工件轉(zhuǎn)動慣量大，采用反接制動。2.3.為便于對刀操作，要求M1能實(shí)現(xiàn)單向點(diǎn)動控制，同時定子串入電阻獲得低速點(diǎn)動。2.4.主軸啟動之后，再啟動冷卻泵電動機(jī).2.5.有必要的保護(hù)和聯(lián)鎖，有安全可靠的照明電路。3. 對完成課題內(nèi)容的具體要求：3.1.編制電氣控制總體方案說明；3.2. 設(shè)計電氣控制原理圖；(1</p><p>　二、時間安排與要求：</p><p>　序號日

6、期（起止日期）設(shè)計（論文）工作進(jìn)度</p><p>　17月2日～7月15日收集相關(guān)資料及有關(guān)專利文獻(xiàn)。</p><p>　27月16日～7月31日編制電氣控制總體方案。</p><p>　38月1日～8月15日PLC硬件配置電路。</p><p>　48月16日～8月31日PLC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。PLC控制程序(梯形圖和指令表)，用仿真軟件和編程

7、軟件將程序錄入計算機(jī)并進(jìn)行模擬調(diào)試。</p><p>　59月1日～9月20日畢業(yè)論文撰寫。</p><p>　三、其他需要說明的的事項：畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫內(nèi)容與格式要求必須嚴(yán)格按照學(xué)院教務(wù)處規(guī)定的格式執(zhí)行(分別詳見附件2和3)。在設(shè)計過程中,同學(xué)們要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，求實(shí)創(chuàng)新的精神,獨(dú)立地保質(zhì)保量完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。</p><p>　　C650臥式車床的控制系&

8、lt;/p><p><b>　　統(tǒng)的PLC控制改造</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　可編程控制器是在繼電器控制和計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，逐漸發(fā)展起來的以微處理器為核心，集微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)為一體，以工業(yè)自動化控制為目標(biāo)的新型控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等

9、優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計，可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機(jī)器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于PLC具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富。</p><p>　　它的功能主要是：控制功能、數(shù)據(jù)采集、儲存與處理功能、通信、聯(lián)網(wǎng)功能、輸入/輸出接口調(diào)理功能、人

10、機(jī)界面功能。在系統(tǒng)構(gòu)成時，可由一臺計算機(jī)與多臺PLC構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。</p><p>　　本次設(shè)計的內(nèi)容主要是利用PLC（Programmable Logic Controller）對C650型車床的電器部分進(jìn)行改造。首先我對本設(shè)計進(jìn)行總體的分析，使自己有一個大致的總體概念，然后仔細(xì)分析C650車床，對車床主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動還有其它的輔助運(yùn)動，進(jìn)行分析。最后根

11、據(jù)控制電路的線路圖，編譯PLC的梯形圖，編譯通過后，利用PLC實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真。因此使C650車床在完成原有的功能特點(diǎn)外，還具有安裝簡便、穩(wěn)定性好、易于維修、擴(kuò)展能力強(qiáng)等特點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：可編程控制器，C650車床，梯形圖，電氣控制。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 引言

12、1</b></p><p>　　1．1 C650型普通臥式車床簡介1</p><p>　　1.2 C650臥式車床改造主要內(nèi)容3</p><p>　　2 電氣控制原理3</p><p>　　2.1 主電路設(shè)計4</p><p>　　2.2 交流控制電路設(shè)計5</p><p>

13、;　　3 系統(tǒng)元器件的概述與選擇8</p><p>　　3.1 PLC 類型的簡介8</p><p>　　3.1.1 PLC的特點(diǎn)8</p><p>　　3.2 PLC型號的選擇9</p><p>　　3.3 電動機(jī)選擇10</p><p>　　3.4 其它元器件的選擇11</p><p

14、>　　3.4.1 交流接觸器的選擇11</p><p>　　3.4.2 中間繼電器的選擇11</p><p>　　3.4.3 保護(hù)電器的選擇12</p><p>　　3.4.4 控制開關(guān)電器的選擇12</p><p>　　4 PLC控制電路設(shè)計14</p><p>　　4.1 PLC的硬件電路框圖14

15、</p><p>　　4.2 車床控制PLC輸入/輸出接口分配表及電氣原理圖14</p><p>　　4.2.1 車床控制PLC輸入/輸出接口分配表（表4-1）14</p><p>　　4.2.2 PLC控制原理電路設(shè)計15</p><p>　　5 C650臥式車床改造為PLC控制的軟件設(shè)計16</p><p>

16、;　　5.1 S7－200PLC編程軟件STEP 7-Micro/WIN的介紹16</p><p>　　5.2 梯形圖的設(shè)計16</p><p>　　5.2.1 機(jī)床工作指示燈開關(guān)控制的梯形圖設(shè)計16</p><p>　　5.2.2 電動機(jī)M1正、反轉(zhuǎn)控制梯形圖的設(shè)計17</p><p>　　5.2.3 電動機(jī)M1正轉(zhuǎn)點(diǎn)動控制的設(shè)計

17、18</p><p>　　5.2.4 電動機(jī)M1的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動的設(shè)計18</p><p>　　5.2.5 快速移動電動機(jī)的控制設(shè)計20</p><p>　　5.2.6 冷卻泵電動機(jī)的控制設(shè)計20</p><p>　　5.2.7 梯形圖中的其它控制設(shè)計20</p><p>　　5.3 梯形圖21<

18、;/p><p>　　5.4 C650臥式車床程序表22</p><p><b>　　6 調(diào)試23</b></p><p>　　6.1 硬件檢查23</p><p>　　6.2 系統(tǒng)綜合調(diào)試23</p><p>　　6.3 M1的正轉(zhuǎn)點(diǎn)動調(diào)試24</p><p>　　6

19、.4 M1的正轉(zhuǎn)調(diào)試25</p><p>　　6.5 M1的反轉(zhuǎn)調(diào)試26</p><p>　　6.6 M1的反接制動調(diào)試28</p><p>　　6.7 M2的起動調(diào)試29</p><p>　　6.8 M2的停止調(diào)試29</p><p>　　6.9 M3的起動調(diào)試29</p><p>

20、;<b>　　總結(jié)31</b></p><p><b>　　致謝32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足當(dāng)

21、今迅猛發(fā)展的社會的現(xiàn)代化生產(chǎn)要求，于是我們在選畢業(yè)設(shè)計課題之際，一切從實(shí)際出發(fā)，選定了畢業(yè)設(shè)計課題——車床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計。我們選定了C650車床為改造對象，進(jìn)行傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的改造，以PLC控制系統(tǒng)取代之前的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)。改由PLC控制后，其控制系統(tǒng)大大的簡單化，并且維修方便，易于檢查，節(jié)省了大量空間，機(jī)床的各項性能有了很大的改善，工作效率有了明顯提高。</p><p>　　1.1 C650型普通臥式車床簡介&

22、lt;/p><p>　　C650臥式車床屬于中型車床，可加工的最大工件回轉(zhuǎn)直徑為1020mm，最大工件長度為30000mm。它主要由床身、光桿、絲桿、尾座、刀架、主軸變速箱、進(jìn)給箱、和溜板箱等組成，如圖1-1。</p><p>　　圖1-1 C650臥式車床結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　工藝過程：為了加工各種旋轉(zhuǎn)表面，車床具有切削運(yùn)動(主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動)和輔助運(yùn)動。主運(yùn)動

23、是主軸通過卡盤或頂尖帶動工件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動是溜板帶動刀架的縱向和橫向的直線運(yùn)動。輔助運(yùn)動是指刀架的快速移動及工件的加緊與放松。C650型臥式車床由主軸運(yùn)動和刀具進(jìn)給運(yùn)動完成切削加工，車床的主軸、冷卻泵、刀架快速移動均由三相異步電動機(jī)拖動。車床有三種運(yùn)動形式：車削加工的主運(yùn)動是主軸通過卡盤或者雞心夾頭帶動工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，它承受車削加工時的主要切削功率；進(jìn)給運(yùn)動是溜板帶動刀架的縱向或橫向運(yùn)動；輔助運(yùn)動為溜板箱的快速移動，尾座的移動和工

24、件的夾緊與放松。主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動由主電動機(jī)，經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。機(jī)床車削加工時，要求車床主軸能在較大范圍內(nèi)變速。通常根據(jù)被加工零件的材料性能、零件尺寸精度要求、車刀材料、冷卻條件及加工方式等來選擇切削速度，采用機(jī)械變速方法。車床縱、橫兩個方向的進(jìn)給運(yùn)動由主軸變速箱的輸出軸，經(jīng)掛輪箱、進(jìn)給箱、光桿傳入溜板箱而獲得，其運(yùn)動方式有手動與機(jī)動兩種。其工作過程過程如下：</p><p>　　(1) 正常車削加工時一般不要求反轉(zhuǎn)，

25、但在加工螺紋時，為保證螺紋的加工質(zhì)量，為避免亂扣，加工完畢后要求反轉(zhuǎn)退刀，且工件旋轉(zhuǎn)速度與刀具的移動速度之間保持嚴(yán)格的比例關(guān)系。因此，C650臥式車床溜板箱與主軸變速箱之間通過齒輪傳動來連接，由同一臺電動機(jī)拖動。</p><p>　　(2) C650臥式車床通過主電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)主軸的正、反轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)時，刀架也跟著后退。</p><p>　　(3) 電流表A經(jīng)電流互感器TA接在主

26、電動機(jī)M1的動力回路上，用來監(jiān)測電動機(jī)的負(fù)載情況。</p><p>　　(4) 車削加工近似于恒功率負(fù)載，主電動機(jī)M1通常選用普通籠型異步電動機(jī)（功率為30KW），完成主軸運(yùn)動和刀具進(jìn)給運(yùn)動的驅(qū)動。M1電動機(jī)采用直接啟動的方式，可正反兩個方向旋轉(zhuǎn)，為加工方便，還具有點(diǎn)動功能。由于加工的工件比較大，加工時其轉(zhuǎn)動慣量也比較大，需停車時不易立即停止轉(zhuǎn)動，必須有停車制動動能，C650車床的正反停車采用速度繼電器控制電源的

27、反接制動，以提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　(5) 車削加工中，為防止刀具和工件的溫度過高，延長刀具使用壽命，提高加工質(zhì)量，車床附有一臺單方向旋轉(zhuǎn)的冷卻泵電動機(jī)M2。</p><p>　　(6) C650臥式車床的床身較長，為了提高生產(chǎn)效率、減輕工人的勞動強(qiáng)度，專門設(shè)置了一臺功率為2.2KW的電動機(jī)來拖動溜板箱快速移動。電動機(jī)可根據(jù)使用需要，隨時手動控制起停。</p>&

28、lt;p>　　(7) C650在進(jìn)行車削加工時，因被加工的工件材料、形狀、大小、性質(zhì)及工藝要求不同，且使用的刀具也不同，所以要求切削速度也不同，這就要求主軸有較大的調(diào)速范圍。車床大多采用機(jī)械方法調(diào)速，變換主軸箱外的手柄位置，可改變主軸的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　1.2 C650臥式車床改造主要內(nèi)容</p><p>　?、?主電動機(jī)M1采用全壓空載直接啟動。</p>&

29、lt;p>　　⑵ 要求主電動機(jī)M1能實(shí)現(xiàn)正、反向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。停止時，由于工件轉(zhuǎn)動慣量大，采用反接制動。</p><p>　　⑶ 為便于對刀操作，要求M1能實(shí)現(xiàn)單向點(diǎn)動控制，同時定子串入電阻獲得低速點(diǎn)動。</p><p>　?、?主軸啟動之后，再啟動冷卻泵電動機(jī).</p><p>　　⑸ 有必要的保護(hù)和聯(lián)鎖，有安全可靠的照明電路。</p><p

30、>　　⑹ 原車床的工藝加工方法不變。</p><p>　　⑺ 不改變原控制系統(tǒng)電氣操作方法和按鈕、手柄等操作元件的功能。</p><p><b>　　2 電氣控制原理</b></p><p>　　C650臥式車床屬于中型車床，為提高工作效率，該機(jī)床采用了反接制動。為了減少制動電流，制動時在定子回路串入了限流電阻R圖2-1是它的電氣原理圖&

31、lt;/p><p>　　圖2-1 C650臥式車床電氣原理圖</p><p><b>　　2.1 主電路設(shè)計</b></p><p>　　斷路器QF將三相電源引入，F(xiàn)U1為主電動機(jī)M1的短路保護(hù)用熔斷器，F(xiàn)R1為M1電動機(jī)過載保護(hù)用熱繼電器。為防止在連續(xù)點(diǎn)動時的啟動電流造成電動機(jī)的過載，點(diǎn)動時也加入限流電阻R。通過互感器TA接入電流表A以監(jiān)視主電動

32、機(jī)繞組的電流。熔斷器FU2為M2、M3電動機(jī)的短路保護(hù)，接觸器KM1、KM2為M2、M3電動機(jī)啟動用接觸器。FR2為M2電動機(jī)的過載保護(hù)，因?yàn)榭焖匐妱訖C(jī)M3短時工作，所以不設(shè)計過載保護(hù)。圖2-2為C650臥式車床的主電路圖。</p><p>　　圖2-2 C650臥式車床主電路</p><p>　　2.2 交流控制電路設(shè)計</p><p>　?、?主電動機(jī)的點(diǎn)動調(diào)整

33、控制 圖2-3為點(diǎn)動環(huán)節(jié)的控制電路原理圖。電路中KM3為M1電動機(jī)的正轉(zhuǎn)接觸器，KM1為M1電動機(jī)的長動接觸器，KA為中間繼電器。M1電動機(jī)的點(diǎn)動由點(diǎn)動按鈕SB6控制。按下按鈕SB6，接觸器KM3得電吸合，它的主觸電閉合，電動機(jī)的定子繞組經(jīng)限流電阻R與電源接通，電動機(jī)在較低速度下起動。</p><p>　　圖2-3 C650臥式車床點(diǎn)動控制電路</p><p>　?、?主電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

34、電路 圖2-4為主電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路。主電動機(jī)正轉(zhuǎn)由正向起動按鈕SB1控制。按下SB1時，接觸器KM首先得電動作，它的主觸點(diǎn)閉合將限</p><p>　　圖2-4 C650臥式車床正反轉(zhuǎn)控制電路</p><p>　　流電阻短接，接觸器KM的輔助動合觸點(diǎn)閉合使中間繼電器KA得電，它的觸點(diǎn)（13—7）閉合，使接觸器KM3得電吸合。KM3的主觸點(diǎn)將三相電源接通，電動機(jī)在額定電壓下正轉(zhuǎn)起動。K

35、M3的動合觸點(diǎn)（15—13）和KA的動合觸點(diǎn)（5—15）的閉合將KM3線圈自鎖。反轉(zhuǎn)起動時用反向啟動按鈕SB2，按下SB2，同樣是接觸器KM得電，然后接通接觸器KM4和中間繼電器KA，于是電動機(jī)在滿壓下反轉(zhuǎn)起動。KM3的動斷輔助觸點(diǎn)（23—25），KM4的動斷輔助觸點(diǎn)（7—14）分別串在對方接觸器線圈的回路中，起到了電動機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的電氣互鎖作用。</p><p>　?、?主電動機(jī)的反接制動控制 C650臥式車

36、床采用了反接制動方式。當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速接近零時，用速度繼電器的觸點(diǎn)給出信號切斷電動機(jī)的電源。圖2-5是C650臥式車床正反轉(zhuǎn)與反接制動的控制電路圖。</p><p>　　圖2-5 C650臥式車床正反轉(zhuǎn)與反接制動控制電路</p><p>　　速度繼電器與被控電動機(jī)是同軸連接的，當(dāng)電動機(jī)正轉(zhuǎn)時，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開觸電KS1（17—23）閉合；電動機(jī)反轉(zhuǎn)時，速度繼電器的反轉(zhuǎn)動合觸點(diǎn)KS2（17

37、—7）閉合。當(dāng)電動機(jī)正向旋轉(zhuǎn)時，接觸器KM3和KM，繼電器KA都處于得電工作狀態(tài)，速度繼電器的正轉(zhuǎn)動合觸點(diǎn)KS1（17—23）也是閉合的，這樣就為電動機(jī)正轉(zhuǎn)時的反接制動做好了準(zhǔn)備。需要停車時，按下停止按鈕SB4，接觸器KM失電，其主觸電斷開，電阻R串入主回路。與此同時KM3也失電，斷開了電動機(jī)的電源，同時KA失電，KA的動斷觸點(diǎn)閉合。在松開SB4后就使反轉(zhuǎn)接觸器KM4的線圈通過1-3-5-17-23-25電路得電，電動機(jī)的電源反接，電動

38、機(jī)處于反接制動狀態(tài)。當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到速度繼電器的復(fù)位轉(zhuǎn)速時，速度繼電器KS的正轉(zhuǎn)動合觸點(diǎn)KS1（17-23）斷開，切斷了接觸器KM4的通電回路，電動機(jī)脫離電源停止。</p><p>　　電動機(jī)的反接時的制動與正轉(zhuǎn)時的制動相似。當(dāng)電動機(jī)反轉(zhuǎn)時，速度繼電器的反轉(zhuǎn)動合觸點(diǎn)KS2是閉合的，這是按一下停止按鈕SB4，在SB4松開后正轉(zhuǎn)接觸器線圈通過1-3-5-17-7-11電路得電，正轉(zhuǎn)接觸器KM3吸合將電源反接使電動

39、機(jī)制動后停止。</p><p>　?、?刀架的快速移動和冷卻泵的控制 刀架的快速移動是由轉(zhuǎn)動刀架手柄壓動限位開關(guān)SQ來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)手柄壓動SQ后，接觸器KM2得電吸合，M3電動機(jī)轉(zhuǎn)動帶動刀架快速移動。M2為冷卻泵電動機(jī)，它的起動與停止是通過按鈕SB3和SB5控制的。</p><p>　　2.3 輔助電路分析</p><p>　　⑴ 照明電路和控制電源分析 <

40、;/p><p>　　TC為多繞組變壓器，二次側(cè)有兩路，一路為110V，為控制電路提供電源；而另一路為36V（安全電壓），供照明電路照明，SA為控制照明電路的開關(guān)，SA閉合時照明燈EL點(diǎn)亮，斷開則熄滅。</p><p>　?、?電流表保護(hù)電路分析</p><p>　　監(jiān)視主回路負(fù)載的電流表是通過電流互感接入的。為防止電動機(jī)起動電流對電流表的沖擊，電路中采用一個時間繼電器K

41、T。當(dāng)起動時，KT線圈通電，而KT的延時斷開的動斷觸點(diǎn)尚未動作，電流互感器二次電流只流經(jīng)該觸點(diǎn)構(gòu)成閉合回路，電流表沒有電流流過。起動后，KT延時斷開的動斷觸點(diǎn)打開，此時電流流經(jīng)電流表，反映出負(fù)載電流的大小。表2-1 為電氣元件符號及功能說明表。</p><p>　　表2-1 電氣元件符號及功能說明</p><p>　　3 系統(tǒng)元器件的概述與選擇 </p><p>　

42、　3.1 PLC 類型的簡介</p><p>　　20世紀(jì)70年代末至80年代初，PLC產(chǎn)品的處理速度大大提高，增加了許多特殊功能使得PLC不僅可以進(jìn)行邏輯控制，而且可以對模擬量進(jìn)行控制，它以面向工業(yè)控制為特點(diǎn)，普通受到電氣控制領(lǐng)域的歡迎。特別是中小容量PLC成功地取代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)的可靠性大大提高。目前各國生產(chǎn)的PLC品種繁多，發(fā)展迅速。在國內(nèi)的市場上應(yīng)用較多的PLC多為日本、德國和美國的產(chǎn)

43、品，如日本OMRON公司的C系列、日本松下公司的FP系列、日本三菱公司的FX系列、德國西門子公司的S7系列和美國ABB公司的07系列等。</p><p>　　西門子公司的最新PLC產(chǎn)品有SIMATIC S7、M7和C7等幾大系列。S7系列是傳統(tǒng)意義的PLC產(chǎn)品，其中的S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成

44、網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 </p><p>　　3.1.1 PLC的特點(diǎn)</p><p>　　PLC是綜合繼電器接觸器控制優(yōu)點(diǎn)及計算機(jī)靈活方便的優(yōu)點(diǎn)而制造和發(fā)展的、這使PLC具有許多其他控制器無法相比的特點(diǎn)：</p><p>　　（1）可靠性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　PLC生產(chǎn)廠商在硬件和軟件上采取了一系列抗干擾措施，使他可以

45、直接安裝于工業(yè)現(xiàn)場而穩(wěn)定可靠地工作。目前各個生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的PLC，其平均無故障時間大大超過了IEC規(guī)定的10萬小時。而且為了適應(yīng)特殊場合需求，有的PLC生產(chǎn)廠商還采用差異設(shè)計進(jìn)一步提高其可靠性。</p><p>　?。?）通用性強(qiáng)，使用方便</p><p>　　由于PLC均為系列化生產(chǎn)，品種齊全，多數(shù)采用模塊式的硬件結(jié)構(gòu)，組合和擴(kuò)展方便，用戶可根據(jù)自己的需用靈活選用，以滿足系統(tǒng)大小不同及功

46、能繁簡各異的空子系統(tǒng)要求。</p><p>　?。?）編程語言簡單，易學(xué)，便于掌握。</p><p>　　PLC的編成可采用與繼電器電路極為相似的梯形圖語言，直觀易懂，深受現(xiàn)場電器技術(shù)人員的歡迎。近年來又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樞蚩刂屏鞒虉D語言，也稱功能圖，使編成更加簡單方便。</p><p>　?。?）采用模塊化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)組合靈活方便</p><p

47、>　　PLC的各個部件，均采用模塊化設(shè)計、各模塊之間可由機(jī)架和電纜連接。系統(tǒng)的功能和規(guī)?？筛鶕?jù)用戶的實(shí)際需求自行組合，使系統(tǒng)的性能價格更容易趨于合理。</p><p>　　（5）系統(tǒng)設(shè)計周期短。</p><p>　　由于系統(tǒng)硬件的設(shè)計任務(wù)僅僅是根據(jù)對象的控制要求配置適當(dāng)?shù)哪K，而不要去設(shè)計具體的接口電路，這樣大大的縮短了整個設(shè)計所花費(fèi)的時間，加快了整個工程的進(jìn)度。</p>

48、<p>　　（6）對生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)。</p><p>　　PLC的核心是微處理器，它實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制計算機(jī)，其控制功能是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，不必改變PLC硬件設(shè)備，只需改變PLC中的程序。這對現(xiàn)代化的小批量，多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)尤其適合。</p><p>　?。?）安裝簡單，調(diào)試方便，維護(hù)工作量小。</p><p>　　P

49、LC控制系統(tǒng)的安裝接線工作量比繼電器接觸器控制系統(tǒng)少，只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相比的I/O端相連，而且PLC軟件設(shè)計和調(diào)試太多可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，模擬調(diào)試以后再將PLC控制系統(tǒng)安裝到現(xiàn)場調(diào)試，這樣既省時間又方便，由于PLC本身的 可靠性高，又有完善的自診斷能力。一旦發(fā)生故障可以根據(jù)報警信息迅速查明原因，這樣即保證了工作效率又維護(hù)了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。</p><p>　　3.2 PLC型號的選擇</p>

50、<p>　　S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。</p><p>　　S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工

51、業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。</p><p>　　S7-200系列PLC可提供5個不同的基本型號的8種CPU可供使用。如表3-1所示</p><p>　　在選用PLC上，考慮到只是對C650型車床做電器部分的改造，輸出端口需要6個，輸入端口需要13個。改造后的程序只143字節(jié)，內(nèi)容小于4千字節(jié)。而且并不通過網(wǎng)絡(luò)或其他方式做遠(yuǎn)程控制。因此，考慮到經(jīng)

52、濟(jì)，實(shí)用，穩(wěn)定等方面因素。我們決定選用SIMATIC S7-200 系列的S7—224CN 作為本次設(shè)計的PLC。</p><p>　　表3-1 S7-200 CN系列PLC CPU模塊的技術(shù)規(guī)范及特性</p><p><b>　　3.3 電動機(jī)選擇</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計使用PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的邏輯控制線路

53、部分，其余基本無變化。電動機(jī)亦保留原有主軸電機(jī)、冷卻泵電機(jī)、快進(jìn)電機(jī)，詳見表3-2。</p><p>　　表3-2 主軸電機(jī)、快進(jìn)電機(jī)、冷卻泵電機(jī)參數(shù)表</p><p>　　3.4 其它元器件的選擇</p><p>　　3.4.1 交流接觸器的選擇</p><p>　　交流接觸器是一種頻繁應(yīng)用于工業(yè)電氣控制，并用按鈕或其他方式來控制其通斷的自

54、動切換電器。在功能上除了能自動切換外，還具有刀開關(guān)類手動開關(guān)所不能實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)距離操作功能和失壓（或欠壓）保護(hù)功能。其生產(chǎn)方便，價格低廉，應(yīng)用十分廣泛。</p><p>　　交流接觸器由電磁機(jī)構(gòu)，觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、釋放彈簧機(jī)構(gòu)、輔助觸點(diǎn)及基座等部分組成。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通入交流電時，會產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場使裝在線圈中心的靜銜鐵吸動動銜鐵，當(dāng)兩組銜鐵合攏時，安裝在動銜鐵上的動觸點(diǎn)也隨之與靜觸點(diǎn)閉合，使電氣線路接通

55、。當(dāng)斷開電磁線圈中的電流時，磁場消失，接觸器在彈簧的作用下恢復(fù)到斷開的狀態(tài) 。 </p><p>　　在工業(yè)電氣中，常用交流接觸器的型號有CJX8(B系列)CJ12、CJ20

56、、CJT1(CJ10)、CJX1(3TB、3TF系列)、CJ40、SMC等系列產(chǎn)品。在這次控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計中，采用了CJ20系列的交流接觸器，其額定電流應(yīng)在控制電流的1～1.4倍之間, 在此控制主軸電機(jī)的KM3、KM4、KM，選取交流接觸器型號為：CJ20—63，線圈電壓220V；控制冷卻泵電機(jī)KM1和控制快進(jìn)電機(jī)的KM2選取交流接觸器型號為：CJ20—10，線圈電壓220V。</p><p>　　3.4.2

57、中間繼電器的選擇</p><p>　　中間繼電器用于繼電保護(hù)與自動控制系統(tǒng)中，以增加觸點(diǎn)的數(shù)量及容量。 它用于在控制電路中傳遞中間信號。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和原理與交流接觸器基本相同，與接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，它只能用于控制電路中。它一般是沒有主觸點(diǎn)的，因?yàn)檫^載能力比較小。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)量比較多。新國標(biāo)對中間繼電器的定義是K，老國標(biāo)是

58、KA。常用的中間繼電器型號有JZ7、JZ14等。本次設(shè)計選擇的中間繼電器型號為JZ7-44。</p><p>　　3.4.3 保護(hù)電器的選擇 </p><p><b>　?。?）熔斷器</b></p><p>　　熔斷器在電路中主要作短路保護(hù)和嚴(yán)重過載保護(hù)，用于保護(hù)線路。熔斷器的熔體串接于被保護(hù)的電路中，當(dāng)通過它的電流小于規(guī)定值時，其熔體相

59、當(dāng)于一根導(dǎo)線，起電氣連接作用；當(dāng)通過它的電流超過規(guī)定值（電路發(fā)生嚴(yán)重過載或短路時）一定時間后，其熔體自動熔斷并切斷電路，從而起到保護(hù)作用。一般電氣控制線路中常用螺旋式熔斷器，其常用的產(chǎn)品有RL5、RL6、RL7和RL8系列產(chǎn)品，一般選擇熔體熔斷電流應(yīng)為電機(jī)額定電流的1.5～2.5倍。則主軸電機(jī)電路熔斷器選取型號為:RL1-100/100.冷卻泵電機(jī)電路、快進(jìn)電機(jī)電路熔斷器選取型號分別為：RL1-15/2、RL1-15/6.控制電路選取型

60、號RL1-15/2。</p><p><b>　　（2）熱繼電器</b></p><p>　　熱繼電器是利用電流熱效應(yīng)原理來工作的保護(hù)電器，具有與電動機(jī)容許過載特性相近的反時限保護(hù)特性。主要用于電動機(jī)的過載保護(hù)、斷相及電流不平衡運(yùn)行保護(hù)。也常與接觸器配合成電池啟動器。三相異步電動機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，常會遇到因電氣或機(jī)械原因等引起的過電流(過載和斷相)現(xiàn)象，如果過電流不嚴(yán)重

61、，持續(xù)時間短，繞組不超過允許溫升，這種過電流是允許；如果過電流情況嚴(yán)重，持續(xù)時間較長，則會加快電動機(jī)絕緣老化，甚至?xí)龤щ妱訖C(jī)，因此，在電動機(jī)回路中應(yīng)設(shè)置熱繼電器保護(hù)。</p><p>　　選型原則：應(yīng)根據(jù)被保護(hù)對象的使用條件、工作環(huán)境、啟動情況、負(fù)載性質(zhì)，電動機(jī)的形式以及電動機(jī)允許的過載能力等加以考慮。一般原則是使熱繼電器的安秒特性位于電動機(jī)的過載特性之下，并盡可能地接近，以充分發(fā)揮電動機(jī)的過載能力，同時使電動

62、機(jī)在短時過載和啟動瞬間[(5～6)Ie]不受影響。通常熱繼電器選取的額定電流應(yīng)為大于或等于電動機(jī)額定電流。整定電流一般為電動機(jī)額定電流的1.05～1.1倍。主軸電機(jī)電路熱繼電器選取型號為：JR36-63,整定電流為：60A；冷卻泵電路熱繼電器選取型號為：JR36-20，整定電流為：0.36A。</p><p>　　3.4.4 控制開關(guān)電器的選擇</p><p><b>　　（1）

63、轉(zhuǎn)換開關(guān)</b></p><p>　　轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱組合開關(guān)，一般用于電氣設(shè)備中非頻繁的通斷電路、換接電源和負(fù)載、測量三相電壓以及直接控制小容量感應(yīng)電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。轉(zhuǎn)換開關(guān)由動觸頭（動觸片）、靜觸頭（靜觸片）、轉(zhuǎn)軸、手柄、定位機(jī)構(gòu)及外殼等部分組成。其動靜觸頭分別疊裝于數(shù)層絕緣殼內(nèi)，當(dāng)轉(zhuǎn)換手柄時，每層的動觸片隨方形轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。一般選取的原則為允許通過的電流大于或等于電路的額定電流，按此選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)。常

64、用的產(chǎn)品有：HZ5、HZ10和HZ15等系列。本次設(shè)計選取HZ10-100/3。</p><p><b>　　（2）按鈕開關(guān)盒</b></p><p>　　按鈕開關(guān)（簡稱按鈕）又稱控制按鈕，是一種接通或斷開小電流電路的手動開關(guān)電器，一般不直接去控制主電路的通斷，而在控制電路中發(fā)出啟動或停止“命令”以遠(yuǎn)距離控制接觸器、繼電器、電磁啟動器等電器線圈電流的接通或斷開，再由它

65、們?nèi)タ刂浦麟娐?。目前常用的按鈕開關(guān)盒為LA4系列產(chǎn)品，本次設(shè)計選擇的按鈕開關(guān)型號為LA4-3H。</p><p>　　3.4.5 速度繼電器選擇 </p><p>　　速度繼電器是當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值時觸頭動作的繼電器。主要用于電動機(jī)反接制動控制電路中，當(dāng)反接制動的轉(zhuǎn)速下降到接近零時能自動地及時切斷電源。速度繼電器的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 速

66、度繼電器結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　轉(zhuǎn)子是一塊固定在軸上的永久磁鐵。浮動的定子與轉(zhuǎn)子同心，而且能獨(dú)自偏擺，定子由硅鋼片疊成，并裝有籠型繞組。速度繼電器的軸與電動機(jī)軸相連，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子隨之一起轉(zhuǎn)動，形成旋轉(zhuǎn)磁場。籠型繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子隨轉(zhuǎn)子向轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向偏擺，定子柄推動相應(yīng)觸頭動作。定子柄推動觸頭的同時，也壓縮反力彈簧，其反作用阻止定子繼續(xù)轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)

67、速下降到一定數(shù)值時，電磁轉(zhuǎn)矩小于反力彈簧的反作用力矩，定子返回原來位置，對應(yīng)的觸頭恢復(fù)原始狀態(tài)。調(diào)整反力彈簧的拉力即可改變觸頭動作的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　機(jī)床上常用的速度繼電器有JY1型、JFZ0型兩種。一般速度繼電器的動作轉(zhuǎn)速為120r/min，觸頭復(fù)位轉(zhuǎn)速為100r/min以下。本次設(shè)計選擇的速度繼電器型號為JY1型速度繼電器500V、2A。</p><p>　　4 PLC控制電

68、路設(shè)計</p><p>　　4.1 PLC的硬件電路框圖</p><p>　　世界各國各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC雖然外觀各異，但作為工業(yè)控制計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)都大體相同。主要由中央處理器（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O）接口、電源及外圍編程設(shè)備等幾大部分構(gòu)成。PLC的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 PLC硬件結(jié)構(gòu)框圖

69、</p><p>　　4.2 車床控制PLC輸入/輸出接口分配表及電氣原理圖</p><p>　　4.2.1 車床控制PLC輸入/輸出接口分配表（表4-1）</p><p>　　表4-1 I/O接口分配表</p><p>　　4.2.2 PLC控制原理電路設(shè)計</p><p>　　由表4-1 I/O 口分配表可以知道，

70、輸入部分：按鈕SB4為整個控制系統(tǒng)的停止開關(guān)；按鈕SB1、SB2及SB6分別控制主軸電機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動控制；按鈕SB3、SB5分別控制冷卻泵電機(jī)的M2啟動與停止；按鈕SB7、SB8分別控制HL的照明于熄滅；行程開關(guān)SQ控制快進(jìn)電機(jī)的點(diǎn)動；熱繼電器常閉開關(guān)FR1，F(xiàn)R2分別為M1、M2的過載保護(hù)；速度繼電器KS1、KS2分別輔助主軸電機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)制動。輸出部分：KM3、KM4接觸器分別控制主軸電機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)；KM接觸器控制主軸電機(jī)

71、M1的低速運(yùn)行；KM1、KM2接觸器分別控制冷卻泵電機(jī)M2、快進(jìn)電機(jī)M3的運(yùn)行；EL為車床照明。下圖為，PLC的輸入、輸出I/O電氣接線圖，如圖4-2。</p><p>　　圖4-2 PLC控制原理電路圖</p><p>　　5 C650臥式車床改造為PLC控制的軟件設(shè)計</p><p>　　5.1 S7－200PLC編程軟件STEP 7-Micro/WIN的介紹&

72、lt;/p><p>　　S7－200可編程控制器使用STEP7-Micro/WIN32編程軟件進(jìn)行編程。STEP7-Micro/WIN32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，主要用于開發(fā)程序，也可用于適時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。加上漢化后的程序，可在全漢化的界面下進(jìn)行操作。</p><p>　　STEP7-Micro/WIN32編程軟件包括Microwin3.1；Microwin

73、3.1的升級版本軟件Microwin3.1 SP1；Toolbox（包括Uss協(xié)議指令：變頻通信用，TP070：觸摸屏的組態(tài)軟件Tp Designer V1.0設(shè)計師）工具箱；以及Microwin 3.11 Chinese（Microwin3.11 SP1和Tp Designer的專用漢化`工具）等編程軟件。</p><p>　　5.2 梯形圖的設(shè)計</p><p>　　5.2.1 機(jī)床工

74、作指示燈開關(guān)控制的梯形圖設(shè)計</p><p>　　機(jī)床工作指示燈EL由SB7和SB8控制指示燈的開關(guān)，對應(yīng)的I/O接口分別為X0，X1并由Y0作為輸出，在梯形圖中Y0和X0形成自鎖，X1常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在Y0的主線路上，如圖5-1所示。</p><p>　　圖5-1 機(jī)床工作指示燈控制梯形圖</p><p>　　5.2.2 電動機(jī)M1正、反轉(zhuǎn)控制梯形圖的設(shè)計</p

75、><p>　　電動機(jī)M1由接觸器KM、KM3、KM4控制，PLC中控制KM、KM3、KM4的輸出繼電器分別為Y2、Y1、Y3。Y2、Y1、Y3分別位于梯形圖的第4、10、21梯級。</p><p>　　在第Y1［10］、Y3［21］線圈電路中，分別串Y3、Y1的動斷觸點(diǎn)，線圈Y0， Y1實(shí)現(xiàn)互鎖使電動機(jī)無法在正轉(zhuǎn)過程中直接切換為反轉(zhuǎn)或直接在反轉(zhuǎn)過程中直接切換為正轉(zhuǎn)；在第10梯級和第19梯級中都

76、串如了中間繼電器KA（Y006）并用中間繼電器KA對啟動按鈕X2和X7進(jìn)行自鎖。在第4梯級和第15梯級中也都使用了Y2（KM）在進(jìn)行正反轉(zhuǎn)之前都現(xiàn)將KM閉合（將限流電阻進(jìn)行短接），這樣也就使無論正反轉(zhuǎn)電動機(jī)M1都是采用全壓空載直接啟動。在第4梯級和第15梯級中也都使用了X3（SB4）總停按鈕，使主電動機(jī)M1無論是在正傳過程中還是在反轉(zhuǎn)過程中都能過停下來。這樣得到電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制梯形圖如圖5-2所示。</p><p&

77、gt;　　圖5-2 主電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制梯形圖</p><p>　　M1正反轉(zhuǎn)控制的轉(zhuǎn)換是由接觸器KM3和KM4的主觸點(diǎn)控制的，在主電機(jī)M1通電正轉(zhuǎn)時在第21梯級上面串聯(lián)的常閉觸點(diǎn)Y1打開，所以此時無法直接切換完成電機(jī)的反轉(zhuǎn)，此時若想切換電機(jī)的轉(zhuǎn)向必須先按下SB4（X3）總停車按鈕，在按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2（X7）完成電機(jī)的轉(zhuǎn)向切換。同理在主電機(jī)M1通電反轉(zhuǎn)時在第10梯級上面串聯(lián)的常閉觸點(diǎn)Y3打開，此時無法直接切

78、換電機(jī)的轉(zhuǎn)向，若想切換電機(jī)的轉(zhuǎn)向必須先按下SB4（X3）總停車按鈕，在按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1（X2）完成電機(jī)的轉(zhuǎn)向切換。如流程圖5-3所示。</p><p>　　圖5-3 主電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制流程圖</p><p>　　5.2.3 電動機(jī)M1正轉(zhuǎn)點(diǎn)動控制的設(shè)計</p><p>　　主電動機(jī)M1的正轉(zhuǎn)點(diǎn)動控制是由按鈕SB6對應(yīng)的X5控制的，由于是點(diǎn)動運(yùn)行所以不能對X5產(chǎn)生

79、自鎖現(xiàn)象，為了保護(hù)電機(jī)的運(yùn)行所以將熱繼電器FR1、總停車按鈕X3與主電機(jī)Y1串聯(lián)在一起，如圖5-6所示。</p><p>　　圖5-6 電動機(jī)M1正轉(zhuǎn)點(diǎn)動控制梯形圖</p><p>　　5.2.4 電動機(jī)M1的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動的設(shè)計</p><p>　　由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)速過高，在切斷電源之后如果使其正常停止花費(fèi)的時間太長，使機(jī)床無法也充分使用，為了使主電機(jī)能夠快

80、速停下來創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益，在本次畢業(yè)設(shè)計中添加了速度繼電器。將其與主電動機(jī)同軸連接，在電機(jī)斷電后起制動作用。</p><p>　　當(dāng)主電動機(jī)M1正轉(zhuǎn)時，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開觸點(diǎn)KS1閉合；主電動機(jī)反轉(zhuǎn)時，速度繼電器的反轉(zhuǎn)動合觸點(diǎn)KS2閉合。轉(zhuǎn)速低于120r/min時速度繼電器的動合觸點(diǎn)斷開使電機(jī)自然停車。例如：要使主電動機(jī)M1快速停車，在電機(jī)正傳運(yùn)行時按下SB4（X3）所用元器件全部恢復(fù)到最初狀態(tài)。梯形圖中在第

81、10梯級和27梯級中的中間繼電器Y6由于斷電恢復(fù)到原來狀態(tài)由原來的斷開變?yōu)殚]合狀態(tài)，由于主電機(jī)M1是在高速正轉(zhuǎn)所以速度繼電器正轉(zhuǎn)常開觸點(diǎn)KS1（X6）此時處于閉合狀態(tài)，而反轉(zhuǎn)動合觸點(diǎn)KS2（X10）處于斷開狀態(tài)，并且此時Y1與Y3均已失電，處于導(dǎo)通狀態(tài)，故在第10梯級和27梯級中只有27梯級能通過Y6-X6-Y1-X4使主電動機(jī)M1反轉(zhuǎn)接觸器KM3（Y3）得電，從而主電動機(jī)M1開始產(chǎn)生反轉(zhuǎn)制動的力，當(dāng)主電動機(jī)M1的正轉(zhuǎn)速度低于120r/

82、min時，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開觸點(diǎn)KS1（X6）斷開，使第27梯級中的Y3失電，此時反轉(zhuǎn)制動力消失，主電機(jī)開始從120r/min的轉(zhuǎn)速自然停下來，這樣就用速度繼電器完成了反接制動，使主電機(jī)快速的停了下來，如圖5-7所示。</p><p>　　主電動機(jī)M1反轉(zhuǎn)時，反接制動的方法與正轉(zhuǎn)時的制動方法類似，不同的是采用KS2（X10）來控制。</p><p>　　圖5-7 電動機(jī)M1正反轉(zhuǎn)反接制動

83、控制梯形圖</p><p>　　5.2.5 快速移動電動機(jī)的控制設(shè)計</p><p>　　快速移動電機(jī)Y5為小容量電機(jī)采用直接啟動點(diǎn)動控制方式，用限位開關(guān)SQ（X13）作為點(diǎn)動按鈕來完成快速移動電機(jī)的點(diǎn)動控制，如圖5-8所示。</p><p>　　圖5-8 快速移動電機(jī)的控制梯形圖</p><p>　　5.2.6 冷卻泵電動機(jī)的控制設(shè)計<

84、;/p><p>　　冷卻泵電動機(jī)Y4為一長動電機(jī)所以在梯形圖中添加有自鎖，并為其設(shè)有熱繼電器FR2（X14）做過載保護(hù)，設(shè)置的啟動按鈕為SB3（X11），停車按鈕為SB5（X12）如圖5-9所示。</p><p>　　圖5-9 冷卻泵電動機(jī)的控制梯形圖</p><p>　　5.2.7 梯形圖中的其它控制設(shè)計</p><p>　　監(jiān)視主回路負(fù)載的電

85、流表延時控制，由于電動機(jī)的直接起動瞬間電流過大，如果直接進(jìn)行電流的檢測必定對電流表造成極大的負(fù)面影響。為了時電流表正常工作在梯形圖中使用延時器設(shè)定在主電機(jī)通電5S后開始檢測主回路中電流，如圖5-10所示。</p><p>　　圖5-10 電流表的控制梯形圖</p><p><b>　　5.3 梯形圖</b></p><p>　　由5.2設(shè)計的各

86、個部分梯形圖匯總設(shè)計可以得到完整的C650臥式車床的梯形圖，該梯形圖能完成主電動機(jī)M1的點(diǎn)動正轉(zhuǎn)、M1的正轉(zhuǎn)、M1的反轉(zhuǎn)、M1的反接制動，以及M2的起動、M2的停止、M3的起動，以及電流表的正常檢測，圖5-11為C650臥式車床的梯形圖。</p><p>　　圖5-11 C650臥式車床梯形圖</p><p>　　5.4 C650臥式車床程序表</p><p>　　

87、0 LD X000 </p><p>　　1 OR Y000 </p><p>　　2 ANI X001 </p><p>　　3 OUT Y000 </p><p>　　4 LD X002 </p><p>　　5 OR

88、 Y006 </p><p>　　6 ANI X003 </p><p>　　7 OUT Y002 </p><p>　　8 LD Y002 </p><p>　　9 OUT Y006 </p><p>　　10 LD X002

89、</p><p>　　11 OR Y001 </p><p>　　12 AND Y006 </p><p>　　13 OR X005 </p><p>　　14 LDI Y006 </p><p>　　15 AND X010 </

90、p><p><b>　　16 ORB</b></p><p>　　17 ANI Y003 </p><p>　　18 ANI X003 </p><p>　　19 ANI X004 </p><p>　　20 OUT Y001 <

91、/p><p>　　21 LD X007 </p><p>　　22 OR Y006 </p><p>　　23 ANI X003 </p><p>　　24 OUT Y002 </p><p>　　25 LD Y002 </p>

92、;<p>　　26 OUT Y006 </p><p>　　27 LD X007 </p><p>　　28 OR Y003 </p><p>　　29 AND Y006 </p><p>　　30 LDI Y006 </p>&l

93、t;p>　　31 AND X006 </p><p><b>　　32 ORB</b></p><p>　　33 ANI Y001 </p><p>　　34 ANI X004 </p><p>　　35 ANI X003 </p>&

94、lt;p>　　36 OUT Y003 </p><p>　　37 LD X013 </p><p>　　38 ANI X003 </p><p>　　39 OUT Y005 </p><p>　　40 LD X011 </p><p&

95、gt;　　41 OR Y004 </p><p>　　42 ANI X012 </p><p>　　43 ANI X014 </p><p>　　44 ANI X003 </p><p>　　45 OUT Y004 </p><p>　　

96、46 LD Y001 </p><p>　　47 OR Y003 </p><p>　　48 ANI X003 </p><p>　　49 OUT T0 K50 </p><p>　　52 LD T0 </p><p>　　5

97、3 OUT Y007 </p><p><b>　　54 END</b></p><p><b>　　6 調(diào)試</b></p><p>　　在調(diào)試前我們需要對線路進(jìn)行檢查，按照接線圖檢查電源線和接地線是否可靠，主線路和控制線路連接是否正確，絕緣是否良好，各開關(guān)是否處于低位，插頭和各插接件是否全部插緊；檢查

98、工作臺等部件的位置是否合適，防止通電時發(fā)生失誤。在檢查完各部分正確無誤后，便可接上設(shè)備的工作電源，開始通電調(diào)試了。</p><p><b>　　6.1 硬件檢查</b></p><p>　　合上實(shí)驗(yàn)臺上供電的電源開關(guān)，用萬用表測量系統(tǒng)總電源開關(guān)進(jìn)線端的電壓，看一看電壓是否正常，有無斷相或三相電壓特別不平衡的現(xiàn)象。如果一切正常，便可合上總電源開關(guān)SB1，并用萬用表測量電

99、源能供到的各支路終端的電壓是否正常。有無斷相。</p><p>　　用萬用表測量各硬件的接線情況，看是否有短接，斷接和虛連的情況，并與電路控制原理圖一一對照，看是否有無接錯的地方。各部分都正確無誤的情況下進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)。</p><p>　　6.2 系統(tǒng)綜合調(diào)試</p><p>　　將編寫好的PLC程序進(jìn)行編譯，下載至PLC，由于控制系統(tǒng)運(yùn)行電壓是在220V，為了保

100、證安全只好先在實(shí)驗(yàn)臺上分步模擬，觀察各步的動作都正確無誤后，按照PLC控制系統(tǒng)接線圖在實(shí)驗(yàn)臺上整體模擬，輸出部分（接觸器，電動機(jī)，快速移動刀架）用實(shí)驗(yàn)臺上的指示燈代替, 觀察輸出端點(diǎn)指示燈在一個工作循環(huán)里的狀態(tài)變化，并與工藝過程對照。在實(shí)驗(yàn)臺上整體模擬無誤后，將檢查完畢的硬件連接電路（各電動機(jī)連接的電路）與PLC連接在一起，分別觀察各電動機(jī)的工作狀態(tài)，分步運(yùn)行無誤后，將所有的電動機(jī)按照PLC接線圖連接在一起，分別觀察各個電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)

101、，并與工藝過程比較，沒有發(fā)現(xiàn)什么問題。此控制程序設(shè)計能夠滿足控制系統(tǒng)的要求。</p><p>　　6.3 M1的正轉(zhuǎn)點(diǎn)動調(diào)試</p><p>　　主電動機(jī)M1點(diǎn)動正轉(zhuǎn)時的梯形圖的仿真效果，如圖6-1所示。</p><p>　　圖6-1 主電動機(jī)M1正轉(zhuǎn)點(diǎn)動調(diào)試圖</p><p>　　6.4 M1的正轉(zhuǎn)調(diào)試</p><p&g

102、t;　　主電動機(jī)M1長動正轉(zhuǎn)時的梯形圖的仿真效果，如圖6-2所示。</p><p>　　圖6-2 主電動機(jī)M1正轉(zhuǎn)長動調(diào)試圖</p><p>　　6.5 M1的反轉(zhuǎn)調(diào)試</p><p>　　主電動機(jī)M1長動反轉(zhuǎn)時的梯形圖的仿真效果，如圖6-3所示。</p><p>　　圖6-3 主電動機(jī)M1反轉(zhuǎn)長動調(diào)試圖</p><p&g

103、t;　　6.6 M1的反接制動調(diào)試</p><p>　　主電動機(jī)M1反接制動的梯形圖的仿真效果，如圖6-4所示。</p><p>　　圖6-4 主電動機(jī)M1反接制動調(diào)試圖</p><p>　　6.7 M2的起動調(diào)試</p><p>　　冷卻泵電動機(jī)M2起動的梯形圖的仿真效果，如圖6-5所示。</p><p>　　圖6-

104、5 冷卻泵電動機(jī)M2起動調(diào)試圖</p><p>　　6.8 M2的停止調(diào)試</p><p>　　冷卻泵電動機(jī)M2停止的梯形圖的仿真效果，如圖6-6所示。</p><p>　　圖6-6 冷卻泵電動機(jī)M2的停止調(diào)試圖</p><p>　　6.9 M3的起動調(diào)試</p><p>　　快速移動電動M3的起動梯形圖的仿真效果，如

105、圖6-7所示。</p><p>　　圖6-7 快速移動電動機(jī)M3的起動調(diào)試圖</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計使我收獲不少,在系統(tǒng)全面總結(jié)以前所學(xué)知識的同時,又學(xué)到了新的知識。不僅鍛煉了思考能力，也提高了總結(jié)、歸納、綜合運(yùn)用的能力，是畢業(yè)前對所學(xué)的知識的回顧和檢驗(yàn)。無論是基礎(chǔ)知識方面還是軟件應(yīng)用，繪

106、圖方面都有提高，對可編程控制器有了更深一步的理解。</p><p>　　C650車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削機(jī)床，能夠車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋和定型表面，并可以通過尾架進(jìn)行鉆孔、鉸孔、攻螺紋。采用傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制，其技術(shù)落后, 可靠性差,工作效率低,故障診斷和排除困難,已嚴(yán)重制約了企業(yè)的生產(chǎn)效率，而可編程控制器是在繼電器控制和計算機(jī)控制基礎(chǔ)上開發(fā)的工業(yè)自動化控制裝置,是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專

107、門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計的,它具有可靠性高、設(shè)計施工周期短、維修方便,價格也很便宜等優(yōu)點(diǎn)。因而用PLC改造其繼電器-接觸器成了一種必然的選擇。</p><p>　　本設(shè)計主要是用程序的設(shè)計來實(shí)現(xiàn)其傳統(tǒng)的繼電器-接觸器線路，以實(shí)現(xiàn)C650車床的各項控制要求。詳細(xì)介紹了電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、電動機(jī)的正轉(zhuǎn)點(diǎn)動控制及其反接制動控制、電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動控制等的設(shè)計。并分析了其工作過程。用文字、圖表、動作的順序的標(biāo)示

108、的形式展現(xiàn)出來，增加了可讀性。最后對程序進(jìn)行了調(diào)試，通過調(diào)試的結(jié)果證明，此程序是可行的。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　三年的大學(xué)生活即將拉上帷幕，這是大學(xué)期間最后一次設(shè)計，此次設(shè)計的主要目的是培養(yǎng)我們運(yùn)用所學(xué)理論知識和專業(yè)知識來分析和解決電氣控制技術(shù)中出現(xiàn)的一系列問題，它不僅體現(xiàn)了我們對設(shè)計的思想，更重要的是使我學(xué)會了在今后設(shè)計過程中

109、的一般步驟和方法。</p><p>　　在此，我要感謝所有曾經(jīng)教導(dǎo)過我的老師和關(guān)心過我的同學(xué)，感謝我的老師們在我三年求學(xué)生涯中給予的關(guān)心和幫助。是他們在我的大學(xué)生活成長過程中給予了我無私的幫助，教會了我方方面面的經(jīng)驗(yàn)。此次畢設(shè)在設(shè)計過程中得到了xx老師的精心指導(dǎo)，并且在跟隨其學(xué)習(xí)的幾個月中，不論是在學(xué)習(xí)上、工作上還是在日常生活中，xx老師都給了我們無微不至的關(guān)懷，特別是在畢業(yè)設(shè)計期間，張彥指導(dǎo)教師給予了我很大的幫

110、助和支持，在此，我表示由衷的感謝，我在這次設(shè)計中收獲很多東西。</p><p>　　最后，對各位老師審閱我的論文深表感謝，由于本人能力有限，課題設(shè)計中存在不足之處并渴望給予批評指導(dǎo)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 方承遠(yuǎn).工廠電氣控制技術(shù).[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p>&

111、lt;p>　　[2] 史國生.控制與可編程控制器技術(shù).[M]北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[3] 廖常初.可程控制器的編程方法與工程應(yīng)用.[M]重慶：重慶大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[4] 江志鋒.編程控制器原理與應(yīng)用.[M]西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[5] 丁煒.編程控制器在工業(yè)控制中的應(yīng)