基于plc控制的c650車床的電氣控制畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于PLC的C650普通車床的電氣改造</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)介紹了C650普通車床電氣控制系統(tǒng)的工作原理及其運(yùn)動(dòng)形式，編寫(xiě)了PLC控制梯形圖程序。利用PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車床啟動(dòng)、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)、反接制動(dòng)、刀架快速移動(dòng)、冷卻泵在作等一些列功能，改由PLC控制后，其控制系統(tǒng)大大的簡(jiǎn)單化,并且維修方便

2、,易于檢查，節(jié)省大量的繼電器元件,機(jī)床的各項(xiàng)性能有了很大的改善，工作效率有了明顯提高。</p><p>　　關(guān)鍵詞：普通車床；PLC控制；梯形圖</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1普通機(jī)床改造的意義和前景1<

3、;/p><p>　　1.2 PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用3</p><p>　　1.3 C650普通車床的發(fā)展趨勢(shì)4</p><p>　　2 C650車床的主要結(jié)構(gòu)與電路分析6</p><p>　　2.1 C650車床的主要結(jié)構(gòu)6</p><p>　　2.2 C650車床的電路分析6</p><

4、;p>　　2.2.1主電路分析6</p><p>　　2.2.1控制電路分析7</p><p>　　2.3 C650車床電氣控制線路的特點(diǎn)8</p><p>　　3 C650車床控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.1 PLC類型簡(jiǎn)介9</p><p>　　3.2 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)9</

5、p><p>　　3.3 PLC基本工作原理9</p><p>　　3.4 統(tǒng)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)10</p><p>　　3.5 PLC的選型11</p><p>　　3.6 I/O分配表12</p><p>　　3.7 PLC控制系統(tǒng)外部接線圖的設(shè)計(jì)13</p><p>　　4 C650車床控制

6、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.1 PLC編程語(yǔ)言14</p><p>　　4.2 PLC的基本功能14</p><p>　　4.3 PLC基本指令15</p><p>　　4.4 C650車床的PLC控制梯形圖設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.5 改造后的總程序17</p>&l

7、t;p>　　4.6 改造后的電氣原理圖18</p><p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試19</b></p><p>　　5.1 硬件檢查19</p><p>　　5.2 系統(tǒng)綜合調(diào)試19</p><p><b>　　5.3 總結(jié)22</b></p><p>&l

8、t;b>　　6 結(jié)論24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　致 謝26</b></p><p><b>　　附錄27</b></p><p>　　附錄一 C650車床電氣原理圖28</p>

9、;<p>　　附錄二 改造后的C650車床電氣原理圖29</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1普通機(jī)床改造的意義和前景</p><p>　　從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善

10、勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。</p><p>　　更新改造舊機(jī)床是最近幾年發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，在國(guó)外

11、己形成一定規(guī)模和市場(chǎng)，涌現(xiàn)出了許多專門(mén)從事機(jī)床改造的公司。國(guó)外舊機(jī)床改造費(fèi)用大約為同類型新機(jī)床價(jià)格的60%，盡管費(fèi)用較高，但由于機(jī)床改造后使用效果好，所以仍然受到機(jī)床用戶的歡迎。國(guó)內(nèi)近幾年才有較多的用戶使用數(shù)控機(jī)床，大多數(shù)用戶當(dāng)前最關(guān)心的還是怎樣用好、維護(hù)好數(shù)控機(jī)床，機(jī)床改造還處于起步階段。改造舊機(jī)床是一項(xiàng)高新技術(shù)，風(fēng)險(xiǎn)大，承擔(dān)者必須具備比較全面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，不僅要熟悉各種類型的機(jī)床和不同類型的數(shù)控及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，還要熟悉用戶的使用要求和機(jī)

12、床的優(yōu)缺點(diǎn)。因此，實(shí)施設(shè)備改造的技術(shù)難度非常高。</p><p>　　隨著科學(xué)生產(chǎn)力的發(fā)展，機(jī)床設(shè)備數(shù)控化率的提高已是衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。據(jù)最近有關(guān)資料表明，我國(guó)機(jī)床總量為380余萬(wàn)臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34萬(wàn)臺(tái)，即我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率還不到3%，而一些發(fā)達(dá)國(guó)家早己達(dá)到20%以上。因此，我國(guó)機(jī)械制造水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距很大，設(shè)備陳舊，技術(shù)水平落后，嚴(yán)重地影響了生產(chǎn)力的發(fā)展。對(duì)于一個(gè)企

13、業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中贏得生存，適應(yīng)當(dāng)前產(chǎn)品更新日新月異的發(fā)展，要求在最短時(shí)間生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低價(jià)的新產(chǎn)品。采用先進(jìn)的工藝設(shè)備，包括采用數(shù)控機(jī)床，已顯得越來(lái)越重要。因此，逐步提高數(shù)控機(jī)床的占有比，己經(jīng)成為我國(guó)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)。</p><p>　　提高機(jī)床數(shù)控化率有兩個(gè)途徑:一是購(gòu)買新的數(shù)控機(jī)床;二是對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造。這對(duì)于我國(guó)一個(gè)機(jī)床擁有量極大(其中大部分機(jī)床役齡較長(zhǎng))，而當(dāng)前經(jīng)濟(jì)財(cái)力又不足的發(fā)展中

14、國(guó)家來(lái)說(shuō)，采用舊機(jī)床改造來(lái)提高設(shè)備的先進(jìn)性和數(shù)控化率，是一個(gè)極其有效和實(shí)用的途徑.即使在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，在大量制造數(shù)控機(jī)床的同時(shí)，也在組建維修改造專業(yè)公司，專門(mén)從事舊機(jī)床的維修和數(shù)控化改造，尤其在美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)床工業(yè)處于不景氣的今天，它們的機(jī)床改造卻是為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生意盎然，處在黃金時(shí)代。[用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場(chǎng)，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新行業(yè)。在美國(guó)，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生(Remanufa

15、cturing)業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有:Bertsche工程公司、Ayton機(jī)床公司、Devlieg-Bullavd(得寶)服務(wù)集團(tuán)、us設(shè)備公司等。美國(guó)得寶公司己在中國(guó)開(kāi)辦公司。在日本，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝(Retrofitting)業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有:大限工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。由于機(jī)床本身的特點(diǎn)，以及相應(yīng)技術(shù)的不斷發(fā)展</p><p>

16、;　?。?）減少投資、交貨期短</p><p>　　同購(gòu)置新相比，一般可以節(jié)省60%-80%的費(fèi)用，改造費(fèi)用低。特別是大型、特殊機(jī)床尤其明顯。一般大型機(jī)床改造，只花新機(jī)床購(gòu)置費(fèi)用的1/3，交貨期短。但有些特殊情況，如高速主軸、刀具自動(dòng)交換裝置、托盤(pán)自動(dòng)交換裝置的制作與安裝等過(guò)于費(fèi)工、費(fèi)錢，往往使改造成本提高2-3倍，與購(gòu)置新機(jī)床相比，只能節(jié)省投資50%左右。</p><p>　　（2）機(jī)械

17、性能穩(wěn)定可靠，但結(jié)構(gòu)受限</p><p>　　由于機(jī)床本身的特點(diǎn)，它與汽車等類機(jī)電產(chǎn)品不同，機(jī)床所利用的床身、立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅(jiān)固的鑄鐵構(gòu)件，而不是焊接構(gòu)件。而鑄鐵件年代愈久，自然時(shí)效愈充分，內(nèi)應(yīng)力的消除使得精度比新鑄件更穩(wěn)定。從另一方面來(lái)說(shuō)，這些鑄鐵件的重復(fù)使用，即節(jié)約了社會(huì)資源，又減少了鑄鐵件生產(chǎn)時(shí)對(duì)環(huán)保的影響.但舊機(jī)床的改造，由于受到原機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，不宜做突破性的改進(jìn)。</p>&l

18、t;p>　?。?）熟悉了解設(shè)備結(jié)構(gòu)性能，便于操作維修</p><p>　　購(gòu)新設(shè)備時(shí)，事先不能全面了解機(jī)床結(jié)構(gòu)性能，以致很難預(yù)計(jì)是否能完全適合其加工要求。改造則不然，由于舊設(shè)備已多年使用，機(jī)床操作者和維修人員已對(duì)其機(jī)械性能和 結(jié)構(gòu)了解透徹，對(duì)機(jī)床的加工能力能較準(zhǔn)確地估算。機(jī)床數(shù)控改造時(shí)，可根據(jù)企業(yè)自身的技術(shù)力量和有關(guān)條件，采用自己改造或委托專業(yè)改造公司，并派原設(shè)備維修技術(shù)人員參加相結(jié)合的方法進(jìn)行。這樣，既可

19、在數(shù)控改造過(guò)程中，培養(yǎng)提高相關(guān)人員的數(shù)控技術(shù)水平和有關(guān)專業(yè)知識(shí)，又便于合理選擇更換原機(jī)床設(shè)備中的部份元器件，更主要的通過(guò)改造，大大提高了企業(yè)自身對(duì)數(shù)控機(jī)床維修的技術(shù)力量，并且也大大縮短了對(duì)數(shù)控機(jī)床在操作使用和維修方面的培訓(xùn)時(shí)間，機(jī)床一旦改造調(diào)試完畢，就可很快投入正常全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，見(jiàn)效甚快 。</p><p>　?。?）可充分利用現(xiàn)有的條件</p><p>　　可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購(gòu)入

20、新設(shè)備時(shí)那樣需重新構(gòu)筑地基，同時(shí)工夾具、樣板及外圍設(shè)備也能再利用。以加工中心為例子，工藝裝備的費(fèi)用一般要占整個(gè)機(jī)床售價(jià)的10%以上。</p><p>　　（5）可更好地因地制宜，合理刪選功能</p><p>　　購(gòu)買現(xiàn)成的通用數(shù)控機(jī)床，往往對(duì)一個(gè)具體的生產(chǎn)加工有一些多余的功能，而又可能缺少某一專用的特殊功能。如向機(jī)床制造廠提出特殊訂貨，增加某些專用功能，往往費(fèi)用大、交貨期長(zhǎng)。而采用改造的方

21、案，就可靈活選取所要的功能，并可根據(jù)生產(chǎn)加工要求，采用組合的方法，增添某些部件，設(shè)計(jì)改造成專用數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　1.2 PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p>　　PLC 是先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家通用的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制設(shè)備，在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大技術(shù)支柱(PLC,CAD/CAM,ROBOT) 之一，可編程邏輯控制器是專為在工

22、業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字量、模擬量的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC 是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)。用PLC 控制改造其繼電器控制電路, 可靠性高、邏輯功能強(qiáng)

23、、體積小，降低了設(shè)備故障率, 提高了設(shè)備使用效率, 運(yùn)行效果良好。隨著我國(guó)電力體制改革的深化，電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈，降低資源損耗和提高管理效益成為各發(fā)電企業(yè)的迫切需求。為此，對(duì)火電廠輔助車間自動(dòng)控制水平提出了更高的要求。經(jīng)過(guò)科技人員的不斷引進(jìn)、開(kāi)發(fā)、研究, 我國(guó)大型火電站的輔助系統(tǒng)（輸煤、化水、除灰、除渣、燃油泵房、循環(huán)水泵房等）已由繼電器控制過(guò)渡</p><p>　　PLC 是一種專為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)的

24、，一般而言，無(wú)須任何保護(hù)措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過(guò)于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，就可能造成程序錯(cuò)誤或運(yùn)算錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會(huì)造成設(shè)備的失控和誤動(dòng)作，從而不能保證PLC 的正常運(yùn)行。要提高PLC 控制系統(tǒng)可靠性，一方面生產(chǎn)廠家要提高PLC 的抗干擾能力；另一方面，要在設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合，減少及消除干擾對(duì)PLC 的影響。在新的時(shí)代，PLC 會(huì)有更大的發(fā)展，產(chǎn)品

25、的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，通過(guò)完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備、成熟的現(xiàn)場(chǎng)總線通信能力會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求，PLC 作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在我國(guó)發(fā)電廠的電氣自動(dòng)化建設(shè)中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。</p><p>　　1.3 C650普通車床的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著

26、數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。當(dāng)前數(shù)控車床呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　（1）高速、高精密化 </p><p>　　高速、精密是機(jī)床發(fā)展永恒的目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，對(duì)零件加工的精度和表面質(zhì)量的要求

27、也愈來(lái)愈高。為滿足這個(gè)復(fù)雜多變市場(chǎng)的需求，當(dāng)前機(jī)床正向高速切削、干切削和準(zhǔn)干切削方向發(fā)展，加工精度也在不斷地提高。另一方面，電主軸和直線電機(jī)的成功應(yīng)用，陶瓷滾珠軸承、高精度大導(dǎo)程空心內(nèi)冷和滾珠螺母強(qiáng)冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導(dǎo)軌副等機(jī)床功能部件的面市，也為機(jī)床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。</p><p>　　數(shù)控車床采用電主軸，取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié)，大大減少了主傳動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高了主軸動(dòng)

28、態(tài)響應(yīng)速度和工作精度，徹底解決了主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)皮帶和帶輪等傳動(dòng)的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題。采用電主軸結(jié)構(gòu)可使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到10000r/min以上。 </p><p>　　直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)速度高，加減速特性好，有優(yōu)越的響應(yīng)特性和跟隨精度。用直線電機(jī)作伺服驅(qū)動(dòng)，省去了滾珠絲杠這一中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，消除了傳動(dòng)間隙(包括反向間隙)，運(yùn)動(dòng)慣量小，系統(tǒng)剛性好，在高速下能精密定位，從而極大地提高了伺服精度。</p><p&g

29、t;　　直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副，由于其具有各向間隙為零和非常小的滾動(dòng)摩擦，磨損小，發(fā)熱可忽略不計(jì)，有非常好的熱穩(wěn)定性，提高了全程的定位精度和重復(fù)定位精度。通過(guò)直線電機(jī)和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的應(yīng)用，可使機(jī)床的快速移動(dòng)速度由目前的10～20m/mim提高到60～80m/min，甚至高達(dá)120m/min。</p><p>　?。?）高可靠性     </p><p>　　數(shù)控機(jī)床

30、的可靠性是數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵性指標(biāo)。數(shù)控機(jī)床能否發(fā)揮其高性能、高精度和高效率，并獲得良好的效益，關(guān)鍵取決于其可靠性的高低。     </p><p><b>　?。?）功能復(fù)合化</b></p><p>　　功能復(fù)合化的目的是進(jìn)一步提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，使用于非加工輔助時(shí)間減至最少。通過(guò)功能的復(fù)合化，可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍、提高效率

31、，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用、一機(jī)多能，即一臺(tái)數(shù)控車床既可以實(shí)現(xiàn)車削功能，也可以實(shí)現(xiàn)銑削加工；或在以銑為主的機(jī)床上也可以實(shí)現(xiàn)磨削加工。寶雞機(jī)床廠已經(jīng)研制成功的CX25Y數(shù)控車銑復(fù)合中心，該機(jī)床同時(shí)具有X、Z軸以及C軸和Y軸。通過(guò)C軸和Y軸，可以實(shí)現(xiàn)平面銑削和偏孔、槽的加工。該機(jī)床還配置有強(qiáng)動(dòng)力刀架和副主軸。副主軸采用內(nèi)藏式電主軸結(jié)構(gòu)，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)可直接實(shí)現(xiàn)主、副主軸轉(zhuǎn)速同步。該機(jī)床工件一次裝夾即可完成全部加工，極大地提高了效率。</p>

32、<p>　　2 C650車床的主要結(jié)構(gòu)與電路分析</p><p>　　2.1 C650車床的主要結(jié)構(gòu)</p><p>　　普通車床是一種應(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(guò)尾架進(jìn)行鉆孔、鉸孔、攻螺紋等加工。</p><p>　　C650臥式普通車床屬中型車床，加工工件回轉(zhuǎn)直徑最大可達(dá)1020mm,長(zhǎng)度可達(dá)300

33、0mm。其結(jié)構(gòu)主要由床身、主軸變速箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、絲桿和光桿等部分組成，如圖2-1所示。</p><p>　　1-進(jìn)給箱，2-掛輪箱，3-主軸變速箱，4-溜板與刀架，5-溜板箱，6-尾架，7-絲桿，8-光桿，9-床身</p><p>　　圖2-1 C650車床主要結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　車床有兩種運(yùn)動(dòng)，一是軸卡盤(pán)帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱為主運(yùn)動(dòng)（切

34、削運(yùn)動(dòng)），另一種四溜板刀架頂針帶動(dòng)刀具的直線運(yùn)動(dòng)，稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。兩種運(yùn)動(dòng)由同一電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)并通過(guò)各自的變速箱調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速或進(jìn)給速度。此外，為提高效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、便于對(duì)刀和減小輔助工時(shí)，C650臥式車床的刀架還能快速移動(dòng)，稱為輔助運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　C650臥式車床由三臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，即主電動(dòng)機(jī)M1、冷卻電動(dòng)機(jī)M2和刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3。</p><p>　　2.2 C

35、650車床的電路分析</p><p>　　2.2.1主電路分析</p><p>　　從附錄一C650普通車床電氣原理圖中可以看出，斷路器QF將三相電源引入，F(xiàn)U1為主電動(dòng)機(jī)M1的短路保護(hù)用熔斷器，F(xiàn)R1為M1電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)用熱繼電器。為防止在連續(xù)點(diǎn)動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流造成電動(dòng)機(jī)過(guò)載，點(diǎn)動(dòng)時(shí)也加入限流電阻R。通過(guò)互感器TA接入電流表A以監(jiān)視主電動(dòng)機(jī)繞組的電流。熔斷器FU2為M2電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)，接

36、觸器KM1、KM2為M1電動(dòng)機(jī)起動(dòng)用接觸器。FR2為M4電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，因快速電動(dòng)機(jī)M3短時(shí)工作，所以不設(shè)過(guò)載保護(hù)。</p><p>　　2.2.1控制電路分析</p><p>　?。?）主電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)調(diào)整控制</p><p>　　電路中KM1為M1電動(dòng)機(jī)的接觸器，KM3為M1電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)動(dòng)接觸器，KA</p><p>　　為中間繼電器。M1

37、電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)由點(diǎn)動(dòng)按鈕SB2控制。按下按鈕SB2，接觸器KM1得電吸合，他的主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)的定子繞組限流電阻R與電源接通，電動(dòng)機(jī)在較低速下起動(dòng)。</p><p>　?。?）主電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路</p><p>　　主電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)由正向起動(dòng)按鈕SB3控制。按下按鈕SB3時(shí)，接觸器KM3首先得電動(dòng)作，他的主觸點(diǎn)閉合將限流電阻短接，接觸器KM3的輔助動(dòng)合觸點(diǎn)閉合使中間繼電器KA得電，它的

38、觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM1得電吸合。KM1的主觸點(diǎn)將三相電源接通，電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正轉(zhuǎn)起動(dòng)。KM1的動(dòng)合輔助觸點(diǎn)和KA的動(dòng)合觸點(diǎn)的閉合將KM1線圈自鎖。反轉(zhuǎn)起動(dòng)時(shí)用反向起動(dòng)按鈕SB4，按下SB4，同樣是接觸器KM3得電，然后接通接觸器KM2和中間繼電器KA，于是電動(dòng)機(jī)在滿壓下反轉(zhuǎn)起動(dòng)。KM1的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)和KM2的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)分別串在對(duì)方接觸器線圈的回路中，起到電動(dòng)機(jī)正傳和反轉(zhuǎn)的電氣互鎖作用。</p><p>　

39、?。?）主軸電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制</p><p>　　當(dāng)速度接近于零時(shí)，用速度繼電器的觸點(diǎn)給出信號(hào)切斷電動(dòng)機(jī)電源。速度繼電器與被控電動(dòng)機(jī)是同軸相連的，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)KS1閉合；電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的反轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)KS2閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，接觸器KM3和KM，繼電器KA都處于得電動(dòng)作狀態(tài)，速度繼電器的正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)KS1也是閉合的，這樣就為電動(dòng)機(jī)正傳時(shí)的反接制動(dòng)做好了準(zhǔn)備。需要停車時(shí)

40、，按下停止按鈕SB1接觸器KM3失電，其主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電阻R串入主回路，與此同時(shí)KM1也失電，斷開(kāi)了電動(dòng)機(jī)電源，同時(shí)KA失電，KA的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合。在松開(kāi)SB1后就使反轉(zhuǎn)接觸器KM2的線圈得電，電動(dòng)機(jī)的電源反接，電動(dòng)機(jī)處于反接制動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到速度繼電器的復(fù)位轉(zhuǎn)速時(shí)，速度繼電器KS的正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)KS1斷開(kāi)，切斷了接觸器KM2的通電回路，電動(dòng)機(jī)脫離電源停止。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)的制動(dòng)與正轉(zhuǎn)時(shí)的

41、制動(dòng)相似。當(dāng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的反轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)KS2是閉合的，這時(shí)按一下停止按鈕SB1，在SB1松開(kāi)后正轉(zhuǎn)接觸器線圈得電，正轉(zhuǎn)接觸器KM1吸合將電源反接使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)后停止。</p><p>　?。?）刀架的快速移動(dòng)和冷卻泵控制</p><p>　　刀架的快速移動(dòng)是由轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄壓動(dòng)限位開(kāi)關(guān)ST來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)手柄壓動(dòng)ST后，接觸器KM5得電吸合，M3電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)刀架快速移動(dòng)。如果車削加工需要

42、冷卻液時(shí)按下SB6，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3動(dòng)作，KM5線圈得電，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3工作，需要停止時(shí)按下按鈕SB5即可。</p><p>　　2.3 C650車床電氣控制線路的特點(diǎn)</p><p>　　從上述分析中可知，這種車床的電氣線路有以下幾個(gè)特點(diǎn)：</p><p>　　（1）主軸的正反轉(zhuǎn)不是通過(guò)機(jī)械方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是通過(guò)電氣方式，即主電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從而簡(jiǎn)化了機(jī)械

43、結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）主電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)采用了電氣反接制動(dòng)形式，并用速度繼電器進(jìn)行控制。</p><p>　?。?）控制回路由于電器元件很多，故通過(guò)控制變壓器TC同三相電網(wǎng)進(jìn)行電隔離，提高了操作和維修時(shí)的安全性。</p><p>　?。?）中間繼電器KA起著擴(kuò)展接觸器KM3觸點(diǎn)的作用。從電路中可見(jiàn)到KM3的常開(kāi)觸點(diǎn)(3-13)直接控制KA，故KM3和KA的觸

44、點(diǎn)的閉合和斷開(kāi)情況相同。從圖2-2中可見(jiàn)KA的常開(kāi)觸點(diǎn)用了三個(gè)(7-4、7-8、3-8)，常閉觸點(diǎn)用了一個(gè)(3-9)，而KM3的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)只有二個(gè)，故不得不增設(shè)中間繼電器KA進(jìn)行擴(kuò)展?？梢?jiàn)，電氣線路要考慮電器元件觸點(diǎn)的實(shí)際情況，在線路設(shè)計(jì)時(shí)更應(yīng)引起重視。</p><p>　　3 C650車床控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 PLC類型簡(jiǎn)介</p><p&

45、gt;　　自20世紀(jì)70年代末，PLC產(chǎn)品出現(xiàn)以來(lái)，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(guó)生產(chǎn)的PLC品種繁多，發(fā)展迅速。在中國(guó)的市場(chǎng)上最具競(jìng)爭(zhēng)力的有德國(guó)西門(mén)子公司、日本三菱系列、歐姆龍公司、AB公司所推出的PLC均為從小到大全系列的產(chǎn)品，可滿足各種各樣的需求。其中，S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中

46、的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。</p><p>　　3.2 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　目前PLC種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也都各不相同，但都是以微處理器為核心用做工業(yè)控制的專用計(jì)算機(jī)，所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大致相同，硬件結(jié)構(gòu)與微機(jī)相似

47、。主要包括中央處理單元CPU、存儲(chǔ)器RAM和ROM、輸入輸出接口電路、電源、I/O擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口等。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。 PLC控制系統(tǒng)由輸入量—PLC—輸出量組成，外部的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的各種信號(hào)均作為PLC的輸入量，它們經(jīng)PLC外部輸入端子，作為PLC的輸出量對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。由此可見(jiàn)，PLC的基本結(jié)構(gòu)有控制部分輸入和輸出組成。</p><p>　　3

48、.3 PLC基本工作原理 </p><p>　　PLC采用的是循環(huán)掃描工作方式。對(duì)每個(gè)程序，CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行，按指令步序號(hào)做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。</p><p>　　（1）輸入刷新階段 </p><p>　　在輸

49、入刷新階段，CPU掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫(xiě)入輸入狀態(tài)寄存器。完成后關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。 </p><p><b>　?。?）程序執(zhí)行階段</b></p><p>　　在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開(kāi)始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 </p><p>　?。?）輸出

50、刷新階段 </p><p>　　當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通過(guò)一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實(shí)際輸出。</p><p>　　3.4 統(tǒng)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)</p><p>　　根據(jù)第2章的電路分析，統(tǒng)計(jì)I/O的點(diǎn)數(shù)如表3-1所示。</p><p>　　表3-1 I/0點(diǎn)數(shù)的統(tǒng)

51、計(jì)</p><p>　　3.5 PLC的選型</p><p>　　PLC是控制系統(tǒng)的核心部件，正確的選擇PLC對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)起著重要的作用。選型的基本原則是：所選的PLC應(yīng)能夠滿足控制系統(tǒng)的功能需要。選型的基本內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）PLC結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　在相同功能和相同I/O點(diǎn)數(shù)的情

52、況下，整體式PLC比模塊式PLC價(jià)格低。</p><p>　?。?）PLC輸出方式的選擇</p><p>　　不同的負(fù)載對(duì)PLC的輸出方式有相應(yīng)的要求。繼電器輸出型的PLC可以帶直流負(fù)載和交流負(fù)載；晶體管型與雙向晶閘管型輸出模塊分別用于直流負(fù)載和交流負(fù)載。</p><p>　　（3）I/O響應(yīng)時(shí)間的選擇</p><p>　　PLC的響應(yīng)時(shí)間包

53、括輸入濾波時(shí)間、輸出電路的延遲和掃描周期引起的時(shí)間延遲。</p><p>　　（4）聯(lián)網(wǎng)通信的選擇</p><p>　　若PLC控制系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，則所選用的PLC需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，既要求PLC應(yīng)具有連接其它PLC、上位計(jì)算機(jī)及CRT等接口的能力。</p><p>　　（5）PLC電源的選擇</p><p>　　電源是PLC干擾

54、引入的主要途徑之一，因此應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)電源以助于提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性。一般可選用畸變較小的穩(wěn)壓器或帶有隔離變壓器的電源，使用直流電源是要選用橋式全波整流電源。</p><p>　　（6）I/O點(diǎn)數(shù)及I/O接口設(shè)備的選擇</p><p>　　PLC程序存儲(chǔ)器的容量通常以字或步為單位，用戶程序存儲(chǔ)器的容量可以作粗略的估算。一般情況下用戶程序所需的存儲(chǔ)器容量可按照如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：</p

55、><p>　　程序容量 = K×總輸入點(diǎn)數(shù) / 總輸出點(diǎn)數(shù)</p><p>　　對(duì)于簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，K=6；若為普通系統(tǒng)，K=8；若為較復(fù)雜系統(tǒng)，K=10；</p><p>　　若為復(fù)雜系統(tǒng)，則K=12。在選擇內(nèi)存容量是同樣應(yīng)留有裕量，一般是運(yùn)行程序的25% 。不應(yīng)單純追求大容量，在大多數(shù)情況下，滿足I/O點(diǎn)數(shù)的PLC，內(nèi)存容量也能滿足。</p>

56、<p>　　車床電氣控制系統(tǒng)所需的I/O點(diǎn)總數(shù)在256以下，屬于小型機(jī)的范圍，控制系統(tǒng)只需要邏輯運(yùn)算等簡(jiǎn)單功能。主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)條件控制和順序控制。為實(shí)現(xiàn)C650車床上述的電氣控制要求，所以PLC可以選擇西門(mén)子公司的S7-200系列。它的價(jià)格低，體積小，非常適用于單價(jià)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，該機(jī)床的輸入信號(hào)是開(kāi)關(guān)量信號(hào)，輸出是負(fù)載三相交流電動(dòng)機(jī)接觸器等。</p><p>　　車床電氣控制系統(tǒng)需要9個(gè)外部輸入信號(hào)，

57、5個(gè)輸出信號(hào)。PLC所具有的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)一般要比所需冗余30%，以便系統(tǒng)的完整和今后的擴(kuò)展預(yù)留。所以本系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)為14個(gè)，輸出點(diǎn)為10個(gè)?，F(xiàn)選擇西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7-200系列的CPU224型PLC，24V直流14點(diǎn)輸入10輸出。</p><p>　　3.6 I/O分配表</p><p>　　根據(jù)所統(tǒng)計(jì)的I/O口與所選的PLC的型號(hào)可列出其I/O分配如圖3-2所示。</p&g

58、t;<p>　　圖3-2 I/O 分配表</p><p>　　3.7 PLC控制系統(tǒng)外部接線圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)外部接線圖如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 外部接線圖</p><p>　　4 C650車床控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 PLC編程語(yǔ)言&

59、lt;/p><p>　　與個(gè)人計(jì)算機(jī)相比，PLC的硬件、軟件的體系結(jié)構(gòu)都是封閉的而不是開(kāi)放的。各廠家PLC的變成語(yǔ)言和指令系統(tǒng)的功能和表達(dá)方式也不一致，有的甚至有相當(dāng)大的差異，因此各廠家的PLC互不兼容。IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）是為電子技術(shù)的所有領(lǐng)域制定全球標(biāo)準(zhǔn)的世界性組織。IEC于1994年5月公布了PLC標(biāo)準(zhǔn)（IEC 61131）,該標(biāo)準(zhǔn)為可編程控制系統(tǒng)定義了5種語(yǔ)言：順序功能圖、梯形圖、功能塊圖、指令表、結(jié)構(gòu)文

60、本。其中，梯形圖是使用最多的PLC圖形編程語(yǔ)言。梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠熟悉繼電器控制的電器人員掌握，特別是適用于數(shù)字量邏輯控制，有時(shí)也把梯形圖稱為電路或程序。梯形圖由觸點(diǎn)、線圈和用方塊表示的功能塊組成。觸點(diǎn)代表邏輯輸入條件，線圈通常代表邏輯輸出結(jié)果，用來(lái)控制外部設(shè)備。功能塊用來(lái)表示定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算附加指令。觸點(diǎn)和線圈組成的獨(dú)立電路稱為網(wǎng)絡(luò)，使用編程軟件可以直接生成和編譯梯形圖，并將

61、它下載到PLC。</p><p>　　S7系列PLC將指令表稱為語(yǔ)句表。PLC的指令是一種與微機(jī)的匯編語(yǔ)言中的指令相似的助記符表達(dá)式，由指令組成的程序叫做指令表程序或語(yǔ)句表程序。</p><p>　　在這次控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)中，分別采用了梯形圖和語(yǔ)句表兩種編程語(yǔ)言編寫(xiě)了該系統(tǒng)的控制程序。</p><p>　　4.2 PLC的基本功能</p><p&

62、gt;　?。?）條件控制功能 </p><p>　　條件控制（或稱邏輯控制或順序控制）功能是指用PLC的與、或、非指令取代繼電器接觸的串聯(lián)、并聯(lián)及其它各種邏輯連接，進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。 </p><p>　?。?）定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能 </p><p>　　定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能指用PLC提供的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器指令實(shí)現(xiàn)對(duì)某種操作的定時(shí)或計(jì)數(shù)控制，以取代時(shí)間繼電器和計(jì)數(shù)繼電器。 &

63、lt;/p><p>　　（3）數(shù)據(jù)處理功能 </p><p>　　數(shù)據(jù)處理功能是指PLC能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼等操作。 </p><p>　　（4）步進(jìn)控制功能 </p><p>　　步進(jìn)控制功能是指用步進(jìn)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成以后，才能進(jìn)行下一道工序操作的控制，以取

64、代由硬件構(gòu)成的步進(jìn)控制器。 </p><p>　　（5）運(yùn)動(dòng)控制功能 </p><p>　　運(yùn)動(dòng)控制功能是指通過(guò)高速記數(shù)模塊和位置控制模塊等進(jìn)行單軸或多軸運(yùn)動(dòng)控制。 </p><p>　?。?）過(guò)程控制功能 </p><p>　　過(guò)程控制功能是指通過(guò)PLC的PID控制指令或模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、速度、流量等物理參數(shù)的閉環(huán)控制。 </p&

65、gt;<p><b>　?。?）擴(kuò)展功能 </b></p><p>　　擴(kuò)展功能是指通過(guò)連接輸入輸出擴(kuò)展單元（即I/O擴(kuò)展單元）模塊來(lái)增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)，也可通過(guò)附加各種智能單元及特殊功能單元來(lái)提高PLC的控制功能。 </p><p>　?。?）遠(yuǎn)程I/O功能 </p><p>　　遠(yuǎn)程I/O功能是指通過(guò)I/O單元將分散在遠(yuǎn)距離的各

66、種輸入、輸出設(shè)備與PLC主機(jī)相連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，接收輸入信號(hào)、傳出輸出信號(hào)。 </p><p><b>　?。?）監(jiān)控功能 </b></p><p>　　監(jiān)控功能是指PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的進(jìn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警和記錄，甚至自動(dòng)終止運(yùn)行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時(shí)器、記數(shù)器等設(shè)定值或強(qiáng)制I/O狀態(tài)。 </p><p

67、>　　4.3 PLC基本指令</p><p>　　在本次控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)過(guò)程中主要應(yīng)用到以下幾種PLC指令。</p><p><b>　?。?）標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令</b></p><p>　　常開(kāi)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器地址為1狀態(tài)時(shí)，該觸點(diǎn)閉合，在語(yǔ)句表中，分別用LD（Load，裝載）、A（And，與）和O（Or，或）指令表示開(kāi)始、串聯(lián)和并聯(lián)的常開(kāi)觸

68、點(diǎn)（見(jiàn)圖4-1）。</p><p>　　常閉觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)地址為0狀態(tài)時(shí)，該觸點(diǎn)閉合，在語(yǔ)句表中分別用LDN （Load Not）、AN（And Not）和ON（Or Not）來(lái)表示開(kāi)始、串聯(lián)和并聯(lián)的常閉觸點(diǎn)，觸點(diǎn)符號(hào)中間的“/”表示常閉 （見(jiàn)圖4-1）。觸點(diǎn)指令中變量的數(shù)據(jù)類型為BOOL。</p><p>　　(a)常開(kāi)觸點(diǎn) (b)常閉觸點(diǎn)</p><p>

69、　　圖4-1 標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令</p><p><b>　?。?）輸出指令</b></p><p>　　輸出指令（=）與線圈相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)線圈的觸點(diǎn)電路接通時(shí)，線圈流過(guò)“能流”，指定位對(duì)應(yīng)的映像寄存器為1，反之為0。輸出指令語(yǔ)句表為（= bit）。輸出指令應(yīng)放在梯形圖的最右邊，指令中的變量為BOOL型。</p><p>　　4.4 C650車床的P

70、LC控制梯形圖設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）車床正反向工作及反接制動(dòng)過(guò)程</p><p>　　該控制程序步驟為：按下SB3，Q0.1動(dòng)作，KM1吸合并自鎖，主電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)起動(dòng)運(yùn)行，開(kāi)始車削加工。要停車時(shí)，按下SB1，Q0.1釋放，M1正轉(zhuǎn)停止。速度繼電器使Q0.2動(dòng)作，KM2吸合，主電動(dòng)機(jī)M1串電阻反接制動(dòng)，當(dāng)速度接近于零時(shí)，速度繼電器正轉(zhuǎn)常開(kāi)觸頭KS1斷開(kāi)，KM2釋放電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn).

71、反向工作過(guò)程與正向相同。梯形圖如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 主電機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)</p><p>　?。?）主電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制及反接制動(dòng)</p><p>　　按下SB2，Q0.1動(dòng)作，使KM1吸合，M1點(diǎn)動(dòng)，松開(kāi)SB2，Q0.1斷開(kāi)，M1停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。梯形圖如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 主電機(jī)點(diǎn)動(dòng)</p

72、><p><b>　　（3）刀架快速移動(dòng)</b></p><p>　　該控制程序步驟為：刀架快速移動(dòng)過(guò)程為按下位置開(kāi)關(guān)ST，Q0.5動(dòng)作，KM5吸合，M3起動(dòng)運(yùn)行。梯形圖如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 刀架快速移動(dòng)</p><p>　?。?）冷卻泵工作過(guò)程</p><p>　　冷卻泵工

73、作過(guò)程為按下SB6，Q0.4動(dòng)作，KM4線圈得電，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2工作，停止時(shí)按下SB5即可，梯形圖如圖4-5所示。</p><p>　　圖4-5 冷卻泵連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)</p><p>　　4.5 改造后的總程序</p><p>　　綜上所述改造后的總程序如圖4-6所示。</p><p>　　圖4-6 改造后的總程序</p><

74、p>　　4.6 改造后的電氣原理圖</p><p>　　改造后的電氣原理圖如圖附錄二所示。選擇西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7- 200系列的CPU224 型PLC ，24V直流輸入。</p><p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　　5.1 硬件檢查</b></p><p>

75、　　在調(diào)試前我們需要對(duì)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(kāi)關(guān)是否處于“0”位，插頭和各插接件是否全部插緊；檢查工作臺(tái)等部件的位置是否合適，防止通電時(shí)發(fā)生失誤。在檢查完各部分正確無(wú)誤后，便可接上設(shè)備的工作電源，開(kāi)始通電調(diào)試了。</p><p>　　5.2 系統(tǒng)綜合調(diào)試</p><p>　　將編寫(xiě)好的PLC程序進(jìn)行編譯，下載至PL

76、C，由于控制系統(tǒng)運(yùn)行電壓是在220V，為了保證安全只好先在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上分步模擬，觀察各步的動(dòng)作都正確無(wú)誤后，按照PLC控制系統(tǒng)接線圖在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上整體模擬，輸出部分（接觸器，電動(dòng)機(jī)，快速移動(dòng)刀架）用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的指示燈代替，并與工藝過(guò)程對(duì)照。在對(duì)照前由于忘記對(duì)PLC進(jìn)行復(fù)位，雖然程序正確當(dāng)沒(méi)達(dá)到控制效果，所以在調(diào)試前應(yīng)先進(jìn)行復(fù)位操作。</p><p>　　PLC仿真如下所示，按下SB3，Q0.1動(dòng)作，KM1吸合并自鎖，主電動(dòng)

77、機(jī)M1正轉(zhuǎn)起動(dòng)運(yùn)行如圖5-1。</p><p>　　圖5-1 M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)</p><p>　　M1連續(xù)正轉(zhuǎn)如圖5-2。</p><p>　　圖5-2 M1連續(xù)正轉(zhuǎn)</p><p>　　M1正轉(zhuǎn)停止如圖5-3。</p><p>　　圖5-3 M1正轉(zhuǎn)停止</p><p>　　M1點(diǎn)動(dòng)仿真如圖5-

78、4。</p><p><b>　　圖5-4 M1點(diǎn)動(dòng)</b></p><p>　　按下位置開(kāi)關(guān)ST，Q0.5動(dòng)作，KM5吸合，M3起動(dòng)運(yùn)行。M3點(diǎn)動(dòng)啟動(dòng)如圖5-5。</p><p><b>　　圖5-5 M3啟動(dòng)</b></p><p>　　M3停止如圖5-6。</p><p&g

79、t;<b>　　圖5-6 M3停止</b></p><p>　　按下SB6，Q0.4動(dòng)作，KM4線圈得電，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2工作，停止時(shí)按下SB5即可，M2啟動(dòng)如圖5-7。</p><p>　　圖5-7 M2啟動(dòng) </p><p><b>　　5.3 總結(jié)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)主要是用程

80、序的設(shè)計(jì)來(lái)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(xiàng)控制要求。詳細(xì)介紹了電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制及其反接制動(dòng)控制、電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動(dòng)控制等的設(shè)計(jì)。并分析了其工作過(guò)程。用文字、圖表、動(dòng)作的順序的標(biāo)示的形式展現(xiàn)出來(lái)，增加了可讀性。最后對(duì)程序進(jìn)行了調(diào)試，通過(guò)調(diào)試的結(jié)果證明，此程序可行。</p><p><b>　　6 結(jié)論</b></p>&l

81、t;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(guò)尾架進(jìn)行鉆孔、鉸孔、攻螺紋。改造前的C650車床，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)重影響了企業(yè)的生產(chǎn)效率。而改造后的C650車床，采用可編程控制器是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置,是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)的,它具

82、有可靠性高、設(shè)計(jì)施工周期 短、維修方便,價(jià)格也便宜等優(yōu)點(diǎn)。從而大大提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要是用程序的設(shè)計(jì)來(lái)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(xiàng)控制要求。詳細(xì)介紹了電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制及其反接制動(dòng)控制、電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動(dòng)控制等的設(shè)計(jì)。并分析了其工作過(guò)程。用文字、圖表、動(dòng)作的順序的標(biāo)示的形式展現(xiàn)出來(lái)，增加了可讀性。最后對(duì)程序進(jìn)行了

83、調(diào)試，通過(guò)調(diào)試的結(jié)果證明，此程序可行。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 廖常初. PLC編程及應(yīng)用(第2版). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007 </p><p>　　[2] 曹輝. 可編程序控制器系統(tǒng)原理及應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社,2003</p><p>　　[3] 機(jī)床電

84、路圖大全編寫(xiě)組. 機(jī)床電路圖大全（上冊(cè)）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1993</p><p>　　[4] 齊占慶. 機(jī)床電氣自動(dòng)控制. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987</p><p>　　[5] 黎亞元. 機(jī)床電氣自動(dòng)控制. 重慶：重慶大學(xué)出版社，1994</p><p>　　[6] 丁煒. 編程控制器在工業(yè)控制中的應(yīng)用. 杭州：化學(xué)工業(yè)出版社，2004</p&

85、gt;<p>　　[7] 鄭鳳翼，趙春江. 圖解PLC控制系統(tǒng)梯形圖和語(yǔ)句表. 北京：人民郵電出版社，2006</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本論文是在xx指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下完成的。在做論文的過(guò)程中xx老師不僅在整體設(shè)計(jì)方案上給我指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也給我提出了好的意見(jiàn)。在此，對(duì)老師在工作中給予的指導(dǎo)和關(guān)心致以最真誠(chéng)的謝意

86、。</p><p>　　同時(shí)在這里還要感謝現(xiàn)代制造工程系給予我們的關(guān)心和幫助，</p><p>　　感謝系里其它的一些同學(xué)在設(shè)計(jì)中提供大量的支持和幫助。</p><p>　　我們即將畢業(yè)，在此，再一次向三年中在學(xué)習(xí)和生活中給予過(guò)我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)致謝。</p><p><b>　　附錄</b></p>&l