臥式車床PLC改造

柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：用PLC改造C650臥式車床的電氣控制系統(tǒng)姓名 王東東 學(xué)號(hào) 0103002 專業(yè) 機(jī)電一體休技術(shù)2班 年級(jí) 三年級(jí) 指引教師 完畢時(shí)間 柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任 務(wù) 書 機(jī)電工程系 系（部） 機(jī)電一體化技術(shù) 專業(yè) 2 班學(xué)生 王東東 學(xué)號(hào) 0103002 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 用PLC改造C650臥式車床的電氣控制系統(tǒng)二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作規(guī)定進(jìn)行的日期：7月5日起至9月30日 止 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行地點(diǎn)： 四、任務(wù)書的內(nèi)容：車床是一種應(yīng)用極為廣泛的機(jī)床，重要用于加工多種回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面、圓錐表面、成型回轉(zhuǎn)表面等），回轉(zhuǎn)體的端面、螺紋等。車床的類型諸多、重要有臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床和仿形車床等。C650型臥式車床重要有床身、主軸變速箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光桿和絲桿等部分構(gòu)成，如圖1所示。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；圖1 C650型臥式車床示意圖1、運(yùn)動(dòng)形式n 主運(yùn)動(dòng)：安裝在主軸箱中的主軸帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。n 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：溜板箱帶動(dòng)溜板和刀架直線運(yùn)動(dòng)。刀具安裝在刀架上，與溜板一起隨溜板箱沿主軸軸線方向?qū)崿F(xiàn)進(jìn)給移動(dòng)，主軸的傳動(dòng)和溜板箱的移動(dòng)均由主電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于加工的工件比較大，加工時(shí)其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也比較大，使得需停車時(shí)不易立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，因而必須有停車制動(dòng)的功能。較好的停車制動(dòng)是采用電氣制動(dòng)。在加工的過程中，還需提供切削液，并且為減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省輔助工作時(shí)間，規(guī)定帶動(dòng)刀架移動(dòng)的溜板箱可以迅速移動(dòng)。2、控制規(guī)定n 主電動(dòng)機(jī)M1，完畢主軸主運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)采用直接啟動(dòng)的方式啟動(dòng)，可正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并可進(jìn)行正反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動(dòng)。為加工調(diào)節(jié)以便，還具有點(diǎn)動(dòng)功能。n 電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)冷卻泵，在加工時(shí)提供切削液，采用直接啟動(dòng)停止方式，并且為持續(xù)工作狀態(tài)。n 迅速運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3，電動(dòng)機(jī)可根據(jù)使用需要，隨時(shí)手動(dòng)控制啟停。n 主電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)部分應(yīng)具有短路和過載保護(hù)。n 具有局部安全照明裝置。設(shè)計(jì)規(guī)定：選用西門子7S-200系列的PLC對C650型臥式車床的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。給定參數(shù)：主電動(dòng)機(jī)30kW；冷卻泵電動(dòng)機(jī)2. 2kW；快進(jìn)電動(dòng)機(jī)0.125kW。其他參數(shù)由學(xué)生自己設(shè)定。目的： （1）通過本設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握根據(jù)一般機(jī)床的加工工藝規(guī)定進(jìn)行機(jī)床電氣控制系統(tǒng)改造（繼電器接觸器控制、PLC控制）的基本措施進(jìn)一步鞏固電氣控制技術(shù)與可編程控制器的理論和應(yīng)用知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析控制規(guī)定、設(shè)計(jì)和調(diào)試控制系統(tǒng)的能力，為將來從事機(jī)電設(shè)備電氣控制設(shè)計(jì)、維修和管理打下基本。（2）提高學(xué)生對工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍，認(rèn)真思考、用于開拓、用于實(shí)踐的基本素質(zhì)。（3）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際獨(dú)立完畢課題的工作能力和解決生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力。（4）對學(xué)生的知識(shí)面、掌握知識(shí)的深度、運(yùn)用理論結(jié)合實(shí)際去解決問題的能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?jì)算機(jī)運(yùn)用水平、書面及口頭體現(xiàn)能力進(jìn)行綜合考核。任務(wù)： （1）收集C650型臥式車床的有關(guān)資料，分析其工作過程。（2）技術(shù)參數(shù)的設(shè)定。（3）設(shè)計(jì)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)，分析電氣控制電路工作過程。（4）選擇PLC型號(hào)，設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)輸入輸出接線圖、梯形圖。（5）完畢電氣元件計(jì)算選擇、列出元件清單。（6）設(shè)計(jì)機(jī)床電氣接線施工方案。 工作日程安排： （1）準(zhǔn)備階段：（7月5日7月6日） 學(xué)生在指引教師指引下擬定論文題目（2）畢業(yè)設(shè)計(jì)階段：（7月7日9月11日）學(xué)生在指引教師的指引下，進(jìn)行電氣控制電路的設(shè)計(jì)。初步完畢后，指引教師審視，并修改。（3）編寫設(shè)計(jì)闡明書階段：（9月12日9月15日） （4）修改闡明書階段（9月16日9月24日）學(xué)生根據(jù)指引教師提出的意見和建議，對闡明書作出必要的補(bǔ)充修改，并于9月3日前交所有設(shè)計(jì)終稿。（5） 答辯準(zhǔn)備階段（9月25日9月26日）指引教師審定設(shè)計(jì)，推薦合格的學(xué)生參與答辯，學(xué)生準(zhǔn)備答辯資料。（6）論文答辯階段（9月27日9月30日）畢業(yè)設(shè)計(jì)分組答辯。設(shè)計(jì)（論文）規(guī)定： 規(guī)定每個(gè)學(xué)生設(shè)定不同的工藝規(guī)定及技術(shù)參數(shù)獨(dú)立完畢設(shè)計(jì)。（1）畫出電氣控制原理圖，分析電氣控制電路工作過程。（2）畫出PLC控制輸入輸出接線圖、梯形圖，寫出程序清單。（3）完畢電氣元件選擇、列出元件清單。（4）繪制電器元件安裝位置圖和電氣接線示意圖。（5）編寫設(shè)計(jì)闡明書（不少于7000字）及進(jìn)行畢業(yè)答辯。重要參照文獻(xiàn)：（1）機(jī)床電氣控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 齊占慶 王振臣 主編（2）可編程控制器應(yīng)用技術(shù) 中國電力出版社 張永飛 主編（3）PLC開發(fā)與應(yīng)用實(shí)例詳解 北京航空航天大學(xué)出版社 吳作明 主編（4）機(jī)床電氣控制線路圖識(shí)圖技巧 機(jī)械工業(yè)出版社 賀哲榮 主編（5）低壓電器產(chǎn)品樣本 機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械工業(yè)部 編（6）常用低壓電器手冊 化學(xué)工業(yè)出版社 楊國福 主編（7）機(jī)床電器與可編程控制器 機(jī)械工業(yè)出版社 姚永剛 主編學(xué)生開始執(zhí)行任務(wù)書日期 年 月 日 學(xué)生送交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）日期： 年 月 日指引教師簽名： 年 月 日教研室主任簽名： 年 月 日學(xué)生簽名： 年 月 日 柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：用PLC改造C650臥式車床的電氣控制系統(tǒng)姓名 王東東 學(xué)號(hào) 0103002 專業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) 年級(jí) 三年級(jí) 指引教師 楊達(dá)飛 完畢時(shí)間 .11.16 目 錄一、引言8二、概述92.1 C650型臥式一般車床的簡樸簡介92.2 C650型臥式一般車床的特點(diǎn)及控制規(guī)定102.3 C650型臥式一般車床的缺陷112.4 S7-200PLC的簡樸簡介122.5 用S7-200PLC改造C650車床的長處12三、C650一般機(jī)床電氣原理圖14四、機(jī)床電氣控制原理分析154.1主電路分析154.2控制電路分析16五、PLC控制I/O點(diǎn)數(shù)記錄及PLC型號(hào)選擇17六、C650型一般車床PLC外部接線圖18七、PLC控制梯形圖及語句表19八、電器元件計(jì)算選擇24九、電器元件清單25十、電器元件安裝位置圖26十一、電柜外電器元件接線圖示意圖26十一、電柜外電器元件接線圖示意圖27十二、電柜內(nèi)電器元件接線圖示意圖28十三、操作面板按鈕安裝示意圖29十四、安裝調(diào)試及操作闡明30用PLC改造C650臥式車床的電氣控制系統(tǒng) 一、引言更新改造舊機(jī)床是近來幾年發(fā)展起來的一種新興產(chǎn)業(yè)，該設(shè)計(jì)是對C650臥式車床的控制系統(tǒng)的PLC控制改造的研究設(shè)計(jì)。 采用連線少、體積小、功耗小、控制速度快、可靠性高、功能完善的PLC控制系統(tǒng)，來替代電氣控制系統(tǒng)中繼電器控制邏輯，配以合適的數(shù)控系統(tǒng)，可使機(jī)床控制功能更加豐富，自動(dòng)化水平大大提高。今天繼電器已應(yīng)用到工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。她們比以往的產(chǎn)品具有 更高的可靠性。但是，這也隨之帶來某些問題。如絕大多數(shù)控制繼電器 都是長期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞。并且繼電器的觸點(diǎn) 容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果。再者， 對一種具體使用的裝有上百個(gè)繼電器的設(shè)備，其控制箱將是龐大而笨重 的。在全負(fù)荷運(yùn)載的狀況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同步 也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如 果有簡樸的改動(dòng)，也需要耗費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào) 試。 目前采用繼電器控制的舊式一般機(jī)床設(shè)備仍在公司中廣泛使用，特 別是在某些工業(yè)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，這些設(shè)備的使用率還比較高，在公司中仍 然起著較大的作用。由于這些設(shè)備使用近年后故障率高、維修量大、可 靠性差； 其精度、 效率、 自動(dòng)化限度都已不能滿足目前生產(chǎn)需要等因素， 嚴(yán)重影響了正常的生產(chǎn)。 二、概述2.1 C650型臥式一般車床的簡樸簡介C650臥式車床是機(jī)械加工中用得最廣泛的一種車床，可以完畢切削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋、倒角、切斷及割斷槽等加工，并可以裝上鉆頭或絞刀進(jìn)行鉆孔和鉸孔等加工。C650臥式一般車床屬中型車床，加工工件回轉(zhuǎn)直徑最大可達(dá)1020mm,長度可達(dá)3000mm。C650型臥式車床重要有床身、主軸變速箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光桿和絲桿等部分構(gòu)成，如圖所示。 1.主軸變速箱 2.溜板與刀架 3.尾座 4.床身 5.絲杠 6.光杠 7.溜板箱 8.進(jìn)給箱 9.掛輪箱 C650車床型號(hào)的意義：C 6 50類代號(hào)（車床類）組代號(hào)（落地及臥式車床組）主參數(shù)折算值2.2 C650型臥式一般車床的特點(diǎn)及控制規(guī)定 C650車床的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：1、主運(yùn)動(dòng)：安裝在主軸箱中的主軸帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：溜板箱帶動(dòng)溜板和刀架直線運(yùn)動(dòng)。3、刀具安裝在刀架上，與溜板一起隨溜板箱沿主軸軸線方向?qū)崿F(xiàn)進(jìn)給移動(dòng)，主軸的傳動(dòng)和溜板箱的移動(dòng)均由主電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于加工的工件比較大，加工時(shí)其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也比較大，使得需停車時(shí)不易立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，因而必須有停車制動(dòng)的功能。較好的停車制動(dòng)是采用電氣制動(dòng)。在加工的過程中，還需提供切削液，并且為減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省輔助工作時(shí)間，規(guī)定帶動(dòng)刀架移動(dòng)的溜板箱可以迅速移動(dòng)。C650車床的線路特點(diǎn)：1、主軸的正反轉(zhuǎn)通過電機(jī)正反裝形式予以實(shí)現(xiàn)，未采用老式的機(jī)械齒輪箱進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，這樣大大縮小了設(shè)備體積和質(zhì)量，同步也減少了機(jī)械部分的故障率，但同步也對電氣回路提出了更高的規(guī)定。2、主電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)采用了電氣反接制動(dòng)形式，速度繼電器為該功能提供必要的速度信號(hào)。3、接觸器之間有連鎖保護(hù)，保證KM1、KM2接觸器不會(huì)同步閉合，引起短路故障。4、控制回路與主回路之間用控制變壓器進(jìn)行電氣隔離，提高設(shè)備安全性。5、模擬設(shè)備的電動(dòng)機(jī)功率均按照比例進(jìn)行減小，不易產(chǎn)生過載，提高了安全性，同步也保證了設(shè)備可以長期穩(wěn)定運(yùn)營，但因此會(huì)縮減排故中的過載故障，也導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過載后熱繼電器難以動(dòng)作。 C650車床的控制規(guī)定： 1、主電動(dòng)機(jī)M1，完畢主軸主運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)采用直接啟動(dòng)的方式啟動(dòng)，可正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并可進(jìn)行正反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動(dòng)。為加工調(diào)節(jié)以便，還具有點(diǎn)動(dòng)功能。2、電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)冷卻泵，在加工時(shí)提供切削液，采用直接啟動(dòng)停止方式，并且為持續(xù)工作狀態(tài)。3、迅速運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3，電動(dòng)機(jī)可根據(jù)使用需要，隨時(shí)手動(dòng)控制啟停。主電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)部分應(yīng)具有短路和過載保護(hù)。4、具有局部安全照明裝置。設(shè)計(jì)規(guī)定：選用西門子7S-200系列的PLC對C650型臥式車床的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。給定參數(shù)：主電動(dòng)機(jī)30kW；冷卻泵電動(dòng)機(jī)2. 2kW；快進(jìn)電動(dòng)機(jī)0.125kW。2.3 C650型臥式一般車床的缺陷20世紀(jì)40年代此前，車床的電氣控制重要采用交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的繼電器-接觸器控制。由于當(dāng)時(shí)的交流電動(dòng)機(jī)難以實(shí)現(xiàn)調(diào)速，只能通過皮帶、齒輪等機(jī)械機(jī)構(gòu)來實(shí)既有級(jí)變速，因而車床的機(jī)械構(gòu)造比較復(fù)雜，同步還限制了加工精度的提高。繼電器-接觸器控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床的多種運(yùn)動(dòng)控制（如啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、變速等），并可實(shí)現(xiàn)邏輯控制、聯(lián)鎖控制、異地控制等，因而大大提高了機(jī)床的自動(dòng)化水平，有助于減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。這種控制系統(tǒng)技術(shù)簡樸、易于掌握，至今仍被廣泛采用。 繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是由多種電器構(gòu)成的，而這些電器的機(jī)械動(dòng)作壽命是有限的，必須準(zhǔn)時(shí)更換損壞的電器，以免影響系統(tǒng)的可靠性。此外，根據(jù)加工工藝的規(guī)定，需要變化控制邏輯關(guān)系時(shí)，必須修改線路，重新安裝配線，這對現(xiàn)代機(jī)床的控制規(guī)定是很不適應(yīng)的。因此，在機(jī)床的控制規(guī)定上我們要保證其工作的精確性及可靠性，而單純的繼電器-接觸器等機(jī)械動(dòng)作形勢的電器在車床的運(yùn)用勢必會(huì)影響機(jī)床工作的持續(xù)性和可靠性。因此，我們需要對機(jī)床進(jìn)行有效的改造。2.4 S7-200PLC的簡樸簡介可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定期、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向顧客的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制多種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。在1987年國際電工委員會(huì)頒布的PLC原則草案對PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字或模擬形式的輸入和輸出，控制多種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)當(dāng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一種整體，易于擴(kuò)展功能的原則而設(shè)計(jì)?！盨7-200 是一種小型的可編程序控制器，由于其具有很強(qiáng)的抗干擾能力和良好的可靠性，因此被廣泛用于各行各業(yè)，多種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)營中，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(jià)格比。2.5 用S7-200PLC改造C650車床的長處隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 相對于使用繼電器線路擁有無法比擬的優(yōu)勢: 1、功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高一臺(tái)小型 PLC 內(nèi)有成百上千個(gè)可供顧客使用的編程元件， 有很強(qiáng)的 功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相似功能的繼電器相比，具有 很高的性能價(jià)格比。 可編程序控制器可以通過通信聯(lián)網(wǎng)， 實(shí)現(xiàn)分散控制， 集中管理。 2、硬件配套齊全，顧客使用以便，適應(yīng)性強(qiáng)，可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)原則化，系列化，模塊化，配備有品種齊。 3、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 老式的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。 由于觸點(diǎn)接觸不良，容易浮現(xiàn)故障，PLC 用軟件替代大量的中間繼電器 和時(shí)間繼電器， 僅剩余與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件， 接線可大為減少， 是繼電器控制系統(tǒng)的 1/10-1/100，因觸點(diǎn)接觸不良導(dǎo)致的故障大為減 少。4、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 PLC 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間 繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。5、編程措施簡樸 梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號(hào)和 體現(xiàn)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂， 熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖 語言，并用來編制顧客程序。6、維修工作量少，維修以便。三、C650一般機(jī)床電氣原理圖 四、機(jī)床電氣控制原理分析4.1主電路分析1）、主軸電動(dòng)機(jī)電路 電源引入與故障保護(hù) 三相交流電源L1、L2、L3經(jīng)QS開關(guān)引入C650車床主電路，主電動(dòng)機(jī)電路中，F(xiàn)U1熔斷器為短路保護(hù)環(huán)節(jié)，F(xiàn)R1是熱繼電器加熱元件，對電動(dòng)機(jī)M1起過載保護(hù)作用。主電機(jī)的正反轉(zhuǎn)KM1與KM2分別為交流接觸器KM1與KM2的主觸頭。根據(jù)電氣控制基本知識(shí)分析可知，KM1主觸頭閉合，KM2主觸頭斷開時(shí)，三相交流電源分別接入電動(dòng)機(jī)的U1、V1、W1三相交流繞組中，M1主電機(jī)將正轉(zhuǎn)。反之，當(dāng)KM1主觸頭斷開，KM2主觸頭閉合時(shí)，三相交流電源分別接入電動(dòng)機(jī)的W1、 V1、U1三相交流繞組中，與正轉(zhuǎn)時(shí)相比，W1與U1進(jìn)行了換線，導(dǎo)致電機(jī)反轉(zhuǎn)。主電機(jī)全壓與減壓狀態(tài)當(dāng)KM3主觸頭斷開時(shí)，三相交流電源電流經(jīng)限流電阻R而進(jìn)入電動(dòng)機(jī)繞組，電動(dòng)機(jī)繞組電壓將減?。w目前車床電動(dòng)及停車制動(dòng)時(shí)）。當(dāng)KM3主觸頭閉合時(shí)，則電源電流不經(jīng)限流電阻直接接入電動(dòng)機(jī)繞組中，主電動(dòng)機(jī)處在全壓運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)（重要體目前車床起動(dòng)時(shí)）繞組電流監(jiān)控 電流表PA在電機(jī)M1主電路中起繞組電流監(jiān)視作用，通過TA線圈空套在繞組一相的接線上，當(dāng)該接線有電流流過時(shí)，將產(chǎn)生感應(yīng)電流，用過這一感應(yīng)電流間接顯示電動(dòng)機(jī)繞組中目前電流值。其控制原理是當(dāng)KT常閉延時(shí)斷開觸點(diǎn)閉合時(shí)，TA產(chǎn)生的感應(yīng)電流不通過PA電流表，而一旦KT觸頭斷開，PA電流表就可檢測到電動(dòng)機(jī)繞組中的電流。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)控 KS是KM1主電動(dòng)機(jī)主軸同軸安裝的速度繼電器檢測元件，根據(jù)主電動(dòng)機(jī)主軸轉(zhuǎn)速對速度繼電器觸頭的閉合與斷開進(jìn)行控制。2）、冷卻泵電動(dòng)機(jī)電路冷卻泵電動(dòng)機(jī)電路中FU2熔斷器起短路保護(hù)作用，F(xiàn)R2熱繼電器則起過載保護(hù)作用。當(dāng)KM4主觸頭斷開時(shí)，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2停轉(zhuǎn)不供液；而KM4主觸頭一旦閉合，M2將起動(dòng)供液。3）快移電動(dòng)機(jī)電路快移電動(dòng)機(jī)電路中FU2熔斷器起短路保護(hù)作用。KM5主觸頭閉合時(shí)，快移電動(dòng)機(jī)M3啟動(dòng)，而KM5主觸頭斷開，快移電動(dòng)機(jī)M3停止。主電路通過TC變壓器和照明電路建立聯(lián)系。TC變壓器一次側(cè)接入電壓380v，二次側(cè)有36v、110v兩種供電電源，其中36v給照明線路供電，而110v給車床控制線路供電。4.2控制電路分析1）、主電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制按下SB4，使KM1線圈通電，根據(jù)原態(tài)支路常斷現(xiàn)象，其他所有線圈均處在斷電狀態(tài)。因此主電路中為KM1主觸頭閉合，由QS隔離開關(guān)引入的三相交流電源將經(jīng)KM1主觸頭、限流電阻R接入主電機(jī)M1的三相繞組中，主電動(dòng)機(jī)M1串電阻減壓起動(dòng)。一旦松開SB4，KM1線圈斷電，電動(dòng)機(jī)M1斷電停轉(zhuǎn)。SB4是主電動(dòng)機(jī)M1的點(diǎn)動(dòng)控制按鈕。2）、主電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)控制 按下SB1，KM3和KT線圈同步通電，并通過常開輔助觸點(diǎn)KM3閉合而使KA線圈通電，KA線圈通電又導(dǎo)致KA常開輔助觸點(diǎn)閉合，使KM1主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)不經(jīng)限流電阻R則全壓正轉(zhuǎn)起動(dòng)。繞組電流監(jiān)視電路中，因KT線圈通電后延時(shí)開始，但由于延時(shí)時(shí)間尚未達(dá)到，因此KT常閉延時(shí)斷開觸頭保持閉合，感應(yīng)電流經(jīng)KT觸頭短路，導(dǎo)致A電流表中沒有電流通過，避免了全壓起動(dòng)初期繞組電流過大而損壞A電流表。KT線圈延時(shí)時(shí)間達(dá)到時(shí)，電動(dòng)機(jī)已經(jīng)接近額定轉(zhuǎn)速，繞組電流監(jiān)視電路中的KT將斷開，感應(yīng)電流流入PA電流表將繞組中電流值顯示在PA表上。3）、主電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制 按下SB2，KM3和KT線圈同步通電，并通過常開輔助觸點(diǎn)KM3閉合而使KA線圈通電，與正轉(zhuǎn)控制相類似，KA線圈通電，導(dǎo)致KM2線圈通電。主電路中KM2、KM3主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)全壓反轉(zhuǎn)起動(dòng)。KM1線圈所在支路與KM2線圈所在支路通過KM2與KM1常閉觸頭實(shí)現(xiàn)電氣互鎖。4）、主電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制正轉(zhuǎn)制動(dòng)控制KS-2是速度繼電器的正轉(zhuǎn)控制觸頭，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)起動(dòng)至接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，KS-2閉合并保持。制動(dòng)時(shí)按下SB6，控制線路中線路中所有電磁線圈都將斷電，主電路中KM1、KM2、KM3主觸頭所有斷開，電動(dòng)機(jī)斷開降速，但由于正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，需較長時(shí)間才干降為零速。一旦松開SB6，則使KM2線圈通電。主電路中KM2主觸頭閉合，三相電源電流經(jīng)KM2使U1W1兩相換接，再經(jīng)限流電阻R接入繞組中，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上形成反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并與正轉(zhuǎn)的慣性轉(zhuǎn)矩先抵消，電動(dòng)機(jī)迅速停車。 在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)起動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速，再從額定轉(zhuǎn)速制動(dòng)至停車的過程中，KS-1反轉(zhuǎn)控制觸頭始終不產(chǎn)生動(dòng)作，保持常開狀態(tài)。反轉(zhuǎn)制動(dòng)控制 KS-2在電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)起動(dòng)至接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)閉合并保持。與正轉(zhuǎn)制動(dòng)相類似，按下SB6，電動(dòng)機(jī)斷電降速。一旦松開SB6，則使線圈KM1通電，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上形成正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并與反轉(zhuǎn)的慣性轉(zhuǎn)矩相抵消使電動(dòng)機(jī)迅速停車。5）冷卻泵電動(dòng)機(jī)起?？刂?按下SB3，使線圈KM4通電，并通過KM4常開輔助觸頭對SB3自鎖，主電路中KM4主觸頭閉合，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2轉(zhuǎn)動(dòng)并保持。按下SB5，KM4線圈斷電，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2停轉(zhuǎn)。6）、快移電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制 行程開關(guān)由車床上的刀架柄控制。轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄，行程開關(guān)SQ將被壓下而閉合，使KM5線圈通電。主電路中KM5主觸頭閉合，驅(qū)動(dòng)刀架快移的電動(dòng)機(jī)M3起動(dòng)。反向轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄復(fù)位，SQ行程開關(guān)斷開，則電動(dòng)機(jī)M3斷電停轉(zhuǎn)。7）、照明電路 燈開關(guān)SA置于閉合位置是，EL燈亮。SA置于斷開位置時(shí)，EL燈滅。 五、PLC控制I/O點(diǎn)數(shù)記錄及PLC型號(hào)選擇C650臥式車床PLC輸入/輸出分派表輸入輸出 輸入繼電器 輸入元件作用備注輸出繼電器輸出元件作用備注I0.0SB1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)Q0.0KM1主軸正轉(zhuǎn)控制I0.1SB2反轉(zhuǎn)啟動(dòng)Q0.1KM2主軸反轉(zhuǎn)控制I0.2SB4點(diǎn)動(dòng)控制Q0.2KM3主軸全壓啟動(dòng)I0.3SB5停車Q0.3KM4冷卻液控制I0.4SB3冷卻液開/關(guān)單個(gè)開關(guān)Q0.4KM5迅速移動(dòng)控制I0.5SQ迅速移動(dòng)Q0.5KA電流表保護(hù)替代KTI0.6KS1正轉(zhuǎn)停車制動(dòng)I0.7KS2反轉(zhuǎn)停車制動(dòng)I1.0FR1M1過載保護(hù)I1.1FR2M2過載保護(hù) 通過記錄，使用到的PLC輸入/輸出點(diǎn)數(shù)為：輸入10點(diǎn)；輸出6點(diǎn)。因此，為選擇經(jīng)濟(jì)合適的PLC型號(hào)，選擇西門子PLC-200 CPU224AC/DC/RLY（本機(jī)I/O數(shù)字量：14入/10出）的PLC。 六、C650型一般車床PLC外部接線圖七、PLC控制梯形圖及語句表梯形圖：語句表：八、電器元件計(jì)算選擇1、電動(dòng)機(jī)的線電流,因此，M1的線電流為：M2的線電流為：M3的線電流為：2、接觸器1）主觸點(diǎn)的額定電壓K的取值為1.01.42）吸引線圈的額定電壓3）輔助觸點(diǎn)的數(shù)量3、熱繼電器根據(jù)公式計(jì)算：M1的熱繼電器的整定值為：M2的熱繼電器的整定值為：4、熔斷器 FU1:主軸電機(jī)M1是單臺(tái)頻繁啟動(dòng)、長期工作的因此根據(jù)公式：，F(xiàn)U2：冷卻液電機(jī)M2也是單臺(tái)頻繁啟動(dòng)、長期工作的，因此，F(xiàn)U3: 為照明電路負(fù)載較平穩(wěn)，無尖峰電流，熔體額定電流FU4: 由于CPU224的觸點(diǎn)不能超過2A的限制電流，因此每個(gè)接觸器的工作電流不能超過2A，該電路FU: 總電電阻為FU=FU1+FU2+FU3+FU4=200A符號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量備注M1主電動(dòng)機(jī)Y200L-41M2冷卻泵電動(dòng)機(jī)Y100L1-41M3快移電動(dòng)機(jī)Y80M1-41KM1主電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器CJT1-10/220V1KM2主電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器CJT1-10/220V1KM3短接限流電阻接觸器CJT1-10/220V1KM4冷卻泵電動(dòng)機(jī)起動(dòng)接觸器CJT1-10/220V1KM5快移電動(dòng)機(jī)起動(dòng)接觸器CJT1-10/220V1KA中間繼電器DZY-208 220V1SQ快移電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)行程開關(guān)XZ-5/1011SA照明燈開關(guān)XB2-BD33C/ZB2-BE101C（102C)1KS速度繼電器JY1-2A-500V1PA電流表85L1 0-30A1FU熔斷器RT36-2 200A3FU1熔斷器RT 175A3FU2熔斷器RT 14A3FU3熔斷器RT 19 8.5*31.5 2A1FU4熔斷器RT 12A1SB1主電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕LA128 LA16-Y-11綠1綠色SB2主電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕LA128 LA16-Y-11黑1黑色SB3冷卻液啟動(dòng)/停止按鈕LA128 LA16-Y-11白1白色SB4點(diǎn)動(dòng)按鈕LA128 LA16-Y-11黑1黑色SB6停止按鈕LA128 LA16-Y-11紅1紅色TC控制變壓器BK-100VA1FR1主電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)熱繼電器JR20-63L 55-71A1FR2冷卻泵電動(dòng)機(jī)保護(hù)熱繼電器NR2-11.5/Z 0.1-10A1R限流電阻DK-DKLGW 50RJ3EL照明燈BLJCW06-BB-36 60W1TA電流互感器MR-281QS隔離刀開關(guān)HD11F-200A/381九、電器元件清單十、電器元件安裝位置圖十一、電柜外電器元件接線圖示意圖十一、電柜外電器元件接線圖示意圖十二、電柜內(nèi)電器元件接線圖示意圖十三、操作面板按鈕安裝示意圖十四、安裝調(diào)試及操作闡明操作闡明： 合上QS隔離開關(guān)，引入電源。SB1：主軸電機(jī)正向起動(dòng)按鈕，按下此按鈕，KM1、KM3吸合，主軸電機(jī)M1正向運(yùn)營，5s后KA吸合，電流表工作。SB2：主軸電機(jī)反向起動(dòng)按鈕，按下此按鈕，KM2、KM3吸合，主軸電機(jī)M1反向運(yùn)營，5s后KA吸合，電流表工作。SB3：冷卻泵電機(jī)停止按鈕，按一次此按鈕，KM4吸合，冷卻泵電機(jī)M2正向運(yùn)營。再按一次此按扭，KM4釋放，冷卻泵電機(jī)M2停止運(yùn)營。SB4：主軸電機(jī)正向點(diǎn)動(dòng)按鈕，按下此按鈕，KM1吸合，主軸電機(jī)M1作低速正轉(zhuǎn)。SB5：停止按鈕，在主軸電機(jī)、進(jìn)給電機(jī)及冷卻泵電機(jī)運(yùn)營的時(shí)候，按下此按鈕，所有接觸器、繼電器釋放，M1、M2、M3均停止運(yùn)營。SQ：進(jìn)給電機(jī)起動(dòng)控制，壓合此行程開關(guān)，KM5吸合，進(jìn)給電機(jī)M3正向支運(yùn)營，松開此行程開關(guān)，KM5釋放，進(jìn)給電機(jī)M3停止運(yùn)營。SA：照明控制開關(guān)，合上SA開關(guān)，EL照明燈亮，斷開SA開關(guān)，照明燈熄滅。參照文獻(xiàn)：SIMATIC S7 PLC原理及應(yīng)用 主編：龍志文 可編程序控制器應(yīng)用技術(shù) 主編：趙春生 機(jī)床電器與可編程序控制器 主編：姚永剛 低壓電器產(chǎn)品樣本 主編：機(jī)械工業(yè)部