【正文】 韶 關(guān) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目： C650普通車床的PLC電氣控制系統(tǒng) 學(xué)生姓名： 溫俊發(fā)學(xué) 號(hào)： 106313704038（059）系（院）： 物理與機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化技術(shù)班 級(jí)： 0996指導(dǎo)教師姓名及職稱：郝寧生 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師宋玉春 講師 瞿選益 老師起止時(shí)間： 2011 年 11 月—— 2011 年 12 月韶關(guān)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書學(xué)生姓名溫俊發(fā)專業(yè)班級(jí)0996學(xué)號(hào)059指導(dǎo)教師姓名及職稱 宋玉春 講師郝寧生 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師 瞿選益 老師題 目（1） C650臥式車床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 資料檢索任務(wù)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的主要任務(wù)、目標(biāo)及具體要求（有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的要提出主要技術(shù)指標(biāo)要求）根據(jù)機(jī)械設(shè)備的工藝控制要求（詳見《電氣控制與可編程序控制器技術(shù)》第三章相關(guān)內(nèi)容），設(shè)計(jì)一套電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)。要求采用常用的電氣元器件組成繼電接觸器控制線路，采用可編程序控制器（PLC）及電氣元器件組成控制系統(tǒng)。主要設(shè)計(jì)任務(wù)和要求如下：分析工藝過程及控制要求，分析設(shè)計(jì)任務(wù)與要求；設(shè)計(jì)相關(guān)控制線路，如電氣控制原理圖（主回路、控制電路），總接線圖、元件布置圖，接線圖確定I/O點(diǎn)數(shù)和類型，選擇PLC，完成I/O配置；PLC的 I/O接線圖等；設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用程序和系統(tǒng)相關(guān)的程序；進(jìn)行系統(tǒng)模擬調(diào)試和完善程序。進(jìn)度安排（包括時(shí)間劃分和各階段主要工作內(nèi)容）2011年11月15日至22日，收集資料，確定控制方案，繪制控制系統(tǒng)草圖；2011年11月23日至2010年12月1日，完成相關(guān)控制線路圖的設(shè)計(jì)；2011年12月2日至8日，完成PLC程序設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的定稿2011年12月9日至14日，完成PLC程序的調(diào)試；2011年12月15日，答辯院系審核意見： 審核人簽名及院系公章： 年 月 日任務(wù)接受人（簽字）： 年 月 日備注：本任務(wù)書一式二份，由指導(dǎo)教師填寫相關(guān)欄目，經(jīng)院系審核同意后，院系和學(xué)生各執(zhí)一份。本任務(wù)書須與學(xué)生的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）一并裝訂存檔。 （ 教務(wù)處制表）摘要可編程控制器是在繼電器控制和計(jì)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(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)為一體，以工業(yè)自動(dòng)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、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動(dòng)控制中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可編程控制器是工業(yè)自動(dòng)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(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富。它的功能主要是：控制功能、數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)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、人機(jī)界面功能。在系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)，可由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)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。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是利用PLC（Programmable Logic Controller）對(duì)C650型車床的電器部分進(jìn)行改造。首先我對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行總體的分析，使自己有一個(gè)大致的總體概念，然后仔細(xì)分析C650車床，對(duì)車床主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)還有其它的輔助運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行分析。最后根據(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(tái)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)。關(guān)鍵詞：可編程控制器，C650車床，梯形圖，電氣控制。目錄概述 1一、設(shè)備基本情況及電力拖動(dòng)情況介紹 C650型普通臥式車床簡介 1 C650臥式車床改造主要內(nèi)容 3二、 電氣控制原理 3 主電路設(shè)計(jì) 4 交流控制電路設(shè)計(jì) 5 輔助電路分析 7三、 系統(tǒng)元器件的概述與選擇 8 PLC 類型的簡介 8 PLC的特點(diǎn) 8 PLC型號(hào)的選擇 9 電動(dòng)機(jī)選擇 10 其它元器件的選擇 11 交流接觸器的選擇 11 中間繼電器的選擇 11 保護(hù)電器的選擇 12 控制開關(guān)電器的選擇 12 速度繼電器選擇 13四、 PLC控制電路設(shè)計(jì) 14 PLC的硬件電路框圖 14 車床控制PLC輸入/輸出接口分配表及電氣原理圖 14 車床控制PLC輸入/輸出接口分配表（表41） 14 PLC控制原理電路設(shè)計(jì) 15五、 C650臥式車床改造為PLC控制的軟件設(shè)計(jì) 16 S7－200PLC編程軟件STEP 7Micro/WIN的介紹 16 梯形圖的設(shè)計(jì) 16 機(jī)床工作指示燈開關(guān)控制的梯形圖設(shè)計(jì) 16 電動(dòng)機(jī)M1正、反轉(zhuǎn)控制梯形圖的設(shè)計(jì) 17 電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制的設(shè)計(jì) 18 電動(dòng)機(jī)M1的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動(dòng)的設(shè)計(jì) 18 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)計(jì) 20 冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)計(jì) 20 梯形圖中的其它控制設(shè)計(jì) 20 梯形圖 21 C650臥式車床程序表 22六、 調(diào)試 23 硬件檢查 23 系統(tǒng)綜合調(diào)試 23 M1的正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)調(diào)試 24 M1的正轉(zhuǎn)調(diào)試 25 M1的反轉(zhuǎn)調(diào)試 26 M1的反接制動(dòng)調(diào)試 28 M2的起動(dòng)調(diào)試 29 M2的停止調(diào)試 29 M3的起動(dòng)調(diào)試 29總結(jié) 31致謝 32參考文獻(xiàn) 33C650臥式車床的控制系統(tǒng)的PLC控制改造1概述隨著社會(huì)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)今迅猛發(fā)展的社會(huì)的現(xiàn)代化生產(chǎn)要求，于是我們?cè)谶x畢業(yè)設(shè)計(jì)課題之際，一切從實(shí)際出發(fā)，選定了畢業(yè)設(shè)計(jì)課題——車床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。我們選定了C650車床為改造對(duì)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(xiàng)性能有了很大的改善，工作效率有了明顯提高。 C650型普通臥式車床簡介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11。圖11 C650臥式車床結(jié)構(gòu)圖工藝過程：為了加工各種旋轉(zhuǎn)表面，車床具有切削運(yùn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng))和輔助運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)是主軸通過卡盤或頂尖帶動(dòng)工件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是溜板帶動(dòng)刀架的縱向和橫向的直線運(yùn)動(dòng)。輔助運(yùn)動(dòng)是指刀架的快速移動(dòng)及工件的加緊與放松。C650型臥式車床由主軸運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)完成切削加工，車床的主軸、冷卻泵、刀架快速移動(dòng)均由三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。車床有三種運(yùn)動(dòng)形式：車削加工的主運(yùn)動(dòng)是主軸通過卡盤或者雞心夾頭帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它承受車削加工時(shí)的主要切削功率；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是溜板帶動(dòng)刀架的縱向或橫向運(yùn)動(dòng)；輔助運(yùn)動(dòng)為溜板箱的快速移動(dòng)，尾座的移動(dòng)和工件的夾緊與放松。主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由主電動(dòng)機(jī)，經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。機(jī)床車削加工時(shí)，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(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)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(dòng)方式有手動(dòng)與機(jī)動(dòng)兩種。其工作過程過程如下：(1) 正常車削加工時(shí)一般不要求反轉(zhuǎn)，但在加工螺紋時(shí)，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(dòng)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(dòng)來連接，由同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。(2) C650臥式車床通過主電動(dòng)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(shí)，刀架也跟著后退。(3) 電流表A經(jīng)電流互感器TA接在主電動(dòng)機(jī)M1的動(dòng)力回路上，用來監(jiān)測電動(dòng)機(jī)的負(fù)載情況。(4) 車削加工近似于恒功率負(fù)載，主電動(dòng)機(jī)M1通常選用普通籠型異步電動(dòng)機(jī)（功率為30KW），完成主軸運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)。M1電動(dòng)機(jī)采用直接啟動(dòng)的方式，可正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，為加工方便，還具有點(diǎn)動(dòng)功能。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，需停車時(shí)不易立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，必須有停車制動(dòng)動(dòng)能，C650車床的正反停車采用速度繼電器控制電源的反接制動(dòng)，以提高生產(chǎn)效率。(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(tái)單方向旋轉(zhuǎn)的冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2。(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(dòng)強(qiáng)度。電動(dòng)機(jī)可根據(jù)使用需要，隨時(shí)手動(dòng)控制起停。(7) C650在進(jìn)行車削加工時(shí)，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。 C650臥式車床改造主要內(nèi)容⑴ 主電動(dòng)機(jī)M1采用全壓空載直接啟動(dòng)。⑵ 要求主電動(dòng)機(jī)M1能實(shí)現(xiàn)正、反向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。停止時(shí)，由于工件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，采用反接制動(dòng)。⑶ 為便于