【正文】 、故障率高、維護工作量大、可靠性差、靈活性差等缺點 ， 給 生產與維護帶來諸多不便，嚴重地影響生產。主電動機為雙速電動機，用以實現(xiàn)拖動機床的主運動和進給運動。目前，中小型企業(yè)使用的是傳統(tǒng)繼電 接觸控制的臥式鏜床。由于繼電接觸控制的電路復雜，動作速度慢，可靠性差，故障診斷與排除困難等缺點，使得這些企業(yè)的生產效率低下、效益差。并用 MCGS軟件進行模擬仿真， MCGS (Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng) )是一套用于快速構造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。 而 PLC 以其可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單、使用方便、控制程序可變、體積小、質量輕、功能強和價格低廉等特點，在機械制造、冶金等領域得到了廣泛的應用 [2]。同時根據(jù) T68 鏜床的控制要求和特點，確定 PLC 的輸入、輸出分配，設計出梯形圖并進行調試，采用 MCGS軟件進行監(jiān)控。 圖 21 T68 臥式鏜床結構示意圖 1床身 2鏜頭架 3前立柱 4平旋盤 5鏜軸 6工作臺 7后立柱 8尾座 9上溜板 10下溜板 11刀具溜板 床身是一個整體的鑄件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直導軌上裝有鏜床架，鏜床架可沿導軌垂直移動。平行盤只能旋轉，裝在其上的溜板作徑向進給運動。 安裝工件的工作臺安放在床身中部的導軌上，它由下溜板、上溜板與可轉動的工作臺組成。 輔助運動：工作臺的回轉，后立柱的軸向移動，尾座的垂直移動及各部分的快速移動 等。 T68 型臥式鏜床電器控制的改造 對 T68鏜床的電氣控制線路進行了分析與研究后 ， T68鏜床具有主軸轉速高、調速范圍寬等功能外； T68 鏜床的電氣控制系統(tǒng) ， 還存在控制線路上一些復雜性、故障率高、維護工作量大、可靠性差、靈活性差等缺點 ； 給生產與維護帶來諸多不便，嚴重地影響生產。它們都安裝在床身的相應位置上。 主電動機高低速的變換由主軸孔盤 變速機構內的限位開關 SQ控制 。 由此分析可知其運行方式是非常安全的，可以滿足 T68 鏜床所要求的高低速切換動作，并且使其傳動機構得到了簡化。接觸器具有強大的執(zhí)行機構 ， 大容量的主觸頭及迅速的熄滅電弧的能力 。 3 熱繼電器的選擇 熱繼電器是用于電動機或其它電氣設備、電氣線路的過載保護的保護電器。然后根據(jù)該額定電流來選擇熱繼電器的型號。 4 速度 繼電器的選擇 速度繼電器 又稱反接制動 繼電器。在電機轉速接近零時立即發(fā)出信號，切斷電源使之停車（否則電動機開始反方向起動 ） 。 常用的速度繼電器有 JY1 型和 JFZ0 型兩種?？梢酝ㄟ^螺釘?shù)?調節(jié)來改變速度繼電器動作的轉速，以適應控制電路的要求。 熔體額定電流的選擇 由于各種電氣設備都具有一定的過載能力，允許在一定條件下較長時間運行；而當負載超過允許值時，就要求保護熔體在一定時間內熔斷。 (2)電動機： 1)單臺直接起動電動機 熔體額定電流＝ (～ )電動機額定電流。隨著技術的發(fā)展，這種裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱 PC。 PLC控制一般具有可靠性高、易操作、易維修、編程簡單、靈活性好等特點。等所有 的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。 PLC 的語言 不同的商家的 PLC 有不同的編程語言，但就某個商家而言， PLC 的編程語言 有順序功能圖、梯形圖、語句 表、功能塊圖 。 STEP 7Micro/WIN 編程軟件為用戶開發(fā)、編輯和監(jiān)控自己的應用程序提供了良好的編程環(huán)境。 S7200 系列 PLC 系統(tǒng)由基本單元（主機）、 I/O 擴展單元、功能單元和外部設備等組成。 CPU226 主機箱體外部設有 RS485 通信接口，用以連接編程器（手持式或 PC 機）、文本、圖形編輯器、 PLC 網絡等外圍設備；還設有工作方式開關，模擬電位器， I/O 擴展接口 ，工作狀態(tài)指示燈和用戶程序存儲卡。 CPU226 主機共有 ~、 ~、 ~ 24 個輸入點和 ~、~ 14 個輸出點。 CPU226 有 2 個高速脈沖輸出端（ 、 ） ,輸出脈沖頻率可達 20KHZ。因為功率較小，所以均采用接觸器直接起動控制線路。M2 是主軸箱和工作臺的快速移動電動機，功率為 ，轉速為 1460r/min。 M2 為快速移動電動機。 主電動機高低速的變換由主軸孔盤變速機構內的限位開關 SQ 控制。當 KM4 的主觸點斷開， KM5 的主觸點閉合時，繞組接唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 12 成雙星形，主電動機的轉速為 2880r/min。 用此開關對其進行一個變速的設置。這時，因為接觸器 KM5 無電，所以主電動機定子繞組接成三角形。 其主電動機的正向點動梯形圖如圖 34 所示： 唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 15 圖 34 主電動機的正向點動 2)主電動機的反轉點動控制 控制線路及其控制原理均和正向點動相似，只要把點動按鈕 SB3 換成 SB4，輸入繼電器 換成 ，輸出繼電器 換成 ，交流接觸器 KM1 換成KM2 即可。 KM3 的主觸點閉合，將限流電阻 R 短路。 其主電動機的 正向低速轉動 梯形圖如圖 36 所示： 圖 36 主電動機的 正向低速轉動 4)主電動機反向低速轉動控制 控制線路及其控制原理均和正向低速轉動時相似，只要把正向轉動起動按鈕SB1 換成反向轉動起動按鈕 SB2，輸入繼電器 換成 ，內部繼電器 換成 ，輸出繼電器 換成 ，接觸器 KM1 換成 KM2 即可。輸出繼電器 、 、 得電 ， 交流接觸器 KM KM KM4 先后得電吸合，主電動機定子繞組接成三角形在全電壓下正向低速轉動， 得電的同時，時間繼電器 T37 得電。 其主電動機的反向高速轉動梯形圖如圖 39 所示： 唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 19 圖 39 主電動機的反向高速轉動 7)M1 正反轉控制的梯形圖 用 PLC 來完成對 M1 的正反轉控制，需要 PLC 內部繼電器 、 作為正反轉控制的輔助繼電器，為了可靠地保證正反轉的切換，要用定時器 T37和 T38 來完成 的轉換延時，如圖 310 所示： 唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 20 圖 310 M1 正反轉控制 (2)主電動機的反接制動控制 反接制動由停止按鈕 SB1 和速度繼電器 KS 控制。需要停車時，按下停止按鈕 SB6，輸入繼電器 動斷觸點斷開。 在按下 KS1 時，輸入繼電器 其動合觸點閉合，輸出繼電器 得電，交流接觸器 KM2 的線圈通電吸合。 其主電動機正向轉動時的反接制動梯形圖如圖 311 所示： 唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 21 圖 311 主電動機正向轉動時的反接制動 2)主電動機反向轉動時的反接制動控制 控制線路及其控制原理均和正向轉動時的反接制動相似，只要將正向轉動速度繼電器 KS1 換成反向轉動速度繼電器 KS2，輸入繼電器 換成 ，輸出繼電 器 換成 ， 將交流接觸器 KM2 換成 KM1 即可。 1)停車變速 由 SQ1~SQ KT、 KM KM2 好 KM4 組成主軸和進給變速時的低速脈動控制，以便齒輪順利嚙合。當電動機轉速達到 140r/min 左右時， KS1 常閉觸頭斷開， KS1 常開觸頭閉 合，使 KM1 線圈斷電釋放，而 KM2 通電吸合，且 KM4 仍通電吸合。進給變速時的低速脈動轉動與主軸變速時相類同，但此時起作用的是進給變速開關 SQ3 和 SQ4。此時要進行主軸變速，欲拉出主軸變速手柄，主軸變速開關 SQ SQ2 不再受壓，此時SQ1 觸頭由接通變?yōu)閿?開。此時 KM KT、 KM KM4通電吸合， M1 先正向低速（三角形接法）起動，后在時間繼電器 KT 控制下，自動轉為新的轉速下的 高速運行。將快速手柄扳到正向快速移動位置時，壓動限位開關 SQ7， 輸入繼電器 得電，輸出繼電器 得電，使交流接觸器 KM6 通電吸合。將快速手柄扳到“停止”位置時，限位開關 SQ7 和SQ8 均恢復原來位置，快速移動停止。 MCGS 具有操作簡便、可視性好、可維護性強、高性能、高可靠性等突出特點， 通過與其他相關的硬件設備結合，可以快速、方便的開發(fā)各種用于現(xiàn)場采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設備。運行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運行，并進行各種處理，完成用戶組態(tài)設計的目標和功能 。 1 主控窗口 主控窗口 是工程的主窗口或主框架。在本窗口內配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設備，注冊設備驅動程序，定義連接與驅動設備用的數(shù)據(jù)變量。在本窗口內定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制 、動畫連接及設備驅動的對象。 1 性能 (1)功能作用 通用版組態(tài)軟件主要應用于實時性要求不高的監(jiān)測系統(tǒng)中，它的主要作用是用來做監(jiān) 測和數(shù)據(jù)后臺處理 ； (2)運行環(huán)境 運行于 Microsoft Windows95/98/Me/NT/2020 等操作系統(tǒng) ； (3)體系結構 組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境是在一個系統(tǒng)中 。 MCGS 運行環(huán)境是用戶應用系統(tǒng)的運行環(huán)境，由可執(zhí)行程序 支持，其存放于 MCGS 目錄的 Program 子目錄中。本 設計 中涉及到動畫制作、控制流程的編寫、模擬設備的連接等多項組態(tài)操作。 圖 43 對象元件庫管理界面 唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 30 工程組態(tài)好后， 臥式鏜床演示圖 如圖 44 所示： 2 工程剖析 工程的框架結構 工程定義的名稱為 “T68 鏜床 .mcg”工程文件，由三大窗口組成。 圖 44 臥式鏜床演示圖 3 實時數(shù)據(jù)庫 實時數(shù)據(jù)庫 用以完成 工程各個部分的數(shù)據(jù)交換與處理，它將 MCGS 工程的各個部分連接成有機的整體。 其它數(shù)據(jù)庫的設置以此類推，得到最終設置好的實時數(shù)據(jù)表。 圖 47 設備屬性設置 下面以 通道的鏈接為例，對其設置進行鏈接的說明，在所彈出的設備屬性設置窗口中，在對應數(shù)據(jù)對象一欄中右擊 所對應的 一欄，出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中所設置好的數(shù)據(jù)，如圖 48 所示，然后點擊停止按鈕，將其停止按鈕與 通道進行一個鏈接。它幫助用戶設計和構造自己的唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 34 組態(tài)工程并進行功能測試 。從而實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的可靠性、實時性、確定性和安全性。 7 實驗結果 在用戶窗口中的工具欄中點擊運行按鈕 ，或者按下 F5，進入系統(tǒng)管理界面。按下正向轉動起動按鈕 SB1， M1 正向啟動按鈕顯示綠色 輸入繼電器 得電，內部繼電器 得電并自鎖。 其高速運轉的指示燈顯示綠色 ，說明此時正在正常工作。 謝 辭 在做畢業(yè)設計的這段時間里我由衷的感謝幫助過我的各位老師，尤其是我的畢業(yè)設計的指導教師，在這期間里 指導教師 對我的設計論文十分關注，及時的指出我在設計中的不足，并對我的設計進行了細致的分析和指導。 在此我感謝所有在我做畢業(yè)設計中幫助過我的人，我的設計能夠順利的完成， 都是有你們的指導， 再一次表示感謝。 另外，我也特別感謝學校圖書館為我們提供了更多的書籍幫助我學習了更多的知識，為我的畢業(yè)設計提供了很大的幫助。在該控制系統(tǒng)中， 通過其工作過程，用梯形圖對其電氣控制過程進行編程，并用 MCGS 組態(tài)軟件進行監(jiān)控。經過 3 秒左右的延時，時間繼電器 T37 延時斷開的動斷觸點斷開，輸出繼電器 斷電，低速轉動接觸器 KM4 斷電釋放。 需要主電動機高速轉動時，通過變速機構的機械動作，將 高低速轉換開關 SQ 的動合觸點閉合。所謂動畫屬性，實際上是反映圖形顏色、位置、可見度、閃爍性等狀態(tài)的特征參數(shù)。運行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與組態(tài)工程一起作為一個整體，才能構成用戶應用系統(tǒng)。 唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 33 圖 48 通道鏈接 其鏈接 的最終 界面如圖 49 所示： 圖 49 鏈接界面 5 運行環(huán)境 組態(tài)環(huán)境和模擬運行環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，可以在 PC 機上運行。 其鏈接過程如下，單擊設備窗口， 進入此界面后，在工具欄中點擊“工具箱 ” ,則會出現(xiàn)設備工具箱，其設備工具箱對話框如圖 46 所示，在設備管理中雙擊通用串口父設備，則將其添加到設備窗口中，然后雙擊西門子 S7200PPI,則將其添加到通用串口父設備中。 最后對其屬性進行設置。動畫圖形的制作 T68 鏜床窗口是工程首先顯示的圖形窗口（啟動窗口），是一幅模擬系統(tǒng)工作流程并實施監(jiān)控 操作的動畫窗口。 或者，右擊選擇插入元件即可彈出 “對象元件庫管理 ”，如圖43 所示， 從 “對象元件庫管理