【正文】 位置 左 轉(zhuǎn) 停止 右轉(zhuǎn) SA51 W13U14 + SA52 W13W14 + SA53 U13U14 + SA54 U13W14 + 觸頭 位置 向前向下 停止 向后向上 SQ31 1325 + SQ32 2123 + + SQ41 1525 + SQ42 1921 + + 觸頭 位置 向左 停止 向右 SQ11 1325 + SQ12 2329 + SQ21 1525 + SQ22 2729 + 觸頭 位置 圓工作臺(tái) 接通 斷開(kāi) SA11 2325 + SA12 1327 + SA13 1727 + 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) (論文 ) 1 銑床簡(jiǎn)介 5 X52K 工藝要求 順序動(dòng)作：只有主軸旋轉(zhuǎn)后才能進(jìn)給和快速移動(dòng)。 安全保護(hù)（主電機(jī)或冷卻電機(jī)過(guò)載時(shí)進(jìn)給必須停止，防止刀具和機(jī)床損壞） 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) (論文 ) 1 銑床簡(jiǎn)介 6 第 2章 X52K 型銑床控制系統(tǒng)分析 X52K 電氣原理圖 X52K 型立式銑床的電氣原理圖如圖 所示 圖 電氣原理圖 主軸電動(dòng)機(jī)的控制 主電路中共有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)。熔斷器 FU1 作為進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 的短路保護(hù)， 3 臺(tái)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)由熱繼電器 FR FR FR3 實(shí)現(xiàn)。 主軸變速時(shí)的瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng) X52K 立式銑床的主軸變速，采用孔盤(pán)機(jī)構(gòu)集中操縱，當(dāng)變速鎖緊手柄使孔盤(pán)退出變速操 縱桿時(shí)，鎖緊桿上所連的凸輪壓合行程開(kāi)關(guān) SQ7，使 7SQ 斷開(kāi)， KM1 接觸器不能自鎖， SQ7 閉合， KM1 接觸器瞬時(shí)接通，電動(dòng)機(jī) M1 瞬時(shí)電動(dòng)，因此有利于滑移齒輪的嚙合。 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) (論文 ) 2 X52K型銑床控制系統(tǒng)分析 8 工作臺(tái)橫向、升降進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制 1） 工作臺(tái)向右運(yùn)動(dòng) 將十字手柄扳向“前”位置，橫向進(jìn)給離合器接上進(jìn)給傳動(dòng)鏈，并壓合行程開(kāi)關(guān) SQ3，其兩個(gè)觸頭 SQ31=” 1” , ??23SQ ” 0” ,KM2 線圈控制邏輯： 1313112122312 ???????????? KMSQSASQSQSAKM KM2 得電動(dòng)作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，工作臺(tái)向前運(yùn)動(dòng)。 工作臺(tái)快速移 動(dòng)、進(jìn)給變速瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)控制 工作臺(tái)六個(gè)方向的快速移動(dòng)，是用兩個(gè)操縱手柄和快速移動(dòng)按鈕 SB5 的配合操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)需要機(jī)動(dòng)時(shí)，將縱向和十字手柄扳到”中“為，然后將圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)扳到”接通“位置，由圖 可以看出，這時(shí) SA1 的三個(gè)觸頭狀態(tài)為： 031,121,011 ?????? SASASA ，在主軸電機(jī) M1啟動(dòng)后，控制線路： 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) (論文 ) 2 X52K型銑床控制系統(tǒng)分析 9 1321222123246 ???????????? KMSASQSQSQSQSQ 使 KM2 得電動(dòng)作，帶動(dòng)圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。 1969 年，美國(guó)研制出世界第一臺(tái) PDP14 1971 年，日本研制出第一臺(tái) DCS8 1973 年，德國(guó)研制出第一臺(tái) PLC 1974 年，中國(guó)研制出第一臺(tái) PLC 發(fā)展： 20世紀(jì) 70 年代初出現(xiàn)了微處理器。 20 世紀(jì) 70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一 定規(guī)則組合配置。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成單元。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。 I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) (論文 ) 3 PLC 簡(jiǎn)介 12 模擬量：按信號(hào)類(lèi)型分，有電流型（ 420mA,020mA ）、 電 壓 型（ 010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。 繼電器控制系統(tǒng)的硬件邏輯采用的是并行運(yùn)行的方式，即如果一個(gè)繼電器的線圈通電或者放電，該繼電器的所有觸點(diǎn)（不論是常開(kāi)還是常閉、也不論其處?kù)独^電器線路的哪個(gè)位置上）都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作；而 PLC 的軟件邏輯是通過(guò) CPU 逐行掃描執(zhí)行用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即如果一個(gè)邏輯線圈被接通或斷開(kāi)，該線圈的所有觸點(diǎn)并不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。 建立 I/O 映像區(qū)∶ PLC 在輸入輸出操作上采用定時(shí)采樣、定時(shí)輸出的方式。通過(guò)建立 I/O 映像區(qū)，使 PLC 成為一個(gè)真正的數(shù)字采樣控制系統(tǒng)；雖然 PLC 不可能像繼電器控制柜那樣隨時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入實(shí)時(shí)控制現(xiàn)場(chǎng)輸出狀態(tài)，但只要采樣周期足夠短，即采樣頻率足夠高，這樣的采樣系統(tǒng)應(yīng)該完全符合實(shí)際系統(tǒng)的需要。這樣，這些模板與 PLC 主 CPU 并行工作，兩者之間通過(guò)總線接口進(jìn)行聯(lián)系，主 CPU 定期向模板發(fā)送命令，模板也定期將自身的狀態(tài)訊息發(fā)送給主 CPU。絕大多數(shù)控制繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)谌谠谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重后果。 PLC采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用了精簡(jiǎn)化的編程語(yǔ)言。 （ 5） PLC 采用的編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語(yǔ)句描述編程語(yǔ)言。 (2)不改變?cè)姎庀到y(tǒng)控制元件 (包括按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接觸器、中間繼電器，作用均與原電氣線路相同 )。 (6)只是將原繼電器控制中的硬件接線改為用軟件編程來(lái)替代。 根據(jù)現(xiàn)有的軟件和軟件實(shí)用性，選擇西門(mén)子系列的 S7200，它有 4 種 CPU，其 4種基本配置如下： 1） 由 CPU211 組成的基本配置，包含 1 個(gè) 6 個(gè)點(diǎn)數(shù)字量輸入和 4 點(diǎn)數(shù)字量輸出的最小系統(tǒng)。 3） 有 CPU224 組成的基本配置，包含 1 個(gè) 14 個(gè)點(diǎn)數(shù)字量輸入和 10 點(diǎn)數(shù)字量輸出的小型系統(tǒng)。 X52K 型立式銑床 PLC 控制系統(tǒng)的輸入端需要 14 個(gè)點(diǎn)，輸出需要 11 個(gè)點(diǎn)，所以 PLC 可以選擇 S7CPU226 型。根據(jù)功率 7KW,轉(zhuǎn)速 1450r/min 可知，選擇電機(jī)型號(hào)為J525。功率 ，轉(zhuǎn)速 2790r/min，選擇點(diǎn)擊型號(hào)為J02220。根據(jù)使用電壓為 380V，選用 CJ409/0 CJ4016/03 型。同時(shí)考慮電壓、電流、操作安全等因素，選擇的按鈕是具有各自顏色要求。 9） 行程開(kāi)關(guān)選擇。 各個(gè)電器元件選擇數(shù)量型號(hào)等如 表所示 表 X52K型立式銑床 PLC控制系統(tǒng)的元器件清單 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) (論文 ) 5 PLC 電器元件選擇 19 元件名稱 符號(hào) 型號(hào)規(guī)格 數(shù)量 功能 自動(dòng)開(kāi)關(guān) QF HZ1563/301 1 線路主電源控制 熔斷器 FU RL14020 6 主電路短路保護(hù) 接觸器 KM1 CJ4016/03 1 主軸電機(jī)啟動(dòng) 接觸器 KM2 CJ409/03 1 進(jìn)給電機(jī)正轉(zhuǎn) 接觸器 KM3 CJ409/03 1 進(jìn)給電機(jī)反轉(zhuǎn) 接觸器 KM4 CJ409/03 1 快速移動(dòng) 電動(dòng)機(jī) M1 J525 1 主軸電機(jī) 電動(dòng)機(jī) M2 J02224 1 進(jìn)給電機(jī) 電動(dòng)機(jī) M3 J02220 1 冷卻泵電機(jī) 可編程控制器 S7200 CPU226 1 系統(tǒng)控制 按鈕 SB1 HBY5 1 主軸停止 按鈕 SB2 HBY5 1 主軸 停止 按鈕 SB3 HBY5 1 主軸啟動(dòng) 按鈕 SB4 HBY5 1 主軸啟動(dòng) 按鈕 SB5 HBY5 1 快速移動(dòng) 按鈕 SB6 HBY5 1 快速移動(dòng) 組合開(kāi)關(guān) SA1 HZ110/3J10A 500V 1 圓工作臺(tái)運(yùn)動(dòng) 組合開(kāi)關(guān) SA2 HZ110/3J40A 500V 1 主軸換刀 組合開(kāi)關(guān) SA3 HZ110/3J10A 500V 1 冷卻泵電機(jī)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 組合開(kāi)關(guān) SA4 HZ110/3J10A 500V 1 照明燈轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 組合開(kāi)關(guān) SA5 HZ110/3J10A 500V 1 主軸電機(jī)換向 行程開(kāi)關(guān) SQ1 LX111K 1 進(jìn)給電機(jī)正轉(zhuǎn) 行程開(kāi)關(guān) SQ2 LX111K 1 進(jìn)給電機(jī)反轉(zhuǎn) 行程開(kāi)關(guān) SQ3 LX111K 1 進(jìn)給電機(jī)正轉(zhuǎn) 行程開(kāi)關(guān) SQ4 LX111K 1 進(jìn)給電機(jī)反轉(zhuǎn) 熱繼電器 FR1 JR2016/4S 1 主軸電機(jī)過(guò)載保護(hù) 熱繼電器 FR2 JR2010/3R 1 冷卻泵電機(jī)過(guò)載保護(hù) 熱繼電器 FR3 JS2010/10R 1 進(jìn)給電機(jī)過(guò)載保護(hù) 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) (論文 ) 6 PLC 編程 20 第 6章 PLC 編程 PLC 梯形圖 X52K 型立式銑床的加 工要求大致有上下、前后、左右快速移動(dòng)及共進(jìn)；圓工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)等，根據(jù)銑床的加工要求繪制的梯形圖如圖 所示。做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程是枯燥的，但是也是頗有收獲的。另外的一個(gè)收獲就是學(xué)會(huì)了 S7200 組態(tài)軟件，完成了動(dòng)畫(huà)仿真。同時(shí)謝謝 李老師這兩個(gè)星期的指導(dǎo)