【正文】 的主軸帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于這些設(shè)備使用多年后故障率高、維修量大、可 靠性差； 其精度、 效率、 自動(dòng)化程度都已不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)需要等原因， 嚴(yán)重影響了正常的生產(chǎn)。再者， 對一個(gè)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。他們比以往的產(chǎn)品具有 更高的可靠性。 （ 5）編寫設(shè)計(jì)說明書（不少于 7000 字）及進(jìn)行畢業(yè)答辯。 （ 1）畫出電氣控制原理圖，分析電氣控制電路工作過程。 （ 3）編寫設(shè)計(jì)說明書階段：（ 9 月 12 日～ 9 月 15 日） （ 4）修改說明書階段（ 9 月 16 日～ 9 月 24 日） 學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師提出的意見和建議，對說明書作出必要的補(bǔ)充修改，并于 9月 3 日前交全部設(shè)計(jì)終稿。 （ 5）完成電氣元件計(jì)算選擇、列出元件清單。 任務(wù)： （ 1）收集 C650 型臥式車床 的相關(guān)資料，分析其工作過程。 目的： （ 1）通過本設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握根據(jù)普通機(jī)床的加工工藝要求進(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）的基本方法進(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)生分析控制要求、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)、維修和管理打下基礎(chǔ)。 ? 具有局部安全照明裝置。為加工調(diào)整方便，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，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。 C650 型臥式車床主要有床身、主軸變速箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光桿和絲桿等部分組成，如圖 1 所示。車床的類型很多、主要有臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床和仿形車床等。 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)。 控制要求 ? 主電動(dòng)機(jī) M1，完成主軸主運(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)。 ? 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)。其余參數(shù)由學(xué)生自己設(shè)定。 （ 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)際去處理問題的能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?jì)算機(jī)運(yùn)用水平、書面及口頭表達(dá)能力進(jìn)行綜合考核。 （ 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。初步完成后，指導(dǎo)老師審閱，并4 修改。 設(shè)計(jì)（論文）要求： 要求每個(gè)學(xué)生設(shè)定不同的工藝要求及技術(shù)參數(shù)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。 （ 4）繪制電器元件安裝位置圖和電氣接線示意圖。 今天繼電器已應(yīng)用到工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。而且繼電器的觸點(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。 目前采用繼電器控制的舊式普通機(jī)床設(shè)備仍在企業(yè)中廣泛使用，特 別是在一些工業(yè)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，這些設(shè)備的使用率還比較高，在企業(yè)中仍 然起著較大的作用。 C650 型臥式車床主要有床身、主軸變速箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光桿和絲桿等部分組成，如圖所示。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。 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)。 C650 車床的 控制要求： 主電動(dòng)機(jī) M1，完成主軸主運(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)。 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)。 C650 型臥式普通車床的 缺點(diǎn) 20 世紀(jì) 40 年代以前，車床的電氣控制主要采用交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的繼電器 接觸器控制。 繼電器 接觸器控制系統(tǒng)是由各種電器組成的，而這些電器的機(jī)械動(dòng)作壽命是有限的，必須按時(shí)更換損壞的電器，以免影響系統(tǒng)的可靠性。 12 S7200PLC的簡單介紹 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、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。” S7200 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)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動(dòng)化。與相同功能的繼電器相比，具有 很高的性能價(jià)格比。 由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障， PLC 用軟件代替大量的中間繼電器 和時(shí)間13 繼電器， 僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件， 接線可大為減少， 是繼電器控制系統(tǒng)的 1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減 少。 14 三、 C650 普通機(jī)床電氣原理圖 15 四、 機(jī)床電氣控制原理分析 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 L L L3 經(jīng) QS開關(guān)引入 C650 車床主電路，主電動(dòng)機(jī)電路中， FU1 熔斷器為短路保護(hù)環(huán)節(jié)， FR1 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)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現(xiàn)在車床電動(dòng)及停車制動(dòng)時(shí)）。 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， FR2 熱繼電器則起過載保護(hù)作用。 主電路通過 TC 變壓器和照明電路建立聯(lián)系。一旦松開 SB4， KM1 線圈斷電，電動(dòng)機(jī) M1 斷電停轉(zhuǎn)。 KT 線圈延時(shí)時(shí)間到達(dá)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。 4）、主電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制 正轉(zhuǎn)制動(dòng)控制 KS2 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)，KS2 閉合并保持。 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， KS1反轉(zhuǎn)控制觸頭始終不產(chǎn)生動(dòng)作，保持常開狀態(tài)。 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。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)。 五、 PLC 控制 I/O 點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)及 PLC 型號(hào)選擇 C650 臥式車床 PLC 輸入 /輸出分配表 經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，使用到的 PLC 輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)為：輸入 10 點(diǎn)；輸出 6 點(diǎn)。 SB2：主軸電機(jī)反向起動(dòng)按鈕，按下此按鈕， KM KM3 吸合，主軸電機(jī) M1反向運(yùn)行， 5s 后 KA 吸合，電流表工作。 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)行的時(shí)候，按下此按鈕，所有接觸器、繼電器釋放， M M M3 均