【正文】 參考文獻(xiàn)[1] .[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003[2] .[M]北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005[3] .[M]重慶：重慶大學(xué)出版社，2001[4] .[M]西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004[5] .[M]杭州：化學(xué)工業(yè)出版社，2004[6] . 圖解PLC控制系統(tǒng)梯形圖和語句表.[M]北京：人民郵電出版社，2006[7] 三菱FX2N PLC技術(shù)與應(yīng)用.[M] 北京：人民郵電出版社，2007[8] . [M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006畢 業(yè) 設(shè) 計 (論文) 評 分 表課題名稱： C650普通車床的PLC電氣控制系統(tǒng) 系　　別： 機(jī)電工程系 班　　級： 2009級機(jī)電一體化4班 學(xué)生姓名：　 　 　　　 指導(dǎo)老師意見：指導(dǎo)老師簽字：年 月 日指導(dǎo)教師評分：指導(dǎo)老師簽字：年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）等級： 系教學(xué)主任簽字： 年　　月　　日 說明：畢業(yè)設(shè)計實踐等級按優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五級評分。并分析了其工作過程。圖67 快速移動電動機(jī)M3的起動調(diào)試圖總結(jié)通過這次畢業(yè)設(shè)計使我收獲不少,在系統(tǒng)全面總結(jié)以前所學(xué)知識的同時,又學(xué)到了新的知識。此控制程序設(shè)計能夠滿足控制系統(tǒng)的要求。在檢查完各部分正確無誤后，便可接上設(shè)備的工作電源，開始通電調(diào)試了。梯形圖中在第10梯級和27梯級中的中間繼電器Y6由于斷電恢復(fù)到原來狀態(tài)由原來的斷開變?yōu)殚]合狀態(tài)，由于主電機(jī)M1是在高速正轉(zhuǎn)所以速度繼電器正轉(zhuǎn)常開觸點KS1（X6）此時處于閉合狀態(tài)，而反轉(zhuǎn)動合觸點KS2（X10）處于斷開狀態(tài)，并且此時Y1與Y3均已失電，處于導(dǎo)通狀態(tài)，故在第10梯級和27梯級中只有27梯級能通過Y6X6Y1X4使主電動機(jī)M1反轉(zhuǎn)接觸器KM3（Y3）得電，從而主電動機(jī)M1開始產(chǎn)生反轉(zhuǎn)制動的力，當(dāng)主電動機(jī)M1的正轉(zhuǎn)速度低于120r/min時，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開觸點KS1（X6）斷開，使第27梯級中的Y3失電，此時反轉(zhuǎn)制動力消失，主電機(jī)開始從120r/min的轉(zhuǎn)速自然停下來，這樣就用速度繼電器完成了反接制動，使主電機(jī)快速的停了下來，如圖57所示。同理在主電機(jī)M1通電反轉(zhuǎn)時在第10梯級上面串聯(lián)的常閉觸點Y3打開，此時無法直接切換電機(jī)的轉(zhuǎn)向，若想切換電機(jī)的轉(zhuǎn)向必須先按下SB4（X3）總停車按鈕，在按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1（X2）完成電機(jī)的轉(zhuǎn)向切換。 梯形圖的設(shè)計55 機(jī)床工作指示燈開關(guān)控制的梯形圖設(shè)計機(jī)床工作指示燈EL由SB7和SB8控制指示燈的開關(guān)，對應(yīng)的I/O接口分別為X0，X1并由Y0作為輸出，在梯形圖中Y0和X0形成自鎖，X1常閉觸點串聯(lián)在Y0的主線路上，如圖51所示。PLC的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖41所示。定子柄推動觸頭的同時，也壓縮反力彈簧，其反作用阻止定子繼續(xù)轉(zhuǎn)動。目前常用的按鈕開關(guān)盒為LA4系列產(chǎn)品，本次設(shè)計選擇的按鈕開關(guān)型號為LA43H。主軸電機(jī)電路熱繼電器選取型號為：JR3663,整定電流為：60A；冷卻泵電路熱繼電器選取型號為：JR3620，整定電流為：。（2）熱繼電器熱繼電器是利用電流熱效應(yīng)原理來工作的保護(hù)電器，具有與電動機(jī)容許過載特性相近的反時限保護(hù)特性。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)量比較多。當(dāng)斷開電磁線圈中的電流時，磁場消失，接觸器在彈簧的作用下恢復(fù)到斷開的狀態(tài) 。我們決定選用SIMATIC S7200 系列的S7—224CN 作為本次設(shè)計的PLC。S7200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，不必改變PLC硬件設(shè)備，只需改變PLC中的程序。PLC的編成可采用與繼電器電路極為相似的梯形圖語言，直觀易懂，深受現(xiàn)場電器技術(shù)人員的歡迎。西門子公司的最新PLC產(chǎn)品有SIMATIC SM7和C7等幾大系列。為防止電動機(jī)起動電流對電流表的沖擊，電路中采用一個時間繼電器KT。當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到速度繼電器的復(fù)位轉(zhuǎn)速時，速度繼電器KS的正轉(zhuǎn)動合觸點KS1（1723）斷開，切斷了接觸器KM4的通電回路，電動機(jī)脫離電源停止。⑶ 主電動機(jī)的反接制動控制 C650臥式車床采用了反接制動方式。按下按鈕SB6，接觸器KM3得電吸合，它的主觸電閉合，電動機(jī)的定子繞組經(jīng)限流電阻R與電源接通，電動機(jī)在較低速度下起動。為防止在連續(xù)點動時的啟動電流造成電動機(jī)的過載，點動時也加入限流電阻R。⑵ 要求主電動機(jī)M1能實現(xiàn)正、反向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。M1電動機(jī)采用直接啟動的方式，可正反兩個方向旋轉(zhuǎn)，為加工方便，還具有點動功能。機(jī)床車削加工時，要求車床主軸能在較大范圍內(nèi)變速。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。首先我對本設(shè)計進(jìn)行總體的分析，使自己有一個大致的總體概念，然后仔細(xì)分析C650車床，對車床主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動還有其它的輔助運(yùn)動，進(jìn)行分析。 （ 教務(wù)處制表）摘要可編程控制器是在繼電器控制和計算機(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)、自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)為一體，以工業(yè)自動化控制為目標(biāo)的新型控制裝置。主要設(shè)計任務(wù)和要求如下：分析工藝過程及控制要求，分析設(shè)計任務(wù)與要求；設(shè)計相關(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。它的功能主要是：控制功能、數(shù)據(jù)采集、儲存與處理功能、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。我們選定了C650車床為改造對象，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)。C650型臥式車床由主軸運(yùn)動和刀具進(jìn)給運(yùn)動完成切削加工，車床的主軸、冷卻泵、刀架快速移動均由三相異步電動機(jī)拖動。(2) C650臥式車床通過主電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)主軸的正、反轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)時，刀架也跟著后退。(7) C650在進(jìn)行車削加工時，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。⑺ 不改變原控制系統(tǒng)電氣操作方法和按鈕、手柄等操作元件的功能。圖22 C650臥式車床主電路 交流控制電路設(shè)計⑴ 主電動機(jī)的點動調(diào)整控制 圖23為點動環(huán)節(jié)的控制電路原理圖。KM3的動合觸點（15—13）和KA的動合觸點（5—15）的閉合將KM3線圈自鎖。需要停車時，按下停止按鈕SB4，接觸器KM失電，其主觸電斷開，電阻R串入主回路。M2為冷卻泵電動機(jī)，它的起動與停止是通過按鈕SB3和SB5控制的。特別是中小容量PLC成功地取代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)的可靠性大大提高。而且為了適應(yīng)特殊場合需求，有的PLC生產(chǎn)廠商還采用差異設(shè)計進(jìn)一步提高其可靠性。由于系統(tǒng)硬件的設(shè)計任務(wù)僅僅是根據(jù)對象的控制要求配置適當(dāng)?shù)哪K，而不要去設(shè)計具體的接口電路，這樣大大的縮短了整個設(shè)計所花費(fèi)的時間，加快了整個工程的進(jìn)度。 PLC型號的選擇S7200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。改造后的程序只143字節(jié)，內(nèi)容小于4千字節(jié)。其生產(chǎn)方便，價格低廉，應(yīng)用十分廣泛。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和原理與交流接觸器基本相同，與接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過小電流。熔斷器的熔體串接于被保護(hù)的電路中，當(dāng)通過它的電流小于規(guī)定值時，其熔體相當(dāng)于一根導(dǎo)線，起電氣連接作用；當(dāng)通過它的電流超過規(guī)定值（電路發(fā)生嚴(yán)重過載或短路時）一定時間后，其熔體自動熔斷并切斷電路，從而起到保護(hù)作用。一般原則是使熱繼電器的安秒特性位于電動機(jī)的過載特性之下，并盡可能地接近，以充分發(fā)揮電動機(jī)的過載能力，同時使電動機(jī)在短時過載和啟動瞬間[(5～6)Ie]不受影響。常用的產(chǎn)品有：HZHZ10和HZ15等系列。浮動的定子與轉(zhuǎn)子同心，而且能獨自偏擺，定子由硅鋼片疊成，并裝有籠型繞組。本次設(shè)計選擇的速度繼電器型號為JY1型速度繼電器500V、2A。STEP7Micro/WIN32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，主要用于開發(fā)程序，也可用于適時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。在第4梯級和第15梯級中也都使用了X3（SB4）總停按鈕，使主電動機(jī)M1無論是在正傳過程中還是在反轉(zhuǎn)過程中都能過停下來。當(dāng)主電動機(jī)M1正轉(zhuǎn)時，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開觸點KS1閉合；主電動機(jī)反轉(zhuǎn)時，速度繼電器的反轉(zhuǎn)動合觸點KS2閉合。為了時電流表正常工作在梯形圖中使用延時器設(shè)定在主電機(jī)通電5S后開始檢測主回路中電流，如圖510所示。各部分都正確無誤的情況下進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)。圖64 主電動機(jī)M1反接制動調(diào)試圖 M2的起動調(diào)試?yán)鋮s泵電動機(jī)M2起動的梯形圖的仿真效果，如圖65所示。因而用PLC改造其繼電器接觸器