【正文】 報警電路部分則是使用了典型的起保 停電路來控制報警的顯示與復(fù)位，下 面詳細(xì)介紹各個部分的程序設(shè)計內(nèi)容。 ④ 每一梯級的運算結(jié)果，立即被后面的梯級所利用。 （ 2） PLC 與微機區(qū)別 ： 前者工作方式是 “ 循環(huán)掃描 ” ，后 者工作方式是 “ 待命或中斷 ” 。 （ 4） 元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。 與“繼電器 — 接觸器”控制系統(tǒng)的比較 在 PLC 出現(xiàn)以前，”繼電器 — 接觸器“硬件電路時邏輯控制、順序控制的唯一執(zhí)行著，它結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，一直被廣泛應(yīng)用。事實上， PLC 無論從內(nèi)部構(gòu)造、功能及工作原理上看都是一種計算機。 橫梁升降電動機 3M ： 3M 由接觸器 9KM 、 10KM 控制其正、反轉(zhuǎn)，通過機械傳動使橫梁沿立柱導(dǎo)軌上下移動。工作臺主拖動電機通過變速箱實現(xiàn) 16 中轉(zhuǎn)速的變化，工作臺由主拖動電機經(jīng)變速箱直接啟動和制動，工作臺僅有正向工作轉(zhuǎn)動，但可以作正，反向點動，以便于調(diào)整刀具，工作臺采用 能耗制動。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)論文專用紙 第 16 頁 共 47 頁 C5225 車床電路設(shè)計 主回路電路設(shè)計 主軸電機電路設(shè)計：主軸電機根據(jù)選型結(jié)果得出的型號為 Y280M— 6，額定功率為55KW，額定啟動電流為 當(dāng)主軸電機啟動時，啟動的瞬時電流會打到額定電流的4 到 5 倍這樣會對電網(wǎng)產(chǎn)生 較大的沖擊，為了避免對電網(wǎng)的沖擊，采用星 三角降壓啟動，當(dāng)電機啟動時，采用星形接法，使電機的啟動電流降到額定電流的三分之一，之后采用三角形接法，是電機恢復(fù)額定電流進(jìn)行工作。 KM8 主要對 M7 進(jìn)行控制，而 M7 的額定電流為 ， 控制回路電源為 220V， 需要主觸點 3 對，輔助觸點 3 對（常開），所以 KM8 選 CJ2O10 型接觸器。在功能上接觸器除能自動切換外，還具有手動開關(guān)所缺乏的遠(yuǎn)距離操作功能和失壓（或欠壓）保護功能，但沒有低壓 斷路器所具有的過載和短路保護功能。 異步電動機一般工作條件的規(guī)定和要求 為了保證電動機的額定功率，電動機出線端的電壓不能高于額定電壓的 10%，不得低于額定電壓的 5%，電動機出線端的電壓低于額定電壓的 5%時，為了保證額定功率，定子電流允許比額定電流增大 5%，電動機額定功率運行時，相間電壓的不 平衡率不得超過 5%。由于這種方法 應(yīng)用廣泛，我國規(guī)定 4kW 及以上的三相異步電動機，其定子額定電壓為 380V，連接方法為三角形連接。 電阻或電控器降壓啟動 如圖為異步電動機采用定子串入電阻或電抗器的降壓啟 動原理接線圖。 (5) 啟動過程中的功率損耗越小越好。根據(jù)以上 計算公式，得出表 22 電機型號參數(shù)表 表 22 電機型號參數(shù)表 電動機 代號 型號 額定功率 額定電流 額定轉(zhuǎn)速 效率 功率因數(shù) 主軸電動機 M1 Y280M— 6 55KW 980 92 油泵電動機 M2 Y802— 6 890 65% 橫梁升降電動機 M3 Y112M— 4 1440 % 右立刀架快速移動電動機 M4 Y112M— 6 940 79% 右立刀架進(jìn)給電動機 M5 Y90L— 6 910 % 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)論文專用紙 第 11 頁 共 47 頁 左立刀架快速移動電動機 M6 Y112M— 6 940 79% 左立刀架進(jìn)給電動機 M7 Y90L— 6 910 % 機床電動機啟動方式 比較與選擇 電動機啟動特性概述 在選用機床電機的啟動方式上根據(jù)三相異步電動機的啟動特性，在選用三項異步電動機拖動生產(chǎn)機械時，對電動機啟動的主要要求如下： (1) 有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，保證生產(chǎn)機械能正常啟動。 在 Y 系列電動機比 大一號的電動機為 其中 i n/1 4 2 0m i n/1 5 0 00 ??? MN rnrn ?。如果 str MM ?0 ，則電動機的選擇是正確的。 這類拖動的工作持續(xù)時間很短，一般為 5— 15S，僅在大型機床上可達(dá) 1— 。專用電動機與一般用途的基本型電動機不同，具有特殊使用和防護條件的要求，不能用派生的辦法解決，須按使用和技術(shù)要求進(jìn)行專門設(shè)計 [4] 。特別是 100~1000KW 電動機可省去勵磁柜。 交流電動機的選擇 普通勵磁同步電動機 優(yōu)點：同步電動機的功率因素可以超前，通過調(diào)節(jié)勵磁電流在超前功率因素下運行，有利于改善電網(wǎng)功率因素。 6. 適合于多品種、小批量生產(chǎn)的自動化加工，對產(chǎn)品的適應(yīng)性強。 2. 解決復(fù)雜零件的加工精度控制。應(yīng)長方要求，對該立式車床進(jìn)行自動化技術(shù)改造，使該機床能經(jīng)濟有效運行。 （ 2）產(chǎn)品的適應(yīng)性差，生產(chǎn)效率低。工程機械 制造業(yè)需求大批中小型數(shù)控機床如數(shù)控車床、中型加工中心、數(shù)控銑床和齒輪加工機床等。我國汽車年產(chǎn)量的增加同時帶動汽車零配件產(chǎn)量的大幅度增加。據(jù)畢馬威會計事務(wù)所分析，中國已經(jīng)超過德國，成為世界第一大機床市場，數(shù)控機床已成 為機床消費的主流。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)論文專用紙 第 2 頁 共 47 頁 第一章 緒 論 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電的產(chǎn)生，給人們的生活帶來了根本性的變化，而 PLC 作為一種成熟穩(wěn)定可靠的控制器，目前已經(jīng)在工業(yè)控制中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。數(shù)控機床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求 100%檢驗的零件。為了驗證設(shè)計的實用性，還制作了模擬樣機驗證在本文中設(shè)計的功能以便在模擬樣機的運行中發(fā)現(xiàn)設(shè)計的不足之處，及時的對其進(jìn)行修改，以便更好的完善整個 C5225 機床電氣系統(tǒng)的設(shè)計。論文 通過 分析 C5225 型立式車床的控制原理， 設(shè)計出 可編程控制器 C5225 型立式車床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計，其中 硬件部分計算、分析并選擇了電動機、斷路器，交流接觸器、繼電器、互感器、電纜線等主要電器元件的主要電器 的電流、功率、型號、等級等具體數(shù)據(jù)；軟件部分編制了 I/O 端口的分配 表 、 I/O 硬件接線圖的繪制、 PLC 梯形圖程序的設(shè)計。 PLC。中國作為一個制造大國，主要還是依靠勞動力、價格、資源等方面的比較優(yōu)勢，而在產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新與自主開發(fā)方面與國外同行的差距還很大。 立式車床主要分為機械和電氣控制兩大組成部分，機床機械部分相對比較穩(wěn)定，使立式車床運行在最優(yōu)狀態(tài)主要取決于電氣控制系統(tǒng)控制方式。與美國波音和歐洲空中客車公司轉(zhuǎn)包生產(chǎn)客機零件量將大幅度增加；與國外合作生產(chǎn)和自行開發(fā)的軍用飛機和軍用直升機將進(jìn)入批產(chǎn)。 發(fā)電設(shè)備制造行業(yè)需要重型數(shù)控龍門鏜銑床、大型落地鏜銑床、大型數(shù)控車床、葉根槽專用銑床和葉片數(shù)控加工機床等，輸變電設(shè)備制造行業(yè)需要數(shù)控車床、加工中心、數(shù)控鏜床等。該機床系屬萬能性雙立柱立式車床，可以車削圓柱、圓錐和平面，鏜圓柱與圓錐孔，供鑄鐵、鋼及有色金屬零件的粗精加工之用。設(shè)備維護困難等一系列 缺點逐步體現(xiàn)出來，影響了該機床運行的經(jīng)濟效益。將普通立車改造成數(shù)控立車有一下好處： 1. 減少投資成本。加工出來的零件精度高、尺寸一致性好、廢品率低。 轉(zhuǎn)速：電動機的轉(zhuǎn)速滿足工作機械要求，其最高轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速變化率、穩(wěn)速、調(diào)速、變速等性能均能適應(yīng)工作機械運行要求。 缺點： 。 異步電動機 異步電動機廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)和國民經(jīng)濟各個部門，作為機床、風(fēng)機、水泵、壓縮機等機械動力，在各類電動機中，異步電動機應(yīng)用最廣。 直流電動機：最大的有點事運行轉(zhuǎn)速可在寬廣的范圍內(nèi)任意控制，無極變速，由直流電動機組成的調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)相比，直流調(diào)速系統(tǒng)控制方便，調(diào)速性能好，變流裝置結(jié)構(gòu)簡單，但是價格相對于交流電機較為昂貴，出于機床成本以及本身機床定位的考慮，所以本文采用 Y 系列的三相異步電動機 。由此可得出下面的數(shù)學(xué)模型機床往復(fù)運動的元件桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)論文專用紙 第 7 頁 共 47 頁 在移動時，為了克服摩擦阻力所需要的功 率，得出公式6010 3??? vGPr ?式中 rP — 克服摩擦阻力所需功率，單位為 KW； G：元件的重力，單位為 N； μ：摩擦因數(shù)，一般為 ~ ； v:移動的速度，單位為m/min 考慮電動機的過負(fù)載能力 M? 和傳動效率 η，電動 機的功率表達(dá)式為：??? mvGP 60 10 3???，式中 P：電動機功率； M? ：電動機的轉(zhuǎn)矩過載倍數(shù)；η：傳動效率，機床進(jìn)給系統(tǒng)的傳動效率一般為 ~ ，其他符號含義相同。 刀架快進(jìn) 電機 的選擇 P：電動機功率，單位為 KW； G：元件的重力，單位為 N； μ：摩擦因數(shù)，一般為~ ； V:移動的速度，單位為 m/min； M? ：電動機的轉(zhuǎn)矩過載倍數(shù)；η：傳動效率，機床進(jìn)給系統(tǒng)的傳動效率一般為 ~ 為了方便計算，我們?nèi)?NG 6000? ，電機的過載能力取 在導(dǎo)軌上的靜摩擦因數(shù)經(jīng)查閱資料可知為 ，動摩擦因數(shù)為 ，傳動效率為 代入公式計算有： KWmvGP 10 33 ??? ?????? ????? 按產(chǎn)品樣本，選出大一號的電機 KWPN ? 的 Y 系列電機 29 1 01 0 0 00 ??? MNnn ? 所選電機的啟動轉(zhuǎn)矩： ???? nPM NMst ? 電機的額定轉(zhuǎn)差率： 1000 910100000 ????? n nnS NN 負(fù)載 轉(zhuǎn)矩： ? ? ? ? 00 ????? ?????? NMr SsGvM ?? ? str MM ?0 再取大一號的電機 4 01 0 0 0 ???? MNN nnP ? 則 ???? nPM NMst ? str MM ?0 再取大一號的電機： ??? MNN nP ?代入公式并計算得?stM 則 0rst MM ? 所以取 6112 ?MY 電機 橫梁升降電機的選擇 橫梁升降同屬于短時工作制的電機，我們?nèi)〉都苤?10000N，移動速度 20m/min，在導(dǎo)軌上的靜摩擦因素為 ，動摩擦因素為 ，傳動效率為 ，電動機的轉(zhuǎn) 速為1350~1450r/min。 切削力和切削功率可用經(jīng)驗公式進(jìn)行計算： hlkkF p ?? 式中 F：切削力，單位為 N； pk ：工件的材質(zhì)參數(shù)，見表 2— 1； ?k ：實際前傾角參數(shù)， α 為被加工工件與刀刃前傾面的夾角， 見表 2— 1； h：切削平均深度，單位為 mm，見表 2— 1； l：實際進(jìn)行切削時的刀刃長度，單位為 mm，見表 2— 1。對電網(wǎng)而言，它會引起較大的線路壓降，特別是電源容量較小時，電壓下降太多，會影響接在同一電源上的其他負(fù)載，例如影響到其他異步電動機的正常運行甚至停止運轉(zhuǎn)；對電動機本身而言，過大的啟動電流將在繞組中產(chǎn)生較大的損耗，引起繞組發(fā)熱，加速電動機繞組絕緣老化，且在大電流沖擊下，電動機繞組端部受電動力的作用，有發(fā)生位移和變形的可能，容 易照成短路事故。一般在有獨立變壓 器供電的情況下，若電動機啟動頻繁，則電動機功率小于變桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)論文專用紙 第 12 頁 共 47 頁 壓器容量 20%時允許直接啟動；若電動機不經(jīng)常啟動，則電動機功率小于變壓器容量的30%時也允許直接啟動。這適用于運行時定子繞組接成三角形的情況。這種啟動方法的缺點是變壓器的體積大、重量重、價格高、維修麻煩，且啟東市自耦變壓器處于過電流狀態(tài)下運行，因此，不適用于啟動頻繁的電動機。對電路和電氣設(shè)備有短路、過載、漏電和失（欠）壓的保護作用。 KM5 主要對 M4 進(jìn)行控制，而 M4 的額定電流為 ，控制回路電源為 220V，需要主觸點 3 對，輔助觸點 3 對（ 1 對常開， 2 對常閉），所以， KM5 選 CJ2O10 型接觸器。斷電延時：接受輸入信號時，瞬時產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號；當(dāng)輸入信號消失后，延遲一定的時間，輸出才復(fù)原。根據(jù)計算選型得出橫梁升降電機的型號為 Y112M— 4，額定功率為 ，額定電流為 ，當(dāng)電機啟動時啟動電流不會對電網(wǎng)造成沖擊，因此橫梁升降電機的啟動方式為直接啟動，橫梁升降電機需要實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的功能，如圖所示為橫梁升降電機電路。 油泵電機 2M ：供給機床工作臺潤滑油和液壓裝置的壓力油。 3SQ 、 4SQ 分別為右刀架左運動的極限保護、右刀架右運動的極限保護行程開關(guān)。它“易于擴展其功能”，它的程序能根據(jù)控制對象的不同要求，讓使用者“可以編制程序”。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。集中輸出的方式。 ② 梯形圖中左右兩邊的豎線表示假想的邏輯電源。所以在設(shè)計程序的時候使用了較多的經(jīng)典電路。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)論文專用紙 第 23 頁 共 47 頁 油泵電機控制程序 油泵電機是一臺隨系統(tǒng)啟動而啟動的電機，在機床運行時油泵電機啟動為機床提供潤滑液的一臺電機，但是為了減少功耗以及不必要的浪費，我們設(shè)計油泵電機的工作方式為自動間歇運