【正文】 程設(shè)計(jì)說明書 13 I/O 接線圖 根據(jù) PLC I/O 端子的分配，畫出了 C650 臥式車床 PLC 控制系統(tǒng) I/O 接線圖如下圖 31 所示 圖 31 C650臥式車床 PLC控制系統(tǒng) I/O接線圖 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 14 PLC 控制原理圖 圖32 C650普通車床PLC控制原理圖 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 15 元器件 清單 代號(hào) 名 稱 型 號(hào) 及 規(guī) 格 用 途 數(shù)量 M1 三相交流異步電動(dòng)機(jī) JO38026 380V 905r/min 主電動(dòng)機(jī) 1 M2 三相交流異步電動(dòng)機(jī) JO38026 380V 905r/min 冷卻泵電動(dòng)機(jī) 1 M3 三相交流異步電動(dòng)機(jī) JO38026 380V 905r/min 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) 1 FU1 熔斷器 RL115 15A 主電動(dòng)機(jī)過載保護(hù) 1 FU2 熔斷器 RL115 15A M M3 短路保護(hù) 1 KM1 交流接觸器 CJ1040A 線圈電壓 220V M1 正轉(zhuǎn)接觸器 1 KM2 交流接觸器 CJ1040A 線圈電壓 220V M1 反轉(zhuǎn)接觸器 1 KM3 交流接觸器 CJ1040A 線圈電壓 220V 短接制動(dòng)按鈕 1 KM4 交流接觸器 CJ1075A 線圈電壓 220V 控制 M2 1 KM5 交流接觸器 CJ1040A 線圈電壓 220V 控制 M3 1 FR1 熱繼電器 JR1060 M1 過 載保護(hù) 1 FR2 熱繼電器 JR1010 *14 M2 過載保護(hù) 1 SB1 按鈕 黑色 M1 正轉(zhuǎn) 1 SB2 按鈕 黑色 M1 反轉(zhuǎn) 1 SB3 按鈕 黑色 M1 停止 1 SB4 按鈕 黑色 M1 點(diǎn)動(dòng) 1 SB5 開關(guān) 黑色 M2 起動(dòng)停止 1 SB6 按鈕 黑色 快速移動(dòng)電機(jī) 1 KS1 速度繼電器 LA2 紅色 反接制動(dòng) 1 KS2 速度繼電器 LA1911J 紅色 反接制動(dòng) 1 TA 電流互感器 100/5A 1 表 32 元器件清單 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 16 第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的梯形圖程序設(shè)計(jì) ⑴ 車床正反向工作及反接制動(dòng)過程 該控制程序步驟為：按下 SB3， 導(dǎo)通， 動(dòng)作， KM3 吸合短接電阻 R，同時(shí) 動(dòng)作， 動(dòng)作， KM1 吸合，主電動(dòng)機(jī) M1 正轉(zhuǎn)起動(dòng)運(yùn)行，開始車削加工。為實(shí)現(xiàn) C650 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 12 車床上述的電氣控制要求，所以 PLC 可以選擇西門子公司的 S7 200 系列。 ⑸ PLC 電源的 選擇 電源是 PLC 干擾引入的主要途徑之一，因此應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)電源以助于提高 PLC 控制系統(tǒng)的可靠性。在主電動(dòng)機(jī)正向或反向啟動(dòng)后，時(shí)間繼電器 KT（ 12 區(qū)）通電，延時(shí)開始，延時(shí)時(shí)間尚未到 時(shí)，電流表 A（ 3 區(qū)）被時(shí)間繼電器 KT（ 12 區(qū)）延時(shí)常閉觸點(diǎn)（ 3區(qū)）短路，延時(shí)時(shí)間到后，電流表開始指示（監(jiān)測(cè)主電動(dòng)機(jī)繞組電流）。 這樣，主電動(dòng)機(jī) M1 主電路即串入限流電 阻 R 進(jìn)行反接制動(dòng)，強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)迅速停止，正向轉(zhuǎn)速很快就降下來，當(dāng)降到（ n 100r/min） 很低時(shí)，速度繼電器 KS 的正向常開觸點(diǎn) KS1（ 1723）復(fù)位斷開，這樣就切斷了上面的 KM2 線圈通路，其相應(yīng)的主觸點(diǎn)復(fù)位，電動(dòng)機(jī)斷電，則正向反接制動(dòng)結(jié)束。另一方面，當(dāng) SB3 尚未松開時(shí)，由于 KA 的另一個(gè)常開輔助觸點(diǎn)（ 913）已閉合，因而使得交流接觸器 KM1 線圈通電，其主觸點(diǎn)閉合，主電動(dòng)機(jī) M1全壓?jiǎn)?dòng)運(yùn)行。 FU3 為快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) M3 的短路熔斷器 ， KM5 為控制 M3運(yùn)行的接觸器點(diǎn)動(dòng)時(shí)運(yùn)行，故不設(shè)置熱繼電器保護(hù)。 FU1 為主電動(dòng)機(jī) M1 的短路保護(hù)熔斷器， FR1 為 M1 過載保護(hù)熱繼電器。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 6 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) C650 臥式車床控制要求 軸與進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2和溜板箱快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) M3。 通過對(duì)機(jī)床部件進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，不僅能減少重復(fù)性勞動(dòng)，而且可以快速響應(yīng)市場(chǎng)，縮短產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)周期。通過直線電機(jī)和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的應(yīng)用 ， 使機(jī)床的快速移動(dòng)速度由目前的 10～ 20m/mim提高到 60～ 80m/min，甚至高達(dá) 120m/min。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，對(duì)零件加工的精度和表面質(zhì)量的要求也愈來愈高。經(jīng)過科技人員的不斷引進(jìn)、開發(fā)、研究 , 我國(guó)大型火電站的輔助系統(tǒng)（輸煤、化水、除灰、除渣、燃油泵房、循環(huán)水泵房等）已由繼電器控制過渡到完全由 PLC 監(jiān)控。 (7) C650 在進(jìn)行車削加工時(shí)，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。 (2) C650 臥式車床通過主電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)主軸的正、反轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)時(shí)，刀架也跟著后退。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 2 圖 11 C650臥式車床結(jié)構(gòu)圖 C650 車床由主軸運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)完成切削加工，車床的主軸、冷卻泵、刀 架快速移動(dòng)均由三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。此外 PLC 可以重復(fù)使用，降低了測(cè)試經(jīng)費(fèi)。 C650 車床控制系統(tǒng)利用了西門子 STC200 系列 PLC 的特點(diǎn)，對(duì)按扭、開關(guān)等其他一些輸入 /輸出點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了車床過程的自動(dòng)化。 C650 型臥式車床簡(jiǎn)介 C650 臥式車床屬于中型車床，可加工的最大工件回轉(zhuǎn)直徑為 1020mm，最大工件長(zhǎng)度為 30000mm，它主要由床身、主軸變速箱、尾座、進(jìn)給箱、絲桿、光桿、刀架和溜板箱等組成，如圖 11。因此， C650 臥式車床溜板箱與主軸變速箱之間通過齒輪傳動(dòng)來連接，由同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。電動(dòng)機(jī)可根據(jù)使用需要，隨時(shí)手動(dòng)控制起停。為此，對(duì)火電廠輔助車間自動(dòng)控制水平提出了更高的要求。 1. 高速、高精密化高速、精密是機(jī)床發(fā)展永 恒的目標(biāo)。 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副，由于其具有各向間隙為零和非常小的滾動(dòng)摩擦，磨損小，發(fā)熱可忽略不計(jì)，有非常好的熱穩(wěn)定性，提高了全程 的定位精度和重復(fù)定位精度。采用 CAD，還可以大大提高工作效率，提高設(shè)計(jì)的一次成功率，從而縮短試制周期，降低設(shè)計(jì)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。該機(jī)床工件一次裝夾即可完成全部加工，極大地提高了效率。組合開關(guān) QS 為電源開關(guān)，將電源引入。 FU2 為冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 的短路保護(hù)熔斷器， KM4 為控制 M2 運(yùn)行的接觸器， FR2車輛與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 7 為 M2 過載保護(hù)熱繼電器。同時(shí) KA 的常閉觸點(diǎn)將停車制動(dòng)的基本電路切除。而主電動(dòng)機(jī)因慣性仍然 運(yùn)轉(zhuǎn)，因速度不可能立刻降下來（ n 100r/min） ，所以速度繼電器 KS1（ 1723）仍閉合，當(dāng) SB1（ 35）復(fù)位時(shí) —— KS1（ 1723）與控制反接制動(dòng)電路的 KA 常閉輔助觸點(diǎn)（ 717）一起接通接觸器 KM2 的線圈電路，電流通路是： TC（ 110V）→ FU5 （ 13）→ SB1 常閉觸點(diǎn)（ 35）→ FR1（ 57）→ KA常閉觸點(diǎn)（ 717