【正文】 床身：車床的主要部分。主軸在軸承上運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量，一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機(jī)床的使用價(jià)值就會(huì)降低。采用先進(jìn)的工藝設(shè)備，包括采用數(shù)控機(jī)床，已顯得越來越重要。改造后的機(jī)床在實(shí)現(xiàn)機(jī)床原有功能的基礎(chǔ)上還增加了自動(dòng)加工、自動(dòng)換刀等多種功能。西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：C650臥式車床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造摘 要 車床是機(jī)床中應(yīng)用最廣泛的一種，它可以用于切削各種工件的外圓、內(nèi)孔、端面及螺紋。此次設(shè)計(jì)從被控隊(duì)象的I/O點(diǎn)數(shù)和性價(jià)比高、綜合成本低這幾個(gè)主要原則出發(fā)，主要進(jìn)行了控制裝置選型，PLC的地址分配和用梯形圖編輯的PLC控制程序設(shè)計(jì)。對于一個(gè)企業(yè)要想在競爭激烈的市場中贏得生存，適應(yīng)當(dāng)前產(chǎn)品更新日新月異的發(fā)展，要求在最短時(shí)間生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低價(jià)的新產(chǎn)品。主軸箱中等主軸是車床的關(guān)鍵零件。尾架：裝夾錐柄工具加工、輔助加工工件的裝置。機(jī)床中除了成形運(yùn)動(dòng)、切入運(yùn)動(dòng)和分度運(yùn)動(dòng)等直接影響加工表面和質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)外，還有輔助運(yùn)動(dòng)(為成形運(yùn)動(dòng)創(chuàng)造條件的運(yùn)動(dòng)稱為輔助運(yùn)動(dòng))。它還是繼電器控制柜的理想替代物。為此，車床溜板箱與主軸之間通過齒輪來連接，所以刀架移動(dòng)和主軸旋轉(zhuǎn)都 是由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng),而刀具的進(jìn)給是通過交換齒輪箱傳給進(jìn)給箱的配合來實(shí)現(xiàn)的。為滿足工作要求，機(jī)床應(yīng)設(shè)有專用照明裝置。 選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、行程開關(guān)等） 輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件），以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等），這些設(shè)備屬于一般的電器元件。從被控制對象維護(hù)簡單和控制器性價(jià)比高、綜合成本低這幾個(gè)主要原則出發(fā)，可編程控制器（PLC）是最佳的選擇PLC 控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的比較 PLC 控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的比較主要有以下優(yōu)點(diǎn)： （1） 控制方法 電氣控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)等組成控制 邏輯，其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能較為困難。 （4） 定時(shí)和計(jì)數(shù)控制 電氣控制系統(tǒng)采用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作進(jìn)行時(shí)間控制，時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間易受 環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時(shí)精度不高。在工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中，PC 被廣泛采用為核心的控制器件。PLC的優(yōu)點(diǎn)：（1）可靠性 Plc不需要大量的活動(dòng)元件和連線電子元件。 Plc 是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)控制更簡單的編程語言和更可靠的硬件。 Plc 具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求降低。類 型功能所占點(diǎn)數(shù)(個(gè))輸入設(shè)備M1的停止按鈕1M1的點(diǎn)動(dòng)按鈕1M1的正轉(zhuǎn)按鈕1M1的反轉(zhuǎn)按鈕1M2的停止按鈕1M2的啟動(dòng)按鈕1M3的限位開關(guān)1M1的熱繼電器動(dòng)合觸電1M2的熱繼電器動(dòng)合觸電1速度繼電器正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)1速度繼電器反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)1輸出設(shè)備M1的正轉(zhuǎn)接觸器1M1的反轉(zhuǎn)接觸器1M1的制動(dòng)接觸器1M2接觸器1M3接觸器1電流表接入中間繼電器1表21 I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)三、控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)工作流程分析C650臥式車床工作流程圖如圖31所示。在第第8梯級分別設(shè)計(jì)TT2的線圈電路，它們分別由輔助繼電器M10M102的動(dòng)合觸點(diǎn)M10M102控制。例如，由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)KM1主觸點(diǎn)斷開，產(chǎn)生瞬時(shí)電弧，KM1主觸點(diǎn)仍為導(dǎo)通狀態(tài)，如果此時(shí)KM2主觸點(diǎn)閉合，就會(huì)使電源發(fā)生短路，要避免電源短路，必須在完全沒有電弧的情況下使KM2主觸點(diǎn)閉合。M102的動(dòng)合觸點(diǎn)［8］閉合，使T2得電， 秒延時(shí)，其動(dòng)合觸點(diǎn)［9］閉合，使Y1接通，接觸器KM2得電吸合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。松開SB1，即X1的動(dòng)合觸點(diǎn)X1［3］斷開， M103［3］和Y0［6］失電（由于M100、Y0 均無自鎖），KM1的主觸點(diǎn)切斷正相序電源。在反接制動(dòng)中接入輔助繼電器M103，在梯形圖中若沒有M103的話，當(dāng)車床合上電源開關(guān)后，如果有人用手轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤的話，則速度繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，那么就有可能使電動(dòng)機(jī) M1突然轉(zhuǎn)動(dòng)起來，可能發(fā)生人身事故。當(dāng)斷開電磁線圈中的電流時(shí)，磁場消失，接觸器在彈簧的作用下恢復(fù)到斷開的狀態(tài) 。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)量比較多。（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(dòng)機(jī)容許過載特性相近的反時(shí)限保護(hù)特性。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：。目前常用的按鈕開關(guān)盒為LA4系列產(chǎn)品，本次設(shè)計(jì)選擇的按鈕開關(guān)型號為LA43H。定子柄推動(dòng)觸頭的同時(shí)，也壓縮反力彈簧，其反作用阻止定子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。、輸出單元（I/O單元） I/O口單元稱為I/O接口電路，PLC程序執(zhí)行過程中需要用的各種開關(guān)量、數(shù)字量或模擬量等各種外部設(shè)備或設(shè)定量，都通過輸入電路進(jìn)入PLC。在PLC內(nèi)部電源容量允許前提下，有源輸入器件可采用PLC輸出電源，否則必須外設(shè)電源。外部負(fù)載直接與PLC輸出端子相聯(lián)，輸出電路的負(fù)載電源由用戶根據(jù)負(fù)載要求自行分配。PLC內(nèi)部有一個(gè)高質(zhì)量開關(guān)型穩(wěn)壓電源，用于對CPU、I/O單元供電，還可以為外部傳感器提供DC24V電源。2. 新建項(xiàng)目文件 在編程界面，點(diǎn)擊“文件”→ “新文件”→在出現(xiàn)的畫面中選擇與機(jī)型相對應(yīng)的PLC型號，在此選擇FX2N,然后按“確認(rèn)”。 控制系統(tǒng)的調(diào)試 M1的正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)調(diào)試M1正轉(zhuǎn)調(diào)試反轉(zhuǎn)調(diào)試轉(zhuǎn)制動(dòng)調(diào)試 M2的起動(dòng)調(diào)試M2的停止調(diào)試M3的起動(dòng)調(diào)試七、設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收獲不少,在系統(tǒng)全面總結(jié)以前所學(xué)知識(shí)的同時(shí),又學(xué)到了新的知識(shí)。并分析了其工作過程。在此，再次向在學(xué)習(xí)和生活中給予過我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)致謝。在做設(shè)計(jì)的過程中游老師不僅在整體設(shè)計(jì)方案上給我指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)的過程中也給我提出了好的意見。采用傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制，其技術(shù)落后, 可靠性差,工作效率低,故障診斷和排除困難,已嚴(yán)重影響了企業(yè)的生產(chǎn)效率，而可編程控制器是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上開發(fā)的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置,是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)的,它具有可靠性高、設(shè)計(jì)施工周期 短、維修方便,價(jià)格也很便宜等優(yōu)點(diǎn)。點(diǎn)擊“PLC”→ “傳送”→ “寫出”在彈出的“范圍設(shè)置”中輸入2000即可。由于實(shí)驗(yàn)箱中沒有熱繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)和速度繼電器的正反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)的傳感器。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該注意各類PLC輸出端子的輸出電流不能超出其額定值，同時(shí)還要注意輸出電流與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，例如FX2型PLC繼電器輸出的負(fù)載能力在電源電壓250V以下時(shí)，電阻性負(fù)載為2A/點(diǎn)；感性負(fù)載為80VA/點(diǎn)，燈負(fù)載為100W/點(diǎn)。 圖53 24V輸入接口電路(2).輸出接口電路為適應(yīng)不同負(fù)載需求，各類PLC的輸出有三種方式，即繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出。不同的是，PC產(chǎn)品的I/O單元是顧及其工作環(huán)境和各種要求而經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和制造的。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路, 存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器, 用戶存儲(chǔ)器包括用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩種，前者用于存放用戶程序，后者用來存放用戶程序執(zhí)行過程中使用NO/OFF狀態(tài)量或數(shù)值量，以生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)。一般速度繼電器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速為120r/min，觸頭復(fù)位轉(zhuǎn)速為100r/min以下。1——轉(zhuǎn)子2——電動(dòng)機(jī)軸3——定子4——籠型繞組5——定子柄6——?jiǎng)佑|頭7——反力彈簧8——靜觸頭圖32 速度繼電器結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)子是一塊固定在軸上的永久磁鐵。一般選取的原則為允許通過的電流大于或等于電路的額定電流，按此選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)。選型原則：應(yīng)根據(jù)被保護(hù)對象的使用條件、工作環(huán)境、啟動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)，電動(dòng)機(jī)的形式以及電動(dòng)機(jī)允許的過載能力等加以考慮。（1）熔斷器熔斷器在電路中主要作短路保護(hù)和嚴(yán)重過載保護(hù)，用于保護(hù)線路。 它用于在控制電路中傳遞中間信號。在功能上除了能自動(dòng)切換外，還具有刀開關(guān)類手動(dòng)開關(guān)所不能實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)距離操作功能和失壓（或欠壓）保護(hù)功能。圖42 M1點(diǎn)動(dòng)及反轉(zhuǎn)控制梯形電動(dòng)機(jī)M1的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行動(dòng)作順序如下電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)停車反接制動(dòng)控制動(dòng)作順序如下所示電動(dòng)機(jī)M1的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動(dòng)的設(shè)計(jì)按動(dòng)一下停止按鈕SB0，X0失電，◎X0［2］斷開，M2［2］失電，M2［3］斷開，不執(zhí)行MC N0～MCR N0之間的程序；同時(shí)X0［1］閉合，使M103線圈導(dǎo)通并自鎖。這里使用了MC（主控指令）和MCR（主控復(fù)位指令）。在梯形圖中，定時(shí)器T1與T2用來控制正、反轉(zhuǎn)切換的延時(shí)時(shí)間（），待電弧熄滅之后，再接通反方向接觸器。在第Y2［10］線圈電路中，串接有M10M102的動(dòng)合觸點(diǎn)M10M102的并聯(lián)支路，因此只有輔助繼電器M101或M102得電，輸出繼電器Y2得電，才能使KM3得電吸合，短接電阻R。 PLC輸入輸出線路設(shè)計(jì) PLC輸入輸出線路設(shè)計(jì)如圖32所示。 操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變量十分容易。程序的輸入直接可接顯示，更 改程序的操作也可以直接根據(jù)所需要的地址編號或接點(diǎn)號進(jìn)行搜索或程序?qū)ふ遥?然后進(jìn)行更改。 例如：冗余的設(shè)計(jì)。特別是在數(shù)控機(jī)床及大量的機(jī)床改造和老設(shè)備改造中，PLC 應(yīng)用極廣。PLC 還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時(shí)顯示給 操作人員，并能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場的調(diào)試和維護(hù)提供了方便。 （2） 工作方式 在繼電器控制電路中，當(dāng)電源接通時(shí)，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)，即該吸 合的繼電器都同時(shí)吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱 為并行工作方式