【正文】 比較常見。根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求，如需要完成的動作（動作順序，必需的保護和聯(lián)鎖等），操作方式（手動，自動，點動，連續(xù)等）。 主軸應(yīng)能迅速停車 迅速停車可以縮短輔助時間，提高工作效率，為使迅速停車，電動機必須采 取制動。 冷卻電動機 M2：用以加工時提供冷卻液，采用直接起動、單向運行、連續(xù)工作方式。但是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，所以當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r，原有的接線和控制柜就要改接或更改，通用性和靈活性較差。 主運動和進給運動是形成被加工表面形狀所必需的運動，稱為機床的表面成形運動。車床必須具備下列運動。絲杠是專門用來車削各種螺紋而設(shè)置的，在進行工件的其他表面車削時，只用光杠，不用絲杠。 因此，我選擇對經(jīng)典的 C650 臥式車床電氣控制系統(tǒng)進行關(guān)于 PLC 的改造，由于我們的水平有限，時間倉促，設(shè)計中難免有錯誤和不足之處，懇請老師批評指正。國外舊機床改造費用大約為同類型新機床價格的 60 倍 ，盡管費用較高，但由于機床改造后使用效果好，所以仍然受到機床用戶的歡迎。為滿足加工的需要，主軸的旋轉(zhuǎn)運動有時需要正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，這個要求一般是通過改變主軸電動機的轉(zhuǎn)向或采用離合器來實現(xiàn)的。有的為了提高效率，刀 架的快速運動由一臺進給電動機單獨拖動 。隨著科學(xué)生產(chǎn)力的發(fā)展，機床設(shè)備數(shù)控化率的提高已是衡量一個國家機械制造業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。 作者： 張原雪 2021 年 8 月 9 日 一、 項目介紹 概述 C650 車床用的是通過電器設(shè)備控制液壓系統(tǒng)，再有液壓系統(tǒng)操縱離合器、剎車器，以控制主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止運動。同學(xué)們要結(jié)合溜板箱的內(nèi)容區(qū)分光杠與絲杠的 區(qū)別。 (1) 工件的旋轉(zhuǎn)運動。此外，機床上還有一些其他運動，如切入運動和分度運動。 但可編程序控制器（ PLC）以其完善的功能，很強的通用性，體積少及高可靠性等特點在各工礦企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。 快速移動電動機 M3：單向點動、短時工作方式。車床主軸電動機的制動方式有兩種，一種是機械制動（例如機械摩擦的 離合器制動） ， 另一種是電氣制動（例如能耗制動和反接制動）， C650 臥式車床 主軸電動機的制動方式用反接制動。根據(jù)控制要求確定系統(tǒng)控制方案，進行系統(tǒng)的總體設(shè)計。但這種控制方式存在著設(shè)備體積大、動作速度慢、功能少而固定、可靠性差、難于實現(xiàn)較復(fù)雜的控制的缺點，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)， 接線復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝改變時，原有的接線和控制盤就要更換，缺乏通用性和靈活性。而 PLC 的用戶程序按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各繼電器都處于周期性循 環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個繼電器的動作次序決定于程序掃描順序，這種工作 方式稱為串行工作 方式。 方案的選擇與論證 電氣系統(tǒng)改造為 PLC 控制的意義 傳統(tǒng)的繼電器 — 接觸器控制系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡單、容易掌握、價格便宜，在一定的范 圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中曾占主導(dǎo)地位，但是繼電器 — 接 觸器控制有著明顯的缺點：設(shè)備體積大、壽命短、可靠性差、動作速度慢、功能少、程序不可變；因此對于程序固定，控制過程不太復(fù)雜的系統(tǒng)還是適合的。 方案的選擇 C650 普通車床屬于中型車床，用于切削工件外圓、內(nèi)孔和端面等。斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復(fù)。 Plc 有多種程序設(shè) 計語言可供使用。 以上特點使用 plc 控制系統(tǒng)具有可靠性高， 程序設(shè)計方便靈活， 抗干擾能力強， 運行穩(wěn)定等諸多優(yōu)點今后 plc 控制系統(tǒng)還會 得到更廣泛的使用。 圖 32 PLC 輸入輸出線路設(shè)計簡圖 四、控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 系統(tǒng)程序流程分析 電動機 M1 由接觸器 KM1～ KM3 控制， PLC 中控制 KM1～ KM3 的輸出繼電器分別為 Y0～ Y2。 這樣得到電動機正、反轉(zhuǎn)控制梯形圖 如圖 41 所示。 圖 41 電動機的正反轉(zhuǎn)控制梯形 假定 M1 在正轉(zhuǎn)，即 Y0 為接通，現(xiàn)在要反轉(zhuǎn)，按反轉(zhuǎn)按鈕 SB3，輸入繼電器X3 得電， X3 的動合觸點閉合，使反向輔助繼電器 M102 得電并自鎖。 點動控制是在接觸器 KM2 和 KM3 不動作（即輸出繼電器 Y1 和 Y2 的動斷觸點◎ Y1［ 3］、◎ Y2［ 3］閉合）的情況下，按點動按鈕 SB1，輸入繼電器 X1 得電，其動合觸點 X1［ 1］、 X1［ 3］閉合，使輔助繼電器 M103［ 1］和 M100［ 3］得電，而且 M103 自鎖。假設(shè)停車之前電動機 M1 為正轉(zhuǎn)，速度繼電器正轉(zhuǎn)動合觸點 KS1 仍閉合， X11 仍得電， X0［ 1］仍閉合。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，從而起到保護作用。一般原則是使熱繼電器的安秒特性位于電動機的過載特性之下，并盡可能地接近，以充分發(fā)揮電動機的過載能力，同時使電動機在短時過載和啟動瞬間 [(5～ 6)Ie]不受影響。常用的產(chǎn)品有： HZ HZ10 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。用戶存儲器內(nèi)容由用戶根據(jù)控制需要可讀可寫，可任意修改、刪除。通用計算機則要求擁護根據(jù)使用條件自行開發(fā)，其可靠性、抗干擾能力往往達不到系統(tǒng)要求。繼電 器輸出最常用，適用交直流負(fù)載，其特點是帶負(fù)載能力強，但動作頻率和響應(yīng)速度慢。 4. 電源單元 PLC 對供電電源要求不高，可直接采用普通單相交流電。因此我把 M1 的熱繼電器的動合觸點 FRM2 的熱繼電器的動合觸點 FR2 和速度繼電器的正轉(zhuǎn)觸點 KS速度繼電器的反轉(zhuǎn)觸點 KS2 分別用兩個按鈕和兩個開關(guān)代替。 6. 遙控運行 /停止 程序參數(shù)下載到 PLC 后，在編程界面點擊“ PLC”→ “遙控運行 /停止”，在彈出的遙控運行 /停止命令窗口中選擇“運行”或“停止”。 因而用 PLC 改造其繼電 器 接觸器成了一種必然的選擇。平時，游老師還在百忙之中抽出時間為我們輔導(dǎo)。 感謝老師耐心的講解，感謝同學(xué)們的支持和幫助。詳細(xì)介紹了電動機的正反轉(zhuǎn)控制、電動機的正轉(zhuǎn)點動控制及其反接制動控制、電動機的正反轉(zhuǎn)運行的反接制動控制等的設(shè)計。進行程序運行狀態(tài)監(jiān)控界面 。 調(diào)試軟件的操作如下所述： 1. 打開編程軟件 點擊“開始”→ “所有程序”→ “ MELSECF FX Applications”→ “FXGP_WIN C” 。也有用直流 24V 供電。晶閘管輸出使用交流負(fù)載，響應(yīng)速度快，帶載能力不大。外部輸入器件可以是無源觸點，如按鈕、行程開關(guān)、主令開關(guān)等，也可以是有源器件，如各類傳感器、集電極開路的晶體管接近開關(guān)、光電開關(guān)等。他在 PLC 技術(shù)指標(biāo)中的內(nèi)存容量系指用戶存儲器容量，是 PC 等級的一項重要指標(biāo)；系統(tǒng)存儲器用于固化 PLC 生產(chǎn)廠家編寫的各種系統(tǒng)工作程序，相當(dāng)于單片機的監(jiān)控程序或個人計算機的操作系統(tǒng)，在很大程度上他決定該種 PC 的 性能和質(zhì)量，用戶無法更改或調(diào)用。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。籠型繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子隨轉(zhuǎn)子向轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn)動方向偏擺，定子柄推動相應(yīng)觸頭動作。 （ 2）按鈕開關(guān)盒 按鈕開關(guān)（簡稱按鈕）又稱控制按鈕，是一種接通或斷開小電流電路的手動開關(guān)電器，一般不直接去控制主電路的通斷，而在控制電路中發(fā)出啟動或停止“命令”以遠(yuǎn)距離控制接觸器、繼電器、電磁啟動器等電器線圈電流的接通或斷開，再由它們?nèi)タ刂浦麟娐贰Ｕ娏饕话銥殡妱訖C額定電流的 ～ 倍（或按經(jīng)驗公式整定， 2 PN 整定， PN為電動機功率 ） 。則主軸電機電路熔斷器選取型號為 :RL1100/、快進電機電路熔斷器選取型號分別為： RL115/ RL115/ RL115/2。它一般是沒有主觸點的，因為過載能力比較小。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通入交流電時，會產(chǎn)生很強的磁場使裝在線圈中心的靜銜鐵吸動動銜鐵，當(dāng)兩組銜鐵合攏時，安裝在動銜鐵上的動觸點也隨之與靜觸點閉合，使電氣線路接通。 反轉(zhuǎn)時的反接制動類同正轉(zhuǎn)，不同的是采用 KS2（ X12）、 T4 和 Y0 來控制。由于 M100得電，其動合觸點 M100［ 6］閉合，輸出繼電器 Y0［ 6］得電，使 KM1 動作，電動機 M1 串電阻 R 正向運轉(zhuǎn)。 T1 的動合觸點［ 6］斷開，使 Y0 失電，接觸器 KM1 失電釋放，電動機正轉(zhuǎn)停止運行。在切換時，必須防止電源相間短路。 在第 Y0［ 6］、 Y1［ 9］線圈電路中，分別串 Y Y0 的動斷觸點◎ Y0，◎ Y1實現(xiàn)互鎖；還分別串聯(lián)有定時繼電器 T T2 的動合觸點 T T2，以控制 Y0、Y1 延時啟動。 圖 21 C650 臥式車床電氣控制原理圖 統(tǒng)計 I/O 點數(shù) ，見表 21。容易 掌握和理解。它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一般 不容易發(fā)生操作的錯誤。主軸由三相異步電動機拖動，進給是由主軸運動經(jīng)齒輪傳 給進給箱來實現(xiàn)的，為減少輔助工作時間，刀架由一臺三相異步電動機單獨拖動，實現(xiàn)刀 架的快速移動，另外用一臺交流電動機拖動冷卻泵，用以實現(xiàn)切削時刀具的冷卻，其具 體的改造方案為： 原車床的工藝加工方法不變； 在保留主電路的原有元件的基礎(chǔ)上 ,不改變原控制系統(tǒng)電氣操作方法； 電氣控制系統(tǒng)控制元件包括 ( 按鈕 . 行程開關(guān) . 熱繼電器 . 接觸器 )，作用與原電 氣線路相同； 主軸和進給起動 . 制動 . 低速 . 高速和變速沖動的操作方法不變； 改造原繼電器控制中的硬件接線，改為 PLC 編程實現(xiàn)。但可編程序控制器（ PLC）以其完善的功能，很強的通用性，體積少及高可靠性等特點 在各工礦企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。而 PLC 時通過 程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時間 在微秒級，且不會出現(xiàn)觸點抖動問題。此新型工業(yè)控制器應(yīng)該既有電接觸器簡單易懂、使用方便、價格低的特點又有功能完善、通用性好、靈活性好的優(yōu)點。選擇 PLC，應(yīng)包括機型的選擇 、 I/O 模塊的選擇等。 機床各電 路應(yīng)有必要的保護及照明等電路 為防止機床電路發(fā)生漏電、過載、短路等故障，主電路、控制電路應(yīng)裝上自 動空氣開關(guān)、漏電開關(guān)及熱繼電器等電氣元件，電路的相應(yīng)環(huán)節(jié)具有聯(lián)鎖功能， 機床外殼要接地。 C650 車床的控制具體要求 軸轉(zhuǎn)速和進給速度可調(diào) , 車削加工時，由于工件的材料、尺寸、工藝要求、加工方式、冷卻條件及刀 具種類不同， 切削速度應(yīng)不同， 因此要求主軸轉(zhuǎn)速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)； 加工螺紋時， 要求保證工件的旋轉(zhuǎn)速度與刀具的移動速度之間具有嚴(yán)格的比例關(guān) 系。它既可組成功能齊全的自控系統(tǒng)控制整個工廠的運行，亦可單獨使用作單機自動控制。為了減輕工人的勞動強度和節(jié) 省空行程，