【正文】 通過本次設(shè)計，使我進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)充專業(yè)課的基本理論和基本技能。 ⑵ 輸出指令 輸出指令與線圈相對應(yīng)，驅(qū)動線圈的觸點電路接通時，線圈流過 “能流 PLC 控制梯形圖 車床的 PLC 控制設(shè)計 –17– 車床的 PLC 控制設(shè)計 –18– 5 系統(tǒng)調(diào)試 在調(diào)試前我們需要對線路進(jìn)行檢查 ， 按照接線圖檢查電源線和接地線是否可靠，主線路和控制線路連接是否正確，絕緣是否良好，各開關(guān)是否處于 “0”位，插頭和各插接件是否全部插緊；檢查工作臺等部件的位置是否合適，防止通電時發(fā)生 失誤 。 ⑴ 輸入刷新階段 在輸入刷新階段， CPU 掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。當(dāng)電動機(jī)正向轉(zhuǎn)動時，速度繼電器 KS 的動合觸點 KS2 閉合，制動電路處于準(zhǔn)備狀態(tài)，壓下停車按鈕 SB1，切斷控制電源， KM KM KA 線圈均失電，此時控制反接制動電路工作與不工作的 KA 動斷觸點恢復(fù)原狀閉合，與 KS1觸點一起，將反向起動交流接觸器 KM2 的線圈電路接通，電動機(jī) M1 接入反向序電流，反向起動轉(zhuǎn)矩將平衡正向慣性轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩，強(qiáng)迫電動 機(jī)迅速停車。為防止電流表被起動電流沖擊損壞，利用時間繼電器 KT 的延時動斷觸點，在起動的短時間內(nèi)將電流表暫時短接掉；第三部分為一串聯(lián)電阻控制部分，交流接觸器 KM3的主觸點控制限流電阻 R 的接入和切除， 在進(jìn)行點動調(diào)整時， 為防止連續(xù)的起動電車床的 PLC 控制設(shè)計 –10– 流造成電動機(jī)過載，串入限流電阻 R，保證電路設(shè)備正常工作。 對車床的電氣控制要求是，車床加工工件時，首先由主軸上的夾頭夾緊工件，然后由主電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，待冷卻液噴流到加工位置后，再進(jìn)刀進(jìn)行切削加工。熔斷器的熔體串接于被保護(hù)的電路中，熔斷器以自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，從而自動切斷電路， 實現(xiàn)短路保護(hù)及過載保護(hù)。 ⑶ 保證控制系統(tǒng)安全可靠。該機(jī)床還配置有強(qiáng)動力刀架和副主軸。 車床的 PLC 控制設(shè)計 –4– 直線電機(jī)驅(qū)動速度高，加減速特性好，有優(yōu)越的響應(yīng)特性和跟隨精度。 用 PLC 控制改造其繼電器控制電路 , 可靠性高、邏輯功能強(qiáng)、體積小，降低了設(shè)備故障率 , 提高了設(shè)備使用效率 , 運(yùn)行效果良好。 4．采用電流表檢測電動機(jī)負(fù)載情況。因此，以 PLC 取代常規(guī)的繼電器， 可提高工作性能，并且 達(dá)到 車 床的控制 要求 。 3．快速移動電動機(jī) M3。 PLC 在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 PLC 是先進(jìn)的工業(yè)化國家通用的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制設(shè)備，在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大技術(shù)支柱(PLC,CAD/CAM,ROBOT) 之一， 可編程邏輯控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的一種數(shù)字運(yùn)算操作電子 系統(tǒng)。另一方面，電主軸和直線電機(jī)的成功應(yīng)用，陶瓷滾珠軸承、高精度大導(dǎo)程空心內(nèi)冷和滾珠螺母強(qiáng)冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導(dǎo)軌副等機(jī)床功能部件的面市，也為機(jī)床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。通過功能的復(fù)合化，可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍、提高效率，實現(xiàn)一機(jī)多用、一機(jī)多能，即一臺數(shù)控車床既可以實現(xiàn)車削功能，也可以實現(xiàn)銑削加工；或在以銑為主的機(jī)床上也可以實現(xiàn)磨削加工。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計原則 ⑴ 最大限度地滿足被控對象的控制要求。 ⑵ 中間繼電器 中間繼電器是最常用的 繼電器之一，它的結(jié)構(gòu)和接觸器的基本相同，只是電磁系統(tǒng)小些，觸點多一些。主電動機(jī)功率為 30kw，為提高工作效率， 該機(jī)床采用了反接制動。 圖中 主要 分為主電路， 冷卻 電路， 快速移動 電 路等 三 部分 。 (2)主電動機(jī)反接制動控制電路 由圖 32 中主電動機(jī)反接制動控制電路可知， C650 型臥式車床采 用反接制動的方式進(jìn)行停車制動 ，停車按鈕按下后開始制動過程。由此可見， PLC 的基本結(jié)構(gòu)有控制部分輸入和輸出組成。 ⑽ 監(jiān)控功能 監(jiān)控功能是指 PLC 能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的進(jìn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報警和記錄，甚至自動終止運(yùn)行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時器、記數(shù)器等設(shè)定值或強(qiáng)制 I/O 狀態(tài)。同時，由于 PLC 的高可靠性，輸入輸出部分還有信號指示，不僅 使電氣故障次數(shù)大大減少，而且還給準(zhǔn)確判斷電器故障的發(fā)生部位提供了很大的方便。 車床的 PLC 控制設(shè)計 –21– 致 謝 三年的大學(xué)生活即將拉上帷幕，這是大學(xué)期間最后 一次設(shè)計， 此次設(shè)計的主要目的是培養(yǎng)我們運(yùn)用所學(xué)理論知識和專業(yè)知識來分析和解決電氣控制技術(shù)中出現(xiàn)的一系列問題，它不僅體現(xiàn)了我們對設(shè)計的思想，更重要的是使我學(xué)會了在今后設(shè)計過程中的一般步驟和方法。如果一切正常，便可合車床的 PLC 控制設(shè)計 –19– 上總電源開關(guān) SB1，并用萬用表測量電源能供到的各支路終端的電壓是否正常。 ⑶ 輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動外部相應(yīng)執(zhí)行元 件工作，這才形成 PLC 的實際輸出。反接時的反接制動工作過程與此相似，此時反接狀態(tài)下， KS1 觸點閉合，制動時，接通交流接觸器 KM1 的線圈電路，進(jìn)行反接制動。 為保證電路的正常運(yùn)行，主電路中還設(shè)置了 熔斷器保護(hù)環(huán)節(jié)和熱繼電器的過載保護(hù)環(huán)。主運(yùn)動由主電動機(jī) M1 完成，為了保證啟動平穩(wěn)，采用 Y/Δ降壓啟動方式。 三相異步電動機(jī)在實際運(yùn)行中，常會遇到因電氣或機(jī)械原因等引起的過電流 (過載和斷相 )現(xiàn)象，如果過電流不嚴(yán)重，持續(xù)時間短，繞組不超過允許溫升，這種過電流是允許；如果過電流情況嚴(yán)重，持續(xù)時間較長，則會加快電動機(jī)絕緣老化，甚至?xí)龤щ妱訖C(jī)，因此，在 電動機(jī)回路中應(yīng)設(shè)置電動機(jī)保護(hù)裝置。系統(tǒng)輸入部分由所有行程開關(guān)、方式選擇開關(guān)、控制按鈕等組成。 2 系統(tǒng)總設(shè)計 車床的 PLC 控制設(shè)計 –5– PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計基本內(nèi)容 PLC 控制系統(tǒng)是由 PLC 與用戶輸入、輸入設(shè)備連接而成的，用以完成預(yù)期的控制目的與相應(yīng)的控制要求。通過直線電機(jī)和直線滾動導(dǎo)軌副的應(yīng)用，可使機(jī)床的快速移動速度由目前的 10～ 20m/mim提高到 60～ 80m/min，甚至高達(dá) 120m/min。經(jīng)過科技人員的不斷引進(jìn)、開發(fā)、研究 , 車床的 PLC 控制設(shè)計 –3– 我國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。 傳統(tǒng)的機(jī)床控制系統(tǒng)是硬連線方式的繼電一接觸器控制系統(tǒng)， 但 該系統(tǒng)連線復(fù)雜，體積大，可靠性差，自動化水平低，難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。 經(jīng)反復(fù)調(diào)試， 該項技術(shù)可推廣應(yīng)用于自動化其他領(lǐng)域的控制 系 統(tǒng) 中 ， 系統(tǒng)運(yùn)行情況良好， 車削 精度更高 。 2．電動機(jī) M2 拖動冷卻泵。在控制方法上，主要是從手動到自動控制；在控制功能上，是從簡單的控制設(shè)備到復(fù)雜的控制系統(tǒng)；在操作方式上，由笨重到輕巧；在控制原理上，從有觸點的繼電接觸式控制系統(tǒng)到以計算機(jī)為核心的“軟”控制系統(tǒng)。 1. 高速、高精密化 高速、精密是機(jī)床發(fā)展永恒的目標(biāo)。采用 CAD，還可以大大提高工作效率，提高設(shè)計 的一次成功率，從而縮短試制周 期，降低設(shè)計成本，提高市場競爭能力 。 ⑷ 根據(jù)控制要求基本確定 I/O 點數(shù)和模擬量通道數(shù)，進(jìn)行 I/O 初步分配，繪制I/O 接線圖 ⑸ 程序設(shè)計主要包括繪制控制系統(tǒng)流程圖、設(shè)計梯形圖、語句表程序，控制程序是控制整個系統(tǒng)工作的核心條件，是保證系統(tǒng)工作正常，安全、可靠的關(guān)鍵。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)。 ⑵ 控制按鈕 控制按鈕在控制電路中常用作遠(yuǎn)距離手動控制接觸器、繼電器等有電磁線圈的電路，也可用于電器連鎖等電路中。主電動機(jī)停車時 ,由于加工工件轉(zhuǎn)動慣量較大 ,需采用反接制動。反向直接起動控制過程與其相同，只是起動按鈕為 SB4。主要包括中央處理單元 CPU、存儲器 RAM 和 ROM、輸入輸出接口電路、電源、I/O 擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口等 。 ⑺ 擴(kuò)展功能 擴(kuò)展功能是指通過連接輸入輸出擴(kuò)展單元（即 I/O 擴(kuò)展單元）模塊來增加輸入輸出點數(shù)，也可通過附加各種智能單元及特殊功能單元來提高 PLC 的控制功能。 此控制程序設(shè)計能夠滿足控制系統(tǒng)的要求。 此次畢設(shè) 在設(shè)計過程中得到了 宼鵬德老師 的精心指導(dǎo) ， 在 畢業(yè)設(shè)計期間 ， 宼鵬德指導(dǎo)教師給予了我很大的幫助和支持，在此，我表示由衷的感謝， 我在這次設(shè)計 中收獲很多東西。各部分都正確無誤的情況下進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)。 ⑶ 數(shù)據(jù)處理功能 車床的 PLC 控制設(shè)計 –15– 數(shù)據(jù)處理功 能是指 PLC 能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼等操作。 開關(guān) SA 可控制照明燈 EL， EL 的電壓為 36V 的安全照明電壓。各部分控制電路分析如下。進(jìn)給運(yùn)動有步進(jìn)電機(jī) M3 拖動刀架快速移動，根據(jù) C650臥式車床運(yùn)動情況及加工需要 ,本