【文章內(nèi)容簡介】 各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等等。S7200系列PLC可提供5個不同的基本型號的8種CPU可供使用。如表31所示在選用PLC上，考慮到只是對C650型車床做電器部分的改造，輸出端口需要6個，輸入端口需要13個。改造后的程序只143字節(jié)，內(nèi)容小于4千字節(jié)。而且并不通過網(wǎng)絡(luò)或其他方式做遠程控制。因此，考慮到經(jīng)濟，實用，穩(wěn)定等方面因素。我們決定選用SIMATIC S7200 系列的S7—224CN 作為本次設(shè)計的PLC。表31 S7200 CN系列PLC CPU模塊的技術(shù)規(guī)范及特性描述CPU221CPU222CNCPU224CNCPU224XP CNCPU226CN尺寸（mm）908062806214080621968062數(shù)字量I/O6輸入/4輸出8輸入/6輸出14輸入/10輸出24輸入/16輸出模擬量I/O無2輸入/1輸出無擴展I/O模塊無27數(shù)字I/O映像256（128輸入/128輸出）電容后備50h（40℃時最少8h）100h（40℃時最少70h）數(shù)據(jù)存儲器2KB8KB10KB程序存儲器4KB8KB/12KB12KB/16KB16KB/24KB模擬電位器1個8位分辨率2個8位分辨率執(zhí)行速度通信接口1個RS485接口2個RS485接口卡選項存儲器、電池和實時時鐘存儲器、電池（實時時鐘內(nèi)置）高速計數(shù)器單相兩相4個 30kHZ2個20kHZ6個30kHZ4個20kHZ4個30kHZ，2個200kHZ3個，每個20kHZ，1個100kkZ6個30kHZ4個20kHZ脈沖輸出（DC）2個20kHZ2個100kHZ2個20kHZ 電動機選擇本次畢業(yè)設(shè)計使用PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的邏輯控制線路部分，其余基本無變化。電動機亦保留原有主軸電機、冷卻泵電機、快進電機，詳見表32。表32 主軸電機、快進電機、冷卻泵電機參數(shù)表參數(shù)主軸電機冷卻泵電機快進電機型 號Y255M6Y26312Y90L2額定電壓AC 380V 50HzAC 380V 50HzAC 380V 50Hz額定電流（A）額定功率（KW）30額定轉(zhuǎn)速98027302840功率因數(shù)絕緣等級BEE 其它元器件的選擇 交流接觸器的選擇交流接觸器是一種頻繁應(yīng)用于工業(yè)電氣控制，并用按鈕或其他方式來控制其通斷的自動切換電器。在功能上除了能自動切換外，還具有刀開關(guān)類手動開關(guān)所不能實現(xiàn)的遠距離操作功能和失壓（或欠壓）保護功能。其生產(chǎn)方便，價格低廉，應(yīng)用十分廣泛。交流接觸器由電磁機構(gòu)，觸點系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、釋放彈簧機構(gòu)、輔助觸點及基座等部分組成。其原理是當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。當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到斷開的狀態(tài) 。 在工業(yè)電氣中，常用交流接觸器的型號有CJX8(B系列)CJ1CJCJT1(CJ10)、CJX1(3TB、3TF系列)、CJSMC等系列產(chǎn)品。在這次控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計中，采用了CJ20系列的交流接觸器，其額定電流應(yīng)在控制電流的1～, 在此控制主軸電機的KMKMKM，選取交流接觸器型號為：CJ20—63，線圈電壓220V；控制冷卻泵電機KM1和控制快進電機的KM2選取交流接觸器型號為：CJ20—10，線圈電壓220V。 中間繼電器的選擇中間繼電器用于繼電保護與自動控制系統(tǒng)中，以增加觸點的數(shù)量及容量。 它用于在控制電路中傳遞中間信號。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。所以，它只能用于控制電路中。它一般是沒有主觸點的，因為過載能力比較小。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)量比較多。新國標對中間繼電器的定義是K，老國標是KA。常用的中間繼電器型號有JZJZ14等。本次設(shè)計選擇的中間繼電器型號為JZ744。 保護電器的選擇 （1）熔斷器熔斷器在電路中主要作短路保護和嚴重過載保護，用于保護線路。熔斷器的熔體串接于被保護的電路中，當通過它的電流小于規(guī)定值時，其熔體相當于一根導線，起電氣連接作用；當通過它的電流超過規(guī)定值（電路發(fā)生嚴重過載或短路時）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。一般電氣控制線路中常用螺旋式熔斷器，其常用的產(chǎn)品有RLRLRL7和RL8系列產(chǎn)品，～。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/。（2）熱繼電器熱繼電器是利用電流熱效應(yīng)原理來工作的保護電器，具有與電動機容許過載特性相近的反時限保護特性。主要用于電動機的過載保護、斷相及電流不平衡運行保護。也常與接觸器配合成電池啟動器。三相異步電動機在實際運行中，常會遇到因電氣或機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；如果過電流情況嚴重，持續(xù)時間較長，則會加快電動機絕緣老化，甚至會燒毀電動機，因此，在電動機回路中應(yīng)設(shè)置熱繼電器保護。選型原則：應(yīng)根據(jù)被保護對象的使用條件、工作環(huán)境、啟動情況、負載性質(zhì)，電動機的形式以及電動機允許的過載能力等加以考慮。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。通常熱繼電器選取的額定電流應(yīng)為大于或等于電動機額定電流?！?。主軸電機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：。 控制開關(guān)電器的選擇（1）轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱組合開關(guān)，一般用于電氣設(shè)備中非頻繁的通斷電路、換接電源和負載、測量三相電壓以及直接控制小容量感應(yīng)電動機的運行狀態(tài)。轉(zhuǎn)換開關(guān)由動觸頭（動觸片）、靜觸頭（靜觸片）、轉(zhuǎn)軸、手柄、定位機構(gòu)及外殼等部分組成。其動靜觸頭分別疊裝于數(shù)層絕緣殼內(nèi)，當轉(zhuǎn)換手柄時，每層的動觸片隨方形轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。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)。常用的產(chǎn)品有：HZHZ10和HZ15等系列。本次設(shè)計選取HZ10100/3。（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Ｄ壳俺Ｓ玫陌粹o開關(guān)盒為LA4系列產(chǎn)品，本次設(shè)計選擇的按鈕開關(guān)型號為LA43H。 速度繼電器選擇 速度繼電器是當轉(zhuǎn)速達到規(guī)定值時觸頭動作的繼電器。主要用于電動機反接制動控制電路中，當反接制動的轉(zhuǎn)速下降到接近零時能自動地及時切斷電源。速度繼電器的結(jié)構(gòu)如圖31所示。1——轉(zhuǎn)子2——電動機軸3——定子4——籠型繞組5——定子柄6——動觸頭7——反力彈簧8——靜觸頭圖31 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。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。速度繼電器的軸與電動機軸相連，電動機旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子隨之一起轉(zhuǎn)動，形成旋轉(zhuǎn)磁場?；\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。定子柄推動觸頭的同時，也壓縮反力彈簧，其反作用阻止定子繼續(xù)轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速下降到一定數(shù)值時，電磁轉(zhuǎn)矩小于反力彈簧的反作用力矩，定子返回原來位置，對應(yīng)的觸頭恢復原始狀態(tài)。調(diào)整反力彈簧的拉力即可改變觸頭動作的轉(zhuǎn)速。機床上常用的速度繼電器有JY1型、JFZ0型兩種。一般速度繼電器的動作轉(zhuǎn)速為120r/min，觸頭復位轉(zhuǎn)速為100r/min以下。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。4 PLC控制電路設(shè)計 PLC的硬件電路框圖世界各國各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC雖然外觀各異，但作為工業(yè)控制計算機，其硬件結(jié)構(gòu)都大體相同。主要由中央處理器（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O）接口、電源及外圍編程設(shè)備等幾大部分構(gòu)成。PLC的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖41所示。圖41 PLC硬件結(jié)構(gòu)框圖 車床控制PLC輸入/輸出接口分配表及電氣原理圖 車床控制PLC輸入/輸出接口分配表（表41）表41 I/O接口分配表序號名稱符號輸入端子序號名稱符號輸出端子1控制燈EL開SB7X014控制照明燈ELY02控制燈EL關(guān)SB8X115主電機正轉(zhuǎn)接觸器KM3