【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2424晶體管輸出8FX2N64MT001643232晶體管輸出因此本次設(shè)計(jì)考慮到共有輸入13個(gè)信號(hào)，輸出8個(gè)信號(hào)，又因控制程序不是很大及不需要遠(yuǎn)程控制與特殊要求，所以選用三菱FX系列的FX2N32MR001,由表知輸入\輸出總點(diǎn)數(shù)為32，輸入點(diǎn)數(shù)為16，輸出點(diǎn)數(shù)為16，繼電器輸出，可以滿足本次設(shè)計(jì)的要求。 PLC的I/O電氣接線圖 I/O 分配表可以知道，輸入部分：按鈕SB1為整個(gè)控制系統(tǒng)的停止開(kāi)關(guān)；按鈕SBSB3及SB4分別控制主軸電機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)控制；按鈕SBSB6分別控制冷卻泵電機(jī)的M2啟動(dòng)與停止；按鈕SBSB8分別控制HL的照明于熄滅；按鈕SB9控制快進(jìn)電機(jī)的點(diǎn)動(dòng)；熱繼電器常閉開(kāi)關(guān)FR1，F(xiàn)R2分別為MM2的過(guò)載保護(hù)；速度繼電器KSKS2分別輔助主軸電機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)制動(dòng)。輸出部分：KMKM2接觸器分別控制主軸電機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)；KMKM4接觸器分別控制主軸電機(jī)M1的△、Y運(yùn)行；KMKM6接觸器分別控制冷卻泵電機(jī)M快進(jìn)電機(jī)M3的運(yùn)行；HL為車床照明。PLC的輸入、輸出I/O電氣接線圖，如32圖。圖32 PLC I/O電氣接線圖第四章 C650臥式車床控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)圖41 C650車床改造前控制原理圖如圖41，C650臥式車床主電路設(shè)有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。組合開(kāi)關(guān)QS為電源開(kāi)關(guān)，將電源引入。FU1為主電動(dòng)機(jī)M1的短路保護(hù)熔斷器，F(xiàn)R1為M1過(guò)載保護(hù)熱繼電器。R為限流電阻，當(dāng)主軸點(diǎn)動(dòng)時(shí)，限制啟動(dòng)電流，在停車反轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)，又起限制過(guò)大的反向制動(dòng)電流的作用。電流表A用來(lái)監(jiān)視電動(dòng)機(jī)M1的繞組電流，由于主軸電機(jī)M1的功率很大，故電流表A經(jīng)電流互感器TA接在主電動(dòng)機(jī)M1的動(dòng)力回路上。圖中時(shí)間繼電器的常閉開(kāi)關(guān)KT作用是短接電流表A，在機(jī)床剛開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，以讓電流表躲避啟動(dòng)尖峰電流沖擊，待時(shí)間繼電器延時(shí)一定時(shí)間后，常閉KT斷開(kāi)，電流表A接入電路，開(kāi)始監(jiān)測(cè)主軸電動(dòng)機(jī)繞組電流。當(dāng)機(jī)床工作時(shí)，可調(diào)整切削用量，使電流表A的電流接近主電動(dòng)機(jī)M1額定電流的對(duì)應(yīng)值（經(jīng)電流互感器TA后減小了的電流值），以便提高生產(chǎn)效率和充分利用電動(dòng)機(jī)M1的潛力。KMKM2為控制主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，KM3用于短接電阻R的接觸器，由它們的主觸頭相互組合控制主軸電機(jī)M1。速度繼電器KS為控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)制動(dòng)用。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，F(xiàn)R2為M2過(guò)載保護(hù)熱繼電器。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)。 主電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制分析如圖41，SB2為控制主電動(dòng)機(jī)的按鈕開(kāi)關(guān)，當(dāng)按下SB2且不松手時(shí)，接觸器KM1線圈通電，KM1主觸點(diǎn)閉合接通電路，這時(shí)接觸器KM3線圈沒(méi)有接通，電網(wǎng)電壓經(jīng)限流電阻接入主電動(dòng)機(jī)M1，從而減少了起動(dòng)電流。由于中間繼電器KA未通電，雖然此時(shí)KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)（1315）已閉合，但并未能自鎖。因此，當(dāng)松開(kāi)SB2后，KM1線圈隨即斷電，主電動(dòng)機(jī)M1停止運(yùn)行。 主電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制分析如圖41，雖然主電動(dòng)機(jī)M1的額定功率為30KW，但只是在車削時(shí)消耗功率較大，而啟動(dòng)負(fù)載很小，因而啟動(dòng)電流并不很大。所以，在非頻繁點(diǎn)動(dòng)的一般工作時(shí)，仍然采用了全壓直接啟動(dòng)。SB3為正向啟動(dòng)控制按鈕開(kāi)關(guān)，當(dāng)按下SB3時(shí)，SB3（7—15）閉合，交流接觸器KM3線圈通電，KM3主觸點(diǎn)閉合，短接限流電阻R，另一個(gè)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)（523）閉合，中間繼電器KA線圈通電，其常開(kāi)觸點(diǎn)（719）閉合，使得KM3在SB3松開(kāi)后保持通電，進(jìn)而KA也保持通電。同時(shí)KA的常閉觸點(diǎn)將停車制動(dòng)的基本電路切除。另一方面，當(dāng)SB3尚未松開(kāi)時(shí)，由于KA的另一個(gè)常開(kāi)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。與此同時(shí)，KM1的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)（1315）閉合，與之前閉合的兩個(gè)KA常開(kāi)觸點(diǎn)（71913）形成自鎖通路，當(dāng)SB3松開(kāi)后，從而KM1保持通電。KT的常閉觸點(diǎn)在主電路中短接電流表A，其作用是使電流表避過(guò)啟動(dòng)尖峰電流的沖擊。在KA常開(kāi)觸點(diǎn)（719）閉合KM3通電的同時(shí)，通電延時(shí)時(shí)間繼電器KT通電，開(kāi)始延時(shí)，時(shí)間到后，其主電路的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，此時(shí)電流表接入電路開(kāi)始監(jiān)測(cè)主電動(dòng)機(jī)M1的繞組電流。如圖所示，SB4（13區(qū)）為反向啟動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)，反向啟動(dòng)控制過(guò)程與正向啟動(dòng)控制過(guò)程類似，在此不在分析。 主電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)分析如圖41， C650臥式車床采用反接制動(dòng)方式進(jìn)行停車制動(dòng)，使用速度繼電器KS（3區(qū)）進(jìn)行檢測(cè)與控制。當(dāng)主電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)達(dá)到120r/min時(shí)，速度繼電器KS的正向常開(kāi)觸點(diǎn)KS1（1723）閉合，制動(dòng)電路處于準(zhǔn)備狀態(tài)，當(dāng)按下總停按鈕SB1（35）開(kāi)關(guān)后，原來(lái)通電的KMKMKA、KT就馬上失電，它們的所有觸點(diǎn)均被釋放復(fù)位到常態(tài)。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(lái)（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）→KS正向常開(kāi)觸點(diǎn)KS1（1723）→KM1常閉觸點(diǎn)（2325）→KM2線圈（425）→FU5（24）→TC。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(lái)，當(dāng)降到（n100r/min）很低時(shí)，速度繼電器KS的正向常開(kāi)觸點(diǎn)KS1（1723）復(fù)位斷開(kāi)，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。反轉(zhuǎn)時(shí)的反接制動(dòng)過(guò)程與正轉(zhuǎn)停車制動(dòng)時(shí)的反接制動(dòng)過(guò)程相似，則不在作詳細(xì)分析。在反接狀態(tài)下，速度繼電器KS的反向常開(kāi)觸點(diǎn)KS2（917）閉合，制動(dòng)時(shí)接通KM1（411）的線圈電路，進(jìn)行反接制動(dòng)。 快速電動(dòng)機(jī)與冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制分析如圖41，若要使快速電動(dòng)機(jī)動(dòng)作(刀架快速移動(dòng)),則轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄,使其壓合位置開(kāi)關(guān)SQ(523),SQ閉合,接通KM5線圈電路,KM5線圈主觸點(diǎn)(5區(qū))閉合,這樣快速電動(dòng)機(jī)M3就開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn),經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)溜板箱,帶動(dòng)刀架快速移動(dòng)。當(dāng)?shù)都苁直鷱?fù)位時(shí)，快速電動(dòng)機(jī)M3停止運(yùn)行。 SBSB6按鈕開(kāi)關(guān)分別為冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的停止、啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，控制接觸器KM4線圈電路的通斷，達(dá)到控制冷卻泵M2的通斷運(yùn)行。 輔助電路分析 照明電路和控制電源分析如圖41，TC為控制變壓器，二次側(cè)有兩路，一路為110V，為控制電路提供電源；而另一路為36V（安全電壓），供照明電路照明，SA（7區(qū)）為控制照明電路的開(kāi)關(guān)，SA閉合時(shí)照明燈HL（7區(qū)）點(diǎn)亮，斷開(kāi)則熄滅。 電流表保護(hù)電路如圖41，電流表A（3區(qū)）經(jīng)電流互感器TA（2區(qū)）接在主電動(dòng)機(jī)M1的主電路上，由于在主電動(dòng)機(jī)在剛啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)尖峰電流很大，為了讓電流表躲過(guò)啟動(dòng)尖峰電流的沖擊，則在線路上設(shè)置了時(shí)間繼電器KT（12區(qū)）的常閉開(kāi)關(guān)KT（3區(qū)）進(jìn)行保護(hù)。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(kāi)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(kāi)始指示（監(jiān)測(cè)主電動(dòng)機(jī)繞組電流）。 電動(dòng)機(jī)選擇本次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(wú)變化。電動(dòng)機(jī)亦保留原有主軸電機(jī)、冷卻泵電機(jī)、快進(jìn)電機(jī)，并將主軸電機(jī)改為Y/△連接（即在剛啟動(dòng)或點(diǎn)動(dòng)及制動(dòng)時(shí)為Y形連接，在啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)完成后即改為△形連接運(yùn)行），詳見(jiàn)表41。表41 主軸電機(jī)、快進(jìn)電機(jī)、冷卻泵電機(jī)參數(shù)表參數(shù)主軸電機(jī)快進(jìn)電機(jī)冷卻泵電機(jī)型 號(hào)Y255M6Y90L2Y26312額定電壓AC 380V 50HzAC 380V 50HzAC 380V 50Hz額定電流額定功率30KW額定轉(zhuǎn)速98028402730功率因數(shù)連接方式Y(jié)/△YY絕緣等級(jí)BEE 系統(tǒng)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(lái)控制其通斷的自動(dòng)切換電器。在功能上除了能自動(dòng)切換外，還具有刀開(kāi)關(guān)類手動(dòng)開(kāi)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。其生產(chǎn)方便，價(jià)格低廉，應(yīng)用十分廣泛。交流接觸器由電磁機(jī)構(gòu)，觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、釋放彈簧機(jī)構(gòu)、輔助觸點(diǎn)及基座等部分組成。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通入交流電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)使裝在線圈中心的靜銜鐵吸動(dòng)動(dòng)銜鐵，當(dāng)兩組銜鐵合攏時(shí)，安裝在動(dòng)銜鐵上的動(dòng)觸點(diǎn)也隨之與靜觸點(diǎn)閉合，使電氣線路接通。當(dāng)斷開(kāi)電磁線圈中的電流時(shí)，磁場(chǎng)消失，接觸器在彈簧的作用下恢復(fù)到斷開(kāi)的狀態(tài) 。 在工業(yè)電氣中，常用交流接觸器的型號(hào)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(jì)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～（或經(jīng)驗(yàn)公式2PN選擇，PN為電動(dòng)機(jī)功率）,在此控制主軸電機(jī)的KMKMKMKM4，選取交流接觸器型號(hào)為：CJ20—63，線圈電壓220V；控制冷卻泵電機(jī)KM5和控制快進(jìn)電機(jī)的KM6選取交流接觸器型號(hào)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(hù)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中，以增加觸點(diǎn)的數(shù)量及容量。 它用于在控制電路中傳遞中間信號(hào)。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(guò)大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過(guò)小電流。所以，它只能用于控制電路中。它一般是沒(méi)有主觸點(diǎn)的，因?yàn)檫^(guò)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(guó)標(biāo)對(duì)中