【文章內容簡介】 是三菱公司的 FX2N 系列產品的最簡單的梯形圖例：它有兩組，第一組用以實現(xiàn)啟動、停止控制。第二組僅一個 END 指令，用以 結束程序。 ①梯形圖與助記符的對應 關系：助記符指令與梯形圖指令有嚴格的對應關系，而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。一般講，其順序為：先輸入，后輸出（含其他處理）；先上，后下；先左，后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序為： 地址 指令 變量 0000 LD X000 0001 OR X010 0002 AND NOT X001 0003 OUT Y000 0004 END 反之根據(jù)助記符，也可畫出與 其對應的梯形圖。 ②梯形圖與電氣原理圖的關系：如果僅考慮邏輯控制，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對應關系。如梯形圖的輸出（ OUT）指令，對應于繼電器的線圈，而輸入指令（如 LD， AND， OR）對應于接點，互鎖指令（ IL、 ILC）可看成總開關，等等。這樣，原有的繼電控制邏輯，經轉換即可變成梯形圖，再進一步轉換，即可變成語句表程序。 有了這個對應關系，用 PLC 程序代表繼電邏輯是很容易的。這也是 PLC 技術對傳統(tǒng)繼電控制技術的繼承。 PLC 控制系統(tǒng)設計的要點 華北科技學院 畢業(yè) 設計 第 11頁 共 46頁 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產設備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機的起停，電磁閥的開閉，產品的計數(shù)，溫度、壓力、流量的設定與控制等，工業(yè)現(xiàn)場中的這些自動控制問題，若采用可編程序控制器（ PLC）來解決自動控制問題已成為最有效的工具之一，本文敘述 PLC 控制系統(tǒng)設計時應該注意的問題。 硬件選購目前市場上的 PLC 產品眾多，除國產品牌外，國外有：日本的 OMRON、MITSUBISHI、 FUJJ、 anasonic,德國的 SIEMENS，韓國的 LG 等。近幾年， PLC 產品的價格有較大的下降，其性價比越來越高，這是眾多技術人員選用 PLC 的重要原因。那么，如何選購 PLC 產品呢 ？ （ 1）系統(tǒng)規(guī)模首先應確定系統(tǒng)用 PLC 單機控制，還是用 PLC 形成網絡，由此計算 PLC 輸入、輸出點。數(shù)，并且在選購 PLC 時要在實際需要點數(shù)的基礎上留有一定余量（ 10%）。 （ 2）確定負載類型根據(jù) PLC 輸出端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及 PLC 輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或晶閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是很重要的。 （ 3）存儲容量與速度盡管國外各廠家的 PLC 產品大體相同，但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產品。各個公司的開發(fā)軟件都不相同，而用戶程序的存儲容量和指令的執(zhí)行速度是兩個重要指標。一般存儲容量越大、速度越快的 PLC價格就越高，但應該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用 PLC 產品。 基于 PLC的 C5225雙立柱立式車床的電氣控制系統(tǒng)設計 第 12頁 共 46頁 第 3 章 FX2N PLC 在立式車床控制系統(tǒng)中應用 C5225 立式車床概述 C5225 立式車床由立柱、橫梁、滑座、滑枕、刀架、圓形工作臺等組成。機床最大加工工件直徑 2500mm，最大加工工件高度 1600mm，最大加工工件重量 10 噸，工作臺直徑 2250mm，工作臺轉速 16 級，工作臺轉速范圍 2～ 63r/min，工作臺的最大扭矩M=， 交流主電機功率為 55kW，刀架水平行程 1400mm, 刀架垂直行程1000mm。該機床系屬萬能性雙立柱立式車床，可以車削圓柱、圓錐和平面，鏜圓柱與圓錐孔，供鑄鐵、鋼及有色金屬零件的粗精加工之用。 C5225 普通立式車床主要用于普通端面和外圓的切削加工，隨著產品的變化和發(fā)展，普通立式的功能已經不能滿足新市場、新產品的要求。主要表現(xiàn)在： （ 1） 無法完成或很難完成具有復雜曲面 零件的加工。 （ 2） 產品的適應性差，生產效率低。對不同零件的加工，需要先根據(jù)零件的實際要求設計工裝設備，然后再進行實際加工。因而生產成本高，供貨周期長，已經跟不上市場的要求。 電氣元器件的選擇 交流電動機的選擇 根據(jù) C5225 雙立柱立式車床的國標，選取電動機如下： 表 電動機型號 電動機 代號 型號 額定功率 額定電流 額定轉速 效率 功率因數(shù) 主軸電動機 M1 Y280M— 6 55 104 980 92 油泵電動機 M2 Y100L1— 4 1430 81 橫梁升降電動機 M3 Y160L— 8 750 85 右立刀架 快速移動電動機 M4 Y100L1— 4 1430 81 右立刀架 進給電動機 M5 YD100L1— 6 940 74 左立刀架 快速移動電動機 M6 Y100L1— 4 1430 81 左立刀架 進給電動機 M7 YD100L1— 6 940 74 控制變壓器的選擇 華北科技學院 畢業(yè) 設計 第 13頁 共 46頁 跟據(jù)設計需要， 本設計中，變壓器 型號 :T1 為 BK300,380V/； T2 為BK1500， 380V/323028V； T3 為 BK100， 380V/36V。 斷路器 QF 的選擇 斷路器又稱自動開關，是一個開關和保護電器的組合體，可用來接通和分斷負載電路，也可用來控制不頻繁起動的電動機。對電路和電氣設備有短路、過載、漏電和失（欠）壓的保護作用。 本設計所需的斷路器為： QF1 為 DZ10250/330， 120A； QF2 為 DZ520/330， ；QF4 為 DZ520/330， 2A。 接觸器 KM 的選擇 接觸器是一種用于頻繁地接通或斷開交直流主電路、大容量控制電路等大電流電路的自動切換電器。在功能上接觸器除能自動切換外，還具有手動開關所缺乏的遠距離操作功能和失壓（或欠壓）保護功能，但沒有低壓斷路器所具有的過載和短路保護功能。接觸器具有操作頻率高、使用壽命長、工作可靠、性能穩(wěn)定、成本低廉、維修簡便等優(yōu)點，主要用于控制電動機、電熱設備、電焊機、電容器組等，是電力拖動自動控制線路中應用最廣泛的控制電器之一。 根據(jù)負載回路的電壓、電流，接觸器所控制回路的電壓及所需點的數(shù)量等來進行接觸器的選擇。 本設計中 KM KM2 與 KM3 主要對 M1 進行控制，而 M1 額定電流為 104A，控制回路電源為 127V， KM1 與 KM2 需要主觸點 3對， 輔助觸點 3 對（ 1 對常開， 2對常閉）， 所以 KM KM2 選 CJ2O 160 型接觸器；而 KM3 的作用是能耗制動，需要主觸點 2 對，輔助觸點 3對（ 2對常開， 1 對常閉），所以 KM3 選 CZ18— 160/10 接觸器。 KM4 主要 對 M2 進行控制，而 M2 額定電流為 ，控制回路電源為 127V，需要主觸點 3對， 輔助觸點 2對 （常開）， 所以 KM4 選 CJ2O10 型接觸器 。 KM5 主要 對 M4 進行控制，而 M4 的額定電流為 ，控制回路電源為 127V，需要主觸點 3對，輔助觸點 3對 （ 1對常開， 2 對常閉） ，所以， KM5 選 CJ2O10 型接觸器。 KM6 主要 對 M5 進行控制，而 M5 的額定電流為 ，控制回路電源為 127V， 需要主觸點 3對，輔助觸點 3對 （常開），所以 KM6 選 CJ2O10 型接觸器。 KM7 主要 對 M6 進行控制，而 M6 的額定電流為 ，控制回路電源為 127V，需要主觸點 3對 ， 輔助觸點 3對 （ 1對常開， 2 對常閉）， 所以 KM7 選 CJ2O10 型接觸基于 PLC的 C5225雙立柱立式車床的電氣控制系統(tǒng)設計 第 14頁 共 46頁 器 。 KM8 主要對 M7 進行控制，而 M7 的額定電流為 ， 控制回路電源為 127V， 需要主觸點 3 對，輔助觸點 3對 （常開），所以 KM8 選 CJ2O10 型接觸器。 KM9 與 KM10 主要對 M3 進行控制，而 M3 的額定電流為 ， 控制回路電源為127V， 需要主觸點 3 對 ， 輔助觸點 1對 （常閉），所以 KM9 選 CJ2O25 型接觸器。 時間繼電器 KT 的選擇 時間繼電器是指從得到輸入信號（線圈的通電或斷電）開始，經過一定的延時后才輸出信號（信號的閉合或斷開）的繼電器。 時間繼電器的延時方式包括通電延時和斷電延時兩種。通電延時：接受輸入信號后延遲一定的時間，輸出信號才發(fā)生變化；當輸入信號消失后，輸出瞬時復原。斷電延時：接受輸入信號時，瞬時產生相應的輸出信號；當輸入信號消失后，延遲一定的時間，輸出才復原。 根據(jù)時間繼電器輔助觸點的個數(shù)、電流、電壓的需求， KT1— KT4 選擇 JS72A 型時間繼電器； KT6— KT9 選擇 JS7— 4A 型時間繼電器。 中間繼電器 K 的選擇 根據(jù)中間繼電器輔助觸點的個數(shù)、電流、電壓的需求， K1 選擇 JZ762 型中間繼電器； K2— K12 選擇 JZ744 型中間繼電器。 熔斷器 FU 的選擇 熔斷器是一種利用物質過熱熔化的性質制作的保護電器。當電路發(fā)生嚴重過載或短路時，將有超過限定值的電流通過熔斷器而將熔斷器的熔體熔斷而切斷電路，達到保護的目的。 根據(jù)熔斷器的額定電壓、額定電流和熔體的額定電流等進行熔斷器的選擇。熔斷器熔體電流按以下方法確定： 對照明電路： ≥ — 熔體額定電流 ， — 回路計算電流 交流電動機線路中： 單臺電動機線路： =() 多臺電動機線路： ≥ () +∑ 華北科技學院 畢業(yè) 設計 第 15頁 共 46頁 — 電動機額定電流 ， — 線路中最大一臺電動機額定電流 ， ∑ — 線路中除最大一臺電動機外的計算電流總和。 本設計中涉及到熔斷器有 8個： FU FU FU FU FU FU FU FU8。 按以上方法可為 FU1— FU8 選擇， FU1 選擇 RT0400 型熔斷器，熔體電流為 300A；FU2 選擇 RL160 型熔斷器，熔體電流為 50A； FU FU4 選擇 RL115 型熔斷器，熔體電流為 15A； FU FU FU FU8 選擇 RL115 型熔斷器 , 熔體電流為 6A。 電動機電纜 的選擇 根據(jù)各個電動機電流和電壓的要求，現(xiàn)與主軸電動機 M1 連接的電纜選 BV銅芯型標稱截面為 50 的內含 3 根導線的電纜；與油泵電動機 M2 連接的電纜選 BV 銅芯型標稱截面為 的內含 3根導線的電纜；與橫梁電動機 M3 連接的電纜選 BV銅芯型標稱截面為 4 的內含 3根導線的電纜；與右立刀架快速移動電動機 M4 連接的電纜選 BV銅芯型標稱截面為 的內含 3根導線的電纜；與右立刀架進給電動機M5 連接的電纜選 BV 銅芯型標稱截面為 的內含 3根導線的電纜；與左立刀架快速移動電動機 M6 連接的電纜選 BV銅芯型標稱截面為 的內含 3根導線的電纜；與左立刀架進給電動機 M7 連接的電纜選 BV 銅芯型標稱截面為 的內含 3根導線的電纜。 電動機電纜 的選擇 根據(jù)所選的電氣元器件，繪出布置圖如下： 基于 PLC的 C5225雙立柱立式車床的電氣控制系統(tǒng)設計 第 16頁 共 46頁 圖 1 C5225 型立式車床 布置 圖 C5225 型立式車床 電氣 控制電路概述 C5225 立式車床電器控制電路原理圖如圖 1 所示 。 從圖 1（ a）可知， C5225 型立式車床由 7臺電動機拖動；主軸電動機 M 油泵電動機 M 橫梁升降電動機 M右立刀架快速移動電動機 M右立刀架進給電動機M左立刀架快速移動電動機 M左立刀架進給電動機 M7。 從圖 1（ b）、（ c）可知，只有在油泵電動機 M2 啟動運行、機場潤滑狀態(tài)良好的情況下，其它的電動機才能啟動。 （ 1）油泵電動機 M2 控制 按下按鈕 SB4，接觸器 KM4 通電閉合，油泵電動機 M2 啟動運轉，同時 14區(qū)接觸器 KM4 的常開觸點閉合，接通了其它電動機控制電路的電源，為其他電動機的啟動運行作好了準備。 華北科技學院 畢業(yè) 設計 第 17頁 共 46頁 （ 2）主拖動電動機 M1 控制 主拖動電動機 M1 可采用降壓啟動控制，也可采用正、反轉電動控制，還可采用停車制動控制，由主動拖動電動機 M1 拖動的工作臺還可以通過電磁閥的控制來達到變速的目的 。 ① 主拖動電動機 M1 的 Y△ 降壓啟動控制。按下按鈕 SB4(15 區(qū) )，中間繼電器 K1閉合并自鎖，接觸器 KM1 線圈（ 17區(qū)）通電閉合，繼而接觸器 KMY 線圈（ 24 區(qū)）通電閉合，同時時間繼電器 KT1 線圈（ 21區(qū)）通電閉合，主拖動電動機 M1 開始 Y△ 降壓啟動。經過一定的時間，時間繼電器 KT1 動作，接觸器 KT1 線圈斷電釋放，接觸器KMY 線圈斷電，接觸器 KM△ 線圈（ 26 區(qū)）通電閉合，主拖動電動機 M1△ 接法全壓運行。 ② 主