【文章內(nèi)容簡介】 柄處于推回狀態(tài)，進給變速開關(guān) ST ST4均為受壓狀態(tài)，觸頭 ST3（ 414）斷開， SQ4（ 1715）斷開。主軸變速時，拉出主軸變速手柄，主軸變速行程開關(guān) SQ SQ2不受壓，此時觸頭 SQ1（ 414）， SQ2（ 1715）由斷開狀態(tài)變?yōu)榻油顟B(tài)，使 KM1通電并自鎖，同時也使 KM6通電吸合，則 M1串入電阻 R低速正向起動。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速達(dá)到 140r/min左右時， KS1（ 1417）常閉觸頭斷開， KS1（ 1419）常開觸頭閉合，使 KM1線圈斷 電釋放，而 KM2通電吸合，且 KM6仍通電吸合。于是， M1進行反接制動，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到 100r/min時，速度繼電器 KS釋放，觸頭復(fù)原 KS1（ 1417）常閉觸頭由斷開變?yōu)榻油ǎ?KS1（ 1419）常開觸頭由接通變?yōu)閿嚅_，使 KM2斷電釋放， KM1通電吸合， KM6仍通電吸合， M1又正向低速起動。 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 14 頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 由上訴分析可知：當(dāng)主軸變速手柄拉出時， M1正向低速起動，而后又制動為緩慢脈動轉(zhuǎn)動，以利齒輪嚙合。當(dāng)主軸變速完成將主軸變速手柄推回原位時，主軸變速開關(guān) SQ SQ2壓下，使 SQ SQ2常閉觸頭斷開，SQ1常開觸頭閉合， 則低速脈動轉(zhuǎn)動停止。 進給變速時的低速脈動轉(zhuǎn)動與主軸變速時相似，但此時起作用的是進給變速開關(guān) SQ3和 SQ4。 ②運行中變速控制。主軸或進給變速可以在停車狀態(tài)下進行，也可以在運行中進行變速。下面以 M1電動機正向高速運行中的主軸變速為例，說明運行中變速的控制過程。 M1電動機在 KA KM KT、 KM1和 KM KM8控制下高速運行。此時要進行主軸變速，欲拉出主軸變速手柄，主軸變速開關(guān) SQ SQ2不再受壓，此時 SQ1（ 1011）觸頭由接通變?yōu)閿嚅_， SQ1（ 414）、 SQ2（ 1715）觸頭由斷開變?yōu)榻油?，則 KM KT線圈斷電釋放， KM1斷電釋放， KM2通電吸合， KM KM8斷電釋放， KM6通電吸合。于是 M1定子繞組接為三角形聯(lián)結(jié)，串入限流電阻 R進行正向低速反接制動，使 M1轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)子下降到速度繼電器 KS釋放轉(zhuǎn)速時，又由 KS控制 M1進行正向低速脈動轉(zhuǎn)動，以利齒輪嚙合。待推回主軸變速手柄時， SQ SQ2行程開關(guān)壓下， ST1常開觸頭由斷開變?yōu)榻油顟B(tài)。此時 KM KT和 KM KM6通電吸合， M1先正向低速（三角形聯(lián)結(jié)）起動，后在時間繼電器 KT控制下，自動轉(zhuǎn)為高速運行。 由上述可知，所謂運行中變速 是指機床拖動系統(tǒng)在運行中，可拉出變速手柄進行變速，而機床電氣控制系統(tǒng)可使電動機接入電氣制動，制動后又控制電動機低速脈動旋轉(zhuǎn)以利齒輪嚙合。待變速完成后，推回變速手柄又能自動啟動運行。 （ 6）快速移動控制 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 15 頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 主軸箱、工作臺或主軸的快速移動，由快速手柄操縱并聯(lián)動 SQ SQ8行程開關(guān)，控制接觸器 KM4或 KM5，進而控制快速移動電動機 M2正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)快速移動。將快速手柄扳在中間位置， SQ SQ8均不被壓動， M2電動機停轉(zhuǎn)。若將快速手柄扳到正向位置， ST7壓下， KM4線圈通電吸合，M2正轉(zhuǎn)，使相應(yīng)部件快速移動。反之， 若將快速手柄扳到反向位置，則SQ8壓下， KM5線圈通電吸合， M2反轉(zhuǎn)相應(yīng)部件獲得反向快速移動。 T68 臥式鏜床采取單位保護措施 T68臥式鏜床電氣控制電路具有完善的聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)： （ 1）主軸箱或工作臺與主軸機動進給聯(lián)鎖。為了防止在工作臺或主軸箱進給時出現(xiàn)將主軸或平旋盤刀具溜板也扳到機動進給的誤操作，安裝有與工作臺、主軸箱進給操作手柄有機械聯(lián)動的行程開關(guān) SQ5，在主軸箱上安裝了與主軸進給手柄、平旋盤刀具溜板進給手柄有機械聯(lián)動的行程開關(guān) SQ6。 若工作臺或主軸箱的操縱手柄扳在機動進給時，壓下 ST5，其 常閉觸頭 SQ5（ 34）斷開，若主軸或平旋盤刀具溜板進給操縱手柄扳在機動進給時，壓下 SQ6，其常閉觸頭 SQ6（ 34）斷開，所以，當(dāng)這兩個進給操作手柄中的任何一個扳在機動進給位置時，電動機 M1和 M2都可起動運行。但若兩個進給操作手柄同時扳在機動進給位置時， SQ SQ6常閉觸頭都斷開，切斷了控制電路電源，電動機 M M2無法起動，也就避免了誤操作造成事故的危險，實現(xiàn)了聯(lián)鎖保護作用。 （ 2） M1電動機正反轉(zhuǎn)控制、高低速控制、 M2電動機的正反轉(zhuǎn)控制均設(shè)有互鎖控制環(huán)節(jié)。 （ 3）熔斷器 FU1～ FU4實現(xiàn)短路保護；熱 繼電器 FR實現(xiàn) M1過載保護；電路采用按鈕、接觸器或繼電器構(gòu)成的自鎖環(huán)節(jié)具有欠電壓與零電壓保護作用。 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 16 頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 4 T68 臥式鏜床 PLC 改造 PLC 的選擇 隨著 PLC技術(shù)的發(fā)展， PLC產(chǎn)品的種類也越來越多，而且功能也日趨完善。 其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等各有所不同，適用的場合也各有所側(cè)重。因此，合理的選擇 PLC，對于提高 PLC控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有著重要意義。 PLC的選擇原則如下： （ 1） PLC機型選擇 機型選擇基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，力爭最佳性能價格比 。其中包括：合理的結(jié)構(gòu)形式、安裝方式的選擇、相當(dāng)?shù)墓δ芤?、響?yīng)速度的要求、系統(tǒng)可靠的要求和機型統(tǒng)一的要求。 （ 2） PLC容量的選擇 PLC的容量包括 I/O點數(shù)和用戶存儲容量兩個方面。 （ 3） I/O模塊的選擇 不同的 I/O模塊其電路及功能也不同，會直接影響 PLC的應(yīng)用范圍和價格。在選擇時包括對開關(guān)量輸入模塊的選擇，例如：輸入信號類型極電壓等級、輸入接線方式、同時接通輸入點數(shù)量。對開關(guān)量輸出模塊選擇，例如：輸出方式、輸出接線方式、輸出電流選擇、同時接通輸出點數(shù)量和最大負(fù)載電流和負(fù)載類型。 （ 4）電源模塊及其 外設(shè)的選擇 主要包括：電源模塊的選擇、編程器的選擇、寫入器的選擇。 根據(jù)圖 31可知 ,主要對主電機、快速電機進行控制。為了使設(shè)計整畢 業(yè) 論 文 正 文 第 17 頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 體化，本設(shè)計只對電氣控制電路部分進行 PLC改造，因此手動控制鏜床照明燈 EL的線路和通電指示燈 HL的電路用外接電路解決 ,不必通過 PLC控制。采用 S7200 型 PLC控制系統(tǒng)取代 T68電氣控制線路 ,主電機與快速電機的主電路仍采用圖 31的主電路。對主軸電動機的具體控制要求是 :正反向點動控制 ,正反向長動低速控制 ,正反向長動高速控制 ,低速正轉(zhuǎn)停車控制 ,低速反轉(zhuǎn)停車控制 ,高速正反轉(zhuǎn)停車控 制，主軸、進給變速脈動控制。有過載和短路保護。對進給、快速移動電動機的具體控制要求是 :正反轉(zhuǎn)控制 ,短路保護。在圖 31中的開關(guān)器件（ SB SB2等）等對應(yīng) PLC面板接口；對 T68鏜床的電氣控制要求的分析，確定 PLC 輸入的信號有 16個 ,PLC輸出給外部的信號有 14個 ,根據(jù) S7200CPU226的最大 I/O配置 , 它具有 24個輸入口和 16個輸出口，輸出口為繼電器型，其性能完全滿足T68臥式鏜床的工作需要，因此選用 S7200CPU226（其主要技術(shù)指標(biāo)如表 41所示）。 表 41 CPU22X（ CPU226） 主要技術(shù)指標(biāo)表 型號 CPU226 程序 /字 4096 用戶數(shù)據(jù) /字 2560 用戶儲存器類型 EEFPROM 本機 I/O 17入 /15出 數(shù)字量 I/O映像區(qū)大小 /bit 256 模擬量 I/O映像區(qū)大小 /bit 32入 /32出 I/O映像寄存器 /bit 1281/和 128Q 順序控制繼電器 /bit 256 下表 42是本次設(shè)計所用到電氣元件： 表 42電氣元件一覽表 符號 數(shù)量 名稱及用途 M1 1 主電動機，拖動主運動和進給運動用 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 18 頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 M2 1 快速移動用電機 QS 1 電源引 入開關(guān) QF 1 低壓斷路器 FU FU FU4 3 熔斷器 KM KM2 2 主電動機正反轉(zhuǎn)用接觸器 KM3 1 限流電阻短路用接觸器 KM KM5 2 快速電機正反轉(zhuǎn)用接觸器 KM KM KM8 3 主電動機高低速轉(zhuǎn)換用接觸器 EL 1 36V安全電壓局部照明燈 HL 1 SQ SQ6 2 行程開關(guān)，主軸箱或工作臺與主軸機動進給聯(lián)鎖 SB6 1 M1電機停止按鈕 SB1 1 主電動機正轉(zhuǎn)起動按鈕 KA KA2 2 電磁式中間繼電器 SB2 1 主電動機反轉(zhuǎn)起動按鈕 KT 1 時間繼電器 KS KS2 2 速度繼電器 SB SB4 2 主電動機正反轉(zhuǎn)點動按鈕 SQ SQ2 2 主軸變速用行程開關(guān) SQ SQ4 2 進給變速用行程開關(guān) SQ SQ6 2 主軸箱、工作臺限位行程開關(guān) ST ST8 2 快速電動機正反轉(zhuǎn)用限位開關(guān) R 1 點動、高速啟動，制動用限流電阻 KT 2 通電、斷電延時時間繼電器 FR 2 主電動機、進給電機過載保護用熱繼電器 PLC 1 可編程控制器 I/O 地址分配 I/O 地址分配表 將外接的 16個現(xiàn)場輸入信號和 14個輸出信號分配給 PLC 的 IO地址(接線端子號 ) , 時間繼電器和兩個中間繼電器均用輔助繼電器代替，所畢 業(yè) 論 文 正 文 第 19 頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 用到的 I/O地址分配如表 43所示。 表 43 I/O 地址分配表 輸入信息 輸出信息 名稱 代號 編號 名稱 代號 編號 主軸電機 M1熱繼電器 FR 主電機 M1正轉(zhuǎn)接觸器 KM1 主軸電動機 M1正轉(zhuǎn)起動按鈕 SB1 主電機 M1反轉(zhuǎn)接觸器 KM2 主軸電動機 M1正轉(zhuǎn)起動按鈕 SB2 限流電阻接觸器 KM3 主軸電動機 M1正轉(zhuǎn)點動按鈕 SB3 主軸電機 M2正轉(zhuǎn)接觸器 KM4 主軸電動機 M1反轉(zhuǎn)點動按鈕 SB4 主軸電機 M2反轉(zhuǎn)接觸器 KM5 主軸電動機 M1停止按鈕 SB6 主軸電機 M1低速運轉(zhuǎn)接觸器 KM6 主軸電動機高低速轉(zhuǎn)換開關(guān) SQ 主軸電機 M1高速正轉(zhuǎn)接觸器 KM7 主軸變速行程開關(guān) SQ1 主軸電機 M1高速反轉(zhuǎn)接觸器 KM8 主軸變速行程開關(guān) SQ2 進給電機過 載報警 HL1 進給變速制動停止行程開關(guān) SQ3 主軸電機正反轉(zhuǎn)運行指示燈 HL2 進給變速制動停止行程開關(guān) SQ4 主軸電機正反轉(zhuǎn)點動運行指示燈 HL3 工作臺或主軸箱機動進給行程開關(guān) SQ5 主軸電動機高低速運行指示燈 HL4 主軸或花盤刀架機動進給行程開關(guān) SQ6 快速電動機正反轉(zhuǎn)運行指示燈 HL5 快速移動正轉(zhuǎn)行程開關(guān) SQ7 主軸電機過載報警 HL6 快速移動反轉(zhuǎn)行程開關(guān) SQ8 主軸電機 M2熱繼電器 FR2 I/O 接線圖 根據(jù) I/O地址分配表繪制 I/O接口線路圖。如圖 42所示 ： 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 20 頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 S B 6S B 1S B 2主 軸 電 動 機 M 1 正 轉(zhuǎn)起 動 按 鈕主 軸 電 動 機 M 1 正 傳起 動 按 鈕主 軸 電 動 機 M 1 停 止按 鈕S B 3主 軸 電 動 機 M 1 正 轉(zhuǎn)點 動 按 鈕S B 4主 軸 電 動 機 M 1 反 轉(zhuǎn)點 動 按 鈕S Q主 軸 電 動 機 高 低 速轉(zhuǎn) 換 開 關(guān)S Q 1主 軸 變 速 行 程 開 關(guān)S Q 2主 軸 變 速 行 程 開 關(guān)S Q 3進 給 變 速 制 動 停 止行 程 開 關(guān)S Q 4進 給 變 速 制 動 停 止行 程 開 關(guān)S Q 5工 作 臺 或 主 軸 箱 機動 進 給 行 程 開 關(guān)S Q 6主 軸 或 平 旋盤 刀 架 機 動 進 給 行程 開 關(guān)S Q 7快 速 移 動 正 轉(zhuǎn) 行 程開 關(guān)S Q 8快 速 移 動 反 轉(zhuǎn) 行 程開 關(guān)D C 2 4 VI 0 . 5I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 6I 0 . 7I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 1 . 3I 1 . 4I 1 . 5I 1 . 6K M 1K M 2主 軸電 機 M 1 正 轉(zhuǎn) 接觸 器K M 2K M 1