【導讀】本次畢業(yè)課題改造C650臥式車床傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)。為企業(yè)提高提高整體效率和增強競爭。C650臥式車床采用傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)實現(xiàn)電氣控制，接線多而復雜，體積大，功耗大，可靠性差，自動化水平低，難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求，并且系統(tǒng)一旦構(gòu)成，①．主軸具有正、反轉(zhuǎn)起停功能和正轉(zhuǎn)點動功能。⑥.快進電機點動功能，并改用按鈕控制點動。本次畢業(yè)課題設計介紹了C650臥式車床電氣控制系統(tǒng)的工作原理及其運行形式，編寫了PLC與觸摸屏屏控制梯形圖程序和指令表程序。利用PLC與觸摸屏屏控制系。統(tǒng)，實現(xiàn)了車床啟動、正反轉(zhuǎn)、反接制動、刀架快速移動、冷卻泵動作等一系列功能，改由PLC與觸摸屏屏控制后，其控制系統(tǒng)大大的簡單化，并且維修方便，易于檢查，節(jié)省了大量空間，機床的各項性能有了很大的改善，工作效率有了明顯提高。況良好，車削精度更高。

　　

【正文】 主軸電機通入正轉(zhuǎn) Y 形制動電源，使之產(chǎn)生一個反 向力矩來制動主軸電機的反向旋轉(zhuǎn)，使主軸電機的反轉(zhuǎn)速度很快降下來。當主軸電機反轉(zhuǎn)速度降到100r/min 時，反轉(zhuǎn)時已閉合的 X14 觸點斷開，線圈 M4 失電、同時 Y0 線圈、 Y3 線圈也失電，他們的相應觸點恢復常態(tài)，及時切斷反接制動電源，主軸電機反轉(zhuǎn)停機而又防止了主軸電機正向起動，完成來主軸電機反轉(zhuǎn)運行的反接制動過程。 ⑥ 冷卻泵電機控制。如梯形圖第十邏輯行所示， X M16 為冷卻泵啟動控制、 XM1為冷卻泵的停止運行控制。當按下 SB5 或觸摸觸摸屏上的“啟動”，則對應的 X4或 M16 閉合，接通 Y4 線圈（ X12 常開觸 點在 PLC 通電后即為閉合狀態(tài)），冷卻泵投入工作。當需要冷卻泵停止工作時，按下 SB6 或觸摸觸摸屏“停止”，則對應的 X4 或 M16失電，斷開 Y4 得電通路， Y4 線圈失電，冷卻泵停止工作。 ⑦ 快進電機點動控制。如梯形圖所示， X M18 為快進電機點動控制，當按下SB9 或觸摸觸摸屏“點動”時，則對應的的 X10 或 M18 閉合，接通 Y5 線圈，快進電機點動，當復位 SB9 或手離開觸摸觸摸屏“點動”， Y5 線圈失電斷開，快進電機實現(xiàn)點動。 ⑧照明控制。如梯形圖所示， X M14 為 HL 照明控制， X M15 為 HL 熄滅控制。當需要 照明時，按下 SB7 或觸摸觸摸屏“照明”，則對應的 X7 或 M14 閉合并接通 Y7線圈， HL 開始車床照明。當不需要照明時，按下 SB8 或觸摸觸摸屏“熄滅”，則對應的 X7 或 M15 失電，斷開 Y7 得電通路， Y7 線圈失電， HL 熄滅。 32 （ 2） 指令表。 0 LD X1 26 OUT M2 56 LD T1 1 OR M10 27 LD M0 57 OUT Y6 2 OR M0 28 OR X3 58 LD X4 3 ANI X2 29 OR M12 59 OR M16 4 ANI M2 30 OR M4 60 OR Y4 5 ANI M11 31 AND X11 61 ANI X5 6 OUT M0 32 ANI Y1 62 AND X12 7 LD X2 33 OUT Y0 63 ANI M2 8 OR M11 34 LD M1 64 ANI M17 9 OR M1 35 OR M3 65 OUT Y4 10 ANI X1 36 AND X11 66 LD X10 11 ANI M2 37 ANI Y0 67 OR M18 12 ANI M10 38 OUT Y1 68 OUT Y5 13 OUT M1 39 LD Y0 69 LD X6 14 LD X0 40 OR Y1 70 OR M14 15 OR M13 41 MPS 71 OR Y7 16 OR M3 42 ANI T0 72 ANI X7 17 OR M4 43 ANI Y2 73 ANI M2 18 MPS 44 OUT Y3 74 ANI M15 19 AND X13 45 MPP 75 OUT Y7 20 OUT M3 46 OUT T0 K50 76 END 21 MPP 49 LD T0 22 AND X14 50 ANI M2 23 OUT M4 51 ANI Y3 24 LD M3 52 OUT Y2 25 OR M4 53 OUT T1 K50 33 4 系統(tǒng)調(diào)試 鑒于本次畢業(yè)設計沒有“ C650 臥式車床”實物，所以我們本次畢業(yè)設計采取“電力拖動板”來演示改造后車床功能的實現(xiàn)。電力拖動板的主電路接線圖、 PLC 與 觸摸屏屏控制系統(tǒng)電氣接線圖與改造后的 C650 臥式車床主電路接線圖、 PLC 與 觸摸屏屏控制系統(tǒng)電氣接線基本一致，在此不在附圖；系統(tǒng)接線后的電力拖動板照片見下圖。 圖 41 拖動板演示接線圖 1 圖 42 拖動板演示接線圖 2 如圖所示， 我們本次設計是采用電力拖動板來演示 C650 臥式車床改造后功能的實現(xiàn)，在電力拖動板中我們使用紅色燈泡來指示主軸電機的正轉(zhuǎn)，綠色燈泡來指示主 34 軸電機的反轉(zhuǎn)運行，冷卻泵電機與快進電機各用一個綠色燈泡來指示其運行，照明使用白織燈來指示；由于沒有使用到電機，所以我們以兩個按鈕來分別代替速度繼電器的正、反向常開關 KS KS2，以人工控制的方式（主軸啟動一定時間手動按下，當按下主軸制動按鈕時，一定時間后松開讓其復位常態(tài)）來實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)制動功能的演示。 系統(tǒng)調(diào)試的準備工作 在調(diào)試前我們需要對電力拖動板線路進行 檢查，按照電氣接線圖檢查電源線是否可靠，主線路和控制線路連接是否正確，絕緣是否良好，各開關是否處于常態(tài)，插頭和各插接件是否全部插緊；在檢查完各部分正確無誤后，便可接上工作電源，開始通電檢查調(diào)試了。 拖動板硬件檢查 合上供電的電源開關，用萬用表測量系統(tǒng)總電源開關進線端的電壓，看一看電壓是否正常，有無斷相或三相電壓特別不平衡的現(xiàn)象。如果一切正常，便可合上總電源開關 QS，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。有無斷相。用萬用表測量各硬件的接線情況，看是否有短接，斷接和虛連的情況，并與電路 控制原理圖一一對照，看是否有無接錯的地方。各部分都正確無誤的情況下進行軟硬件聯(lián)調(diào)。 功能演示系統(tǒng)綜合調(diào)試 檢查系統(tǒng)接線無誤后，將編寫好的系統(tǒng)總程序進行轉(zhuǎn)換，下載至 PLC；將編輯設置好的觸摸屏畫面下載至觸摸屏，開始對拖動板進行調(diào)試，圖片如下。 圖 43 系統(tǒng)演示拖動板調(diào)試圖 1 圖 44 系統(tǒng)演示拖動板調(diào)試圖 2 反轉(zhuǎn)運行圖片 正轉(zhuǎn)運行圖片 35 由上面圖片很容易看出，因照明燈過于亮，很難明顯看出指示情況，故以下使用觸摸屏來說明（照片）。 圖 45 開機頁面 圖 46系統(tǒng)監(jiān)控選擇畫面 圖 47 正轉(zhuǎn)指示圖 1 圖 48正轉(zhuǎn)指示圖 2 圖 49 正轉(zhuǎn)制動指示圖 1 圖 410正轉(zhuǎn)制動指示圖 2 圖 411 反轉(zhuǎn)指示圖 1 圖 412 反轉(zhuǎn)指示圖 2 系統(tǒng)監(jiān)控選擇畫面 開機畫面 主軸電機正轉(zhuǎn) Y/△啟動， Y 形動作 主軸電機正轉(zhuǎn)運行反接制動 主軸電機正轉(zhuǎn) Y/△啟動，△形動作，開始進入△形穩(wěn)定運行 主軸電機正轉(zhuǎn)反接制動結(jié)束 主軸電機反轉(zhuǎn) Y/△啟動，Y 形動作 主軸電機反轉(zhuǎn) Y/△啟動，△形動作，進入△形穩(wěn)定運行 36 圖 413 反轉(zhuǎn)制動指示圖 1 圖 414反轉(zhuǎn)制動指示圖 2 圖 415 正轉(zhuǎn)點動指示圖 1 圖 416 正轉(zhuǎn)點動指示圖 2 圖 417 冷卻指示圖 1 圖 418冷卻泵指示圖 2 圖 419快進電機指示圖 1 圖 420 快進電機指示圖 2 圖 421 車床照明指示 注： “總?！薄ⅰ跋纭?、“停止”常態(tài)為紅色外，其余位開關常態(tài)為綠色。 ，其余均用紅燈時指示工作狀態(tài)，位指示燈灰色 為常態(tài)。 主軸電機反 轉(zhuǎn)運行反接制動 主軸電機反轉(zhuǎn)反接制動結(jié)束 主軸電機 Y形點動 主軸電機 Y 形點動結(jié)束 冷卻泵電機運 行 快進電機點動 快進電機點動結(jié)束 當需要給機床照明時，點亮照明，黃燈 冷卻泵電機停止工作 37 系統(tǒng)調(diào)試應注意事項 （ 1）將在 GX 軟件編寫好的系統(tǒng)總程序轉(zhuǎn)換好， PLC 寫入前，應將傳輸設置先設置好，即設置為“透明傳 輸”。 （ 2）本次設計使用的是 GT Designer3 軟件設計觸摸屏畫面，當單擊“寫入到 GTO”時觸摸屏時會自動跳出“通訊設置”頁面，應將通訊設置設置為“ USB” ,然后進入“與 GTO 的通訊”頁面，在選寫入模式時應選“選擇寫入數(shù)據(jù)”，再勾上“基本畫面”和“公共設置”，然后就可以 GTO 寫入了。 （ 3） 主電動機不能啟動：可能原因為，電源沒有接通；熱繼電器已動作，作為 PLC輸入信號的常閉開關尚未復位常態(tài)；交流接觸器的線圈燒毀或觸點接觸不良、觸點接線脫落等。 （ 4） 按下停止按鈕，主電動機不能停止工作：可能原因為，停止 按鈕已短路；接觸器主觸點被雜物阻卡等。 （ 5） 主電動機不能進行反接制動：可能原因為，速度繼電器損壞或接線脫落。 （ 6） 主電動機不能點動：可能原因為，點動按鈕常開觸點 SB2 損壞或接線脫落等。 （ 7） 按下啟動按鈕后，電動機發(fā)出嗡嗡聲，不能正常啟動：電動機三相電源缺相運行造成，可能原因是熔斷器某一相熔絲燒斷；接觸器某一對主觸點沒有接觸好或接線脫落；電動機某一處斷線等。 （ 8）電流表不能監(jiān)測主電動機負載：可能原因為，電流表已損壞；時間繼電器設置時間太短導致電流表沒能避過啟動尖峰電流，導致電流表損壞；電流互感器損壞。 38 結(jié) 論 大學三年生活將以本次畢業(yè)設計的 結(jié)論 劃上圓滿的句號，這是 在 大學學習的最后一次設計，同時也是 一個新的開始 。 本 次畢業(yè) 設計 使 用 PLC 與觸摸屏屏控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的 繼電器 控制系統(tǒng)， 對 C650臥式車床 進行控制 。 PLC 與 觸摸屏屏 組成的控制系統(tǒng)在設計、安裝、調(diào)試 與 維修等方面，不僅減少了工作量，而且 可以為企業(yè)提高生產(chǎn)率，為企業(yè)增加 效益。 通過使用 PLC與觸摸屏 改造 原 C650 臥式 車床 傳統(tǒng)的 繼電器 控制系統(tǒng) 后，去掉了原 C650 臥式車床 的時間繼電器 ，變壓器及復雜的控制線路接線等；改造后的控制系統(tǒng)，改由 PLC 內(nèi)部軟件編程來實現(xiàn)對 C650 臥式 車床進行控制 ，使 控制 線路簡化 ,易于 維修 ；而且本次畢業(yè)設計選用的 PLC 型號 FX2N32MR001 尚有未使用到的輸入輸出端口，若是將來企業(yè)要對車床進行升級，亦可將它們使用，讓企業(yè)很勝利的就完成升級，不會像傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)那樣，動一處則東全身。 同時， PLC 的 穩(wěn)定性高 ，輸入輸出部分 均 有信號指示 （觸摸屏亦可指示） ， 如若系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可 準確 、迅速的 判 斷（系統(tǒng)） 故障的發(fā)生部位 ，這為維修提供了大大的便利，而且出現(xiàn)故障的機床可在最短的時間內(nèi)被維修好，再次投入運行，減少企業(yè)損失。 通過 本次 畢業(yè) 設計，進一步 的 鞏固 和 深化 了自己在校學習期間學到的的專業(yè)知識及專業(yè)技能； 培養(yǎng) 了個人 獨立思考 的能力，以及遇到問題時查閱資料、分析、解決問題的能力，這對我將來走到工作的崗位將會很受益。 39 參 考 文 獻 1 宋昌才， 常用機床電氣控制電路 .北京：化學工業(yè)出版社， 2 高安邦，智淑亞，徐建俊 .新編機床電氣與 PLC 控制技術(shù) .北京：機械工業(yè)出版社， 3 皇永紅，張新華 . 低壓電器 .北京：化學工業(yè)出版社， 4 徐虎，吳家國 .電機應用技術(shù) .北京：機械工業(yè)出版社， 5 史宜巧，孫業(yè)明，景紹學 .PLC 技術(shù)及應用項目教程 .北京：機械工業(yè)出版社，（ 重?。? 40 附錄 A 系統(tǒng)主要元器件清單 代號 名稱 型號規(guī)格 用途 數(shù)量 PLC FX2N32MR001 系統(tǒng)控制 1 觸摸屏 GT1155QSBDC 系統(tǒng)人機界面 1 通信線 RS422 用于 PLC與觸摸屏之間通信連接 1 通信線 USB 用于觸摸屏于計算機的通 信連接 1 M1 三相異步電動機 Y255M6 30KW 380V 980r/min 主軸電動機 1 M2 三相異步電動機 Y26312 380V 2730r/min 冷卻泵電動機 1 M3 三相異步電動機 Y90L2 380V 2840r/min 快進電動機 1 KM1 交流接觸器 CJ2063 線圈電壓 220V 控制主軸電機正轉(zhuǎn) 1 KM2 交流接觸器 CJ2063 線圈電壓 220V 控制主軸電機反轉(zhuǎn) 1 KM3 交流接觸器 CJ2063 線圈電壓 220V 控