【導(dǎo)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(fù)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(shè)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】 、 T0 線圈、 T1 線圈、 Y6 線圈失電，他們的相應(yīng)觸點同時 也 恢復(fù)常態(tài)，切斷主軸電機正轉(zhuǎn)運行電源，主軸電機 自然停機。與此同時，第三邏輯行輔助繼電器 M3 線圈得電（ X13 已于 正轉(zhuǎn)速度達(dá)到 120r/min 時閉合），其位于第六邏輯行的 常開觸點 M3 閉合，接通 Y1 線圈（ X11常開觸點在 PLC 通電后即為閉合狀態(tài)），其位于第七邏輯行的常開觸點 Y1 閉合，接通Y3 線圈，則立即給主軸電機通入反轉(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正向旋轉(zhuǎn)，使主軸電機的正轉(zhuǎn)速度很快降下來。當(dāng)主軸電機正轉(zhuǎn)速度降到100r/min 時，正轉(zhuǎn)時已閉合的 X13 觸點斷開，線圈 M3 失電、同時 Y1 線圈、 Y3 線圈也失電，他們的相應(yīng)觸點恢復(fù)常態(tài)，及時切斷反 接制 動 電源，主軸電機正轉(zhuǎn)停機而又防止 了 主軸電機反向起動，完成來主軸電機正轉(zhuǎn)運行的反接制動過程。 ⑤ 主 軸電機反轉(zhuǎn)停機反接制動控制。 如梯形圖第三邏輯行所示， X0、 M13 為主軸停車制動控制（兼有冷卻泵、照明停止工作運行），主軸反轉(zhuǎn)運行時，當(dāng)按下 SB1 或觸摸觸摸屏上的“總?！保瑒t輔助繼電器 M1 線圈、 Y1 線圈、 Y2 線圈、 T0 線圈、 T1 線圈、 Y6 線圈失電，他們的相應(yīng)觸點同時也恢復(fù)常態(tài)，切斷主軸電機反轉(zhuǎn)運行電源，主軸電機自然停機。與此同時，第三邏輯行輔助繼電器 M4 線圈得電（ X14 已于 反 轉(zhuǎn)速度達(dá)到 120r/min 時閉合） ，其位于第五邏輯行的常開觸點 M4 閉合，接通 Y0 線圈（ X11常開觸點在 PLC 通電后即為閉合狀態(tài)），其位于第七邏輯行的常開觸點 Y0 閉合，接通 31 Y3 線圈，則立即給主軸電機通入 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(dāng)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(yīng)觸點恢復(fù)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(dāng)按下 SB5 或觸摸觸摸屏上的“啟動”，則對應(yīng)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(dāng) 需要 冷卻泵 停止 工作時，按下 SB6 或觸摸觸摸屏“停止”，則對應(yīng)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(dāng) 按下SB9 或觸摸觸摸屏“點動”時，則對應(yīng)的的 X10 或 M18 閉 合，接通 Y5 線圈，快進電機點動，當(dāng)復(fù)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(dāng)需要照明時，按下 SB7 或觸摸觸摸屏“照明”，則對應(yīng)的 X7 或 M14 閉合并接通 Y7線圈， HL 開始車床照明。當(dāng)不需要照明時，按下 SB8 或觸摸觸摸屏“熄滅”，則對應(yīng)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(shè)計沒有 “ C650 臥式車床 ” 實物，所以我們本次畢業(yè)設(shè)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(shè)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(guān) KS KS2，以人工控制的方式（ 主軸啟動 一定時間手動按下，當(dāng)按下主軸制動按鈕時，一定時間 后 松開讓其復(fù)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(zhǔn)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(guān)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(guān)，用萬用表測量系統(tǒng)總電源開關(guān)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(guān) 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(shè)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： “ 總停 ”、“ 熄滅 ”、“停止” 常態(tài)為紅色 外 ，其余 位開關(guān) 常態(tài)為綠色 。 除照明用黃燈指示外 ， 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(dāng)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(yīng)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(yīng)將傳輸設(shè)置先設(shè)置好，即設(shè)置為“透明傳輸” 。 （ 2） 本次設(shè)計使用的是 GT Designer3 軟件設(shè)計 觸摸屏畫面 ，當(dāng) 單擊“寫入到 GTO”時 觸摸屏?xí)r會自動跳出“通訊設(shè)置”頁面 ， 應(yīng)將通訊設(shè)置設(shè)置為“ USB” ,然后進入 “ 與 GTO 的通訊 ” 頁面， 在選 寫入模式 時應(yīng) 選“選擇寫入數(shù)據(jù)”，再勾上“基本畫面”和“公共設(shè)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(guān) 尚未復(fù)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(fù)載：可能原因為，電流表已損壞；時間繼電器設(shè)置時間太短導(dǎo)致電流表沒能避過啟動尖峰電流，導(dǎo)致電流表損壞；電流互感器損壞。 38 結(jié) 論 大學(xué)三年生活將以本次畢業(yè)設(shè)計的 結(jié)論 劃上圓滿的句號，這是我大學(xué)學(xué)習(xí)的最后一次設(shè)計， 同時 也是我 校園 求學(xué)生涯的最后一段旅程。 本 次畢業(yè) 設(shè)計 我們 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 ， （ 鑒于沒有 C650 臥式車床 ，我們本次設(shè)計采用了電力拖動板來演示改造后 車床的 基本功能的實現(xiàn) ）。 PLC 與 觸摸屏 屏 組成的控制系統(tǒng)在設(shè)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(fù)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(shè)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）