【導(dǎo)讀】傳統(tǒng)的C650車(chē)床采用繼電器實(shí)現(xiàn)電氣控制，接線多且復(fù)雜，體積大，功耗大，一旦系統(tǒng)構(gòu)成，想改變或增加功能很困難，其工作性能已不能達(dá)到現(xiàn)代生產(chǎn)的要求。因此，以PLC取代常規(guī)的繼電器，可提高工作性能，并且達(dá)到車(chē)床的控制要求。PLC控制梯形圖程序和指令表程序。利用PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車(chē)床啟動(dòng)、正轉(zhuǎn)反。能有了很大的改善，工作效率有了明顯提高。況良好，車(chē)削精度更高。

　　

【正文】 條件控制功能 條件控制（或稱邏輯控制或順序控制）功能是指用 PLC 的與、或、非指令取代繼電器接觸的串聯(lián)、并聯(lián) 及其它 各種邏輯連接，進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。 ⑵ 定時(shí) /計(jì) 數(shù)控制功能 定時(shí) /計(jì) 數(shù)控制功能指用 PLC 提供的定時(shí)器、 計(jì) 數(shù)器指令實(shí)現(xiàn)對(duì)某種操作的定時(shí)或 計(jì) 數(shù)控制，以取代時(shí)間繼電器和 計(jì) 數(shù)繼電器。 ⑶ 數(shù)據(jù)處理功能 車(chē)床的 PLC 控制設(shè)計(jì) –15– 數(shù)據(jù)處理功 能是指 PLC 能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼等操作。 ⑷ 步進(jìn)控制功能 步進(jìn)控制功能是指用步進(jìn)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成以后，才能進(jìn)行下一道工序操作的控制，以取代由硬件構(gòu)成的步進(jìn)控制器。 ⑸ 運(yùn)動(dòng)控制功能 運(yùn)動(dòng)控制功能是指通過(guò)高速記數(shù)模塊和位置控制模塊等進(jìn)行單軸或多軸運(yùn)動(dòng)控制。 ⑹ 過(guò)程控制功能 過(guò)程控制功能是指通過(guò) PLC 的 PID 控制指令或模 塊實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、速度、流量等物理參數(shù)的閉環(huán)控制。 ⑺ 擴(kuò)展功能 擴(kuò)展功能是指通過(guò)連接輸入輸出擴(kuò)展單元（即 I/O 擴(kuò)展單元）模塊來(lái)增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)，也可通過(guò)附加各種智能單元及特殊功能單元來(lái)提高 PLC 的控制功能。 ⑻ 遠(yuǎn)程 I/O 功能 遠(yuǎn)程 I/O 功能是指通過(guò) I/O 單元將分散在遠(yuǎn)距離的各種輸入 、 輸出設(shè)備與 PLC 主機(jī)相連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，接收輸入信號(hào)、傳出輸出信號(hào)。 ⑼ 通信聯(lián)網(wǎng)功能 通信聯(lián)網(wǎng)功能是指通過(guò) PLC 之間 的聯(lián)網(wǎng)、 PLC 與上位機(jī)的鏈接等，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程 I/O控制或數(shù)據(jù)交換，以完成較大規(guī)模系統(tǒng)的復(fù)雜控制。 ⑽ 監(jiān)控功能 監(jiān)控功能是指 PLC 能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的進(jìn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警和記錄，甚至自動(dòng)終止運(yùn)行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時(shí)器、記數(shù)器等設(shè)定值或強(qiáng)制 I/O 狀態(tài)。 PLC 基本指令 ⑴ 標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令 常開(kāi)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器地址為 1 狀態(tài)時(shí)，該觸點(diǎn)閉合，在語(yǔ)句表中，分別用 LD、AND、 OR 指令表示開(kāi)始、串聯(lián)和并聯(lián)的常開(kāi)觸點(diǎn)。 車(chē)床的 PLC 控制設(shè)計(jì) –16– 常閉觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)地 址為 0 狀態(tài)時(shí)，該觸點(diǎn)閉合，在語(yǔ)句表中分別用 LDN、ANI、 ORI 來(lái)表示開(kāi)始、串聯(lián)和并聯(lián)的常閉觸點(diǎn)。 ⑵ 輸出指令 輸出指令與線圈相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)線圈的觸點(diǎn)電路接通時(shí)，線圈流過(guò) “能流 PLC 控制梯形圖 車(chē)床的 PLC 控制設(shè)計(jì) –17– 車(chē)床的 PLC 控制設(shè)計(jì) –18– 5 系統(tǒng)調(diào)試 在調(diào)試前我們需要對(duì)線路進(jìn)行檢查 ， 按照接線圖檢查電源線和接地線是否可靠，主線路和控制線路連接是否正確，絕緣是否良好，各開(kāi)關(guān)是否處于 “0”位，插頭和各插接件是否全部插緊；檢查工作臺(tái)等部件的位置是否合適，防止通電時(shí)發(fā)生 失誤 。在檢查完各部分正確無(wú) 誤 后，便可接上設(shè)備的工作電源，開(kāi)始通電調(diào)試了。 合上 實(shí)驗(yàn) 臺(tái)上 供電的電源開(kāi)關(guān)，用萬(wàn)用表測(cè)量 系統(tǒng) 總電源開(kāi)關(guān)進(jìn)線端的電壓，看一看電壓是否正常，有無(wú)斷相或三相電壓特別不平衡的現(xiàn)象。如果一切正常，便可合車(chē)床的 PLC 控制設(shè)計(jì) –19– 上總電源開(kāi)關(guān) SB1，并用萬(wàn)用表測(cè)量電源能供到的各支路終端的電壓是否正常。有無(wú)斷相。 用萬(wàn)用表測(cè)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(duì)照，看是否有無(wú)接錯(cuò)的地方。各部分都正確無(wú)誤的情況下進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)。 系統(tǒng)綜合調(diào)試 將編寫(xiě)好的 PLC 程序進(jìn)行編譯 ， 下載至 PLC， 由 于 控制系統(tǒng)運(yùn)行電壓是在 220V，為了保證安全只好先在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上分步模擬 ， 觀察各步的動(dòng)作都正確無(wú)誤后 ， 按照 PLC控制系統(tǒng)接線圖在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上整體模擬 ， 輸出部分 （接觸器， 電動(dòng)機(jī) ， 快速移動(dòng)刀架 ）用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的指示燈代替 , 觀察輸出端點(diǎn)指示燈在一個(gè)工作循環(huán)里的狀態(tài)變化，并與工藝過(guò)程對(duì)照。 在對(duì)照前由于忘記對(duì) PLC 進(jìn)行復(fù)位，雖然程序正確當(dāng)沒(méi)達(dá)到控制效果，所以在調(diào)試前應(yīng)先進(jìn)行復(fù)位操作。 在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上整體模擬無(wú)誤后 ， 將檢查完畢的硬件連接電路 （ 各電動(dòng)機(jī)連接的電路 ） 與PLC 連接在一起 ， 分別觀察各電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài) ， 分步運(yùn)行無(wú)誤后 ， 將所有的 電動(dòng)機(jī)按照 PLC 接線圖連接在一起 ， 分別觀察各個(gè)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài) ， 并與工藝過(guò)程比較 ，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題 。 此控制程序設(shè)計(jì)能夠滿足控制系統(tǒng)的要求。 車(chē)床的 PLC 控制設(shè)計(jì) –20– 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)采用可編程控制器代替繼電器對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，因?yàn)榭删幊炭刂破鹘M成的控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和維修等方面，不僅減少了工作量，而且減少了開(kāi)支，縮減了成本，效益更高。 通過(guò)使用 PLC 改造該機(jī)床電氣系統(tǒng)后，去掉了原機(jī)床的中間繼電器，時(shí)間繼電器等等，使線路簡(jiǎn)化 ,維修方便。同時(shí)，由于 PLC 的高可靠性，輸入輸出部分還有信號(hào)指示，不僅 使電氣故障次數(shù)大大減少，而且還給準(zhǔn)確判斷電器故障的發(fā)生部位提供了很大的方便。 設(shè)計(jì)者可在規(guī)格繁多、品種齊全的系列可編程控制產(chǎn)品中，精選所需類型，使PLC 具有較高的性能價(jià)格比。針對(duì)這點(diǎn)本設(shè)計(jì)盡量節(jié)省可編程控制器的端點(diǎn)，從而提高了 性價(jià) 比，節(jié)省了不必要的開(kāi)支。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)充專業(yè)課的基本理論和基本技能。達(dá)到了培養(yǎng)我獨(dú)立思考、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)和實(shí)際查閱相關(guān)實(shí)際資料的能力。 車(chē)床的 PLC 控制設(shè)計(jì) –21– 致 謝 三年的大學(xué)生活即將拉上帷幕，這是大學(xué)期間最后 一次設(shè)計(jì)， 此次設(shè)計(jì)的主要目的是培養(yǎng)我們運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)來(lái)分析和解決電氣控制技術(shù)中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題，它不僅體現(xiàn)了我們對(duì)設(shè)計(jì)的思想，更重要的是使我學(xué)會(huì)了在今后設(shè)計(jì)過(guò)程中的一般步驟和方法。 在此，我要感謝所有曾經(jīng)教導(dǎo)過(guò)我的老師和關(guān)心過(guò)我的同學(xué)， 感謝我的老師們?cè)谖胰昵髮W(xué)生涯中給予的關(guān)心和幫助。 是他們?cè)谖业拇髮W(xué)生活成長(zhǎng)過(guò)程中給予了我無(wú)私的幫助，教會(huì)了我方方面面的經(jīng)驗(yàn)。 此次畢設(shè) 在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了 宼鵬德老師 的精心指導(dǎo) ， 在 畢業(yè)設(shè)計(jì)期間 ， 宼鵬德指導(dǎo)教師給予了我很大的幫助和支持，在此，我表示由衷的感謝， 我在這次設(shè)計(jì) 中收獲很多東西。 最后，對(duì)各位工程師、老師審閱我的論文深表感謝， 車(chē)床的 PLC 控制設(shè)計(jì) –22– 參 考 文 獻(xiàn) [1] 顧永杰 .電工電子基礎(chǔ) .北京：高等教育出版社， 2021 [2] 郁漢琪 .機(jī)床電氣控制技術(shù) .大連：大連理工大學(xué)出版社， 2021 [3] 惲達(dá)明 .金屬切削機(jī)床 .北京：工業(yè)出版社， 2021 [4] 廖常初 . PLC 基礎(chǔ)及應(yīng)用（第二版）北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [5] 陸劍中、周志明 .金屬切削原理及刀具 .[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社。 2021 [6] 曹輝 .可編程序控制器系統(tǒng)原理及應(yīng)用 .北京：電子工業(yè) 出版社， 2021 [7] 黎亞元 .機(jī)床電器自動(dòng)控制 .重慶：重慶大學(xué)出版社， 1994 [8] 夏國(guó)偉 .機(jī)場(chǎng)電氣與維修 .西安：陜西科技大學(xué)出版社， 1980 [9] 鄧星鐘 .機(jī)床傳動(dòng)技術(shù) .武漢：華中科技大學(xué)， 2021 [10] 羅宇航 .流行 PLC 實(shí)用程序及設(shè)計(jì) .西安：西安科技大學(xué)出版社， 2021 [11] 王士蘭 .PLC 技術(shù)及應(yīng)用 .北京：北京工業(yè)出版社， 2021 [12] 劉沂 .電氣控制技術(shù)（第二版） .大連：大連理工大學(xué)出版社， 2021 [13] 路林吉 .江龍康等 .可編程序控制器原理及應(yīng)用 .北京： 清華大學(xué)出 版社 ,2021 車(chē)床的 PLC 控制設(shè)計(jì) –23– 附錄 C650 臥式車(chē)床電氣控制線路原理 車(chē)床的 PLC 控制設(shè)計(jì) –24– 輸入信號(hào) PLC 地址 輸出信號(hào) PLC地址 反接制動(dòng)按鈕 SB1 主電動(dòng)機(jī) M1 正轉(zhuǎn) KM1 主軸電動(dòng)機(jī) M1 的正轉(zhuǎn)按鈕 SB2 主電動(dòng)機(jī) M1 反轉(zhuǎn) KM2 主軸電動(dòng)機(jī) M1 的反轉(zhuǎn)按鈕 SB3 短接制動(dòng)電阻 KM3 主軸電動(dòng)機(jī) M1 的點(diǎn)動(dòng)按鈕 SB4 冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 起、停 KM4 冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 停止按鈕 SB5 快速電動(dòng)機(jī) M3 起、停 KM5 冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 起動(dòng)按鈕 SB6 快速電動(dòng)機(jī) M3 起、停位置開(kāi)關(guān)SQ 速度繼電器正轉(zhuǎn)常開(kāi)觸頭 KS1 速度繼電器正轉(zhuǎn)常開(kāi)觸頭 KS2 I/O 地址分配圖 車(chē)床的 PLC 控制設(shè)計(jì) –25– I/O 接線圖