【正文】 除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 通過(guò)此設(shè)計(jì)，可以使 我們 了解到 X62W萬(wàn)能銑床的電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和 PLC控制的原理，簡(jiǎn)單工作原理。 在設(shè)計(jì)中體會(huì)到理論必須和實(shí)踐相結(jié)合。豐富了經(jīng)驗(yàn)。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中所涉及的圖形，我先是在紙上畫草圖。 X62W 型臥式萬(wàn)能銑床的電氣控制系統(tǒng) ,存在線路復(fù)雜、故障率高、維護(hù)工作量大、可靠性差、靈活性差等缺點(diǎn) ,本文提出了用 PLC 對(duì) X62W 型萬(wàn)能銑床的繼電器接觸式控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造 ,從而保證了電控系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性、合理性 ,更好地滿足了實(shí)際生產(chǎn)的需要 ,提高了經(jīng)濟(jì)效益 X62W 萬(wàn)能銑床是一種高效率的加工機(jī)械，萬(wàn)能 銑床的操作，是通過(guò)手柄同時(shí)操作電氣與機(jī)械，是機(jī)械與電氣結(jié)構(gòu)聯(lián)合動(dòng)作的典型控制。 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 36 由于在同一個(gè)程序編程中一個(gè)線圈編號(hào)只能給一個(gè)線圈，不能兩個(gè)以上的線圈共用一個(gè)編號(hào)，所以當(dāng)編程中遇到兩處以上用到同一線圈，可以用中間繼電器來(lái)解決 [xv]。 當(dāng) 按下停止按鈕 SB8， 失電，圓形工作臺(tái)停止旋轉(zhuǎn)。 在網(wǎng)絡(luò) 2 中， 當(dāng)按停止按鈕 SB3 或 SB4 時(shí)， 常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位， 線圈失電，主軸慣性運(yùn) 轉(zhuǎn)，同時(shí) 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合， 線圈得電接通 ，主軸反接 制動(dòng)停轉(zhuǎn)。該程序共有 13 個(gè)網(wǎng)絡(luò) ，反映了原繼電器電路中的各種邏輯內(nèi)容。由于本設(shè)計(jì)中對(duì)銑床 電氣控制部分的改造需要 17 個(gè)輸入信號(hào)、 9 個(gè)輸出信號(hào)，所以選擇 S7200 CPU226 這款集成 24 輸入和 16 輸出的 PLC[xi]。 根據(jù)修改后的圖，確定輸入信號(hào)與輸出信號(hào)。并且具有緊湊的的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格、豐富的功能模塊以及強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，使得 S7200 PLC 可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求，所以本次設(shè)計(jì)選用 S7200 系列 PLC。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的 1/10。 控制功能的選擇 該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。 PLC 及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用 PLC 應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)， PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。 三菱 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) I/O 分配表 表 51 I/O地址分配表 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 名稱 代號(hào) 輸入點(diǎn)編號(hào) 名稱 代號(hào) 輸出點(diǎn)編號(hào) 主軸起動(dòng)按鈕 SB SB2 X000 主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)接觸器 KM1 Y000 主軸停止按鈕 SB SB6 X002 正向進(jìn)給電動(dòng)機(jī)起動(dòng)接觸器 KM2 Y001 快速進(jìn)給按鈕 SB SB4 X004 反向進(jìn)給電動(dòng)機(jī)起動(dòng)接觸器 KM3 Y002 圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA1 X006 主軸制動(dòng)電磁離合器 YB Y004 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 18 主軸上刀制動(dòng)開(kāi)關(guān) SA2 X007 快速電磁離合器 YC1 Y005 向右行程開(kāi)關(guān) SQ1 X010 進(jìn)給電磁離合器 YC2 Y006 向左行程開(kāi)關(guān) SQ2 X011 向前、向下行程開(kāi)關(guān) SQ3 X012 向后、向上行程開(kāi)關(guān) SQ4 X013 進(jìn)給變速瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān) SQ6 X014 主軸變速瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān) SQ7 X015 主軸電動(dòng)機(jī)熱繼電器 FR1 X017 冷卻泵電動(dòng)機(jī)熱繼電器 FR2 X016 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)熱繼電器 FR3 X017 三菱 PLC 控制系統(tǒng)原理圖 X62W 萬(wàn)能銑床電氣控制線路中的主電路保持不變， 如圖 51 所示。 3． PLC 的輸入與輸出最好分開(kāi)走線，開(kāi)關(guān)量與模擬量也要分開(kāi)敷設(shè)。 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 17 控制功能的選擇 該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。 PLC 及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體 ，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用 PLC 應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)， PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。由于冷卻泵電動(dòng)機(jī) M3 容量小，直接用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA3 控制。所以進(jìn)給變速時(shí)，需將操作手柄都置在中間位置，進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 不轉(zhuǎn)的情況下，才能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給的變速?zèng)_動(dòng)，這一點(diǎn)與主軸的變速?zèng)_動(dòng)不同。 3. 工作臺(tái)的快速移動(dòng) 為提高工作效率，在銑刀未作銑切加工時(shí)，工作臺(tái)可以快速移動(dòng)，操作過(guò)程如下：工作臺(tái)在進(jìn)給移動(dòng)時(shí)，按下快速移動(dòng)按鈕 SB5 或 SB6（兩地 控制），接觸器 KM5 得電，快速移動(dòng)電磁鐵 YA 通電動(dòng)作，工作臺(tái)按原進(jìn)給方向快速移動(dòng)，當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)到預(yù)期位置，松開(kāi)探險(xiǎn)鈕 SB5 或 SB6， KM5 失電， YA 斷電，快速進(jìn)給結(jié)束，工作臺(tái)按原速度、原方向繼續(xù)移動(dòng)。 SQ3 控制工作臺(tái)向下或向前運(yùn)動(dòng)，SQ4 控制工作臺(tái)向上或向后運(yùn)動(dòng)。左、右移動(dòng)的極限位置，可以通過(guò)改變左、右兩端的擋鐵位置進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)將操作手柄扳向右（或向左）時(shí)，一方面通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)將工作臺(tái)與縱向移動(dòng)的傳動(dòng)裝置相聯(lián)接，另一方面壓下向右（或向左）進(jìn) 給行程開(kāi)關(guān) SQ1（或 SQ2）， SQ11（或 SQ21）常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接觸器 KM3（或 KM4）得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 通電轉(zhuǎn)動(dòng)（或反向轉(zhuǎn)動(dòng)），拖動(dòng)工作臺(tái)向右（或向左）移動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的操作是由兩個(gè)機(jī)械操作手柄與對(duì)應(yīng)的行程開(kāi)關(guān)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相互配合實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA1 是工作臺(tái)的選擇開(kāi)關(guān)，當(dāng)置于“斷開(kāi)”位置時(shí)， SA1 SA13 閉 合， SA12 斷開(kāi)，可以進(jìn)行工作臺(tái)的進(jìn)給操作；當(dāng)置于“閉合”位置時(shí)， SA1 SA13 斷開(kāi)， SA12閉合，此時(shí)不能進(jìn)行工作臺(tái)的操作，只能對(duì)圓工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。如果是在主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行變速，無(wú)需先按停止按鈕再變速，可直接進(jìn)行變速操作。 SQ7 是與主軸變速手柄聯(lián)動(dòng)的瞬時(shí)動(dòng)作行程開(kāi)關(guān)。主軸電動(dòng)機(jī) M1得電通路： T1→ SQ7 常閉觸點(diǎn)→ SB4→ SB3→ SB1 或 SB2→ KM2 常閉觸 點(diǎn)→ KM1線圈→ T1。 電路中熔斷器 FU1 既作為銑床總的短路保護(hù)，又作為主軸電動(dòng)機(jī) M1 的短路保護(hù)； FU2 作為進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M冷卻泵電動(dòng)機(jī) M3 及控制變壓器、照明變壓南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 11 器一次側(cè)的短路保護(hù)；熱繼電器 FR FR2 和 FR3 分別作為 M M2 和 M3 的過(guò)載保護(hù) [vii]。 圖 42 X62W萬(wàn)能銑床的電氣原理圖控制電路圖 主電路分析 主軸電動(dòng)機(jī) M1 要求能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)，但旋轉(zhuǎn)方向變換不頻繁。 5)從可靠 性和可維護(hù)性上看，由于電氣控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，其存在機(jī)械磨損、電弧燒傷等，壽命短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護(hù)性較差。 3)從控制速度 上看，繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題。而 PLC 采用了計(jì)算機(jī)技術(shù) ，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲(chǔ)器中，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。 圖 21 X62W萬(wàn)能銑床外形圖 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 6 2. 運(yùn)動(dòng)形式 主軸轉(zhuǎn)動(dòng)是由主軸電動(dòng)機(jī)通過(guò)彈性聯(lián)軸器來(lái)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)機(jī)構(gòu)中的一個(gè)雙聯(lián)滑 動(dòng)齒輪塊嚙合時(shí)，主軸即可旋轉(zhuǎn)。 3. 采用 X62W 可以比普通機(jī)床提高 23 倍的生產(chǎn)率， 對(duì)復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)效率可以提高十幾倍甚至幾十倍。 PLC 其有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) ，維修檢測(cè)方便等優(yōu)點(diǎn)，適合于萬(wàn)能銑床的控制，獲得廣泛的推廣，現(xiàn)在萬(wàn)能銑床以全部采用 PLC控制，結(jié)束了近 20年使用繼電控制的歷史 [iii]。 萬(wàn)能銑床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造的生產(chǎn)方式，產(chǎn)品機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)帶來(lái)了深刻的變化，其技術(shù)水平高低和擁有量多少，是衡量一個(gè)國(guó)家和企業(yè)現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志。 從上世紀(jì) 80 年代起銑床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏但對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)和自動(dòng)銑床一直給予較大的關(guān)注。 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 2 1 銑床簡(jiǎn)介 銑床國(guó)內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢(shì) 自從 1969 年第一臺(tái)可編程控制器在美國(guó)問(wèn)世以來(lái)，在工業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)用。 銑床是用銑刀對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。 37 致 謝 30 PLC 梯形圖 27 三菱 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造后原理圖 25 輸入輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 20 PLC 梯形圖 18 三菱 PLC 控制系統(tǒng)接線圖 17 三菱 PLC 控制系統(tǒng)原理圖 16 輸入輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 10 控制電路分析 9 電氣原理圖 7 PLC 控制與電氣控制的綜合比較 4 X62W 萬(wàn)能銑床電器元件設(shè)備及參數(shù) 3 X62W 萬(wàn)能銑床的特點(diǎn) Programmable Logic Controller。采用 PLC 控制系統(tǒng)，功能完善、使用方便、安裝簡(jiǎn)單、抗干擾能力和可靠性能力都強(qiáng)。電氣系統(tǒng)是其中的主干部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中的許多部門得到廣泛應(yīng)用。日本有許多 PLC 制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士等，韓國(guó)的三星（ SAMSUNG）、LG 等，這些生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品占有 80%以上的 PLC 市場(chǎng)份額。當(dāng)鋰電池的電壓逐漸降低致使 PLC基本單元上電池電壓跌落到指示燈亮，即是提示用戶注意由鋰電池所支持的程序還可保留一周左右，必須更換電池。 在當(dāng)今的工業(yè)界，只要涉及控制的地方，都離不開(kāi) PLC這個(gè)大腦，簡(jiǎn)單的講，可大概分為兩個(gè)領(lǐng)域： 其一為單機(jī)控制為主的一切設(shè)備自動(dòng)化領(lǐng)域，比如：包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、注塑機(jī)械、自動(dòng)焊 接設(shè)備、隧道盾構(gòu)設(shè)備、水處理設(shè)備、切割、多軸磨床、冶金行業(yè)的輥壓、連鑄機(jī)械 等 ，這些設(shè)備的所有動(dòng)作，加工都需要靠依據(jù)工藝設(shè)定在 PLC 內(nèi)的程序來(lái)指導(dǎo)執(zhí)行和完成，就如人的大腦； 其二為過(guò)程控制為主的流程自動(dòng)化行業(yè)，比如污水處理、自來(lái)水處理、樓宇控制、火電主控、輔控、水電主控、輔控、冶金行業(yè)、太陽(yáng)能、水泥、石油、石化、鐵路交通 ... 也太多了。 早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller,PLC），它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。是工業(yè)控制的核心部分。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 研究?jī)?nèi)容 及計(jì)劃 研究?jī)?nèi)容： ； ；