【正文】 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。 本 次畢業(yè) 設計 使 用 PLC 與觸摸屏屏控制系統取代傳統的 繼電器 控制系統， 對 C650臥式車床 進行控制 。 （ 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。 （ 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“選擇寫入數據”，再勾上“基本畫面”和“公共設置”，然后就可以 GTO 寫入了。 圖 43 系統演示拖動板調試圖 1 圖 44 系統演示拖動板調試圖 2 反轉運行圖片 正轉運行圖片 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）。有無斷相。 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，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，綠色燈泡來指示主 34 軸電機的反轉運行，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)）來實現電動機的正反轉制動功能的演示。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。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，快進電機實現點動。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。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），主軸反轉運行時，當按下 SB1 或觸摸觸摸屏上的“總?！?，則輔助繼電器 M1 線圈、 Y1 線圈、 Y2 線圈、 T0 線圈、 T1 線圈、 Y6 線圈失電，他們的相應觸點同時也恢復常態(tài)，切斷主軸電機反轉運行電源，主軸電機自然停機。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），主軸正轉運行時，當按下 SB1 或觸摸觸摸屏上的“總停”，則輔助繼電器 M0 線圈、 Y0 線圈、 Y2 線圈、 T0 線圈、 T1 線圈、 Y6 線圈失電，他們的相應觸點同時也恢復常態(tài)，切斷主軸電機正轉運行電源，主軸電機自然停機。 在主軸電機反轉轉速達到 120r/min 時，第三邏輯行 X14 常開觸點閉合，為主軸電機反向旋轉反接制動做好準備。 ② 主軸電機反轉控制。當按下控制按鈕 SB2 或在觸摸屏觸摸“正轉”，則對應的 X1 或 M10 閉合，接通輔助繼電器 M0 的線圈并自鎖；其位于第五邏輯行的常開觸點 M0 閉合，接通 Y0 線圈（ X11 常開觸點在 PLC 通電后即為閉合狀態(tài)）；位于第七邏輯行的常開觸點 Y0閉合，接通 Y3 線圈。 X M15 為 HL 熄滅控制，當按下 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。 27 （ 6）快進電機點動程序設計。 如梯形圖所示， X M12 為主軸電機點動控制，當按下 SB4 或觸摸觸摸屏上的“點動”，則對應的 X3 或 M12 閉合，接通 Y0 線圈，其常開觸點 Y0 閉合并接通 Y3 線圈，主軸電機正轉 Y 形點動，松開 SB4 或觸摸觸摸屏的手指離開“點動”，則 Y0 線圈、 Y3線圈失電，相應觸點恢復常態(tài)，主軸電機停轉，實現主軸電機的正轉 Y 形點動。當主軸電機正轉速度降到 100r/min 時，正轉時已閉合的 X13 觸點斷開，線圈 M3 失電、同時 Y1線圈、 Y3 線圈也失電，他們的相應觸點恢復常態(tài)，及時切斷反接制定電源，主軸電機正轉停機而又防止了主軸電機反向起動，完成主軸電機正轉運行的反接制動過程。 如梯形圖所示，當主軸電機正轉時常開觸點 Y0 閉合，接通 Y3 線圈，同時 T0 開始計時， 5S 后動作，其常閉觸點斷開 Y3 線圈得電通路，常開觸點閉合，接通 Y2 線圈，實現主軸電機正轉 Y/△啟動運行。 圖 39 PLC與觸摸屏控制系統聯機電氣接線圖 24 程序設計 （ 1）主軸電機正反轉啟動程序設計。 觸摸屏畫面的位開關、位指示燈相關設置，見觸摸屏畫面位開關、位指示燈對應設置一覽表，如表 34 所示。 圖 37冷卻泵電機監(jiān)控畫面 如圖 37 所示，設置有 2 個位開關，為啟動、停止分別控制冷卻泵電機的啟動與停止； 2 個位指示燈，為冷卻泵、 FR2 分別指示冷卻泵的運行指示和熱繼電器的正常運行指示，圖示為常態(tài)。 8 個位指示燈分別為正轉、反轉、 Y 形、△形、 KS KSFR照明分別指示主軸電機的正反轉運行、 Y 形運行、△形運行，速度繼電器 KS 正反向常開指示，熱繼電器 FR1 的正常指示，車床照明指示，圖示為常態(tài)。 觸摸屏人界面設計 本次設計使用 GT Designer3 軟件進行設計，畫面建立大概步驟為：先新建一個基本畫面，軟件自動編號為 1，然后新建其他畫面，并依次編號設置好，我此次共設計 了 5 幅人機畫面 ，即，（ 1）開機畫面，（ 2）系統監(jiān)控選擇畫面，（ 3）主軸電機監(jiān)控畫面，（ 4）冷卻泵電機監(jiān)控畫面，（ 5）快進電機監(jiān)控畫面。重量： 。分辨率： 320*240(點）。以下為 GT1155QSBDC部分參數資料。 17 PLC 的 I/O 電氣接線圖 由 I/O 口分配表可以知道，輸入部分：按鈕 SB1 為整個控制系統的停止開關；按鈕 SB SB3 及 SB4 分別控制主軸電機 M1 的正反轉及點動控制；按鈕 SB SB6分別控制冷卻泵電機的 M2 啟動與停止；按鈕 SB SB8 分別控制 HL 的照明于熄滅；按鈕 SB9 控制快進電機的點動；熱繼電器常閉 開關 FR1， FR2 分別為 M M2 的過載保護；速度繼電器 KS KS2 分別輔助主軸電機 M1 的正反轉制動。 繼電器是機械元件所以有動作壽命，晶體管是電子元件，只有老化，沒有使用次數限制。 繼電器輸出型原理是 CPU 驅動繼電器線圈，令觸點吸合，使外部電源通過閉合的觸點驅動外部負載，其開路漏電流為零，響應時間慢（約 10ms）。 晶體管帶負載的能力小于繼電器帶負載的能力，用晶體管時，有時候要加其他東西來帶動大負載 （如繼電器，固態(tài)繼電器等）。 負載類型：晶體管只能帶直流負載，而繼電器帶交、直流負載均可。一般速度繼電器的動作轉速為120r/min，觸頭復位轉速為 100r/min 以下。定子柄推動觸頭的同時，也壓縮反力彈簧，其反作用阻止定子繼續(xù)轉動。 圖 32 速度繼電器結構圖 轉子是一塊固定在軸上的永久磁鐵。目前常用的按鈕開關盒為 LA4 系列產品，本次設計選擇的按鈕開關 型號為 LA43H。一般選取的原則為允許通過的電流大于或等于電路的額定電流，按此選擇轉換開關。主軸電機電路熱繼電器選取型號為： JR3663,整定電流為： 60A；冷卻泵電路熱繼電器選取型號為： JR3620，整定電流為： 。 選型原則：應根據被保護對象的使用條件、工作環(huán)境、啟動情況、負載性質，電動機的形式以及電動機允許的過載 能力等加以考慮。 （ 2）熱繼電器 熱繼電器是利用電流熱效應原理來工作 的保護電器，具有與電動機容許過載特性相近的反時限保護特性。 保護電器的選擇 （ 1）熔斷器 熔斷器在電路中主要作短路保護和嚴重過載保護，用于保護線路。所以它用的全部都是輔助觸頭，數量比較多。 它用于在控制電路中傳遞中間信號。當斷開電磁線圈中的電流時，磁場消失，接觸器在彈簧的作用下恢復到斷開的狀態(tài) 。 在功能上除了能自動切換外，還具有刀開關類手動開關所不能實現的遠距離操作功能和失壓（或欠壓）保護功能。 因此，可得改造后的系統主電路圖，見圖 31。 ④主軸制動時采用 Y 接法。 (5)原有控制功能不變的情況下，把主軸電機起動改為 Y/△起動、取消降壓電阻。我們本次畢業(yè)設計控制系統以PLC 與 觸摸屏屏控制系統取代傳統繼電器控制系統的邏輯控制線路部分， 輸入部分為車床控制控制系統的控制按鈕（ SB1SB9） ,速度繼電器監(jiān)測主軸電動機正反轉的正反向常開觸點（ KS KS2） ,及熱繼電器常閉觸點（ FR FR2） ,輸出部分為機床控制系統的接觸器線圈（ KM1KM6） ,中間繼電器線圈（ KA） ，照明燈（ HL） ,其余情況如下： (1)原車床的工藝加工方法不變。 8 3 PLC 與觸摸屏控制系統設計 任何一個控制系統的都是由輸入部分，邏輯部分和輸出部分組成。 SB SB6 按鈕開關分別為冷卻泵電動機 M2 的停止、啟動開關，控制接觸器 KM4線圈電路的通斷，達到控制冷卻泵 M2 的通斷運行。 反轉時的反接制動過程與正轉停車制動時的反接制動過程相似，則不在作詳細分析。 主電動機反接制動分析 如圖 21， C650 臥式車床采用反接制動方式進行停車制動，使用速度繼電器 KS（ 3 區(qū)）進行檢測與控制。 與此同時， KM1 的常開輔助觸點（ 1315）閉合，與之前閉合的兩個 KA 常開觸點（ 71 913）形成自鎖通路，當 SB3 松開后， 從而 KM1 保持通電。所以，在非頻繁點動的一般工作時，仍然采用了全壓直接啟動。 主電動機點動控制分析 如圖 21， SB2 為控制主電動機的按鈕開關，當按下 SB2 且不松手時，接觸器 KM1線圈通電， KM1 主觸點閉合接通電路，這時接觸器 KM3 線圈沒有 接通，電網電壓經限流電阻接入主電動機 M1，從而減少了起動電流。 KM KM2 為控制主軸電機正反轉接觸器， KM3 用于短 接電阻 R 的接觸器，由它們的主觸頭相互組合控制主軸電機 M1。 R 為限流電阻，當主軸點動時，限制啟動電流，在停車反轉制動時，又起限制過大的反向制動電流的作用。 ⑦ 照明電路改為 PLC 控制，有啟停控制功能。 ③ 主軸正轉、反轉起動時采用 Y/△起動。 （ 4）有完善的限位保護、電機過流保護等保護功能。車床大多采用機械方法調速，變換主軸箱外的手柄位置，可改變主軸的轉 速。 (5) 車削加工中，為防止刀具和 工件的溫度過高，延長刀具使用壽命，提高加工質量，車床附有一臺單方向旋轉的冷卻泵電動機 M2，功率為 。 (3) 電流表 A 經電流互感器 TA 接在主電動機 M1 的動力回路上，用來監(jiān)測電動機的負載情況。車床縱、橫兩個方向的進給運動由主軸變速箱的輸出軸，經掛輪箱、進給箱、光桿傳入溜板箱而獲得，其運動方式有手動與機動兩種。車床有三種運動形式：車削加工的主運動是主軸通過卡盤或者雞心夾頭帶動工件的旋轉運動，它承受車削加工時的主要切削功率；進 2 給運動是溜板帶動刀架的縱向或橫向運動；輔助運動為溜板箱的快速移動，尾座的移動和工件的夾緊與放松。我們選定了 C650 車床為改造對象，進行傳統控制系統的改造，以 PLC與 觸摸屏屏控制系統取代之前的傳統控制系統。 本次畢業(yè)課題設計介紹了 C650臥式車床電氣控制系統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。 ③ . 主軸正轉、反轉起動時采用 Y/△起動。 4. 有完善的限位保護、電機過流保護等保護功能。 指導教師意見 ： 指導教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見： 教研室負責人： 年 月 日 課 題 摘 要 C650 臥式車床采用傳統的繼電器控制系統實現電氣控制，接線多而復雜，體積大，功耗大，可靠性差，自動化水平低，難以滿足現代化生產的需求，并且系統一旦構成，想改變或增加功能就很困難，隨著社會的發(fā)展，如今其工作性能已不能滿足現代化生產的需求。