【正文】 最后，對各位工程師、老師審閱我的論文深表感謝， 車床的 PLC 控制設(shè)計 –22– 參 考 文 獻 [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 .機床電氣控制技術(shù) .大連：大連理工大學(xué)出版社， 2021 [3] 惲達明 .金屬切削機床 .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：機械工業(yè)出版社。 是他們在我的大學(xué)生活成長過程中給予了我無私的幫助，教會了我方方面面的經(jīng)驗。 車床的 PLC 控制設(shè)計 –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， 此次設(shè)計的主要目的是培養(yǎng)我們運用所學(xué)理論知識和專業(yè)知識來分析和解決電氣控制技術(shù)中出現(xiàn)的一系列問題，它不僅體現(xiàn)了我們對設(shè)計的思想，更重要的是使我學(xué)會了在今后設(shè)計過程中的一般步驟和方法。達到了培養(yǎng)我獨立思考、分析和解決實際問題的能力。針對這點本設(shè)計盡量節(jié)省可編程控制器的端點，從而提高了 性價 比，節(jié)省了不必要的開支。同時，由于 PLC 的高可靠性，輸入輸出部分還有信號指示，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。 車床的 PLC 控制設(shè)計 –20– 結(jié) 論 本設(shè)計采用可編程控制器代替繼電器對機床進行控制，因為可編程控制器組成的控制系統(tǒng)在設(shè)計、安裝、調(diào)試和維修等方面，不僅減少了工作量，而且減少了開支，縮減了成本，效益更高。 在實驗臺上整體模擬無誤后 ， 將檢查完畢的硬件連接電路 （ 各電動機連接的電路 ） 與PLC 連接在一起 ， 分別觀察各電動機的工作狀態(tài) ， 分步運行無誤后 ， 將所有的 電動機按照 PLC 接線圖連接在一起 ， 分別觀察各個電動機的運行狀態(tài) ， 并與工藝過程比較 ，沒有發(fā)現(xiàn)什么問題 。 系統(tǒng)綜合調(diào)試 將編寫好的 PLC 程序進行編譯 ， 下載至 PLC， 由 于 控制系統(tǒng)運行電壓是在 220V，為了保證安全只好先在實驗臺上分步模擬 ， 觀察各步的動作都正確無誤后 ， 按照 PLC控制系統(tǒng)接線圖在實驗臺上整體模擬 ， 輸出部分 （接觸器， 電動機 ， 快速移動刀架 ）用實驗臺上的指示燈代替 , 觀察輸出端點指示燈在一個工作循環(huán)里的狀態(tài)變化，并與工藝過程對照。 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。如果一切正常，便可合車床的 PLC 控制設(shè)計 –19– 上總電源開關(guān) SB1，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。在檢查完各部分正確無 誤 后，便可接上設(shè)備的工作電源，開始通電調(diào)試了。 車床的 PLC 控制設(shè)計 –16– 常閉觸點對應(yīng)的存儲地 址為 0 狀態(tài)時，該觸點閉合，在語句表中分別用 LDN、ANI、 ORI 來表示開始、串聯(lián)和并聯(lián)的常閉觸點。 ⑽ 監(jiān)控功能 監(jiān)控功能是指 PLC 能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的進行狀態(tài)和進程，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進行報警和記錄，甚至自動終止運行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時器、記數(shù)器等設(shè)定值或強制 I/O 狀態(tài)。 ⑻ 遠(yuǎn)程 I/O 功能 遠(yuǎn)程 I/O 功能是指通過 I/O 單元將分散在遠(yuǎn)距離的各種輸入 、 輸出設(shè)備與 PLC 主機相連接，進行遠(yuǎn)程控制，接收輸入信號、傳出輸出信號。 ⑹ 過程控制功能 過程控制功能是指通過 PLC 的 PID 控制指令或模 塊實現(xiàn)對溫度、壓力、速度、流量等物理參數(shù)的閉環(huán)控制。 ⑷ 步進控制功能 步進控制功能是指用步進指令來實現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成以后，才能進行下一道工序操作的控制，以取代由硬件構(gòu)成的步進控制器。 ⑵ 定時 /計 數(shù)控制功能 定時 /計 數(shù)控制功能指用 PLC 提供的定時器、 計 數(shù)器指令實現(xiàn)對某種操作的定時或 計 數(shù)控制，以取代時間繼電器和 計 數(shù)繼電器。 ⑶ 輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動外部相應(yīng)執(zhí)行元 件工作，這才形成 PLC 的實際輸出。完成后關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。對每個程序， CPU 從第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個循環(huán)稱為一個掃描周 期。由此可見， PLC 的基本結(jié)構(gòu)有控制部分輸入和輸出組成。 其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來進行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。 車床的 PLC 控制設(shè)計 –12– 圖 32 I/O 地址分配圖 輸入信號 PLC 地址 輸出信號 PLC地址 反接制動按鈕 SB1 主電動機 M1 正轉(zhuǎn) KM1 主軸電動機 M1 的正轉(zhuǎn)按鈕 SB2 主電動機 M1 反轉(zhuǎn) KM2 主軸電動機 M1 的反轉(zhuǎn)按鈕 SB3 短接制動電阻 KM3 主軸電動機 M1 的點動按鈕 SB4 冷卻泵電動機 M2 起、停 KM4 冷卻泵電動機 M2 停止按鈕 SB5 快速電動機 M3 起、停 KM5 冷卻泵電動機 M2 起動按鈕 SB6 快速電動機 M3 起、停位置開關(guān)SQ 速度繼電器正轉(zhuǎn)常開觸頭 KS1 速度繼電器正轉(zhuǎn)常開觸頭 KS2 I/O 接線圖 車床的 PLC 控制設(shè)計 –13– 圖 33 I/O 接線圖 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 PLC 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 目前 PLC 種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也都各不相同，但都是以微處理器為核心用做工業(yè)控制的專用計算機，所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大致相同，硬件結(jié)構(gòu)與微機相似。 I/O 地址的分配 圖 根據(jù)該系統(tǒng)的控制要求，輸入輸出設(shè)備， 確定 了 I/O 點數(shù)。 冷卻泵電動機 M2 由起動按鈕 SB停車按鈕 SB5 和 KM4 輔助觸點組成自鎖回路，并控制接觸器 KM4 線圈電路的通斷，來實現(xiàn)電動機 M2 的控制。反接時的反接制動工作過程與此相似，此時反接狀態(tài)下， KS1 觸點閉合，制動時，接通交流接觸器 KM1 的線圈電路，進行反接制動。當(dāng)電動機速度趨近于零時，速度繼電器觸點 KS2 復(fù)位打開，切斷 KM2 的線圈電路，完成正轉(zhuǎn)的反接制動。下面以原工作狀態(tài)為正轉(zhuǎn)時進行停車制動過程為例，說明電路的工作過程。 (2)主電動機反接制動控制電路 由圖 32 中主電動機反接制動控制電路可知， C650 型臥式車床采 用反接制動的方式進行停車制動 ，停車按鈕按下后開始制動過程。 SB2 為主電動機 點動控制按鈕。 KM1 的自鎖 回路由它的常開輔助觸點和 KM3 線圈上方的 KA 的常開觸點組成自鎖回路，來維持 KM1 的通電狀態(tài)。 (1)主電動機正、反轉(zhuǎn)起動與點動控制 由圖 32 可知，當(dāng)正轉(zhuǎn)起動按鈕 SB3 壓下時， 其兩常開觸 點同時閉合，一常開觸點接通交流接觸器 KM3 的線圈電路和時間繼電器 KT 的線圈電路，時間繼電器的常閉觸點在主電路中與電流表 A 短接，以防止電流對電流表的沖擊， 經(jīng)延時斷開后，電流表接入電路正常工作。由于主電動機控制電路比較復(fù)雜，因而還可以進一步將主電動機控制電路分為正、反轉(zhuǎn)起動、點動和停車制動等局部控制電路它們 的控制電路如圖 32 所示 。 為保證電路的正常運行，主電路中還設(shè)置了 熔斷器保護環(huán)節(jié)和熱繼電器的過載保護環(huán)。速度繼電器 KS 的速度檢測部分與電動機的主軸同軸相聯(lián)，在停車制動過程中，當(dāng)主軸電動機轉(zhuǎn)速低于速度繼電器 KS 的動作值時，其常開觸點可將控制電路中反接制動的相應(yīng)電路切斷，完成停車制動。電動機 M1 的電路接線分為三部分：第一部分由 正轉(zhuǎn)控制交流接觸器 KM1 和反轉(zhuǎn)控制交流接觸器 KM2 的兩組主觸點構(gòu)成電動機的正反轉(zhuǎn)接線；第二部分為電流表 A 經(jīng)電流互感器 TA 接在主電動機 M1 的主回 路上，以監(jiān)視的電動機繞組工作時的電流變化。 圖中 主要 分為主電路， 冷卻 電路， 快速移動 電 路等 三 部分 。 (2)冷卻泵電動機 M2,功率為 0. 15 kW,用于在車削加工時 ,供出冷卻液 ,對工件與刀具進行冷卻。為便于進行車削加工前的對刀 ,則要求主軸拖動工件作調(diào)整點動 ,所以要求主軸與進給電動機能實現(xiàn)單方向旋轉(zhuǎn)的低速點動控制。從車削加工工藝出發(fā) ,對各臺電動機的控制要求如下： (1)主軸與進給電動機 M1,功率為 30 kW,允許在空載下直接起動。 M2 拖動冷卻泵，在加工時提供冷卻液采用直接啟動及停止方式， KM5 控制冷卻泵電動機。主運動由主電動機 M1 完成，為了保證啟動平穩(wěn)