【正文】 26312額定電壓AC 380V 50HzAC 380V 50HzAC 380V 50Hz額定電流額定功率30KW額定轉(zhuǎn)速98028402730功率因數(shù)連接方式 Y/△YY絕緣等級(jí)BEE表51電動(dòng)機(jī)、快進(jìn)電機(jī)、冷卻泵電機(jī)參數(shù)表系統(tǒng)元器件的選擇壓交流接觸器是一種頻繁應(yīng)用于工業(yè)電氣控制，并用按鈕或其他方式來控制其通斷的自動(dòng)切換電器。為防止這種事故，引入通用輔助繼電器M103。反轉(zhuǎn)時(shí)的反接制動(dòng)類同正轉(zhuǎn)，不同的是采用KS2（X12）、T4和Y0來控制。假設(shè)停車之前電動(dòng)機(jī)M1為正轉(zhuǎn)，速度繼電器正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)KS1仍閉合，X11仍得電，X0［1］仍閉合。由此可見，點(diǎn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入反接制動(dòng)。由于電動(dòng)機(jī)的慣性作用，速度繼電器正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)KS1仍閉合，X11仍得電，X11［13］仍閉合，另外由于Y0［6］失電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)◎Y0［9］◎Y0［13］復(fù)位閉合。由于M100得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)M100［6］閉合，輸出繼電器Y0［6］得電，使KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M1串電阻R正向運(yùn)轉(zhuǎn)。點(diǎn)動(dòng)控制是在接觸器KM2和KM3不動(dòng)作（即輸出繼電器Y1和Y2的動(dòng)斷觸點(diǎn)◎Y1［3］、◎Y2［3］閉合）的情況下，按點(diǎn)動(dòng)按鈕SB1，輸入繼電器X1得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)X1［1］、X1［3］閉合，使輔助繼電器M103［1］和M100［3］得電，而且M103自鎖。圖42為M1的點(diǎn)動(dòng)及反接制動(dòng)控制梯形圖。這樣，再接通Y1線圈，這樣就防止了電源短路。T1的動(dòng)合觸點(diǎn)［6］斷開，使Y0失電，接觸器KM1失電釋放，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)停止運(yùn)行。 圖41電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制梯形假定M1在正轉(zhuǎn)，即Y0為接通，現(xiàn)在要反轉(zhuǎn)，按反轉(zhuǎn)按鈕SB3，輸入繼電器X3得電，X3的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使反向輔助繼電器M102得電并自鎖。因而，必須采取防止電源短路的措施。在繼電器接觸器控制中，通常采用KM1和KM2互鎖的方法來避免電源的短路。在切換時(shí)，必須防止電源相間短路。這樣得到電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制梯形圖如圖41所示。由此可知，輔助繼電器M10M102分別為正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)啟動(dòng)輔助繼電器。在第第7梯級(jí)分別設(shè)計(jì)輔助繼電器M10M102線圈電路，除用動(dòng)斷觸點(diǎn)◎M10◎M102進(jìn)行互鎖外，還分別受輸入繼電器XX3的動(dòng)合觸點(diǎn)、動(dòng)斷觸點(diǎn)控制。在第Y0［6］、Y1［9］線圈電路中，分別串YY0的動(dòng)斷觸點(diǎn)◎Y0，◎Y1實(shí)現(xiàn)互鎖；還分別串聯(lián)有定時(shí)繼電器TT2的動(dòng)合觸點(diǎn)TT2，以控制Y0、Y1延時(shí)啟動(dòng)。圖32 PLC輸入輸出線路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖四、控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序流程分析電動(dòng)機(jī)M1由接觸器KM1～KM3控制，PLC中控制KM1～KM3的輸出繼電器分別為Y0～Y2。輸入設(shè)備PLC輸入繼電器輸出設(shè)備PLC輸出繼電器代號(hào)功能代號(hào)功能SB0M1的停止按鈕X0KM1M1的正轉(zhuǎn)接觸器Y0SB1M1的點(diǎn)動(dòng)按鈕X1KM2M1的反轉(zhuǎn)接觸器Y1SB2M1的正轉(zhuǎn)按鈕X2KM3M1的制動(dòng)接觸器Y2SB3M1的反轉(zhuǎn)按鈕X3KM4M2接觸器Y3SB4M2的停止按鈕X4KM5M3接觸器Y4SB5M2的啟動(dòng)按鈕X5KA電流表接入中間繼電器Y5SQM3的限位開關(guān)X6FR1M1的熱繼電器動(dòng)合觸電X7FR2M2的熱繼電器動(dòng)合觸電X10KS1速度繼電器正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)X11KS2速度繼電器反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)X12表31 PLC I/O分配表 PLC選型根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知，PLC點(diǎn)數(shù)的選擇，不管是輸入點(diǎn)數(shù)還是輸出點(diǎn)數(shù)都要留有10%的余量，根據(jù)I/O口分配情況可知：輸入信號(hào)有11個(gè)，輸出信號(hào)有6個(gè)，根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)可選擇FX2N—24MR可編程控制器，以滿足控制要求，而且輸入輸出都留有一定的余量。圖31 C650臥式車床工作流程示意圖 I/O信號(hào)分析根據(jù)前面的介紹可分析I/O信號(hào)。圖21 C650臥式車床電氣控制原理圖統(tǒng)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)，見表21。 以上特點(diǎn)使用 plc 控制系統(tǒng)具有可靠性高， 程序設(shè)計(jì)方便靈活， 抗干擾能力強(qiáng)， 運(yùn)行穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)今后 plc 控制系統(tǒng)還會(huì)得到更廣泛的使用。編程方法的多樣性使編程簡(jiǎn)單、應(yīng)用而拓展。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)， 通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快找到故障的部位。容易 掌握和理解。 Plc 有多種程序設(shè)計(jì)語言可供使用。 （2）易操作性 對(duì) plc 的操作包括程序輸入和程序更改的操作。采用了精簡(jiǎn)化的編程語言。它具有編程簡(jiǎn)單，操作方便，維修容易等特點(diǎn)，一般 不容易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)。Plc 采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。它的連線打打減少。主軸由三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，進(jìn)給是由主軸運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪傳 給進(jìn)給箱來實(shí)現(xiàn)的，為減少輔助工作時(shí)間，刀架由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀 架的快速移動(dòng)，另外用一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵，用以實(shí)現(xiàn)切削時(shí)刀具的冷卻，其具體的改造方案為：原車床的工藝加工方法不變；在保留主電路的原有元件的基礎(chǔ)上,不改變?cè)刂葡到y(tǒng)電氣操作方法；電氣控制系統(tǒng)控制元件包括( 按鈕. 行程開關(guān). 熱繼電器. 接觸器)，作用與原電 氣線路相同； 主軸和進(jìn)給起動(dòng). 制動(dòng). 低速. 高速和變速?zèng)_動(dòng)的操作方法不變； 改造原繼電器控制中的硬件接線，改為 PLC 編程實(shí)現(xiàn)。方案的選擇C650普通車床屬于中型車床，用于切削工件外圓、內(nèi)孔和端面等。在生產(chǎn)工藝控制、過程控制、機(jī)床控制、組合機(jī)床自動(dòng)控制等場(chǎng)合，PLC 占有舉足輕重的地位。 它既可組成功能齊全的自控系統(tǒng)控制整個(gè)工廠的運(yùn)行，亦可單獨(dú)使用作單機(jī)自動(dòng)控制。但可編程序控制器（PLC）以其完善的功能，很強(qiáng)的通用性，體積少及高可靠性等特點(diǎn)在各工礦企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。 方案的選擇與論證電氣系統(tǒng)改造為 PLC 控制的意義 傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易掌握、價(jià)格便宜，在一定的范 圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中曾占主導(dǎo)地位，但是繼電器—接觸器控制有著明顯的缺點(diǎn)：設(shè)備體積大、壽命短、可靠性差、動(dòng)作速度慢、功能少、程序不可變；因此對(duì)于程序固定，控制過程不太復(fù)雜的系統(tǒng)還是適合的。而 PLC 大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電 路來完成，壽命長(zhǎng)、可靠性高。而 PLC 采用半導(dǎo)體集成電路做定時(shí)器，時(shí)鐘 脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定時(shí)值，修改 方便，不受環(huán)境的影響，且 PLC 具有計(jì)數(shù)功能，而電氣控制系統(tǒng)一般不具備計(jì)數(shù)功能。而 PLC 時(shí)通過程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時(shí)間 在微秒級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)問題。而 PLC 的用戶程序按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各繼電器都處于周期性循 環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個(gè)繼電器的動(dòng)作次序決定于程序掃描順序，這種工作 方式稱為串行工作方式。系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且 PLC 所謂的“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點(diǎn)數(shù)量是無限的 3 PLC 系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性也較好。 另外，繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，所以電氣控制系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性受到很大限制。此新型工業(yè)控制器應(yīng)該既有電接觸器簡(jiǎn)單易懂、使用方便、價(jià)格低的特點(diǎn)又有功能完善、通用性好、靈活性好的優(yōu)點(diǎn)。但這種控制方式存在著設(shè)備體積大、動(dòng)作速度慢、功能少而固定、可靠性差、難于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制的缺點(diǎn)，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝改變時(shí)，原有的接線和控制盤就要更換，缺乏通用性和靈活性。按照控制電路原理圖連接硬件，將編寫好的控制程序下載至 PLC，進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)，如果不滿足控制系統(tǒng)的要求，再返回修改程序或檢查接線，直到滿足控制系統(tǒng)的要求為止。 根據(jù)控制要求基本確定 I/O 點(diǎn)數(shù)和模擬量通道數(shù)，進(jìn)行 I/O 初步分配，繪制I/O 接線圖 程序設(shè)計(jì)主要包括繪制控制系統(tǒng)流程圖、設(shè)計(jì)梯形圖、語句表程序，控制程序是控制整個(gè)系統(tǒng)工作的核心條件，是保證系統(tǒng)工作正常，安全、可靠的關(guān)鍵。選擇 PLC，應(yīng)包括機(jī)型的選擇 、I/O 模塊的選擇等。根據(jù)控制要求確定系統(tǒng)控制方案，進(jìn)行系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。因比 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)包括: 了解設(shè)備電器的工作原理。C650車床主電路控制系統(tǒng)原理圖如圖12所示。 機(jī)床各電路應(yīng)有必要的保護(hù)及照明等電路為防止機(jī)床電路發(fā)生漏電、過載、短路等故障，主電路、控制電路應(yīng)裝上自 動(dòng)空氣開關(guān)、漏電開關(guān)及熱繼電器等電氣元件，電路的相應(yīng)環(huán)節(jié)具有聯(lián)鎖功能， 機(jī)床外殼要接地。車床主軸電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式有兩種，一種是機(jī)械制動(dòng)（例如機(jī)械摩擦的 離合器制動(dòng)），另一種是電氣制動(dòng)（例如能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)），C650 臥式車床 主軸電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式用反接制動(dòng)。 主軸以及各電動(dòng)機(jī)起動(dòng)應(yīng)平穩(wěn) 為滿足此要求，一般功率較小的電動(dòng)機(jī)（如：冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 功率是 2. 2kW、刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) ）可以直接起動(dòng)，功率較大的電動(dòng)機(jī)（如：主軸電動(dòng)機(jī) M1功率是30kW）一般用降壓?jiǎn)?dòng)，但若電動(dòng)機(jī)在空載或輕載情況下起動(dòng)，雖然功率較大，仍可直接啟動(dòng)。主軸能正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn) 車削加工一般只需要單向旋轉(zhuǎn)，但在車削螺紋時(shí)為避免亂扣，要求主軸反轉(zhuǎn) 來退刀，因此要求主軸能正反旋轉(zhuǎn)。C650 車床的控制具體要求軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度可調(diào), 車削加工時(shí)，由于工件的材料、尺寸、工藝要求、加工方式、冷卻條件及刀 具種類不同， 切削速度應(yīng)不同， 因此要求主軸轉(zhuǎn)速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)； 加工螺紋時(shí)， 要求保證工件的旋轉(zhuǎn)速度與刀具的移動(dòng)速度之間具有嚴(yán)格的比例關(guān)系?？焖僖苿?dòng)電動(dòng)機(jī) M3：