【正文】 觸頭，數(shù)量比較多。四川理工學(xué)院成人高等教育 C650臥式車床 PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 12 所以，它只能用于控制電路中。 它用于在控制電路中傳遞中間信號。在這次控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計中，采用了 CJ20系列的交流接觸器，其額定電流應(yīng)在 控制電流的 1～ , 在此控制主軸電機(jī)的 KMKM KM，選取交流接觸器型號為： CJ20— 63，線圈電壓 220V；控制冷卻泵電機(jī) KM1 和控制快進(jìn)電機(jī)的 KM2 選取交流接觸器型號為： CJ20— 10，線圈電壓 220V。當(dāng)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(fù)到斷開的狀態(tài) 。 交流接觸器由電磁機(jī)構(gòu)，觸點系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、釋放彈簧機(jī)構(gòu)、輔助觸點及基座等部分組成。在功能上除了能自動切換外，還具有刀開關(guān)類手動開關(guān)所不能實現(xiàn)的遠(yuǎn)距離操作功能和失壓（或欠壓）保護(hù)功能。電動機(jī)亦保留原有主軸電機(jī)、冷卻泵電機(jī)、快進(jìn)電機(jī)，詳見表 32。我們決定選用 SIMATIC S7200 系列的 S7— 224CN 作為本次設(shè)計的 PLC。而且并不通過網(wǎng)絡(luò)或其他方式做遠(yuǎn)程控制。如表 31 所示 在選用 PLC 上，考慮到只是對 C650 型車床做電器部分的改造，輸出端口需要 6 個，輸入端口需要 13 個。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。 四川理工學(xué)院成人高等教育 C650臥式車床 PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 10 S7200 系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。 S7200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。一旦發(fā)生故障可以根據(jù)報警信息迅速查明原因，這樣即保證了工作效率又維護(hù)了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。 （ 7）安裝簡單，調(diào)試方便，維護(hù)工作量小。當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，不必改變 PLC 硬件設(shè)備，只需改變 PLC 中的程序。 （ 6）對生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)。 （ 5）系統(tǒng)設(shè)計周期短。 （ 4）采用模塊化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)組合靈活方便 PLC 的各個部件，均采用模塊化設(shè)計、各模塊之間可由機(jī)架和電纜連接。 PLC 的編成可采用與繼電器電路極為相似的梯形圖語言，直觀易懂，深受現(xiàn)場電器技術(shù)人員的歡迎。 四川理工學(xué)院成人高等教育 C650臥式車床 PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 9 （ 2）通用性強(qiáng)，使用方便 由于 PLC 均為系列化生產(chǎn)，品種齊全，多數(shù)采用模塊式的硬件結(jié)構(gòu)，組合和擴(kuò)展方便，用戶可根據(jù)自己的需用靈活選用，以滿足系統(tǒng)大小不同及功能繁簡各異的空子系統(tǒng)要求。目前各個生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的 PLC，其平均無故障時間大大超過了 IEC規(guī)定的 10 萬小時。 S7200 PLC 的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 西門子公司的最新 PLC 產(chǎn)品有 SIMATIC S M7 和 C7 等幾大系列。目前各國生產(chǎn)的 PLC 品種繁多，發(fā)展迅速。 表 21 電氣元件符號及功能說明 序號 名稱及用途 序號 名稱及用途 M1 主電動機(jī) SB1 主電動機(jī)正向啟動按鈕 M2 冷卻泵電動機(jī) SB2 主電動機(jī)反向啟動按鈕 M3 快速移動電動機(jī) SB3 冷卻泵電動機(jī)啟動按鈕 KM 短接限流電阻接觸器 SB4 總停按鈕 KM1 冷卻泵電動機(jī)啟動接觸器 SB5 冷卻泵電動機(jī)停止按鈕 KM2 快移電動機(jī)啟動接觸器 SB6 主電動機(jī)正向點動按鈕 KM3 主電動機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器 TC 控制變壓器 四川理工學(xué)院成人高等教育 C650臥式車床 PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 8 KM4 主電動機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器 FU1～ 5 熔斷器 KA 中間繼電器 FR1 主電機(jī)過載保護(hù)熱繼電器 KT 通電延時時間繼電器 FR2 冷卻泵電機(jī)保護(hù)熱繼電器 SQ 快移電動機(jī)點動行程開關(guān) R 限流電阻 SA 開關(guān) EL 照明燈 KS 速度繼電器 TA 電流互感器 A 電流表 QF 低壓斷路器 3 系統(tǒng)元器件的概述與選擇 PLC 類型的簡介 20 世紀(jì) 70 年代末至 80 年代初， PLC 產(chǎn)品的處理速度大大提高，增加了許多特殊功能使得 PLC 不僅可以進(jìn)行邏輯控制，而且可以對模擬量進(jìn)行控制，它以面向工業(yè)控制為特點，普通受到電氣控制領(lǐng)域的歡迎。起動后， KT 延時斷開的動斷觸點打開，此時電流流經(jīng)電流表，反映出負(fù)載電流的大小。為防止電動機(jī)起動電流對電流表的沖擊，電路中采用一個時間繼電器 KT。 輔助電路分析 ⑴ 照明電路和控制電源分析 TC 為多繞組變壓器，二次側(cè)有兩路，一路為 110V，為控制電路提供電源；而另一路為 36V（安全電壓），供照明電路照明， SA 為控制照明電路的開關(guān)， SA 閉合時照明燈 EL 點亮，斷開則熄滅。當(dāng)手柄壓動 SQ 后，接觸器 KM2 得電吸合， M3 電動機(jī)轉(zhuǎn)動帶動刀架快速移動。當(dāng)電動機(jī)反轉(zhuǎn)時，速度繼電器的反轉(zhuǎn)動合觸點 KS2 是閉合的，這是按一下停止按鈕 SB4，在 SB4 松開后正轉(zhuǎn)接觸器線圈通過13517711 電路得電，正轉(zhuǎn)接觸器 KM3 吸合將電源反接使電動機(jī)制動后停止。當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到速度繼電器的復(fù)位轉(zhuǎn)速時，速度繼電器 KS的正轉(zhuǎn)動合觸點 KS1（ 1723）斷開，切斷了接觸器 KM4 的通電回路，電動機(jī)脫離電源停止。與此同時 KM3 也失電，斷開了電動機(jī)的電源，同時 KA 失電， KA 的動斷觸點閉合。當(dāng)電動機(jī)正向旋轉(zhuǎn)時，接觸器 KM3 和 KM，繼電器 KA 都處于得電工作狀態(tài)，速度繼電器的正轉(zhuǎn)動合觸點 KS1（ 17— 23）也是閉合的，這樣就為電動機(jī)正轉(zhuǎn)時的反接制動做好了準(zhǔn)備。圖 25 是 C650 臥式車床正反轉(zhuǎn)與反接制動的控制電路圖。 ⑶ 主電動機(jī)的反接制動控制 C650 臥式車床采用了反接制動方式。反轉(zhuǎn)起動時用反向啟動按鈕 SB2，按下 SB2，同樣是接觸器 KM 得電，然后接通接觸器 KM4 和中間繼電器 KA，于是電動機(jī)在滿壓下反轉(zhuǎn)起動。 KM3 的主觸點將三相電源接通，電動機(jī)在額定電壓下正轉(zhuǎn)起動。主電動機(jī)正轉(zhuǎn)由正向起動按鈕 SB1 控制。按下按鈕 SB6，接觸器 KM3 得電吸合，它的主觸電閉合，電動機(jī)的定子繞組經(jīng)限流電阻 R 與電源接通，電動機(jī)在較低速度下起動。電路中 KM3 為M1 電動機(jī)的正轉(zhuǎn)接觸器， KM1 為 M1 電動機(jī)的長動接觸器， KA 為中間繼電器。圖 22 為 C650臥式車床的主電路圖。熔斷器 FU2 為M M3 電動機(jī)的短路保護(hù)，接觸器 KM KM2 為 M M3 電動機(jī)啟動用接觸器。為防止在連續(xù)點動時的啟動電流造成電動機(jī)的過載，點動時也加入限流電阻 R。 2 電氣控制原理 C650 臥式車床屬于中型車床，為提高工作效率，該機(jī)床采用了反接制動。 ⑹ 原車床的工藝加工方法不變。 ⑶ 為便于對刀操作，要求 M1 能實現(xiàn)單向點動控制，同時定子串入電阻獲得低速點動。 ⑵ 要求主電動機(jī) M1 能實現(xiàn) 正、反向連續(xù)運轉(zhuǎn)。車床大多采用機(jī)械方法調(diào)速，變換主軸箱外的手柄位置，可改變主軸的轉(zhuǎn)速。電動機(jī)可根據(jù)使用需要，隨時手動控制起停。 (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(zhì)量，車床附有一臺單方向旋轉(zhuǎn)的冷卻泵電動機(jī) M2。 M1 電動機(jī)采用直接啟動的方式，可正反兩個方向旋轉(zhuǎn)，為加工方便，還具有點動功能。 (3) 電流表 A 經(jīng)電流互感器 TA 接在主電動機(jī) M1 的動力回路上，用來監(jiān)測電動機(jī)的負(fù)載情況。因此， C650 臥式車床溜板箱與主軸變速箱之間通過齒輪傳動來連接，由同一臺電動機(jī)拖動。車床縱、橫兩個方向的進(jìn)給運動由主軸變速箱的輸出軸，經(jīng)掛輪箱、進(jìn)給箱、光桿傳入溜板箱而獲得，其運動方式有手動與機(jī)動兩 種。機(jī)床車削加工時，要求車床主軸能在較大范圍內(nèi)變速。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(zhuǎn)運動，它承受車削加工時的主要切削功率；進(jìn)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。輔助運動是指刀架的快速移動及工件的加緊與放松。主運動是主軸通過卡盤或頂尖帶動工件作旋轉(zhuǎn)運動。它主要由床身、光桿、絲桿、尾座、刀架、主軸變速箱、進(jìn)給箱、和溜板箱等組成，如圖 11。改由 PLC控制后，其控制系統(tǒng)大大的簡單化，并且維修方便，易于檢查，節(jié)省了大量空間，機(jī)床的各項性能有了很大的改善，工作效率有了明顯提高。四川理工學(xué)院成人高等教育 C650 臥式車床 PLC 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 目錄 1 引言 ...................................................................... 1 C650 型普通臥式車床簡介 ................................................. 1 C650 臥式車床改造主要內(nèi)容 ............................................... 3 2 電氣控制原理 .............................................................. 3 主電路設(shè)計 .............................................................. 4 交流控制電路設(shè)計 ........................................................ 5 輔助電路分析 ............................................................ 7 3 系統(tǒng)元器件的概述與選擇 .................................................... 8 PLC 類型的簡介 .......................................................... 8 PLC 的特點 ............................................................ 8 PLC 型號的選擇 .......................................................... 9 電動機(jī)選擇 ............................................................. 10 其它元器件的選擇 ....................................................... 11 交流接觸器的選擇 ..................................................... 11 中間繼電器的選擇 ..................................................... 11 保護(hù)電器的選擇 ....................................................... 12 控制開關(guān)電器的選擇 ................................................... 12 速度繼電器選擇 ....................................................... 13 4 PLC 控制電路設(shè)計 ......................................................... 14 PLC 的硬件電路框圖 ..................................................... 14 車床控制 PLC 輸入 /輸出接口分配表及電氣原理圖 ............................ 14 車床控制 PLC 輸入 /輸出接口分配表（表 41） ............................ 14 PLC 控制原理電路設(shè)計 ................................................. 15 5 C650 臥式車床改造為 PLC 控制的軟件設(shè)計 ..........