【正文】 電器控制電源的反接制動(dòng)，以提高生產(chǎn)效率。（4） 車削加工近似于恒功率負(fù)載，主電動(dòng)機(jī)M1通常選用普通籠型異步電動(dòng)機(jī)（功率為30KW），完成主軸運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)。（2） C650臥式車床通過主電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)主軸的正、反轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)時(shí)，刀架也跟著后退。其工作過程過程如下：（1） 正常車削加工時(shí)一般不要求反轉(zhuǎn)，但在加工螺紋時(shí)，為保證螺紋的加工質(zhì)量，為避免亂扣，加工完畢后要求反轉(zhuǎn)退刀，且工件旋轉(zhuǎn)速度與刀具的移動(dòng)速度之間保持嚴(yán)格的比例關(guān)系。通常根據(jù)被加工零件的材料性能、零件尺寸精度要求、車刀材料、冷卻條件及加工方式等來選擇切削速度，采用機(jī)械變速方法。主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由主電動(dòng)機(jī)，經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。圖11 C650臥式車床結(jié)構(gòu)圖C650車床由主軸運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)完成切削加工，車床的主軸、冷卻泵、刀架快速移動(dòng)均由三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。由于我的水平有限，時(shí)間倉促，設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。本次設(shè)計(jì)以PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)，改造后的系統(tǒng)將提高工作性能，并且達(dá)到車床的控制要求，實(shí)現(xiàn)車床啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、反接制動(dòng)、刀架快速移動(dòng)、冷卻泵等一系列功能，系統(tǒng)改由PLC控制后，其控制系統(tǒng)將大大的簡(jiǎn)化，并且維修方便、易于檢查，節(jié)省大量的空間，且機(jī)床的各項(xiàng)性能將有很大的改善，工作效率將有明顯的提高及整個(gè)控制系統(tǒng)將整體可在觸摸屏上操作，使控制直觀、簡(jiǎn)單化。目前采用繼電器控制的舊式普通機(jī)床設(shè)備仍在企業(yè)中廣泛使用，特別是工業(yè)欠發(fā)達(dá)地區(qū)這些設(shè)備的使用效率還較高，在企業(yè)中仍然起著較大的作用。在全負(fù)荷運(yùn)載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時(shí)也消耗了大量的電能。而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果。但是，這也隨之帶來一些問題。今天繼電器已應(yīng)用到工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。C650臥式車床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造畢業(yè)論文目 錄前 言 1第一章 C650臥式車床的改造介紹 2 C650型臥式車床簡(jiǎn)介 2 C650臥式車床改造主要內(nèi)容 3 C650臥式車床改造要求 4第2章 總體方案設(shè)計(jì) 5 方案的提出與比較 5 方案的選擇與論證 6 PLC介紹 6 C650改造方案的選擇 8 PLC控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的比較 8第三章 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 10 系統(tǒng)工作流程分析 10 PLC I/O 分配表 10 PLC的選擇 11 PLC的I/O電氣接線圖 13第四章 C650臥式車床控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 14 15 15 主電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制分析 15 主電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制分析 15 主電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)分析 16 快速電動(dòng)機(jī)與冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制分析 16 輔助電路分析 17 照明電路和控制電源分析 17 電流表保護(hù)電路 17 電動(dòng)機(jī)選擇 17 系統(tǒng)元器件的選擇 18 交流接觸器的選擇 18 中間繼電器的選擇 18 保護(hù)電器的選擇 18 控制開關(guān)電器的選擇 19 速度繼電器選擇 20第五章 C650車床PLC控制的軟件設(shè)計(jì) 21 程序設(shè)計(jì) 21 系統(tǒng)總程序 24第六章 系統(tǒng)調(diào)試 29總 結(jié) 30參考文獻(xiàn) 31附錄1系統(tǒng)主要元件清單 32附錄2 C650臥式車床PLC控制原理圖 34 前 言更新改造舊機(jī)床是最近幾年發(fā)展起來的一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，該設(shè)計(jì)是對(duì)C650臥式車床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造的研究設(shè)計(jì)。采用連線少、體積小、功耗小、控制速度快、可靠性高、功能完善的PLC控制系統(tǒng)，來代替電氣控制系統(tǒng)中繼電器控制邏輯，配以合適的數(shù)控系統(tǒng)，可使機(jī)床控制功能更加豐富，自動(dòng)化水平大大提高。他們比以往的產(chǎn)品具有更高的可靠性。如絕大多數(shù)控制繼電器都是長(zhǎng)期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞。再者，對(duì)一個(gè)具有使用的裝有上百個(gè)繼電器的設(shè)備，其控制箱將是龐大而笨重的。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡(jiǎn)單的改動(dòng)，也需要花費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。由于這些設(shè)備使用多年后故障率高、維修量大、可靠性差；其精度、效率、自動(dòng)化程度都已不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)需要等原因，嚴(yán)重影響了正常的生產(chǎn)。為企業(yè)提高提高整體效率和增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。第一章 C650臥式車床的改造介紹 C650型臥式車床簡(jiǎn)介C650臥式車床屬于中型車床，可加工的最大工件回轉(zhuǎn)直徑為1020mm，最大工件長(zhǎng)度為30000mm，它主要由床身、主軸變速箱、尾座、進(jìn)給箱、絲桿、光桿、刀架和溜板箱等組成，如圖11。車床有三種運(yùn)動(dòng)形式：車削加工的主運(yùn)動(dòng)是主軸通過卡盤或者雞心夾頭帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它承受車削加工時(shí)的主要切削功率；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是溜板帶動(dòng)刀架的縱向或橫向運(yùn)動(dòng)；輔助運(yùn)動(dòng)為溜板箱的快速移動(dòng)，尾座的移動(dòng)和工件的夾緊與放松。機(jī)床車削加工時(shí)，要求車床主軸能在較大范圍內(nèi)變速。車床縱、橫兩個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方式有手動(dòng)與機(jī)動(dòng)兩種。因此，C650臥式車床溜板箱與主軸變速箱之間通過齒輪傳動(dòng)來連接，由同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。（3） 電流表A經(jīng)電流互感器TA接在主電動(dòng)機(jī)M1的動(dòng)力回路上，用來監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載情況。M1電動(dòng)機(jī)采用直接啟動(dòng)的方式，可正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，為加工方便，還具有點(diǎn)動(dòng)功能。（5） 車削加工中，為防止刀具和工件的溫度過高，延長(zhǎng)刀具使用壽命，提高加工質(zhì)量，車床附有一臺(tái)單方向旋轉(zhuǎn)的冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2。電動(dòng)機(jī)可根據(jù)使用需要，隨時(shí)手動(dòng)控制起停。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。(2) 要求主電動(dòng)機(jī)M1能實(shí)現(xiàn)正、反向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。（3) 為便于對(duì)刀操作，要求M1能實(shí)現(xiàn)單向點(diǎn)動(dòng)控制，同時(shí)定子串入電阻獲得低(4) 主軸啟動(dòng)之后，再啟動(dòng)冷卻泵電動(dòng)機(jī)。（6）原車床的工藝速點(diǎn)動(dòng)。（7）不改變?cè)刂葡到y(tǒng)電氣操作方法和按鈕、手柄等操作元件的功能。（2） 改變?cè)刂葡到y(tǒng)電氣操作方法和按鈕、手柄等操作元件的功能。（4） 有完善的限位保護(hù)、電機(jī)過流保護(hù)等保護(hù)功能。具體要求如下：① 主軸具有正、反轉(zhuǎn)起停功能和正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)功能。③ 主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)起動(dòng)時(shí)采用Y/△起動(dòng)。⑤ 冷卻泵電機(jī)起?？刂乒δ堋＂?照明電路改為PLC控制，有啟?？刂乒δ堋D12 系統(tǒng)主電路圖第2章 總體方案設(shè)計(jì) 方案的提出與比較從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化。隨著科學(xué)生產(chǎn)力的發(fā)展，機(jī)床設(shè)備數(shù)控化率的提高已是衡量一個(gè)國家機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。采用先進(jìn)的工藝設(shè)備，包括采用數(shù)控機(jī)床，已顯得越來越重要。提高機(jī)床數(shù)控化率有兩個(gè)途徑:一是購買新的數(shù)控機(jī)床；二是對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造。采用數(shù)控技術(shù)改造舊機(jī)床主要有下述適應(yīng)性和特點(diǎn):(1) 減少投資、交貨期短同購置新相比，一般可以節(jié)省60%80%的費(fèi)用，改造費(fèi)用低。一般大型機(jī)床改造，只花新機(jī)床購置費(fèi)用的1/3，交貨期短。(2) 機(jī)械性能穩(wěn)定可靠，但結(jié)構(gòu)受限由于機(jī)床本身的特點(diǎn)，它與汽車等類機(jī)電產(chǎn)品不同，機(jī)床所利用的床身、立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅(jiān)固的鑄鐵構(gòu)件，而不是焊接構(gòu)件。從另一方面來說，這些鑄鐵件的重復(fù)使用，即節(jié)約了社會(huì)資源，又減少了鑄鐵件生產(chǎn)時(shí)對(duì)環(huán)保的影響。(3) 熟悉了解設(shè)備結(jié)構(gòu)性能，便于操作維修購新設(shè)備時(shí)，事先不能全面了解機(jī)床結(jié)構(gòu)性能，以致很難預(yù)計(jì)是否能完全適合其加工要求。機(jī)床數(shù)控改造時(shí)，可根據(jù)企業(yè)自身的技術(shù)力量和有關(guān)條件，采用自己改造或委托專業(yè)改造公司，并派原設(shè)備維修技術(shù)人員參加相結(jié)合的方法進(jìn)行。(4) 可充分利用現(xiàn)有的條件可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購入新設(shè)備時(shí)那樣需重新構(gòu)筑地基，同時(shí)工夾具、樣板及外圍設(shè)備也能再利用。(5) 可更好地因地制宜，合理刪選功能購買現(xiàn)成的通用數(shù)控機(jī)床，往往對(duì)一個(gè)具體的生產(chǎn)加工有一些多余的功能，而又可能缺少某一專用的特殊功能。而采用改造的方案，就可靈活選取所要的功能，并可根據(jù)生產(chǎn)加工要求，采用組合的方法，增添某些部件，設(shè)計(jì)改造成專用數(shù)控機(jī)床。如可隨意采購各種尺寸的滾珠絲杠副，而且交貨期短:采用貼塑導(dǎo)軌新技術(shù)，不僅可使傳統(tǒng)的滑動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)降低五至十幾倍來防止爬行，還使得刮研極為容易。此外，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)還具有導(dǎo)軌精度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ埽罱K可以獲得高于導(dǎo)軌實(shí)際具有精度。是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器，在程序運(yùn)行過程中，每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，程序從起始步起，依次執(zhí)行到最終步，然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。不同型號(hào)的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理，16位為一個(gè)模擬量。把計(jì)算結(jié)果送給PLC的控制器。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)成本比DCS要低很多?？删幊炭刂破鞯靡匝杆侔l(fā)展和廣泛使用的原因是由于它具有繼電器接觸器控制裝置和通用計(jì)算機(jī)以及其他控制系統(tǒng)所不具有的特點(diǎn)：(1) 運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)(2) 設(shè)計(jì)使用和維護(hù)方便(3) 編程御苑直觀易學(xué)(4) 與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合(5) 體積小、質(zhì)量輕、能耗低 C650改造方案的選擇C650臥式車床的控制方式是將接觸器、繼電器、定時(shí)器、其他電器及其觸點(diǎn)按一定邏輯關(guān)系連接的繼電接觸器控制系統(tǒng)，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、便于掌握的特點(diǎn)，在一定范圍內(nèi)滿足控制要求，此控制方式在工業(yè)控制中比較常見。為了解決繼電接觸器控制系統(tǒng)的這一缺點(diǎn)，尋求一種比繼電接觸器更可靠、功能更齊全、相應(yīng)速度更快的新型工業(yè)控制器勢(shì)在必行。從被控制對(duì)象維護(hù)簡(jiǎn)單和控制器性價(jià)比高、綜合成本低這幾個(gè)主要原則出發(fā)，可編程控制器（PLC）是最佳的選擇。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。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