【正文】 T68 臥式鏜床 PLC 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PLC 接口分析及接線方式設(shè)計(jì) T68 鏜床 PLC 改造 I/O 分配圖 如附圖 B 所示 控制單元設(shè)計(jì) 鏜床控制面板按鈕、行程開關(guān)平面布置如圖 31 所示 COMSB5SB1SB2SB3SB4S1S2S3S4SS5S6FS5 S6SB1 SB2 SB3 SB4 SB5S F S4 S3 S2 S1 圖 31 控制面板按鈕、行程開關(guān)平面布置圖 T68 鏜床的安裝板電器元件平面布置圖 如圖 32 所示 。 此外，對(duì)于能使用戶造成傷害的危險(xiǎn)負(fù)載，除了在控制程序中加以考慮之外，應(yīng)設(shè)計(jì)外部緊急停車電路，使得可編程控制器發(fā)生故障時(shí)，能將引起傷害的負(fù)載電源切斷。 (4) 采用繼電器輸出時(shí)承受的電感性負(fù)載大小影響到繼電器的工作壽命，因繼電器的工作壽命要求要長(zhǎng)。但在同一組中的輸出，只能用同一類型、同一電壓等級(jí)的電源。當(dāng)可編程控制器的輸出繼電器或晶閘管動(dòng)作時(shí)，同一號(hào)碼的兩個(gè)輸出端接通。 6. 輸出接線 (1) 可編程控制器有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式。輸入、輸出線要分開走。 輸入接線還應(yīng)特別注意 [3]： (1) 輸入接線一般不要超過 30m，但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線可適當(dāng)長(zhǎng)些。 若在輸入觸點(diǎn)電路串聯(lián)二極管，在串聯(lián)二極管上的電壓應(yīng)小于4V。 輸入端的一次電路與二次電路之間采用光電耦合隔離。 輸入器件可以是任何無源的觸點(diǎn)或集電極開路的 NPN 管。 5. 輸入接線 可編程控制器一般接受行程開關(guān)、限位開關(guān)等輸入的開關(guān)量信號(hào)。對(duì)每一個(gè)尚未使用的輸入點(diǎn)，它不耗電，因此在這種情況下 24V 電源端子外供電流的能力可以增加。 如果有過載現(xiàn)象發(fā)生，電壓將自動(dòng)跌落，該點(diǎn)輸入對(duì)可編程控制器不起作用。如果采用擴(kuò)展 單元，則應(yīng)將基本單元和擴(kuò)展單元的24V 端連接起來。 可編程控制器上的 24V 接線端子還可以向外部傳感器（如接近開關(guān)或光電開關(guān)）提供電流。接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近可編程控制器。 為了抑 制附加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給可編程控制器接以專用地線，接地點(diǎn)應(yīng)與動(dòng)力設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)）的接地點(diǎn)分開。 3. 接地 良好的接地是保證可編程控制器可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。 對(duì)于電源線來的干擾，可編程控制器本身具有足夠的抵制能力。若電源中斷超過 10ms 或電源下降超過允許值，則可編程控制器停止工作，所有的輸出點(diǎn)均同時(shí)斷開。 FX 系列可編程控制器有直流 24V 輸出接線端，該接線端可為輸入傳感器（如光電開關(guān)或接近開關(guān)）提供直流 24V 電源。 2. 接線 電源 PLC 的供電電源為 50Hz、 220V177。 為了避免其它外圍設(shè)備的電干擾， 可編程控制器應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離高壓電源線和高壓設(shè)備，可編程控制器與高壓設(shè)備和電源線之間應(yīng)留出至少200mm 的距離。為了使控制系統(tǒng)工作可靠，通常把可編程控制器安裝在有保護(hù)外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污水濺；為了保證可編程控制器在工作狀態(tài)下其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內(nèi)，安裝機(jī)器應(yīng)有足夠的通風(fēng)空間、基本單元和擴(kuò)展單元之間要有 30mm 以上間隔。 小型可編程控制器外殼的四個(gè)角上均有安裝孔，有兩種 安裝方法，一種是用螺釘固定，不同的單元有不同的安裝尺寸。 *頻繁或連續(xù)的振動(dòng)，振動(dòng)頻率為 10～ 55Hz，幅度為 。 *有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 *相對(duì)濕度超過 85%或者存在露水凝聚（有溫度突變或其他因素所引起的）。控制可編程控制器的工作環(huán)境可以有效地提高它的工作效率和使用壽命。但是為了確保整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，還是應(yīng)當(dāng)盡 量使可編程控制器有良好的工作環(huán)境 ，并采取必要的抗干擾措施 。這些干擾都會(huì)影響可編程控制器的正常工作 [4]。 可編程控制器的安裝與維護(hù) 工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件一般是比較惡劣的，干擾源眾多。 4. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。加上 PLC洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。除了邏輯處理功能以外， PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。這樣，整個(gè)系統(tǒng)將 有 極高的可靠性 [5]。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。 所以我選擇三菱 FX2N 系列 PLC。 用 PLC 控制系統(tǒng)代替體積大、投資大、耗能大的繼電器 —— 接觸器系統(tǒng)，是今后控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì) 正是針對(duì)以上這種情況，我們計(jì)劃用 PLC 控制改造 T68 臥式鏜床的繼電器電氣控制電路，以其克服以上缺點(diǎn)，最終達(dá)到降低設(shè)備故障率、提高設(shè)備使用效率，改善 T68 臥式鏜床運(yùn)行效果的目的。 PLC 以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、控制程序可變、體積小、質(zhì)量輕、功能強(qiáng)和價(jià)格低廉等特點(diǎn) 。所以也不適合。 系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用高 由于成本較高。 生產(chǎn)效率高 自動(dòng)化程度高 良好的經(jīng)濟(jì)效益 有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化 缺點(diǎn)： 由于費(fèi)用高昂，加工大批量零件不利。 加工精度高 首先結(jié)構(gòu)上引入滾珠絲桿 其次采用軟件精度補(bǔ)償技術(shù) 最后是加工 全程由程序控制加工，減少人為因素對(duì)加工精度的影響。 對(duì)于數(shù)控有以下優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： 加工對(duì)象改型的適應(yīng)性強(qiáng) 可以快速地從加工一種零件轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸ち硪环N零件，這就為單件、小批以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利。 T68 臥式鏜床是應(yīng)用最廣泛的一種，其原控制電路為繼電器控制， 接觸點(diǎn)多、線路復(fù)雜、故障多、操作人員維修任務(wù)較大 [17]。而在繼電控制中 ,接觸觸點(diǎn)多 ,所以故障也多 ,操作人員維修任務(wù)較大 ,機(jī)械使用率較低。我們來分析下各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，然后選擇合適的控制方式 。 T68 臥式鏜床電氣原理 T68 臥式鏜床的電氣控制原理圖 [21] 如附圖 A 所示。 3. 主電機(jī)用低速時(shí)，可直接啟動(dòng)；但用高速時(shí)，則由控制線路先起動(dòng)到低速，延時(shí)后再自動(dòng)轉(zhuǎn)換到高速，以減少起動(dòng)電流。由接觸器 KM6 及 KM7 實(shí)現(xiàn)定子繞組從三角形接法轉(zhuǎn)接成雙星型接法。 鏜床運(yùn)動(dòng)對(duì)電氣控制電路的要求 [12] 1. 主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，高低速可選擇； 2. 主電動(dòng)機(jī)要求正反轉(zhuǎn)以及點(diǎn)動(dòng)控制； 3. 主電動(dòng)機(jī)應(yīng)設(shè)有快速準(zhǔn)確的停車環(huán)節(jié)； 4. 主軸變速應(yīng)有變速?zèng)_動(dòng)環(huán)節(jié)； 5. 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)采用正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制方式； 6. 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和工作臺(tái)不平移動(dòng)兩者只能取一，必須要有互鎖； 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 2 章 T68 臥式鏜床 PLC 控制總體方案設(shè)計(jì) T68 臥式鏜床控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 電氣控制線路的特點(diǎn) 1. 主電機(jī)為雙速電機(jī)，它提供機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力 [ 13]。 4. 工作臺(tái)：由下溜板，上溜板和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)三層組成。 3. 后立柱：可沿著床身導(dǎo)軌橫向移動(dòng)，調(diào)整位置，它上面的鏜桿支架可與主軸箱同步垂直移動(dòng)。 1. 前立柱：固定地安裝在床身的右端，在它的垂直導(dǎo)軌上裝有可 上下移動(dòng)的主軸箱。本次課程設(shè)計(jì)主要以 T68 臥式鏜床為例。 T68 型臥式鏜床主要用 于 鏜床主要用于孔的精加工，可分為臥式鏜床、落地鏜床、坐標(biāo)鏜床和金鋼鏜床等。但由于時(shí)間、實(shí)踐論證及自身知識(shí)水平的限制，不足之處在所難免，希望老師及各位同學(xué)給予指正，在此表示感謝。 正是針對(duì)以上這種情況，我們計(jì)劃用 PLC 控制改造 T68 臥式鏜床的繼電器電氣控制 電路，以其克服以上缺點(diǎn)，最終達(dá)到降低設(shè)備故障率、提高設(shè)備使用效率，改善 T68 臥式鏜床運(yùn)行效果的目的。 我們對(duì)這些機(jī)床用 PLC 改造其繼電器控制電路 ,克服了以上缺點(diǎn) ,降低了設(shè)備故障率 ,提高了設(shè)備使用率 ,鏜床是冷加工中使用比較普遍的設(shè)備，它主要用于加工精度、光潔度要求較高的孔、孔間的距離要求比較精確的零件（如一些箱體零件），屬于精密機(jī)床。因?yàn)?在舊有的機(jī)床中 ,其電氣控制多為繼電控 制。 PLC 以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、控制程序可變、體積小、質(zhì)量輕、功能強(qiáng)和價(jià)格低廉等特點(diǎn)，在機(jī)械制造、冶金等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用 [ 16]。現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求做出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)線的控制系統(tǒng)具有極高的可靠性和靈活性，PLC(Programmable Logic Controller,可編程控制器 )正是順應(yīng)這一要求而出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置 [18]。s Mitsubishi pany selected the FX2N48MR PLC, the distribution of PLC39。 關(guān)鍵詞： 可編程控制器 ， T68 鏜床 ， 梯形圖 ， 改造 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 英文題目 ABSTRACT T68 HORIZONTAL BORING MACHINE PLC ELECTRICAL DESIGN CONTROLLED TRANSFORMATION ABSTRACT T68 of the topics discussedis the type Horizontal Boring Machine transformation of the PLC program control system. According to actual needs and the needs of the market, Mitsubishi has chosen the pany39。根據(jù)鏜床的控制要求和特點(diǎn)，列出邏輯代數(shù)表達(dá) 式 ，采用邏輯設(shè)計(jì)方法進(jìn)行梯形圖設(shè)計(jì)。 通過對(duì) T68 型臥式鏜床工作原理的分析，設(shè)計(jì)出 PLC 改造系統(tǒng)的控制電路，對(duì)系統(tǒng)的輸入、輸出點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共有 24 個(gè)輸入點(diǎn)， 24 個(gè)輸出點(diǎn)，輸入輸出都是開關(guān)量 [20]。這些孔的軸心線往往要求嚴(yán)格地平行或垂直，相互間的距離也要求很準(zhǔn)確。 鏜床是冷加工中使用比較普遍的設(shè)備它主要用于加工精度、光潔度要求較高的孔以及各孔間的距離要求較為精確的零件（如一些箱體零件），屬于精密機(jī)床 [19]。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I T68 臥式鏜床電氣控制的 PLC 設(shè)計(jì) 改造 摘 要 本課題探討了 T68 型臥是式鏜床的 PLC 改造控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。根據(jù)實(shí)際需要和市場(chǎng)的需求，選擇了以三菱公司的可編程控制器作為控制方案。主要用于加工工件上的精密圓柱孔。其原控制電路為繼電器控制，接觸觸點(diǎn)多、線路復(fù)雜、故障多、操作人員維修任務(wù) 較大，為了克服以上缺點(diǎn)，降低設(shè)備故障率，提高 設(shè)備使用效率，針對(duì)這種情況，我們用 PLC 控制改造其繼電器控制電路。選用日本三菱公司生產(chǎn)的 FX2N48MR 可編程序控制器，分配 PLC 的I/O 地址，設(shè)計(jì) PLC 外圍電路，確定 PLC 的 I/O 接線圖。 最終 達(dá)到了系統(tǒng)改造的要求，并且運(yùn)行效 果良好。s programmable logic controller as a control. Boring is the more mon use of cold working of the equipment it is mainly used for precision machining, finish the hole and the higher the distance between the holes require a more precise parts (such as some of tank parts), are precision machine tool. Mainly used for precision machining of cylindrical workpieces on the hole. Axis line of these holes tend to demand strict parallel or perpendicular to the distance between each other also requires very accurate. Its original control c