【正文】 . 12 C650 臥式車床控制原理電路圖概述及原理分析 ....................... 13 PLC 的選型 ...................................................... 15 I/O 地址的分配 .................................................. 16 I/O 接線圖 ...................................................... 16 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ....................................................... 17 PLC 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理 .................................... 17 PLC 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ................................................ 17 PLC 的基本工作原理 ............................................ 17 PLC 編程語言 .................................................. 18 PLC 的基本 功能 和基本指令 ........................................ 18 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) IV PLC 的基本功能 ................................................ 18 PLC 基本指令 .................................................. 20 控制系統(tǒng)的梯形圖程序設(shè)計 ....................................... 20 5 系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................... 24 硬件檢查 ....................................................... 24 系統(tǒng)綜合調(diào)試 ................................................... 24 結(jié)束語 ................................................................ 25 致 謝 ................................................................ 26 參考文獻 .............................................................. 27 附錄Ⅰ 主要電氣元件表 ................................. 錯誤 !未定義書簽。該車床由主軸運動和刀具進給運動完成切削加工。 工作過程如下： 1．正常加工時一般不需反轉(zhuǎn)，但加工螺紋時需反轉(zhuǎn)退刀，且工件旋轉(zhuǎn)速度與刀具的進給速度要保持嚴(yán)格的比例關(guān)系，為此主軸的轉(zhuǎn)動和溜 板箱的移動由同一臺電動機拖動。由于加工的工件比較大，加工時其轉(zhuǎn)動慣量也比較大，需停車時不易立即停止轉(zhuǎn)動，必須有停車制動的功能， C6502 車床的正反向停車采用速度繼電器控制的電源反接制動。車削加工時，刀具與工件的溫度較高，需設(shè)一冷卻泵電動機，實現(xiàn)刀具與工件的冷卻。 3．快速移動電動機 M3。電動機可根據(jù)使用需要，隨時手動控制起停。 5．車削加工時，因被加工的工件材料、性質(zhì)、形狀、大小及工藝要求不同，且刀具種類也不同，所以要求切削速度也不同，這就要求主軸有較大的調(diào)速范圍。 傳統(tǒng)的機床控制系統(tǒng)是硬連線方式的繼電一接觸器控制系統(tǒng)， 但 該系統(tǒng)連線復(fù)雜，體積大，可靠性差，自動化水平低，難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。計算機信息技 術(shù)和制造自動化技術(shù)的結(jié)合越來越緊密，作為自動化柔性生產(chǎn)重要基礎(chǔ) 的“軟 ” 控制系統(tǒng) 機床 ， 在生產(chǎn)中所占比例將越來越 高。繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、抗干擾能力強，所以當(dāng)時應(yīng)用的十分廣泛，至今仍在許多簡單的機械設(shè)備中應(yīng)用。 當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及生產(chǎn)工藝上不斷提出新的要求，電氣控制技術(shù)得到飛速的發(fā)展。 PLC 的應(yīng)用面廣、功能強大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動化的主要設(shè)備之一。 PLC 在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 PLC 是先進的工業(yè)化國家通用的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制設(shè)備 ，在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視的先進控制技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大技術(shù)支柱(PLC,CAD/CAM,ROBOT) 之一， 可編程邏輯控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的一種數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)。 PLC 是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復(fù)雜、可畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺 點，充分利用了微處理器的優(yōu)點。 隨著我國電力體制改革的深化，電力市場競爭將更加激烈，降低資源損耗和提高管理效益成為各發(fā)電企業(yè)的迫切需求。經(jīng)過科技人員的不斷引進、開發(fā)、研究 , 我國大型火電站的輔助系統(tǒng)（輸煤、化水、除灰、除渣、燃油泵房、循環(huán)水泵房等）已由繼電器控制過渡到完全由 PLC 監(jiān)控。然而，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當(dāng)，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會造成設(shè)備的失控和誤動作，從而不能保證 PLC 的正常運行。在新的時代， PLC 會有更大的發(fā)展，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，通過完美的人機界面、完備的通信設(shè)備、成熟的現(xiàn)場總線 通信能力會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求， PLC 作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在我國發(fā)電廠的電氣自動化建設(shè)中發(fā)揮越來越大的作用。當(dāng)前數(shù)控車床呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，機電產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，對零件加工的精度和表面質(zhì)量的要求也愈來愈高。另一方面，電主軸和直線電機的成功應(yīng)用，陶瓷滾珠軸承、高精度大畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 導(dǎo)程空心內(nèi)冷和滾珠螺母強冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導(dǎo)軌副等機床功能部件的面市，也為機床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。采用電主軸結(jié)構(gòu)可使主軸轉(zhuǎn)速達到 10000r/min 以上。用直線電機作伺服驅(qū)動，省去了滾珠絲杠這一中間傳動環(huán)節(jié)，消除了傳動間隙 (包括反向間隙 )，運動慣量小，系統(tǒng)剛性好，在高速下能精密定位，從而極大地提高了伺服精度。通過直線電機和直線滾動導(dǎo)軌 副的應(yīng)用，可使機床的快速移動速度由目前的 10～ 20m/mim提高到 60～ 80m/min，甚至高達 120m/min。數(shù)控機床能否發(fā)揮其高性能、高精度和高效率，并獲得良好的效益，關(guān)鍵取決于其可靠性的高低。 隨著計算機應(yīng)用的普及及軟件技術(shù)的發(fā)展，CAD 技術(shù)得到了廣泛發(fā)展。在模塊化的基礎(chǔ)上在設(shè)計階段就可以看出產(chǎn)品的三維幾何模型和逼真的色彩。 通過對機床部件進行模塊化設(shè)計，不 僅能減少重復(fù)性勞動，而且可以快速響應(yīng)市場，縮短產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計周期 。通過功能的復(fù)合化，可以擴大機床的使用范圍、提高效率，實現(xiàn)一機多用、一機多能，即一臺數(shù)控車床既可以 實現(xiàn)車削功能，也可以實現(xiàn)銑削加工；或在以銑為主的畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 5 機床上也可以實現(xiàn)磨削加工。通過 C 軸和 Y 軸，可以實現(xiàn)平面銑削和偏孔、槽的加工。副主軸采用內(nèi)藏式電主軸結(jié)構(gòu)，通過數(shù)控系統(tǒng)可直接實現(xiàn)主、副主軸轉(zhuǎn)速同步。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 6 2 系統(tǒng) 總 設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計基本內(nèi)容 PLC 控制系統(tǒng)是由 PLC 與用戶輸入、輸入設(shè)備連接而成的，用以完成預(yù)期的控制目的與相應(yīng)的控制要求 。根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求，如需要完成的動作（動作順序，必需的保護和聯(lián)鎖等），操作方式（手動，自動 ，點動，連續(xù) 等）。 ⑵ 進行 PLC 控制 系統(tǒng)配置 的 設(shè)計，主要為 PLC 的選擇 ， PLC 是 PLC 控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇 PLC 對于保證整個控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟性能指標(biāo)起著重要的作用。 ⑶ 選擇用戶輸入設(shè)備 （ 按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、行程開關(guān)等 ） 、輸出設(shè)備 （ 繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件 ） ，以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象 （ 電動機、電磁閥等 ） ，這些設(shè)備屬于一般的電器元件。 ⑹ 聯(lián)機調(diào)試 。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計原則與步驟 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 ⑴ 最大限度地滿足被控對象的控制要求。 ⑵ 在滿足控制要求的前提下， 力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用及維護方便。 ⑷ 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，在選擇 PLC 的容量時，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 8 開 始交 付 使 用分 析 控 制 要 求確 定 I / O 設(shè) 備P L C 硬 件 系 統(tǒng) 配 置I / O 地 址 分 配繪 制 流 程 圖設(shè) 計 梯 形 圖輸 入 P L C 程 序軟 件 測 試測 試 正 常模 擬 調(diào) 試滿 足 要 求設(shè) 計 外 部 硬 件 接 線 圖硬 件 連 線修 改 程 序NNY 圖 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計調(diào)試過程 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 3 系統(tǒng) 硬件設(shè)計 主要電氣元件的選擇 任何一種繼電器系統(tǒng)都有三個部分組成，即輸入部分，邏輯部分和輸出部分。邏輯部分是指由 各種繼電器及其觸點組成的實現(xiàn)一定邏輯功能的控制線路，輸出部分包括各種負載的接觸器線圈。在 車床 的電氣 控制 系統(tǒng)，所有 觸頭 ，行程開關(guān)， 控制按鈕 （ SB1～ SB6） 等為系統(tǒng)的輸入信號；接觸器線圈（ KM1KM5），為系統(tǒng)的輸出信號 。因此，在選用電動機種類時，若機械工作對拖動系統(tǒng)無過高要求，應(yīng)優(yōu) 先選用三相交流電異步動機。 ⑴ 電動機容量選擇的原則 在控制系統(tǒng)運行中，電動機的選擇主要是容量的選擇，如果電動機的容量選小了，一方面不能充分發(fā)揮機械設(shè)備的能力，使生產(chǎn)效率降低，另一方面電動機經(jīng)常在過載下運行，會使它過早損壞，同時還出現(xiàn)啟動困難、經(jīng)受不起沖擊負載等故障。 選擇電動機的容量應(yīng)根據(jù)以下三項原則進行。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 ② 過載能力：電動機在運行時，必須具有一定的過載能力。即所選電動機的最大轉(zhuǎn)矩 TL max 必須大于運行過程中可能出現(xiàn)的最大負載轉(zhuǎn)矩 ,即 m ax m axL m NT T T??? ( m? 一般為 max/ NTT) () ③ 啟動能力：由于鼠籠式異步電動機的啟動轉(zhuǎn)矩一般較小，為使電動機可靠啟動，必須保證 L st NTT?? ( /st st NTT? ? ) () ⑵ 電動機的種類、電壓和轉(zhuǎn)速的選擇 除正確選擇電動機的容量外，還需要根據(jù)生產(chǎn)機械的要求，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)和工作環(huán)境等條件，來正確選擇電動機的種類、電壓和轉(zhuǎn)速。交流接觸器由電磁線圈，靜銜鐵，動銜鐵，靜觸點，動觸點、滅弧裝置和固定支架等部分組成。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)。在這次控制系