【正文】 點數(shù)量是無限的PLC系統(tǒng)的靈活性和可擴展性也較好。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繼電器的動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。而PLC時通過程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時間在微秒級，且不會出現(xiàn)觸點抖動問題。而PLC采用半導(dǎo)體集成電路做定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定時值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且PLC具有計數(shù)功能，而電氣控制系統(tǒng)一般不具備計數(shù)功能。而PLC大量的開關(guān)動作由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成，壽命長、可靠性高。第三章 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計 系統(tǒng)工作流程分析C650臥式車床工作流程圖如圖31所示。（2）PLC開始運行，分析機床是否有故障，若發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，則發(fā)出故障報警；若系統(tǒng)正常，則機床開始運行。（4）則選擇操作方式，若手動操作，開始單步操作；若自動操作，開始運行自動循環(huán)程序。（6）關(guān)機。表31 I/O分配表輸入輸出名稱功能作用I/O口名稱功能作用I/O口SB1總停X0KM1控制M1正轉(zhuǎn)運行Y0SB2M1正轉(zhuǎn)啟動X1KM2控制M1反轉(zhuǎn)運行Y1SB3M1反轉(zhuǎn)啟動X2KM3控制M1 △形運行Y2SB4M1點動X3KM4控制M1 Y形運行Y3SB5M2啟動X4KM5控制M2運行Y4SB6M2停止X5KM6控制M3運行Y5SB7HL照明X6KA電流表A短接中間繼電器Y6SB8HL熄滅X7HL車床照明Y7SB9M3點動X10FR1M1過載保護X11FR2M2過載保護X12KS1正轉(zhuǎn)制動速度繼電器常開觸點X13KS2反轉(zhuǎn)制動速度繼電器常開觸點X14 PLC的選擇(1) PLC常用的有晶體管輸出與繼電器輸出，其區(qū)別為：① 負載電壓、電流類型不同。電流：，繼電器2A。② 負載能力不同。③ 晶體管過載能力小于繼電器過載的能力。④ 晶體管響應(yīng)速度快于繼電器。晶體管輸出型原理是CPU通過光耦合使晶體管通斷，以控制外部直流負載，響應(yīng)時間快（）。⑤ 在額定工作情況下，繼電器有動作次數(shù)壽命，晶體管只有老化沒有使用次數(shù)限制。繼電器的每分鐘開關(guān)次數(shù)也是有限制的，而晶體管則沒有。 PLC的I/O電氣接線圖 I/O 分配表可以知道，輸入部分：按鈕SB1為整個控制系統(tǒng)的停止開關(guān)；按鈕SBSB3及SB4分別控制主軸電機M1的正反轉(zhuǎn)及點動控制；按鈕SBSB6分別控制冷卻泵電機的M2啟動與停止；按鈕SBSB8分別控制HL的照明于熄滅；按鈕SB9控制快進電機的點動；熱繼電器常閉開關(guān)FR1，F(xiàn)R2分別為MM2的過載保護；速度繼電器KSKS2分別輔助主軸電機M1的正反轉(zhuǎn)制動。PLC的輸入、輸出I/O電氣接線圖，如32圖。組合開關(guān)QS為電源開關(guān)，將電源引入。R為限流電阻，當主軸點動時，限制啟動電流，在停車反轉(zhuǎn)制動時，又起限制過大的反向制動電流的作用。圖中時間繼電器的常閉開關(guān)KT作用是短接電流表A，在機床剛開始啟動時，以讓電流表躲避啟動尖峰電流沖擊，待時間繼電器延時一定時間后，常閉KT斷開，電流表A接入電路，開始監(jiān)測主軸電動機繞組電流。KMKM2為控制主軸電機正反轉(zhuǎn)接觸器，KM3用于短接電阻R的接觸器，由它們的主觸頭相互組合控制主軸電機M1。FU2為冷卻泵電動機M2的短路保護熔斷器，KM4為控制M2運行的接觸器，F(xiàn)R2為M2過載保護熱繼電器。 主電動機點動控制分析如圖41，SB2為控制主電動機的按鈕開關(guān)，當按下SB2且不松手時，接觸器KM1線圈通電，KM1主觸點閉合接通電路，這時接觸器KM3線圈沒有接通，電網(wǎng)電壓經(jīng)限流電阻接入主電動機M1，從而減少了起動電流。因此，當松開SB2后，KM1線圈隨即斷電，主電動機M1停止運行。所以，在非頻繁點動的一般工作時，仍然采用了全壓直接啟動。同時KA的常閉觸點將停車制動的基本電路切除。與此同時，KM1的常開輔助觸點（1315）閉合，與之前閉合的兩個KA常開觸點（71913）形成自鎖通路，當SB3松開后，從而KM1保持通電。在KA常開觸點（719）閉合KM3通電的同時，通電延時時間繼電器KT通電，開始延時，時間到后，其主電路的常閉觸點斷開，此時電流表接入電路開始監(jiān)測主電動機M1的繞組電流。 主電動機反接制動分析如圖41， C650臥式車床采用反接制動方式進行停車制動，使用速度繼電器KS（3區(qū)）進行檢測與控制。而主電動機因慣性仍然運轉(zhuǎn)，因速度不可能立刻降下來（n 100r/min），所以速度繼電器KS1（1723）仍閉合，當SB1（35）復(fù)位時——KS1（1723）與控制反接制動電路的KA常閉輔助觸點（717）一起接通接觸器KM2的線圈電路，電流通路是：TC（110V）→FU5（13）→SB1常閉觸點（35）→FR1（57）→KA常閉觸點（717）→KS正向常開觸點KS1（1723）→KM1常閉觸點（2325）→KM2線圈（425）→FU5（24）→TC。反轉(zhuǎn)時的反接制動過程與正轉(zhuǎn)停車制動時的反接制動過程相似，則不在作詳細分析。 快速電動機與冷卻泵電動機控制分析如圖41，若要使快速電動機動作(刀架快速移動),則轉(zhuǎn)動刀架手柄,使其壓合位置開關(guān)SQ(523),SQ閉合,接通KM5線圈電路,KM5線圈主觸點(5區(qū))閉合,這樣快速電動機M3就開始運轉(zhuǎn),經(jīng)傳動系統(tǒng)驅(qū)動溜板箱,帶動刀架快速移動。 SBSB6按鈕開關(guān)分別為冷卻泵電動機M2的停止、啟動開關(guān)，控制接觸器KM4線圈電路的通斷，達到控制冷卻泵M2的通斷運行。 電流表保護電路如圖41，電流表A（3區(qū)）經(jīng)電流互感器TA（2區(qū)）接在主電動機M1的主電路上，由于在主電動機在剛啟動時，啟動尖峰電流很大，為了讓電流表躲過啟動尖峰電流的沖擊，則在線路上設(shè)置了時間繼電器KT（12區(qū)）的常閉開關(guān)KT（3區(qū)）進行保護。 電動機選擇本次畢業(yè)設(shè)計使用PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的邏輯控制線路部分，其余基本無變化。表41 主軸電機、快進電機、冷卻泵電機參數(shù)表參數(shù)主軸電機快進電機冷卻泵電機型 號Y255M6Y90L2Y26312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(jié)/△YY絕緣等級BEE 系統(tǒng)元器件的選擇 交流接觸器的選擇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切換電器。其生產(chǎn)方便，價格低廉，應(yīng)用十分廣泛。其原理是當接觸器的電磁線圈通入交流電時，會產(chǎn)生很強的磁場使裝在線圈中心的靜銜鐵吸動動銜鐵，當兩組銜鐵合攏時，安裝在動銜鐵上的動觸點也隨之與靜觸點閉合，使電氣線路接通。 在工業(yè)電氣中，常用交流接觸器的型號有CJX8(B系列)CJ1CJCJT1(CJ10)、CJX1(3TB、3TF系列)、CJSMC等系列產(chǎn)品。 中間繼電器的選擇中間繼電器用于繼電保護與自動控制系統(tǒng)中，以增加觸點的數(shù)量及容量。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和原理與交流接觸器基本相同，與接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過小電流。它一般是沒有主觸點的，因為過載能力比較小。新國標對中間繼電器的定義是K，老國標是KA。本次設(shè)計選擇的中間繼電器型號為JZ744。熔斷器的熔體串接于被保護的電路中，當通過它的電流小于規(guī)定值時，其熔體相當于一根導(dǎo)線，起電氣連接作用；當通過它的電流超過規(guī)定值（電路發(fā)生嚴重過載或短路時）一定時間后，其熔體自動熔斷并切斷電路，從而起到保護作用。則主軸電機電路熔斷器選取型號為:RL1100/100；冷卻泵電機電路、快進電機電路熔斷器選取型號分別為：RL115/RL115/6；控制電路選取型號RL115/2。主要用于電動機的過載保護、斷相及電流不平衡運行保護。三相異步電動機在實際運行中，常會遇到因電氣或機械原因等引起的過電流(過載和斷相)現(xiàn)象，如果過電流不嚴重，持續(xù)時間短，繞組不超過允許溫升，這種過電流是允許；如果過電流情況嚴重，持續(xù)時間較長，則會加快電動機絕緣老化，甚至?xí)龤щ妱訖C，因此，在電動機回路中應(yīng)設(shè)置熱繼電器保護。一般原則是使熱繼電器的安秒特性位于電動機的過載特性之下，并盡可能地接近，以充分發(fā)揮電動機的過載能力，同時使電動機在短時過載和啟動瞬間[(5～6)Ie]不受影響?！ɑ虬唇?jīng)驗公式整定，2 PN 整定，PN為電動機功率）。 控制開關(guān)電器的選擇（1）轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱組合開關(guān)，一般用于電氣設(shè)備中非頻繁的通斷電路、換接電源和負載、測量三相電壓以及直接控制小容量感應(yīng)電動機的運行狀態(tài)。其動靜觸頭分別疊裝于數(shù)層絕緣殼內(nèi)，當轉(zhuǎn)換手柄時，每層的動觸片隨方形轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。常用的產(chǎn)品有：HZHZ10和HZ15等系列。（2）按鈕開關(guān)盒按鈕開關(guān)（簡稱按鈕）又稱控制按鈕，是一種接通或斷開小電流電路的手動開關(guān)電器，一般不直接去控制主電路的通斷，而在控制電路中發(fā)出啟動或停止“命令”以遠距離控制接觸器、繼電器、電磁啟動器等電器線圈電流的接通或斷開，再由它們?nèi)タ刂浦麟娐贰?速度繼電器選擇速度繼電器是當轉(zhuǎn)速達到規(guī)定值時觸頭動作的繼電器。速度繼電器的結(jié)構(gòu)如圖42所示。浮動的定子與轉(zhuǎn)子同心，而且能獨自偏擺，定子由硅鋼片疊成，并裝有籠型繞組?；\型繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，