【正文】 移動，根據(jù) C650臥式車床運動情況及加工需要 ,本研究采用 3臺三相鼠籠型異步電動機拖動，即 :主軸與進給電動機 M冷卻泵電動機 M2和溜板箱快速移動電動機 M3。其 要求能實現(xiàn)正、反轉 ,從而經主軸變速箱實現(xiàn)主軸的正、反轉 ,或通過掛輪箱傳給溜板箱來拖動刀架以實現(xiàn)刀架的橫向左、右移動。主電動機停車時 ,由于加工工件轉動慣量較大 ,需采用反接制動。 圖 31 臥式車床的結構 C650 臥式車床控制原理電路圖概述及原理分析 車床的 PLC 控制設計 –9– C650 臥式車床 控制電路原理圖所示。 1 主電路分析 如圖所示主電路中有三臺電動機，隔離開關 QS 將 380V 的三相電源接入。為防止電流表被起動電流沖擊損壞，利用時間繼電器 KT 的延時動斷觸點，在起動的短時間內將電流表暫時短接掉；第三部分為一串聯(lián)電阻控制部分，交流接觸器 KM3的主觸點控制限流電阻 R 的接入和切除， 在進行點動調整時， 為防止連續(xù)的起動電車床的 PLC 控制設計 –10– 流造成電動機過載，串入限流電阻 R，保證電路設備正常工作。 電動機 M2 由交 流接觸器 KM4 的主觸點控制其電路的接通斷開，電動機 M3 由交流接觸器 KM5 的主觸點控制。 2 控制電路分析 控制電路可分為主電動機 M1 的控制電路和電動機 M2 及 M3 的控制電路兩部分。各部分控制電路分析如下。 KM3 的主觸點將電路中限流電阻短接，其輔助動合觸點同時將中間繼電器 KA 的線圈電路接通， KA 的常閉觸點 將停車制動的基本電路切除，其動合觸點與 SB3 的動合觸點均在閉合狀態(tài)，控制主電動機的交流接觸器 KM1 的線圈電路得電工作并自鎖，其主觸點閉合，電動機 M1 正向直接起動并結束。反向直接起動控制過程與其相同，只是起動按鈕為 SB4。 按下 SB2 點動按鈕，直接接通 KM1 的線圈電路，電動機 M1 正向直接起動，這時 KM3 線圈電路并沒有接通，因此其主觸點不閉合，限流電阻 R 接入主電路限流，其輔助動合觸點不閉合， KA 線圈不能得電工作，從而使 KM1 線圈電路形不成自鎖，松開按鈕， M1 停轉，實現(xiàn)了主電動機串聯(lián)電阻限流的點動控制。當電動機轉速接近零時，速度繼車床的 PLC 控制設計 –11– 電器的觸點打開，結束制動。當電動機正向轉動時，速度繼電器 KS 的動合觸點 KS2 閉合，制動電路處于準備狀態(tài)，壓下停車按鈕 SB1，切斷控制電源， KM KM KA 線圈均失電，此時控制反接制動電路工作與不工作的 KA 動斷觸點恢復原狀閉合，與 KS1觸點一起，將反向起動交流接觸器 KM2 的線圈電路接通，電動機 M1 接入反向序電流，反向起動轉矩將平衡正向慣性轉動轉矩，強迫電動 機迅速停車。在反接制動過程中 ， KM3 失電，所以限流電阻 R 一直限制反接制動電流的作用。 (3)刀架的快速移動和冷卻泵電動機的控制 刀架的快速移動是由轉動刀架手柄壓動位置開關 QS， 接通快速移動電動機 M3的控制接觸器 KM5 的線圈電路， KM5 的主觸點閉合， M3 電動機起動運行，經傳動系統(tǒng)驅動 溜板箱帶動刀架 快速移動。 開關 SA 可控制照明燈 EL， EL 的電壓為 36V 的安全照明電壓。 根據(jù)需要控制的開關、設備大約 輸入點為 12 個 ,輸出點為 7 個 需進行控制，現(xiàn)將 I/O 地址 分配如圖所示。主要包括中央處理單元 CPU、存儲器 RAM 和 ROM、輸入輸出接口電路、電源、I/O 擴展接口、外部設備接口等 。 車床的 PLC 控制設計 –14– PLC 控 制系統(tǒng)由輸入 量 — PLC— 輸出量組成，外部的各種開關信號、模擬信號、傳感器檢測的各種信號均作為 PLC 的輸入量，它們經 PLC 外部輸入端子，作為 PLC 的輸出量對外圍設備進行各種控制。 的基本工作原理 PLC 采用的是循環(huán)掃描工作方式。 ⑴ 輸入刷新階段 在輸入刷新階段， CPU 掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。 ⑵ 程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應的邏輯運算結果存入對應的內部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 PLC 的基本功能和基本指令 PLC 基本功能 ⑴ 條件控制功能 條件控制（或稱邏輯控制或順序控制）功能是指用 PLC 的與、或、非指令取代繼電器接觸的串聯(lián)、并聯(lián) 及其它 各種邏輯連接，進行開關控制。 ⑶ 數(shù)據(jù)處理功能 車床的 PLC 控制設計 –15– 數(shù)據(jù)處理功 能是指 PLC 能進行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉換、算術運算、邏輯運算以及編碼和譯碼等操作。 ⑸ 運動控制功能 運動控制功能是指通過高速記數(shù)模塊和位置控制模塊等進行單軸或多軸運動控制。 ⑺ 擴展功能 擴展功能是指通過連接輸入輸出擴展單元（即 I/O 擴展單元）模塊來增加輸入輸出點數(shù)，也可通過附加各種智能單元及特殊功能單元來提高 PLC 的控制功能。 ⑼ 通信聯(lián)網功能 通信聯(lián)網功能是指通過 PLC 之間 的聯(lián)網、 PLC 與上位機的鏈接等，實現(xiàn)遠程 I/O控制或數(shù)據(jù)交換，以完成較大規(guī)模系統(tǒng)的復雜控制。 PLC 基本指令 ⑴ 標準觸點指令 常開觸點對應的存儲器地址為 1 狀態(tài)時，該觸點閉合，在語句表中，分別用 LD、AND、 OR 指令表示開始、串聯(lián)和并聯(lián)的常開觸點。 ⑵ 輸出指令 輸出指令與線圈相對應，驅動線圈的觸點電路接通時，線圈流過 “能流 PLC 控制梯形圖 車床的 PLC 控制設計 –17– 車床的 PLC 控制設計 –18– 5 系統(tǒng)調試 在調試前我們需要對線路進行檢查 ， 按照接線圖檢查電源線和接地線是否可靠，主線路和控制線路連接是否正確，絕緣是否良好，各開關是否處于 “0”位，插頭和各插接件是否全部插緊；檢查工作臺等部件的位置是否合適，防止通電時發(fā)生 失誤 。 合上 實驗 臺上 供電的電源開關，用萬用表測量 系統(tǒng) 總電源開關進線端的電壓，看一看電壓是否正常，有無斷相或三相電壓特別不平衡的現(xiàn)象。有無斷相。各部分都正確無誤的情況下進行軟硬件聯(lián)調。 在對照前由于忘記對 PLC 進行復位，雖然程序正確當沒達到控制效果，所以在調試前應先進行復位操作。 此控制程序設計能夠滿足控制系統(tǒng)的要求。 通過使用 PLC 改造該機床電氣系統(tǒng)后，去掉了原機床的中間繼電器，時間繼電器等等，使線路簡化 ,維修方便。 設計者可在規(guī)格繁多、品種齊全的系列可編程控制產品中，精選所需類型，使PLC 具有較高的性能價格比。 通過本次設計，使我進一步鞏固、深化和擴充專業(yè)課的基本理論和基本技能。培養(yǎng)了我綜合應用專業(yè)知識和實際查閱相關實際資料的能力。 在此，我要感謝所有曾經教導過我的老師和關心過我的同學， 感謝我的老師們在我三年求學生涯中給予的關心和幫助。 此次畢設 在設計過程中得到了 宼鵬德老師 的精心指導 ， 在 畢業(yè)設計期間 ， 宼鵬德指導教師給予了我很大的幫助和支持，在此，我表示由衷的感謝， 我在這次設計 中收獲很多東西。 2021 [6] 曹輝 .可編程序控制器系統(tǒng)原理及應用 .北京：電子工業(yè) 出版社， 2021 [7] 黎亞元 .機床電器自動控制 .重慶：重慶大學出版社， 1994 [8] 夏國偉 .機場電氣與維修 .西安：陜西科技大學出版社， 1980 [9] 鄧星鐘 .機床傳動技術 .武漢：華中科技大學， 2021 [10] 羅宇航 .流行 PLC 實用程序及設計 .西安：西安科技大學出版社， 2021 [11] 王士蘭 .PLC 技術及應用 .北京：北京工業(yè)出版社， 2021 [12] 劉沂 .電氣控制技術（第二版） .大連：大連理工大學出版社， 2021 [13] 路林吉 .江龍康等 .可編程序控制器原理及應用 .北京： 清華大學出 版社 ,2021 車床的 PLC 控制設計 –23– 附錄 C650 臥式車床電氣控制線路原理 車床的 PLC 控制設計 –24– 輸入信號 PLC 地址 輸出信號 PLC地址 反接制動按鈕 SB1 主電動機 M1 正轉 KM1 主軸電動機 M1 的正轉按鈕 SB2 主電動機 M1 反轉 KM2 主軸電動機 M1 的反轉按鈕 SB3 短接制動電阻 KM3 主軸電動機 M1 的點動按鈕 SB4 冷卻泵電動機 M2 起、停 KM4 冷卻泵電動機 M2 停止按鈕 SB5 快速電動機 M3 起、停 KM5 冷卻泵電動機 M2 起動按鈕 SB6 快速電動機 M3 起、停位置開關SQ 速度繼電器正轉常開觸頭 KS1 速度繼電器正轉常開觸頭 KS2 I/O 地址分配圖 車床的 PLC 控制設計 –25– I/O 接線圖