機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）C650臥式車床的控制系統(tǒng)的PLC控制改造

1、柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：用plc改造c650臥式車床的電氣控制系統(tǒng)姓名 學(xué)號(hào) 專業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) 年級(jí) 09級(jí)機(jī)電一體化3班 指導(dǎo)教師 完成時(shí)間 柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任 務(wù) 書(shū) 機(jī)電工程系 系（部） 2009機(jī)電一體化技術(shù) 專業(yè) 班學(xué)生 學(xué)號(hào) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 用plc改造c650臥式車床的電氣控制系統(tǒng)二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作規(guī)定進(jìn)行的日期：2011年7月5日起至2011年9月30日 止 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行地點(diǎn)： 四、任務(wù)書(shū)的內(nèi)容：車床是一種應(yīng)用極為廣泛的機(jī)床，主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面、圓錐表面、成型回轉(zhuǎn)表面等），回轉(zhuǎn)體的端面、螺紋等。車

2、床的類型很多、主要有臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床和仿形車床等。c650型臥式車床主要有床身、主軸變速箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光桿和絲桿等部分組成，如圖1所示。1-進(jìn)給箱；2-掛輪箱；3-主軸變速箱；4-溜板與刀架；5-溜板箱；6-尾架；7-絲桿； 8-光桿；9-床身；圖1 c650型臥式車床示意圖1、運(yùn)動(dòng)形式n 主運(yùn)動(dòng)：安裝在主軸箱中的主軸帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。n 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：溜板箱帶動(dòng)溜板和刀架直線運(yùn)動(dòng)。刀具安裝在刀架上，與溜板一起隨溜板箱沿主軸軸線方向?qū)崿F(xiàn)進(jìn)給移動(dòng)，主軸的傳動(dòng)和溜板箱的移動(dòng)均由主電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于加工的工件比較大，加工時(shí)其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也比較大，使得需停車時(shí)不易立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，因

3、而必須有停車制動(dòng)的功能。較好的停車制動(dòng)是采用電氣制動(dòng)。在加工的過(guò)程中，還需提供切削液，并且為減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省輔助工作時(shí)間，要求帶動(dòng)刀架移動(dòng)的溜板箱能夠快速移動(dòng)。2、控制要求n 主電動(dòng)機(jī)m1，完成主軸主運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)采用直接啟動(dòng)的方式啟動(dòng)，可正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并可進(jìn)行正反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動(dòng)。為加工調(diào)整方便，還具有點(diǎn)動(dòng)功能。n 電動(dòng)機(jī)m2拖動(dòng)冷卻泵，在加工時(shí)提供切削液，采用直接啟動(dòng)停止方式，并且為連續(xù)工作狀態(tài)。n 快速運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)m3，電動(dòng)機(jī)可根據(jù)使用需要，隨時(shí)手動(dòng)控制啟停。n 主電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)部分應(yīng)具有短路和過(guò)載保護(hù)。n 具有局部安全照明裝置。設(shè)計(jì)要求：選用

4、西門(mén)子7s-200系列的plc對(duì)c650型臥式車床的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。給定參數(shù)：主電動(dòng)機(jī)30kw；冷卻泵電動(dòng)機(jī)2. 2kw；快進(jìn)電動(dòng)機(jī)0.125kw。其余參數(shù)由學(xué)生自己設(shè)定。目的： （1）通過(guò)本設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握根據(jù)普通機(jī)床的加工工藝要求進(jìn)行機(jī)床電氣控制系統(tǒng)改造（繼電器接觸器控制、plc控制）的基本方法進(jìn)一步鞏固電氣控制技術(shù)與可編程控制器的理論和應(yīng)用知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析控制要求、設(shè)計(jì)和調(diào)試控制系統(tǒng)的能力，為將來(lái)從事機(jī)電設(shè)備電氣控制設(shè)計(jì)、維修和管理打下基礎(chǔ)。（2）提高學(xué)生對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍，認(rèn)真思考、用于開(kāi)拓、用于實(shí)踐的基本素質(zhì)。（3）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際獨(dú)立完成課題的工作

5、能力和解決生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)題的能力。（4）對(duì)學(xué)生的知識(shí)面、掌握知識(shí)的深度、運(yùn)用理論結(jié)合實(shí)際去處理問(wèn)題的能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?jì)算機(jī)運(yùn)用水平、書(shū)面及口頭表達(dá)能力進(jìn)行綜合考核。任務(wù)： （1）收集c650型臥式車床的相關(guān)資料，分析其工作過(guò)程。（2）技術(shù)參數(shù)的設(shè)定。（3）設(shè)計(jì)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)，分析電氣控制電路工作過(guò)程。（4）選擇plc型號(hào)，設(shè)計(jì)plc控制系統(tǒng)輸入輸出接線圖、梯形圖。（5）完成電氣元件計(jì)算選擇、列出元件清單。（6）設(shè)計(jì)機(jī)床電氣接線施工方案。 工作日程安排： （1）準(zhǔn)備階段：（7月5日7月6日） 學(xué)生在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下確定論文題目（2）畢業(yè)設(shè)計(jì)階段：（7月7日9月11日）學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行電

6、氣控制電路的設(shè)計(jì)。初步完成后，指導(dǎo)老師審閱，并修改。（3）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)階段：（9月12日9月15日） （4）修改說(shuō)明書(shū)階段（9月16日9月24日）學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師提出的意見(jiàn)和建議，對(duì)說(shuō)明書(shū)作出必要的補(bǔ)充修改，并于9月3日前交全部設(shè)計(jì)終稿。（5） 答辯準(zhǔn)備階段（9月25日9月26日）指導(dǎo)教師審定設(shè)計(jì)，推薦合格的學(xué)生參加答辯，學(xué)生準(zhǔn)備答辯資料。（6）論文答辯階段（9月27日9月30日）畢業(yè)設(shè)計(jì)分組答辯。設(shè)計(jì)（論文）要求： 要求每個(gè)學(xué)生設(shè)定不同的工藝要求及技術(shù)參數(shù)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。（1）畫(huà)出電氣控制原理圖，分析電氣控制電路工作過(guò)程。（2）畫(huà)出plc控制輸入輸出接線圖、梯形圖，寫(xiě)出程序清單。（3）完成電

7、氣元件選擇、列出元件清單。（4）繪制電器元件安裝位置圖和電氣接線示意圖。（5）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（不少于7000字）及進(jìn)行畢業(yè)答辯。c650臥式車床的控制系統(tǒng)的plc控制改造目錄c650臥式車床的控制系統(tǒng)的plc控制改造5第一章 緒論61.1 普通機(jī)床改造的意義和前景61.2氣系統(tǒng)改造為plc控制的意義9第二章c650車床所要改造的概述102.1 c650車床的簡(jiǎn)介102.2 c650車床改造的意義132.3 c650車床的電路分析15第3章 c650車床的改造的硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)173.1根據(jù)第2章的主電路分析,統(tǒng)計(jì)i/0的點(diǎn)數(shù)如表3-1所示:183.2 plc的選型183.3 i/o分配表20

8、3.4plc控制系統(tǒng)外部接線圖的設(shè)計(jì)213.5 c650車床的plc控制梯形圖設(shè)計(jì)223.6 指令表233.7c650臥式車床控制電路電氣元件的型號(hào)選擇253.8電柜內(nèi)部電器元件安裝位置圖283.9操作面板按鈕位置圖293.10電器柜外電器元件接線圖303.11電器柜內(nèi)電器元件接線示意圖313.12 c650車床電氣主電路部分32第四章 總結(jié)33相關(guān)參考文獻(xiàn)33第一章 緒論1.1 普通機(jī)床改造的意義和前景從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)

9、效益的提高。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。更新改造舊機(jī)床是最近幾年發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，在國(guó)外己形成一定規(guī)模和市場(chǎng)，涌現(xiàn)出了許多專門(mén)從事機(jī)床改造的公司。國(guó)外舊機(jī)床改造費(fèi)用大約為同類型新機(jī)床價(jià)格的60%，盡管費(fèi)用較高，但由于機(jī)床改造后使用效果好，所以仍然受到機(jī)床用戶的歡迎。國(guó)內(nèi)近幾年才有較多的用戶使用數(shù)控機(jī)床，大多數(shù)用戶當(dāng)前最關(guān)心的還是怎樣

10、用好、維護(hù)好數(shù)控機(jī)床，機(jī)床改造還處于起步階段。改造舊機(jī)床是一項(xiàng)高新技術(shù)，風(fēng)險(xiǎn)大，承擔(dān)者必須具備比較全面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，不僅要熟悉各種類型的機(jī)床和不同類型的數(shù)控及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，還要熟悉用戶的使用要求和機(jī)床的優(yōu)缺點(diǎn)。因此，實(shí)施設(shè)備改造的技術(shù)難度非常高。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(guó)家機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。據(jù)最近有關(guān)資料表明，我國(guó)機(jī)床總量為380余萬(wàn)臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34萬(wàn)臺(tái)，即我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率還不到3%，而一些發(fā)達(dá)國(guó)家早己達(dá)到20%以上。因此，我國(guó)機(jī)械制造水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距很大，設(shè)備陳舊，技術(shù)水平落后，嚴(yán)重地影響了生產(chǎn)力的發(fā)展。對(duì)于一個(gè)企業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)

11、激烈的市場(chǎng)中贏得生存，適應(yīng)當(dāng)前產(chǎn)品更新日新月異的發(fā)展，要求在最短時(shí)間生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低價(jià)的新產(chǎn)品。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(lái)越重要。因此，逐步提高數(shù)控機(jī)床的占有比，己經(jīng)成為我國(guó)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)。提高機(jī)床數(shù)控化率有兩個(gè)途徑:一是購(gòu)買(mǎi)新的數(shù)控機(jī)床;二是對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造。這對(duì)于我國(guó)一個(gè)機(jī)床擁有量極大(其中大部分機(jī)床役齡較長(zhǎng))，而當(dāng)前經(jīng)濟(jì)財(cái)力又不足的發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，采用舊機(jī)床改造來(lái)提高設(shè)備的先進(jìn)性和數(shù)控化率，是一個(gè)極其有效和實(shí)用的途徑.即使在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，在大量制造數(shù)控機(jī)床的同時(shí)，也在組建維修改造專業(yè)公司，專門(mén)從事舊機(jī)床的維修和數(shù)控化改造，尤其在美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)

12、國(guó)家機(jī)床工業(yè)處于不景氣的今天，它們的機(jī)床改造卻是為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生意盎然，處在黃金時(shí)代。用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場(chǎng)，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新行業(yè)。在美國(guó)，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生(remanufacturing)業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有:bertsche工程公司、ayton機(jī)床公司、devlieg-bullavd(得寶)服務(wù)集團(tuán)、us設(shè)備公司等。美國(guó)得寶公司己在中國(guó)開(kāi)辦公司。在日本，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝(retrofitting)業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有:大限工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。由于機(jī)床本身的特點(diǎn)，以

13、及相應(yīng)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，機(jī)床改造仍是一個(gè)“永恒”的課題，并且正在向著更高層次發(fā)展。我國(guó)的機(jī)床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新行業(yè)。結(jié)合我國(guó)機(jī)床業(yè)的實(shí)際和當(dāng)前相關(guān)新技術(shù)的發(fā)展，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(gòu)置新相比，一般可以節(jié)省60%-80%的費(fèi)用，改造費(fèi)用低。特別是大型、特殊機(jī)床尤其明顯。一般大型機(jī)床改造，只花新機(jī)床購(gòu)置費(fèi)用的1/3，交貨期短。但有些特殊情況，如高速主軸、刀具自動(dòng)交換裝置、托盤(pán)自動(dòng)交換裝置的制作與安裝等過(guò)于費(fèi)工、費(fèi)錢(qián)，往往使改造成本提高2-3倍，與購(gòu)置新機(jī)床相比，只能節(jié)省投資50%左右。(2) 機(jī)械性能穩(wěn)定可靠，但結(jié)構(gòu)

14、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。而鑄鐵件年代愈久，自然時(shí)效愈充分，內(nèi)應(yīng)力的消除使得精度比新鑄件更穩(wěn)定。從另一方面來(lái)說(shuō)，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.但舊機(jī)床的改造，由于受到原機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，不宜做突破性的改進(jìn)。(3) 熟悉了解設(shè)備結(jié)構(gòu)性能，便于操作維修購(gòu)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。改造則不然，由于舊設(shè)備已多年使用，機(jī)床操作者和維修人員已對(duì)其機(jī)械性能和 結(jié)構(gòu)了解透徹，對(duì)機(jī)床的加工能力能較準(zhǔn)確地估算。機(jī)床數(shù)控改造時(shí)

15、，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。這樣，既可在數(shù)控改造過(guò)程中，培養(yǎng)提高相關(guān)人員的數(shù)控技術(shù)水平和有關(guān)專業(yè)知識(shí)，又便于合理選擇更換原機(jī)床設(shè)備中的部份元器件，更主要的通過(guò)改造，大大提高了企業(yè)自身對(duì)數(shù)控機(jī)床維修的技術(shù)力量，并且也大大縮短了對(duì)數(shù)控機(jī)床在操作使用和維修方面的培訓(xùn)時(shí)間，機(jī)床一旦改造調(diào)試完畢，就可很快投入正常全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，見(jiàn)效甚快 。(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(gòu)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。以加工中心為例子，工藝裝備的費(fèi)用一般要占整個(gè)機(jī)床售價(jià)的10%

16、以上。(5) 可更好地因地制宜，合理刪選功能購(gòu)買(mǎi)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。如向機(jī)床制造廠提出特殊訂貨，增加某些專用功能，往往費(fèi)用大、交貨期長(zhǎng)。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。(6) 可及時(shí)采用最新技術(shù)、充分利用社會(huì)資源由于技術(shù)進(jìn)步和我國(guó)機(jī)床功能部件專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，目前已有眾多的社會(huì)資源來(lái)支持機(jī)械方面的改造。如可隨意采購(gòu)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(lái)防止爬行，還使得刮研

17、極為容易。這種塑料導(dǎo)軌帶和粘結(jié)劑，國(guó)內(nèi)己有多家廠生產(chǎn)，可敞開(kāi)供應(yīng)。此外，國(guó)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?，最終可以獲得高于導(dǎo)軌實(shí)際具有精度。1.2氣系統(tǒng)改造為plc控制的意義傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易掌握、價(jià)格便宜，在一定的范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中曾占主導(dǎo)地位，但是繼電器接觸器控制有著明顯的缺點(diǎn)：設(shè)備體積大、壽命短、可靠性差、動(dòng)作速度慢、功能少、程序不可變；因此對(duì)于程序固定，控制過(guò)程不太復(fù)雜的系統(tǒng)還是適合的。但是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，所以當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí)，原有的接線和控制柜就要改接或更改，通用性和靈活性較差。但

18、可編程序控制器（plc）以其完善的功能，很強(qiáng)的通用性，體積少及高可靠性等特點(diǎn)在各工礦企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。在工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中，plc被廣泛采用為核心的控制器件。它既可組成功能齊全的自控系統(tǒng)控制整個(gè)工廠的運(yùn)行，亦可單獨(dú)使用作單機(jī)自動(dòng)控制。它還是繼電器控制柜的理想替代物。在生產(chǎn)工藝控制、過(guò)程控制、機(jī)床控制、組合機(jī)床自動(dòng)控制等場(chǎng)合，plc占有舉足輕重的地位。特別是在數(shù)控機(jī)床及大量的機(jī)床改造和老設(shè)備改造中，plc應(yīng)用極廣。第二章c650車床所要改造的概述2.1 c650車床的簡(jiǎn)介車床是一種應(yīng)用極為廣泛的機(jī)床，主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面、圓錐表面、成型回轉(zhuǎn)表面等），回轉(zhuǎn)體的端面、螺紋等。車床的類

19、型很多、主要有臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床和仿形車床等。c650型臥式車床主要有床身、主軸變速箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光桿和絲桿等部分組成，如圖1所示。1-進(jìn)給箱；2-掛輪箱；3-主軸變速箱；4-溜板與刀架；5-溜板箱；6-尾架；7-絲桿； 8-光桿；9-床身；圖1 c650型臥式車床示意圖c650臥式車床的參數(shù)代號(hào)：c表示車床，50表示最大車削直徑為500mm；6是組別號(hào)，表示落地及臥式車床組。 圖2 c650車床的電氣控制原理圖圖2為是c650車床的電氣控制原理圖，它屬于中型車床，床身的最大工件回轉(zhuǎn)半徑為1020,最大工件長(zhǎng)度為3000.c650臥式車床主電動(dòng)機(jī)的功率為30kw，為

20、了提高工作效率，該機(jī)床采用了反接制動(dòng)，為了減少制動(dòng)電流，定子回路串入了限流電阻r。為了減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)約輔助工作時(shí)間，專門(mén)設(shè)置一臺(tái)2.2kw的拖動(dòng)溜板箱的快速移動(dòng)電機(jī)。1、運(yùn)動(dòng)形式主運(yùn)動(dòng)：安裝在主軸箱中的主軸帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：溜板箱帶動(dòng)溜板和刀架直線運(yùn)動(dòng)。刀具安裝在刀架上，與溜板一起隨溜板箱沿主軸軸線方向?qū)崿F(xiàn)進(jìn)給移動(dòng)，主軸的傳動(dòng)和溜板箱的移動(dòng)均由主電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于加工的工件比較大，加工時(shí)其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也比較大，使得需停車時(shí)不易立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，因而必須有停車制動(dòng)的功能。較好的停車制動(dòng)是采用電氣制動(dòng)。在加工的過(guò)程中，還需提供切削液，并且為減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省輔助工作時(shí)間，要求帶動(dòng)刀

21、架移動(dòng)的溜板箱能夠快速移動(dòng)。2、控制要求主電動(dòng)機(jī)m1，完成主軸主運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)采用直接啟動(dòng)的方式啟動(dòng)，可正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并可進(jìn)行正反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動(dòng)。為加工調(diào)整方便，還具有點(diǎn)動(dòng)功能。電動(dòng)機(jī)m2拖動(dòng)冷卻泵，在加工時(shí)提供切削液，采用直接啟動(dòng)停止方式，并且為連續(xù)工作狀態(tài)。快速運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)m3，電動(dòng)機(jī)可根據(jù)使用需要，隨時(shí)手動(dòng)控制啟停。主電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)部分應(yīng)具有短路和過(guò)載保護(hù)。具有局部安全照明裝置。2.2 c650車床改造的意義c650車床采用plc控制系統(tǒng)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 控制方法c650車床采用電氣控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)等

22、組成控制邏輯，其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能較為困難。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。而plc采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其控制邏輯時(shí)以程序的方式存放在存儲(chǔ)器中的，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。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”的觸點(diǎn)數(shù)量是無(wú)限的plc系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性也較好。（2） 工作方式在繼電器控制電路中，當(dāng)電源接通時(shí)，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)，即該吸合的繼電器都同時(shí)吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工

23、作方式稱為并行工作方式。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(gè)繼電器的動(dòng)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。（3） 控制速度繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作效率低，機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題。而plc時(shí)通過(guò)程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時(shí)間在微秒級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)問(wèn)題。（4） 定時(shí)和計(jì)數(shù)控制電氣控制系統(tǒng)采用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作進(jìn)行時(shí)間控制，時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間易受環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時(shí)精度不高。而plc采用半導(dǎo)體集成電路做定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定

24、時(shí)范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定時(shí)值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且plc具有計(jì)數(shù)功能，而電氣控制系統(tǒng)一般不具備計(jì)數(shù)功能。（5） 可靠性和可維護(hù)性由于電氣控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，存在機(jī)械磨損、電弧燒傷等問(wèn)題，壽命短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護(hù)性較差。而plc大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，壽命長(zhǎng)、可靠性高。plc還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時(shí)顯示給操作人員，并能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試和維護(hù)提供了方便。2.3 c650車床的電路分析1、 主電路分析： 該車床有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，m1為主電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)進(jìn)給機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。m2為冷卻泵

25、電機(jī)，提供切削液。m3為快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)刀架快速移動(dòng)?？礻P(guān)qs將三相電源引人，fu1為主軸電動(dòng)機(jī)m1的短路保護(hù)用的熔斷器，fr1為m1的過(guò)載保護(hù)用的熱繼電器。r為限流電阻，防止在點(diǎn)動(dòng)時(shí)連續(xù)的起動(dòng)電流造成電動(dòng)機(jī)過(guò)載。通過(guò)電流互感器ta接入電流表a以監(jiān)視主電動(dòng)機(jī)的繞組的電流，熔斷器的fu2、fu3分別為m2、m3電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)，接觸器km4、km5為m2、m3起動(dòng)接觸器。fr2為m2的過(guò)載保護(hù)用熱繼電器，因快速電動(dòng)機(jī)m3短時(shí)工作，故不設(shè)過(guò)載保護(hù)。、控制電路分析：（1）主電動(dòng)機(jī)m的點(diǎn)動(dòng)調(diào)整控制調(diào)整車床時(shí)，要求主電動(dòng)機(jī)m的點(diǎn)動(dòng)控制。電路中km1為m1電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)接觸器，km2為m1的反轉(zhuǎn)接觸器，

26、ka為中間繼電器。工作過(guò)程如下： m1電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)由點(diǎn)動(dòng)按鈕sb2控制。按下sb2接觸器km得電吸合，主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)定子繞組經(jīng)限流電阻r和電源接通，電動(dòng)機(jī)在低速下起動(dòng)。松開(kāi)sb2，km1斷電，電動(dòng)機(jī)被反接制動(dòng)而停止。在點(diǎn)動(dòng)過(guò)程中，中間繼電器ka不通電，因此km不會(huì)自鎖。（2）主電動(dòng)機(jī)m的正、反轉(zhuǎn)控制電路1）正轉(zhuǎn)：主電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)由正向起動(dòng)按鈕sb3控制。按下sb3時(shí)，接觸器km3首先得電動(dòng)作，它的主觸點(diǎn)閉合將限流電阻r短接，輔助觸點(diǎn)也同時(shí)閉合，使中間繼電器ka得電吸合，ka的輔助觸點(diǎn)（139）閉合是使接觸器km1得電，電動(dòng)機(jī)在全壓下起動(dòng)。由于km1的常開(kāi)觸點(diǎn)（1315）、ka的常開(kāi)觸點(diǎn)（715

27、）閉合將km1自鎖。2）反轉(zhuǎn)：主電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)是由起動(dòng)按鈕sb控制的。其控制過(guò)程與上面的類似，當(dāng)按下sb4時(shí)，km3首先得電，然后ka的電，它的輔助觸點(diǎn)（2123）閉合，使km2得電吸合km2的主觸點(diǎn)將三相電源反接，使電動(dòng)機(jī)在全壓下反轉(zhuǎn)起動(dòng)。km2的常開(kāi)觸點(diǎn)（1521）和ka的主觸點(diǎn)（715）的閉合將km2自鎖。km2和km1的常閉觸點(diǎn)分別串在對(duì)方的接觸器線圈的回路中，起到正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的互鎖作用。（3）主電動(dòng)機(jī)m的反接制動(dòng)控制c650臥式車床采用速度繼電器實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速制動(dòng)到接近零時(shí)，用速度繼電器的觸點(diǎn)及時(shí)切斷其電源。速度繼電器與被控電動(dòng)機(jī)是同軸的連接的，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的

28、正轉(zhuǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)ks2（1723）閉合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的反轉(zhuǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)ks-1（17-9）閉合。在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，接觸器km1，km3和繼電器都處于得電狀態(tài)，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)ks2（1723）也是閉合的，這樣就為正轉(zhuǎn)反接制動(dòng)做好準(zhǔn)備。 當(dāng)停車時(shí)按下停止按鈕sb1接觸器km3失電，其主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電阻r串入主回路。與此同時(shí)km也失電，斷開(kāi)了電動(dòng)機(jī)的電源，同時(shí)ka也失電，使它的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。這樣就使反轉(zhuǎn)接觸器線圈km2通過(guò)137172325電路得電，電動(dòng)機(jī)的電源反接，使其處于反接制動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降為速度繼電器的復(fù)位轉(zhuǎn)速時(shí)，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)ks2（1723）斷開(kāi)，切斷了km

29、2的通電回路，電動(dòng)機(jī)脫離電源停止。電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)的制動(dòng)與正轉(zhuǎn)時(shí)的制動(dòng)相似。當(dāng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的反轉(zhuǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)ks是閉合的，這時(shí)按下sb1正轉(zhuǎn)接觸器線圈通過(guò)1-3-5-7-17-9-11電路得電，正轉(zhuǎn)接觸器km1吸合將電源反接并串入電阻r使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)停止。（4）刀架的快速移動(dòng)和冷卻泵控制刀架的快速移動(dòng)是由轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄壓動(dòng)限位開(kāi)關(guān)sq，使接觸器km5吸合，m3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。m2電動(dòng)機(jī)為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，它的起動(dòng)和停止通過(guò)按鈕sb6和sb5控制。（）其他輔助電路監(jiān)視主回路負(fù)載的電流表是通過(guò)電源互感器接入的，為防止電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)和制動(dòng)電流對(duì)電流表的沖擊，電路中采用一個(gè)時(shí)間繼電器kt。例如當(dāng)電動(dòng)

30、機(jī)起動(dòng)時(shí)，kt線圈通電，而kt的延時(shí)斷開(kāi)的常閉觸點(diǎn)尚未動(dòng)作，電流互感器二次電流只流經(jīng)該觸點(diǎn)構(gòu)成閉合回路，電流表沒(méi)有電流流過(guò)。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，kt延時(shí)斷開(kāi)的常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，此時(shí)電流才流經(jīng)電流表。電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和制動(dòng)時(shí)，電流表a的監(jiān)測(cè)情況，讀者自行分析?？刂齐娐返碾娫床捎昧丝刂谱儔浩鱰c低壓供電，這樣使之安全。此外，為了便于工作，設(shè)置了工作照明燈第3章 c650車床的改造的硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)plc（即可編程邏輯控制器，programmable logic controller）是用來(lái)取代用于電機(jī)控制的順序繼電器電路的一種器件（圖1-1）。是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來(lái)的，二十世紀(jì)七十年代的plc只有開(kāi)關(guān)

31、量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作，來(lái)控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求，并事先存入plc的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。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(guò)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。plc每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。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。plc用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的

32、優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級(jí)，解算1k邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開(kāi)關(guān)量來(lái)處理，16位為一個(gè)模擬量。大型plc使用另外一個(gè)cpu來(lái)完成模擬量的運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給plc的控制器。相同i/o點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng)，用plc比用dcs，其成本要低一些。plc沒(méi)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。一個(gè)plc的控制器，可以接收幾千個(gè)i/o點(diǎn)。如果被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用plc較為合適。plc由于采用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。plc在實(shí)際中用的很多。只要有工業(yè)的地方，就有plc存在的機(jī)會(huì)。如果你就在機(jī)器制造、包裝、物料輸送、自動(dòng)裝配等行

33、業(yè)中工作，那么你可能已經(jīng)在使用它了。如果沒(méi)有的話，你就是正在浪費(fèi)金錢(qián)和時(shí)間。幾乎所有需要電氣控制的地方都需要plc?？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3.1根據(jù)第2章的主電路分析,統(tǒng)計(jì)i/0的點(diǎn)數(shù)如表3-1所示:表3-1 i/0點(diǎn)數(shù)的統(tǒng)計(jì)類 型功能所占點(diǎn)數(shù)(個(gè))輸入設(shè)備m1的停止按鈕1m1的點(diǎn)動(dòng)按鈕1m1的正轉(zhuǎn)按鈕1m1的反轉(zhuǎn)按鈕1m2的停止按鈕1m2的啟動(dòng)按鈕1m3的限

34、位開(kāi)關(guān)1m1的熱繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)1m2的熱繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)1速度繼電器正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)1速度繼電器反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)1 輸出設(shè)備m1的正轉(zhuǎn)接觸器1m1的反轉(zhuǎn)接觸器1m1的制動(dòng)接觸器1m2接觸器1m3接觸器1電流表接入中間繼電器13.2 plc的選型 plc是控制系統(tǒng)的核心部件，正確的選擇plc對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)起著重要的作用。選型的基本原則是：所選的plc應(yīng)能夠滿足控制系統(tǒng)的功能需要。選型的基本內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：(1)plc結(jié)構(gòu)的選擇在相同功能和相同i/o點(diǎn)數(shù)的情況下，整體式plc比模塊式plc價(jià)格低。(2)plc輸出方式的選擇不同的負(fù)載對(duì)plc的輸出方式有相應(yīng)的要求。繼電器輸出型的plc可以帶直流

35、負(fù)載和交流負(fù)載；晶體管型與雙向晶閘管型輸出模塊分別用于直流負(fù)載和交流負(fù)載。(3)i/o響應(yīng)時(shí)間的選擇plc的響應(yīng)時(shí)間包括輸入濾波時(shí)間、輸出電路的延遲和掃描周期引起的時(shí)間延遲。(4)聯(lián)網(wǎng)通信的選擇若plc控制系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，則所選用的plc需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，既要求plc應(yīng)具有連接其它plc、上位計(jì)算機(jī)及crt等接口的能力。(5)plc電源的選擇 電源是plc干擾引入的主要途徑之一，因此應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)電源以助于提高plc控制系統(tǒng)的可靠性。一般可選用畸變較小的穩(wěn)壓器或帶有隔離變壓器的電源，使用直流電源是要選用橋式全波整流電源。(6)i/o點(diǎn)數(shù)及i/o接口設(shè)備的選擇plc程序存儲(chǔ)器的容量通常

36、以字或步為單位，用戶程序存儲(chǔ)器的容量可以作粗略的估算。一般情況下用戶程序所需的存儲(chǔ)器容量可按照如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：程序容量 = k總輸入點(diǎn)數(shù) / 總輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)于簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，k=6；若為普通系統(tǒng)，k=8；若為較復(fù)雜系統(tǒng)，k=10；若為復(fù)雜系統(tǒng)，則k=12。在選擇內(nèi)存容量是同樣應(yīng)留有裕量，一般是運(yùn)行程序的25% 。不應(yīng)單純追求大容量，在大多數(shù)情況下，滿足i/o點(diǎn)數(shù)的plc，內(nèi)存容量也能滿足。車床電氣控制系統(tǒng)所需的i/o點(diǎn)總數(shù)在256以下，屬于小型機(jī)的范圍，控制系統(tǒng)只需要邏輯運(yùn)算等簡(jiǎn)單功能。主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)條件控制和順序控制。為實(shí)現(xiàn)c650車床上述的電氣控制要求，所以plc可以選擇西門(mén)子公司的s7-2

37、00系列。它的價(jià)格低，體積小，非常適用于單價(jià)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，該機(jī)床的輸入信號(hào)是開(kāi)關(guān)量信號(hào)，輸出是負(fù)載三相交流電動(dòng)機(jī)接觸器等。車床電氣控制系統(tǒng)需要11個(gè)外部輸入信號(hào)，6個(gè)輸出信號(hào)。plc所具有的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)一般要比所需冗余30%，以便系統(tǒng)的完整和今后的擴(kuò)展預(yù)留。所以本系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)為14個(gè)，輸出點(diǎn)為10個(gè)。現(xiàn)選擇西門(mén)子公司生產(chǎn)的s7-200系列的cpu224型plc，24v直流14點(diǎn)輸入10輸出。3.3 i/o分配表根據(jù)所統(tǒng)計(jì)的i/o口與所選的plc的型號(hào)可列出其i/o分配如表3-2所示:表3-2 plc i/o分配表輸入設(shè)備plc輸入繼電器輸出設(shè)備plc輸出繼電器代號(hào)功能代號(hào)功能sb1m1

38、的停止按鈕i0.0km1m1的正轉(zhuǎn)接觸器q0.0sb2m1的點(diǎn)動(dòng)按鈕i0.1km2m1的反轉(zhuǎn)接觸器q0.1sb3m1的正轉(zhuǎn)按鈕i0.2km3m1的制動(dòng)接觸器q0.2sb4m1的反轉(zhuǎn)按鈕i0.3km4m2接觸器q0.3sb5m2的停止按鈕i0.4km5m3接觸器q0.4sb6m2的啟動(dòng)按鈕i0.5ka電流表接入中間繼電器q0.5sqm3的限位開(kāi)關(guān)i0.6fr1m1的熱繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)i1.1fr2m2的熱繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)i1.2ks1速度繼電器正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)i0.7ks2速度繼電器反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)i1.0 3.4plc控制系統(tǒng)外部接線圖的設(shè)計(jì)3.5 c650車床的plc控制梯形圖設(shè)計(jì) 圖3 c650車床的plc控

39、制梯形圖電動(dòng)機(jī)m1由接觸器km1km3控制，plc中控制km1km3的輸出繼電器分別為q0.0q0.2。q0.0q0.2分別位于梯形圖的第2、5、6網(wǎng)絡(luò)。在q0.1和q0.0的輸出線圈端分別連接上q0.0和q0.1的動(dòng)合觸點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)自鎖，并連接上斷電延時(shí)器t39和t38輔助電機(jī)反接制動(dòng)。在q0.2的輸出上也接上了定時(shí)器t37主要是為了延時(shí)接入電流表監(jiān)控電流。m1正反轉(zhuǎn)控制的轉(zhuǎn)換是由接觸器km1和km2的主觸點(diǎn)切換電源的相序?qū)崿F(xiàn)的。在切換時(shí)，必須防止電源相間短路。例如，由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)km1主觸點(diǎn)斷開(kāi)，產(chǎn)生瞬時(shí)電弧，km1主觸點(diǎn)仍為導(dǎo)通狀態(tài)，如果此時(shí)km2主觸點(diǎn)閉合，就會(huì)使電源發(fā)生短路，要避免

40、電源短路，必須在完全沒(méi)有電弧的情況下使km2主觸點(diǎn)閉合。在繼電器接觸器控制中，通常采用km1和km2互鎖的方法來(lái)避免電源的短路。plc控制與繼電器接觸器控制不同，plc在循環(huán)掃描進(jìn)，執(zhí)行程序的速度是非?？斓?，q0.0和q0.1觸點(diǎn)切換是在毫秒級(jí)瞬間完成的，幾乎沒(méi)有時(shí)間延時(shí)。因而，必須采取防止電源短路的措施。在梯形圖中，定時(shí)器t38與t39用來(lái)控制正、反轉(zhuǎn)切換的延時(shí)時(shí)間（延時(shí)時(shí)間設(shè)定為0.5秒），待電弧熄滅之后，再接通反方向接觸器。3.6 指令表網(wǎng)絡(luò)1ld i0.2 正轉(zhuǎn)啟動(dòng)o i0.3 反轉(zhuǎn)啟動(dòng)= m0.0網(wǎng)絡(luò)2ld m0.0o q0.2an i0.0 停止an i0.1an i1.1= q0

41、.2ton t37,50網(wǎng)絡(luò)3ld t37 = q0.5 電流表輸出網(wǎng)絡(luò)4ld q0.2= m0.1網(wǎng)絡(luò)5ld i0.2o q0.0a m0.1an i0.3ldn m0.1a i0.7 正向制動(dòng)a t39ld i0.1 點(diǎn)動(dòng)an i0.1oldan q0.1 自鎖= q0.0 正轉(zhuǎn)tof t38,5 反向制動(dòng)斷電延時(shí)0.5秒網(wǎng)絡(luò)6ld i0.3o q0.1a m0.1an i0.2ldn m0.1an i0.0a i1.0 反向制動(dòng)a t38 oldan q0.0 自鎖= q0.1 反轉(zhuǎn)tof t39,5 正向制動(dòng)斷電延時(shí)0.5秒網(wǎng)絡(luò)7ld i0.6an i0.0= q0.4 快速電機(jī)輸出網(wǎng)

42、絡(luò)8ld i0.5 冷卻液開(kāi)o q0.3an i0.4 冷卻液關(guān)an i0.0 an i1.2= q0.3 冷卻電機(jī)輸出3.7 c650臥式車床控制電路電氣元件的型號(hào)選擇 由于根據(jù)生產(chǎn)需要c650臥式車床需要三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，即主電動(dòng)機(jī)（y200l-430 56.8a1470r/min）冷卻電動(dòng)機(jī)(aob-25、0.125kw 0.43a1420r/min)快速電機(jī)(y100l1-4 2.2kw 5a 1420r/min )考慮到主電路中三臺(tái)電動(dòng)機(jī)都需要的斷路、過(guò)流、過(guò)載保護(hù),所以必須在各自電路上接入斷路器、過(guò)載保護(hù)等元器件。（1） 電源開(kāi)關(guān)的選擇： 電源開(kāi)關(guān)qs主要用于m1、m2、m3電動(dòng)機(jī)提供電

43、源，而在控制變壓器的二次側(cè)的電器在變壓器的一次側(cè)產(chǎn)生的電流不大，因此qs的選擇主要考慮m1 、m2、m3電動(dòng)機(jī)的額定電流和啟動(dòng)電流。由前面已知m1 、m2、m3的額定電流分別為56.8a、0.43a和5a易計(jì)算額定電流之和為62.23a，由于功率最大的主軸電動(dòng)機(jī)m1為輕載起動(dòng)，并且m3為短時(shí)間工作，因而電源開(kāi)關(guān)的額定電流應(yīng)選擇在稍大60a，具體：三極轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（組合開(kāi)關(guān)），hz10-100/3型的，額定電流100a（2） 交流接觸器的選擇根據(jù)接觸器所控制負(fù)載回路的電壓、電流及所需觸點(diǎn)的數(shù)量來(lái)選擇接觸器，根據(jù)m1的額定電流及額定電壓可求得m1主回路交流接觸器km1、km2和km3主觸點(diǎn)的額定電流需

44、要主觸點(diǎn)三對(duì)，輔助常閉觸點(diǎn)一對(duì)，所以選擇cjt1-100型接觸器，主觸點(diǎn)電流為100a。線圈電壓220v。同理可得m2回路交流接觸器km4的主觸點(diǎn)的額定電流為的范圍，所以選擇交流接觸器cjt1-10，線圈電壓220v 。km5的主觸點(diǎn)的額定電流范圍值為，選擇型號(hào)為cjt1-10，線圈電壓220v。（3） 熱繼電器的選擇原則上熱繼電器的額定電流應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電流選擇，熱繼電器的額定電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的60%80%。選擇如下：fr1應(yīng)選用jr16-60/3d型熱繼電器，熱元件額定電流為56.8a，額定電流調(diào)整范圍為40.063.0a，工作時(shí)調(diào)整在58.6a。fr2選用jr16-20/3d熱繼電

45、器，熱元件額定電流為0.64a，額定電流調(diào)整范圍為0.400.64a. 工作時(shí)調(diào)整在0.43a。（4） 斷路器型號(hào)的選擇根據(jù)3臺(tái)電動(dòng)機(jī)不同的額定電流來(lái)選擇斷路器，m1主軸電動(dòng)機(jī)熔斷器的選擇根據(jù)公式可算出所以選擇zt4dz15886-150a，其他兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的斷路器zt4dz15886-5a和zt4dz15886-20a。輔助控制回路熔斷器fu4 選擇zt4dz15886-20a。照明回路熔斷器fu5選擇zt4dz15886-5a。（5） 照明燈及開(kāi)關(guān)選擇 照明燈el和燈開(kāi)關(guān)sa成套購(gòu)置，el可選用jc2型，交流36v，40w。具體元器件清單如表3-3所示 表3-3 c650車床電器元件清單代號(hào)名稱型號(hào)及規(guī)格數(shù)量用途m1主軸電機(jī)y200l-430 56.8a1470r/min主傳動(dòng)用m冷卻泵電機(jī)aob-25、0.125kw 0.43a1420r/min送冷卻液m3快速進(jìn)給電機(jī)(y100l1-4 2.2kw 5a 1420r/min溜板快進(jìn)移動(dòng)fr1熱繼電器jr16-60/3dm1的過(guò)載保護(hù)fr2熱繼電器jr16-2