基于T68鏜床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造設(shè)計(jì)

1、河北建筑工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程名稱(chēng)： 電氣控制與PLC應(yīng)用 學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 建筑電氣與智能化 班 級(jí)： 電智131 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 劉見(jiàn)林 指導(dǎo)教師： 范永勝 目 錄引言 4第一章 T68鏜床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造設(shè)計(jì)51.1設(shè)計(jì)要求51.2設(shè)計(jì)思路51.3設(shè)計(jì)目的5第二章T68臥式鏜床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理62.1臥式鏜床的概述及加工范圍62.2 T68臥式鏜床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理62.3T68臥式鏜床主要技術(shù)參數(shù)62.4電力拖動(dòng)及控制特點(diǎn)72.5PLC改造方案82.6梯形圖程序的設(shè)計(jì)方案82.7設(shè)計(jì)流程圖說(shuō)明9第三章 T68臥式鏜床的電氣元件表11第四章 PLC

2、的I/O口分配124.1輸入輸出分配124.2PLC硬件接線圖13第五章 梯形圖程序第六章 調(diào)試說(shuō)明14第六章 調(diào)試說(shuō)明176.1主軸正轉(zhuǎn)低速176.2主軸正轉(zhuǎn)高速176.3主軸正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)176.4主軸反轉(zhuǎn)低速176.5主軸反轉(zhuǎn)高速176.6主軸反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)176.7正向反接制動(dòng)186.8反向反接制動(dòng)186.9主軸變速和進(jìn)給變速控制186.10聯(lián)鎖保護(hù)裝置19第七章 機(jī)床面板電氣線路安裝207.1機(jī)床面板對(duì)電氣線路的基本要求207.2機(jī)床線路圖的種類(lèi)207.3機(jī)床電氣線路的安裝步驟20第八章 PLC的安裝218.1安裝環(huán)境218.2PLC的固定218.3電源接線218.4接地228.5直流24V接線

3、端228.6輸入接線注意點(diǎn)22結(jié)束語(yǔ)23致 謝23參考文獻(xiàn)24附件24T68臥式鏜床的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式T68型臥式鏜床主要由床身、前立柱、鏜床架、后立柱、尾座、下溜板、上溜板、工作臺(tái)等幾部分組成。T68型臥式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。臥式鏜床應(yīng)用較多，它可以進(jìn)行鉆孔、鏜孔、擴(kuò)孔、鉸孔及加工端平面等，使用一些附件后，還可以車(chē)削圓柱表面、螺紋，裝上銑刀可以進(jìn)行銑削。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要以T68臥式鏜床為例。其結(jié)構(gòu)如右圖所示：PLC的選型 為了使設(shè)計(jì)整體化，本設(shè)計(jì)只對(duì)電氣控制電路部分進(jìn)行PLC改造，因此手動(dòng)控制鏜床照明燈EL的線路和通電指示燈HL的電路用外接電

4、路解決,不必通過(guò)PLC控制。根據(jù)T68臥式鏜床的工作過(guò)程和已有的繼電器控制的電器參數(shù)，T68鏜床有16個(gè)輸入口，14個(gè)輸出口，而S7-200-CPU226具有24個(gè)輸入口和16個(gè)輸出口，性能完全滿足工作需要，故采用。改造中，主電路不變，將原來(lái)的低壓電器元件經(jīng)過(guò)分析處理，把觸電、開(kāi)關(guān)與PLC的輸入繼電器端口連接，負(fù)載、線圈與輸出繼電器端口相連。I/O地址分配表輸入信息輸出信息名稱(chēng)代號(hào)編號(hào)名稱(chēng)代號(hào)編號(hào)主軸電機(jī)M1熱繼電器FRI0.0主電機(jī)M1正轉(zhuǎn)接觸器KM1Q0.0主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB1I0.1主電機(jī)M1反轉(zhuǎn)接觸器KM2Q0.1主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2I0.2限流電阻接觸器KM3

5、Q0.2主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3I0.3主軸電機(jī)M2正轉(zhuǎn)接觸器KM4Q0.3主軸電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕SB4I0.4主軸電機(jī)M2反轉(zhuǎn)接觸器KM5Q0.4主軸電動(dòng)機(jī)M1停止按鈕SB6I0.5主軸電機(jī)M1低速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器KM6Q0.5主軸電動(dòng)機(jī)高低速轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SQI0.6主軸電機(jī)M1高速正轉(zhuǎn)接觸器KM7Q0.6主軸變速行程開(kāi)關(guān)SQ1I0.7主軸電機(jī)M1高速反轉(zhuǎn)接觸器KM8Q0.7主軸變速行程開(kāi)關(guān)SQ2I1.0進(jìn)給電機(jī)過(guò)載報(bào)警HL1Q1.0T68臥式鏜床I/O接口圖M1主電動(dòng)機(jī)的低速運(yùn)行控制主軸電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制主軸電動(dòng)機(jī)高低速轉(zhuǎn)換控制 進(jìn)給電機(jī)PLC控制程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)PLC程序梯形圖引 言 本文以原

6、有的T68型臥式鏜床控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，借鑒其它鏜床控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，采用西門(mén)子S7-200系列PLC對(duì)T68 臥式鏜床傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造,提高了機(jī)床的可靠性和抗干擾能力,使機(jī)床具有良好的柔性，使用方便，功能完善。PLC 技術(shù)代表了電氣程序控制的世界先進(jìn)水平,通過(guò)改造使傳統(tǒng)的鏜床成為機(jī)電一體化的新產(chǎn)品,可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的高效、節(jié)能和低成本。控制系統(tǒng)能滿足所需要求，達(dá)到了預(yù)期的目的。因此用PLC改造機(jī)床電氣控制線路有著廣闊的前景。 傳統(tǒng)的鏜床控制系統(tǒng)，雖然它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易懂易學(xué) 、 價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但其控制過(guò)程是由硬件接線的方式實(shí)現(xiàn)的。其復(fù)雜性，故障率高、維護(hù)工作量大、可靠性差、靈活性差等缺點(diǎn)

7、給生產(chǎn)和維護(hù)帶來(lái)諸多不便，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。 本文介紹了一種利用西門(mén)子S7-200的PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的T68臥式鏜床控制系統(tǒng)。由于PLC具有1.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)2.通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便3.功能強(qiáng)、適用面廣4.編程簡(jiǎn)單、易掌握5.減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工工作量6.體積小、重量輕、能耗低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，所以使其具有很大的可行性。鏜床是一種精密加工機(jī)床。它主要用于加工工件上的精密圓柱孔。按用途的不同，鏜床可分為臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床等。其中臥式鏜床的用途很廣，除了對(duì)各種復(fù)雜的大型工件，如箱體零件、機(jī)體等的鏜孔以外，還可以完成鉆、擴(kuò)、鉸孔、車(chē)削內(nèi)外螺紋，用絲錐攻絲，車(chē)外圓柱

8、面和端面，用端銑刀與圓柱銑刀銑削平面等多種工序。因此在這種鏜床上，工件一次安裝后，即能完成大部分表面的加工，有時(shí)甚至可以完成全部的加工，特別是在加工大型及笨重的工件時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。其中T68鏜床的電氣控制是由2臺(tái)電動(dòng)機(jī)，主軸電機(jī)M1拖動(dòng)主軸的旋轉(zhuǎn)和工作進(jìn)給，M2電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的快移，M1電動(dòng)機(jī)是雙速電動(dòng)機(jī)，低速是接法，高速是YY接法，主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給都由齒輪變速，停車(chē)時(shí)采用了反接制動(dòng)，主軸和進(jìn)給的齒輪變速采用了斷續(xù)自動(dòng)低速?zèng)_動(dòng)。從70年代初開(kāi)始，不到三十年時(shí)間里，PLC生產(chǎn)發(fā)展成了一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在世界上生產(chǎn)PLC及其網(wǎng)絡(luò)的廠家有二百多家，生產(chǎn)大約有400多個(gè)品種的PLC產(chǎn)品。而如

9、今，對(duì)舊有機(jī)床進(jìn)行PLC改造已經(jīng)非常普遍，針對(duì)于舊有的機(jī)床，其電氣控制為繼電控制，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。本課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際的需要，對(duì)于T68鏜床用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。研究這一課題的目的和意義有以下幾點(diǎn)：1）、將所學(xué)的知識(shí)得以綜合的應(yīng)用，2）、將所學(xué)的知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，3）、近年來(lái)PLC機(jī)在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用愈來(lái)愈廣，它在控制性能、組機(jī)周期和硬件成本等方面所表現(xiàn)出的綜合優(yōu)勢(shì)，是其它工控產(chǎn)品難以比擬的。用PLC控制技術(shù)對(duì)鏜床的控制電路實(shí)施改造，則具有普遍的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)意義，4）、

10、提高鏜床控制電路的穩(wěn)定性和自動(dòng)化程度，5）、通過(guò)PLC改造后，可以延長(zhǎng)鏜床的使用壽命，還可以降低機(jī)床的故障、更加便于控制、方便維修等各種好處。采用PLC實(shí)現(xiàn)T68鏜床電氣控制時(shí)，照明、電源指示燈、低壓備用電源插座及控制電源變壓器及相關(guān)電路保持原電路配置連接。繼電一接觸器系統(tǒng)中按鈕、速度繼電器、行程開(kāi)關(guān)為PLC 的輸入設(shè)備，接觸器線圈及指示燈為PLC的輸出設(shè)備。為了節(jié)省PLC的IO點(diǎn)數(shù)，SQ1、SQ2的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)，SQ3、SQ4的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)，SQ3、SQ4的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)，SQ5、SQ6的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)之后接在PLC的輸入端。經(jīng)過(guò)這樣處理后，僅需要14個(gè)輸入點(diǎn)，7個(gè)輸出點(diǎn)，又基于三菱的PLC在市

11、場(chǎng)上被廣泛使用且價(jià)格便宜，適用于經(jīng)濟(jì)型的改造，因此，我選用三菱型號(hào)為FX2N-32MR的PLC。第一章 T68鏜床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)要求（1）對(duì)T68鏜床電氣控制的實(shí)物了解，熟悉其工作原理。（2）通過(guò)實(shí)物連線畫(huà)其相應(yīng)的電氣接線圖。（3）通過(guò)原理圖對(duì)鏜床電氣部分進(jìn)行PLC的設(shè)計(jì)改造。（4）對(duì)改造后進(jìn)行調(diào)試、改進(jìn)并畫(huà)出改造后的PLC接線圖。（5）編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)小結(jié)。1.2設(shè)計(jì)思路通過(guò)對(duì)T68鏜床電氣所有硬件部分接線方式的了解與認(rèn)識(shí)，從實(shí)際連線出發(fā)掌握鏜床的工作原理以及各機(jī)械部件的動(dòng)作方式。然后按照其接線畫(huà)出相應(yīng)原理圖，并對(duì)其進(jìn)行注釋。對(duì)原理圖作進(jìn)一步的分析，將所有的機(jī)械動(dòng)作原件

12、（接觸器、繼電器、按鈕等）轉(zhuǎn)換成以PLC的軟件控制（即軟觸點(diǎn)換成硬觸點(diǎn)）。設(shè)計(jì)PLC的梯形圖，要求與原有電氣部分控制的工作原理相同。1.3設(shè)計(jì)目的在工業(yè)控制領(lǐng)域，為了實(shí)現(xiàn)弱電對(duì)強(qiáng)電的控制，使機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)預(yù)期的要求，繼電器系統(tǒng)曾被廣泛使用并占主導(dǎo)地位。雖然它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易學(xué)易懂、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，但其控制過(guò)程是由硬件接線的方式實(shí)現(xiàn)的。如果某一個(gè)繼電器損壞，甚至僅僅是一對(duì)觸點(diǎn)接觸不良，就可能造成系統(tǒng)的癱瘓，而故障的查找和排除又往往是困難的，需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。如果產(chǎn)品更新?lián)Q代，則需要改變整個(gè)系統(tǒng)的控制周期?？梢?jiàn)，繼電器控制系統(tǒng)存在著可靠性低、適應(yīng)性差的缺點(diǎn)，給人們?cè)谑褂蒙蠋?lái)很大的不便和遺憾。而機(jī)床

13、作為工作母機(jī)，對(duì)電氣的控制也有了很高的要求必須有很強(qiáng)的抗干憂能力，運(yùn)行可靠，并且簡(jiǎn)化電氣控制方式，提高機(jī)床電氣的使用壽命。因此根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要對(duì)鏜床的控制電路進(jìn)行PLC改造。第二章T68臥式鏜床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理2.1臥式鏜床的概述及加工范圍鏜床是一種精密加工機(jī)床。它主要用于加工工件上的精密圓柱孔。按用途的不同，鏜床可分為臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床等。其中臥式鏜床的用途很廣，除了對(duì)各種復(fù)雜的大型工件，如箱體零件、機(jī)體等的鏜孔以外，還可以完成鉆、擴(kuò)、鉸孔、車(chē)削內(nèi)外螺紋，用絲錐攻絲，車(chē)外圓柱面和端面，用端銑刀與圓柱銑刀銑削平面等多種工序。因此在這種鏜床上，工件一次安裝后，即能完成大部分表面的加

14、工，有時(shí)甚至可以完成全部的加工，特別是在加工大型及笨重的工件時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。2.2 T68臥式鏜床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理T68鏜床的工作原理大致可分為主軸的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)、工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、上滑座、下滑座的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)、主軸箱的升降運(yùn)動(dòng)、正反向機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、快速移動(dòng)運(yùn)動(dòng)。如上所述的這些運(yùn)動(dòng)主要靠電磁伐、離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，如要實(shí)現(xiàn)某個(gè)運(yùn)動(dòng)必須使它所對(duì)應(yīng)的某個(gè)電磁閥或離合器動(dòng)作，除此之外就是添加各運(yùn)動(dòng)中的正負(fù)限位開(kāi)關(guān)，這主要是起到各運(yùn)動(dòng)在動(dòng)作時(shí)的保護(hù)作用。2.3T68臥式鏜床主要技術(shù)參數(shù)鏜軸直徑（mm）：130主軸最大鈕矩（N.m）：3136主軸最大轉(zhuǎn)向力（N）：31360主軸最大行程（mm）：900工作臺(tái)工作面

15、積（mm）：1600*1400鏜床主軸部件結(jié)構(gòu)圖（附件5）主電機(jī)功率（kW）：15機(jī)床重量（kg）：25500鏜床外觀圖（附件4）圖1-1是臥式鏜床的外觀圖。它主要是由床身、主軸箱、前立柱、帶后支承的后立柱、下滑座、上滑座和工作臺(tái)等部分組成。加工時(shí)，刀具裝在主軸箱的鏜軸和平旋盤(pán)上，由主軸箱獲得各種轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量。主軸箱可沿前立柱的導(dǎo)軌上下移動(dòng)。工件安裝在工作臺(tái)上，可與工作臺(tái)一起隨下滑座或上滑座作縱向或橫向移動(dòng)。此外，工作臺(tái)還可繞上滑座12的圓導(dǎo)軌的水平面內(nèi)調(diào)整至一定的角度位置，以便加工互成一定角度的孔。裝在鏜軸上的鏜刀還可隨鏜軸作軸向運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)軸向進(jìn)給或調(diào)整刀具的軸向位置。當(dāng)鏜桿及刀桿伸出較長(zhǎng)

16、時(shí)，可用后立柱上的去承來(lái)從左端加以支承，以增加刀桿及鏜軸的剛性。當(dāng)?shù)毒哐b在平旋盤(pán)徑向滑板的徑向刀架上時(shí)，徑向帶著刀具徑向進(jìn)給，可車(chē)削端面。2.4電力拖動(dòng)及控制特點(diǎn)T68型鏜床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由同一臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)，各方向的運(yùn)動(dòng)由相應(yīng)手柄選擇，各自的快速移動(dòng)由另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)。上述運(yùn)動(dòng)對(duì)T68型臥式鏜床控制提出了以下要求。（1）為了適應(yīng)各種工件的加工工藝要求，主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給都應(yīng)有較大的調(diào)速范圍。因此，該機(jī)床采用雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)M1作為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并采用機(jī)電聯(lián)合調(diào)速，這樣既擴(kuò)大了調(diào)速范圍又使機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化。（2）進(jìn)給傳動(dòng)和主軸及花盤(pán)旋轉(zhuǎn)采用同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有幾個(gè)方向(

17、主軸軸向、花盤(pán)徑向、主軸垂直方向、工作臺(tái)橫向、工作臺(tái)縱向)，所以要求電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，并有高、低速度選擇。高速運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)先低速起動(dòng)，各方向的進(jìn)給應(yīng)有電氣聯(lián)鎖。（3）進(jìn)給方向均能快速移動(dòng)。因此，該機(jī)床采用另一臺(tái)快速電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，正反兩個(gè)方向都能短時(shí)點(diǎn)動(dòng)。（4）為適應(yīng)調(diào)整需要，要求主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)能正反向點(diǎn)動(dòng)，并且?guī)в兄苿?dòng)。為此，該機(jī)床采用電磁鐵帶動(dòng)的機(jī)械制動(dòng)裝置。2.5PLC改造方案采用PLC實(shí)現(xiàn)T68鏜床電氣控制時(shí)，照明、電源指示燈、低壓備用電源插座及控制電源變壓器及相關(guān)電路保持原電路配置連接。繼電一接觸器系統(tǒng)中按鈕、速度繼電器、行程開(kāi)關(guān)為PLC 的輸入設(shè)備，接觸器線圈為PLC的輸出設(shè)備。為了節(jié)省P

18、LC的IO點(diǎn)數(shù)，SQ1、SQ2的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)，SQ3、SQ4的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)，SQ3、SQ4的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)，SQ5、SQ6的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)之后接在PLC的輸入端。經(jīng)過(guò)這樣處理后，僅需要13個(gè)輸入點(diǎn)，7個(gè)輸出點(diǎn)，因此，又基于三菱的PLC在市場(chǎng)上被廣泛使用且價(jià)格便宜，適用于經(jīng)濟(jì)型的改造，因此，我選用三菱型號(hào)為FX2N-32MR的PLC。2.6梯形圖程序的設(shè)計(jì)方案T68鏜床的PLC梯形圖程序參照T68鏜床電氣控制線路附件3：T68電氣控制圖設(shè)計(jì)。采用繼電一接觸器控制移植法設(shè)計(jì)梯形圖程序。（1）設(shè)置中間單元在梯形圖中，為簡(jiǎn)化電路，多個(gè)線圈都受某一觸點(diǎn)串并聯(lián)電路的控制，在梯形圖中設(shè)置用該電路控制的中間繼電器

19、。（2）設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)以線圈為單位，分別考慮繼電器電路圖中每個(gè)線圈受到哪些觸點(diǎn)和電路的控制，然后畫(huà)出相應(yīng)的等效梯形圖電路。（3） 常閉觸點(diǎn)提供的輸入信號(hào)的處理設(shè)計(jì)輸入電路時(shí)，盡量采用常開(kāi)觸點(diǎn)。如果只能用常閉觸點(diǎn)，梯形圖中對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)的常開(kāi)，常閉類(lèi)型應(yīng)與繼電器電路相反。（4）外部聯(lián)鎖電路的設(shè)計(jì)在梯形圖中設(shè)置對(duì)應(yīng)的輸出繼電器的線圈串聯(lián)的常閉觸點(diǎn)組成的軟件互鎖外，還應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬件互鎖電路。設(shè)計(jì)時(shí)，將SQ1常閉、SQ3常閉、KM1常開(kāi)，KM2常開(kāi)與SB1常開(kāi)并聯(lián)區(qū)域用中間繼電器KA3綜合，將SQ4、SQ2常開(kāi)與SRZ常閉的串聯(lián)、反轉(zhuǎn)速度繼電器SRZ常開(kāi)、SQ2常開(kāi)與SRZ常開(kāi)并聯(lián)區(qū)域用中間繼電器KA

20、4綜合，即設(shè)置了中間環(huán)節(jié)，這樣大大簡(jiǎn)化了梯形圖程序，使梯形圖簡(jiǎn)明順暢。2.7設(shè)計(jì)流程圖說(shuō)明分析鏜床T68機(jī)械結(jié)構(gòu)、明確控制要求制定電氣控制方案確定輸入/輸出設(shè)備及信號(hào)特點(diǎn)選擇PLC型號(hào)輸入輸出點(diǎn)地址分配控制電路PLC改造模擬調(diào)試調(diào)試正常程序錯(cuò)誤N技術(shù)文件整理移交PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖第三章 T68臥式鏜床的電氣元件表T68鏜床PLC改造元器件選擇表序號(hào)名 稱(chēng)型 號(hào) 與 規(guī) 格數(shù)量/只1斷路器C65N/3P D型 32A12交流接觸器CJ2016 220V73熱繼電器JR1620/3 整定電流1016A14按鈕LA1822 紅15按鈕LA1822 綠46可編程控制器三菱FX2N-32MR 1

21、7行程開(kāi)關(guān)JLXK1411108信號(hào)燈AD1125/20 220V紅79主軸電動(dòng)機(jī)M1110快速移動(dòng)電機(jī)M21第四章 PLC的I/O口分配4. 1輸入輸出分配表輸入/輸出點(diǎn)分配表輸入輸出元件名稱(chēng)、代號(hào)輸入點(diǎn)元件名稱(chēng)、代號(hào)輸出點(diǎn)主軸停、制動(dòng)SB1X0主軸正轉(zhuǎn)KM1Y1主軸正轉(zhuǎn)SB2X1主軸反轉(zhuǎn)KM2Y2主軸反轉(zhuǎn)SB3X2主軸制動(dòng)KM3Y3主軸正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)SB4X3主軸低速KM4Y4主軸反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)SB5X4主軸高速KM5Y5主軸轉(zhuǎn)速切換SHYX5工作臺(tái)快速正轉(zhuǎn)KM6Y6行程開(kāi)關(guān)SP1與SP2常開(kāi)并聯(lián)X6工作臺(tái)快速反轉(zhuǎn)KM7Y7主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量變換SQ1與SQ3常閉并聯(lián)X7主軸正轉(zhuǎn)中間單元KA1M1主軸轉(zhuǎn)

22、速、進(jìn)給量變換SQ1與SQ3常開(kāi)串聯(lián)X10主軸反轉(zhuǎn)中間單元KA2M2主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量變換SQ2與SQ4常開(kāi)并聯(lián)X11時(shí)間繼電器KTTIMT0工作臺(tái)快速正轉(zhuǎn)行程開(kāi)關(guān)SQ6X12工作臺(tái)快速反轉(zhuǎn)行程開(kāi)關(guān)SQ5X13速度繼電器（正轉(zhuǎn)）SRZX14速度繼電器（反轉(zhuǎn)）SRFX15熱繼電器FRX164. 2PLC硬件接線圖PLC硬件接線圖（附件2）第五章 梯形圖程序第六章 調(diào)試說(shuō)明（準(zhǔn)備：將SQ1與SQ3常開(kāi)串聯(lián)（X10），SQ1與SQ3常閉并聯(lián)（X7）置1）6.1主軸正轉(zhuǎn)低速按下SB2（X001）中間繼電器KA1（M1）得電且自鎖接觸器KM3（Y3）得電KA1和KM3的常開(kāi)觸點(diǎn)都吸合KM1（Y1）得電其常

23、開(kāi)觸點(diǎn)吸合KM4（Y4）得電M1（雙速電動(dòng)機(jī)）接成三角形低速正向運(yùn)行。6.2主軸正轉(zhuǎn)高速將變速手柄扳在“高速”位置，使微動(dòng)開(kāi)關(guān)SHY（X5）受壓而閉合，為KT（T0）和KM3（Y3）的工作做準(zhǔn)備；當(dāng)按下SB2（X1）時(shí)KA1（M1）得電且自鎖KM3和KT都得電KM1得電，M1（雙速電動(dòng)機(jī)）先低速正向起動(dòng)；當(dāng)KT延時(shí)1s后KT的常閉觸點(diǎn)（T0）斷開(kāi)KM4（Y4）失電，同時(shí)KT的常開(kāi)觸點(diǎn)（T0）閉合KM5（Y5）得電M1接成雙Y形切換為高速運(yùn)轉(zhuǎn)。6.3主軸正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按下SB4（X3）KM1（Y1）得電KM4（Y4）得電。由于此時(shí)KA1（M1）、KM3（Y3）、KT（T0）都沒(méi)有通電，所以M1（雙速電

24、動(dòng)機(jī)）只能接成D形進(jìn)行低速轉(zhuǎn)動(dòng)；松開(kāi)按鈕SB4后，因電路沒(méi)有自鎖作用，而且SB1（X0）的常開(kāi)觸點(diǎn)沒(méi)有閉合，則KM1和KM4都失電，使M1停轉(zhuǎn)。6.4主軸反轉(zhuǎn)低速按下SB3（X2），繼電器和接觸器的通電順序KA2（M2）KM3（Y3）KM2（Y2）KM4（Y4），使M1（雙速電動(dòng)機(jī)）接成三角形形低速反向運(yùn)行。6.5主軸反轉(zhuǎn)高速將變速手柄扳在“高速”位置，使微動(dòng)開(kāi)關(guān)SHY（X5）受壓而閉合，為KT（T0）和KM3（Y3）的工作做準(zhǔn)備；當(dāng)按下SB3（X2）時(shí)KA2（M2）得電且自鎖KM3和KT都得電KM2（Y2）得電，M1（雙速電動(dòng)機(jī)）先低速反向起動(dòng)；當(dāng)KT延時(shí)（1s）后KT的常閉觸點(diǎn)（T0）斷開(kāi)

25、KM4（Y4）失電M1停轉(zhuǎn)，同時(shí)KT的常開(kāi)觸點(diǎn)（T0）閉合KM5（Y5）得電M1接成雙Y形切換為高速運(yùn)轉(zhuǎn)。6.6主軸反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按下SB5（X4）KM2（Y2）得電KM4（Y4）得電。由于此時(shí)KA2（M2）、KM3（M3）、KT（T0）都沒(méi)有通電，所以M1只能接成三角形進(jìn)行低速轉(zhuǎn)動(dòng)；松開(kāi)按鈕SB5后，因電路沒(méi)有自鎖作用，而且SB1（X0）的常開(kāi)觸點(diǎn)沒(méi)有閉合，則KM2和KM4都失電，使M1停轉(zhuǎn)。6.7正向反接制動(dòng)采用速度繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)按正常速度正向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器SRZ的常開(kāi)觸點(diǎn)（X15）閉合，為反接制動(dòng)做準(zhǔn)備。若按下停止按鈕SB1（X0），其常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)，KA1（M1）、KT（

26、T0）、KM1（Y1）、KM3（Y3）和KM5（Y5）都斷電，使控制線路按以下動(dòng)作進(jìn)行反接制動(dòng)。具體過(guò)程：1）KT斷電：KT的常開(kāi)觸點(diǎn)（T0）斷開(kāi)KM5斷電M1（雙速電動(dòng)機(jī)）只能三角形低速運(yùn)行；KT的常閉觸點(diǎn)閉合KM4（Y4）通電，為M1反接制動(dòng)做準(zhǔn)備2） KM3斷電KM3主觸點(diǎn)斷開(kāi)M1定子繞組接入電阻R；KM1常閉觸點(diǎn)閉合為KM2工作做準(zhǔn)備3） KM1斷電：KM1主觸點(diǎn)斷開(kāi)M1斷電，靠慣性運(yùn)轉(zhuǎn)4） M1慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的初速很高，使SRZ常開(kāi)觸點(diǎn)（X15）還閉合KM2得電，開(kāi)始反接制動(dòng) 5）KM2得電: KM2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)它與KM1聯(lián)鎖，使KM1不能得電;KM2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合自鎖SB1松開(kāi)后使KM2還

27、通電，M1繼續(xù)制動(dòng)6） 當(dāng)M1速度120r/min時(shí)SRZ常開(kāi)觸點(diǎn)（X15）斷開(kāi)KM2、KM4斷電M1停轉(zhuǎn)，制動(dòng)結(jié)束。6.8反向反接制動(dòng)M1（雙速電動(dòng)機(jī)）反轉(zhuǎn)時(shí)使SRF的常開(kāi)觸點(diǎn)（X14）閉合，同樣為反接制動(dòng)做準(zhǔn)備。在按下停止按鈕SB1（X0）時(shí)，制動(dòng)過(guò)程與正向反接制動(dòng)相同。6.9主軸變速和進(jìn)給變速控制 主軸變速和進(jìn)給變速可以在電動(dòng)機(jī)M1 或M2運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行。1） 主軸變速控制：當(dāng)主軸變速手柄拉出時(shí)，與主軸變速手柄有機(jī)械聯(lián)系的行程開(kāi)關(guān)SQ1不再受壓而分?jǐn)啵筍Q1的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，則常開(kāi)X10斷開(kāi)，SQ1的常閉觸點(diǎn)閉合，而使行程開(kāi)關(guān)SQ2因不受壓而閉合，故常開(kāi)觸點(diǎn)X11閉合。其中，常開(kāi)X10斷開(kāi)，

28、使KM3（Y3）和KT（T0）斷電而釋放，KM1（Y1）或KM2（Y2）隨之?dāng)嚯娽尫?，M1（雙速電動(dòng)機(jī)）斷電作慣性轉(zhuǎn)動(dòng)；而常閉觸點(diǎn)X7閉合，且SRF或SRZ常開(kāi)觸點(diǎn)仍處于閉合狀態(tài)，使KM2（Y2）或KM1(Y1)、KM4（Y4）通電吸合，M1在低速狀態(tài)下串入電阻R反接制動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)結(jié)束，SRZ或SRF的常開(kāi)觸點(diǎn)分?jǐn)?，便可轉(zhuǎn)動(dòng)變速操作盤(pán)進(jìn)行變速。變速后，應(yīng)將手柄推回原位，使SQ1、SQ2的觸點(diǎn)恢復(fù)到與原來(lái)狀態(tài)，使KM3（Y3）、KM1(Y1)或KM2(Y2)、KM4（Y4）相繼通電吸合，電動(dòng)機(jī)可以按原定的轉(zhuǎn)向起動(dòng)，而主軸則以新選定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。2）進(jìn)給變速控制 它與主軸變速控制過(guò)程相同，但由進(jìn)給變速

29、操作手柄控制，壓合的是行程開(kāi)關(guān)SQ3和SQ2。3）快速進(jìn)給控制為了縮短輔助時(shí)間，加快調(diào)整的速度，機(jī)床各移動(dòng)部件都可快速移動(dòng)。采用一臺(tái)快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2單獨(dú)拖動(dòng)，通過(guò)不同的齒輪齒條等連接來(lái)完成各方向的快速移動(dòng)，這些均由快速移動(dòng)操作手柄控制。當(dāng)將快速移動(dòng)操作手柄向里推時(shí)，行程開(kāi)關(guān)SQ5(X13)被壓合，接觸器KM6（Y6）通電吸合，M2正向起動(dòng)，通過(guò)齒輪、齒條等實(shí)現(xiàn)快速正向移動(dòng)；松開(kāi)操作手柄，則SQ5復(fù)位，KM6失電，M2停轉(zhuǎn)。反之，將快速移動(dòng)操作手柄向外拉時(shí)，壓合SQ6（X12），使KM7（Y7）通電吸合，M2反向起動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速反向移動(dòng)。6.10聯(lián)鎖保護(hù)裝置為了防止在工作臺(tái)或主軸箱快速進(jìn)給時(shí)又將

30、主軸進(jìn)給手柄扳倒自動(dòng)快速進(jìn)給的誤操作，就采用了與工作臺(tái)和主軸箱進(jìn)給手柄有機(jī)械連接的行程開(kāi)關(guān)SP1，與主軸進(jìn)給手柄連接的是行程開(kāi)關(guān)SP2。電動(dòng)機(jī)M1、M2必須在SP1、SP2兩個(gè)都不閉合的情況下才能啟動(dòng)。第七章 機(jī)床面板電氣線路安裝7.1機(jī)床面板對(duì)電氣線路的基本要求（1）必須滿足機(jī)床的工作要求（2）有保護(hù)措施：如短路保護(hù)，過(guò)載保護(hù)，欠壓保護(hù)，欠電流保護(hù)等。（3）成本要低 所用元?dú)饧M量少，容量要選擇適當(dāng)，導(dǎo)線截面積不要過(guò)大，布線要經(jīng)濟(jì)合理。（4）便于維修調(diào)試7.2機(jī)床線路圖的種類(lèi)機(jī)床電氣線路圖分電氣原理圖和電氣接線圖兩種。必須注意，同一型號(hào)的機(jī)床，由于生產(chǎn)產(chǎn)家不同，電氣原理圖和電氣接線圖也有差

31、別。7.3機(jī)床電氣線路的安裝步驟（1）安裝時(shí)先檢查電氣設(shè)備和電氣元件是否有短缺，規(guī)格是否符合明細(xì)表要求；外觀檢查是否有損傷；檢查所以觸頭是否光滑，接觸面是否良好，操作機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)是否靈活，絕緣電阻是否符合要求等。（2）機(jī)床對(duì)電路進(jìn)行分析。分析方法和步驟。1）首先從分析原理圖著手，從主電路中找出該機(jī)床共有多幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)和其他設(shè)備，以及他們是受那些接觸器控制的。弄清每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法，有無(wú)反轉(zhuǎn)，調(diào)速，連鎖和制動(dòng)等。2）根據(jù)主電路每臺(tái)電動(dòng)機(jī)或其他設(shè)備的接觸器主觸頭文字符號(hào)，在控制線路中找出相對(duì)應(yīng)的線圈。3）在控制線路中每個(gè)接觸器線圈小回路中所串聯(lián)、并聯(lián)的其他元件（如接觸器、繼電器的觸點(diǎn)以及按鈕、轉(zhuǎn)

32、換開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)的接線點(diǎn)等）都找出來(lái)。分析它們相互間的關(guān)系。弄清那個(gè)先動(dòng)作，那個(gè)后動(dòng)作，在什么情況下動(dòng)作，在什么情況下不動(dòng)作。也就是要弄清控制線路中各種電器元件的相互關(guān)系、互相約制的關(guān)系。第八章 PLC的安裝8.1安裝環(huán)境PLC適用于大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，但它對(duì)使用場(chǎng)合、環(huán)境溫度等還是有一定要求?？刂芇LC的工作環(huán)境，可以有效的提高它的工作效率和壽命。在安裝PLC時(shí)，要避開(kāi)下列場(chǎng)所： （1）環(huán)境溫度超過(guò)050的范圍； （2）相對(duì)濕度超過(guò)85%或者存在露水凝聚（由溫度突變或其他因素所引起的）；（3）太陽(yáng)光直接照射； （4）有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等； （5）有大量鐵屑及灰塵； （6）頻繁

33、或連續(xù)的振動(dòng)，振動(dòng)頻率為1055Hz、幅度為0.5mm（峰峰）； （7）超過(guò)10g（重力加速度）的沖擊。 8.2PLC的固定小型可編程控制器外殼的4個(gè)角上，均有安裝孔。有兩種安裝方法：一是用螺釘固定，不同的單元有不同的安裝尺寸；另一種是DIN（德國(guó)共和標(biāo)準(zhǔn)）軌道固定。DIN軌道配套使用的安裝夾板，左右各一對(duì)。在軌道上，先裝好左右?jiàn)A板，裝上PLC，然后擰緊螺釘。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。如果周?chē)?/p>

34、環(huán)境超過(guò)55，要安裝電風(fēng)扇，強(qiáng)迫通風(fēng)。為了避免其他外圍設(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。 當(dāng)可編程控制器垂直安裝時(shí)，要嚴(yán)防導(dǎo)線頭、鐵屑等從通風(fēng)窗掉入可編程控制器內(nèi)部，造成印刷電路板短路，使其不能正常工作甚至永久損壞。8.3電源接線PLC供電電源為50Hz、220V10%的交流電。 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（如光電開(kāi)關(guān)或接近開(kāi)關(guān)）提供直流24V電源。如果電源發(fā)生故障，中斷時(shí)間少于10ms，PLC工作不受影響。若電源中斷超過(guò)10ms或電源下降超過(guò)允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點(diǎn)均同時(shí)斷開(kāi)。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，若RUN輸入接通，則操作自動(dòng)進(jìn)行。 對(duì)于電源線來(lái)的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。如果電源干擾特別嚴(yán)重，可以安裝一個(gè)變比為1:1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的