基于PLC的C650車床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選文檔基于PLC的C650車床把握系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要：針對(duì)老式車床故障多，檢修麻煩，線路簡(jiǎn)單，越來(lái)越不適應(yīng)當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)要求的問(wèn)題，在對(duì)其電氣原理和把握要求進(jìn)行分析后，本文提出了用PLC對(duì)車床的把握系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的新方法。 本設(shè)計(jì)從車床把握需要的I/O點(diǎn)數(shù)、性能價(jià)格比的凹凸、各把握功能的實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化等方面考慮，主要進(jìn)行了車床電氣原理分析、把握元件的選擇、PLC的I/O點(diǎn)安排以及把握系統(tǒng)的梯形圖程序設(shè)計(jì)等過(guò)程。PLC把握系統(tǒng)硬件接線少、消耗功能低、反應(yīng)速度快、工作穩(wěn)定、功能強(qiáng)大。用PLC把握系統(tǒng)來(lái)取代車床原有的把握系統(tǒng)，能使車床在轉(zhuǎn)變把握要求時(shí)更為便利，協(xié)作合適的程序，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工功能。關(guān)鍵詞：C6

2、50臥式車床；電氣把握原理; S7-200PLC；梯形圖Control System of The c650 Lathe Design Based on PLCAbstract:Fortraditionalturninglatheshavingmanyexamplesofmachinemalfunctions,maintenanceoftroubles,circuitcomplexities,itsnotfitfortheindustrialproductionrequirementsnowadaysmoreandmore.Afteranalyzingelectricalschematicsa

3、ndcontrolrequirements,anewmethodwasputforwardbywhichusingPLCtotransformthecontrolsystemoftheturningmachine.ThedesignconsideredmanyaspectssuchasI/Opointsofthecontrolledobject,ratioofthecost-performance,implementationandoptimizationofthecontrolfunctions,aswellasothersides.Thusmainlyanalyzedthecontrolp

4、rinciples,thecontroldevicesselections,PLCsI/OpointsdistributionsandtheprocessofcontrolsystemsFIGprograms.PLCcontrolsystemhaslessconnections,smallsize,lowpowerconsumption,highercontrolspeed,higherreliability,morecompletefunctionsandmanyotheradvantages.Electricalcontrolsystemsusedinplaceoftherelaycont

5、rollogic,togetherwiththeappropriatecontrolsystem,whichcreatesrichercontrolfunctionsofmachineandmakesmoreelevatedautomationlevel.Key words: C650 Horizontal Lathe; Electrical Control Principle; S7-200 PLC; Ladder 引言近幾十年來(lái)，工業(yè)生產(chǎn)越來(lái)越趨近于現(xiàn)代化、自動(dòng)化。車床作為機(jī)械加工工業(yè)必不行少的設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)中擁有重要的地位。而傳統(tǒng)的電氣把握車床由于自動(dòng)化水平低、線路簡(jiǎn)單、故障率高、檢修

6、麻煩等一系列因素。已經(jīng)越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的要求，正漸漸被數(shù)控車床所取代老式的車床全部廢棄不用，會(huì)造成大量的資源鋪張，所以對(duì)傳統(tǒng)車床進(jìn)行改造是一條不錯(cuò)的出路。近幾十年來(lái)，PLC的消滅，為工業(yè)把握開(kāi)拓了一片新天地，給工業(yè)把握帶來(lái)了史無(wú)前例的變革。隨著技術(shù)越來(lái)越成熟，PLC的功能也越來(lái)越全面，已經(jīng)成為很多把握領(lǐng)域的核心器件。古被設(shè)計(jì)接受PLC對(duì)車床的把握系統(tǒng)進(jìn)行改造，這大大的簡(jiǎn)化了車床的硬件線路，降低了車床的故障率，而且輔以合適的程序，可大大提高車床的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔的數(shù)控功能，是傳統(tǒng)車床重新煥發(fā)新的生氣。1. 車床改造的背景意義及爭(zhēng)辯狀況1.1 車床改造的背景及意義 現(xiàn)今社會(huì)，隨著各種

7、技術(shù)的進(jìn)展，工業(yè)把握要求越來(lái)越嚴(yán)格。車床作為加工各種回零器件的機(jī)械，在工業(yè)生產(chǎn)中必不行少。上世紀(jì)中期數(shù)控技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，進(jìn)展迅猛，為機(jī)械制造業(yè)開(kāi)拓出一片嶄新的天地。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)效益的提高1。老式的車床接受的把握系統(tǒng)，接線格外簡(jiǎn)單，精度低，消滅故障不易修理，一旦系統(tǒng)形成，想增加變動(dòng)功能也格外不易，并且一旦消滅故障，檢查簡(jiǎn)單，修理不便，工作效率低，已漸漸被各種數(shù)控機(jī)床取代。但是由于數(shù)控機(jī)床需要編程，對(duì)于數(shù)量小的特殊零件，單獨(dú)編程生產(chǎn)得不償失，所以仍需要傳統(tǒng)車床進(jìn)行生產(chǎn)。隨著工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程越來(lái)越

8、深，機(jī)床設(shè)備數(shù)控化率已經(jīng)變成評(píng)價(jià)一個(gè)國(guó)家制造工業(yè)現(xiàn)代化水平的主要標(biāo)志。我們國(guó)家工業(yè)起步晚，雖說(shuō)近幾十年進(jìn)展快速，但與歐美日本等國(guó)家相比差距很大，這嚴(yán)峻的制約了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)展。而機(jī)械制造業(yè)事業(yè)個(gè)國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，所以，漸漸提高我國(guó)機(jī)床的數(shù)控化比率，己經(jīng)變成我國(guó)制造技術(shù)進(jìn)展的總趨勢(shì)，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化的重要因素之一。而這有兩條路可走:一是生產(chǎn)或進(jìn)口新的數(shù)控機(jī)床;二是對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的傳統(tǒng)機(jī)床加以改造。我國(guó)擁有基數(shù)極大的傳統(tǒng)老式機(jī)床，對(duì)于一個(gè)像我們這樣處于經(jīng)濟(jì)高速進(jìn)展期的國(guó)家，對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行改造，是一個(gè)極其有便利快捷且成效顯著的方法。1.2 車床改造國(guó)內(nèi)外爭(zhēng)辯現(xiàn)狀 在歐美和日本，這些先進(jìn)的工業(yè)國(guó)

9、家除了大量制造數(shù)控機(jī)床，也有很多特地對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行改造公司，尤其近年來(lái)受各種因素影響，歐美日本等發(fā)達(dá)國(guó)家受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，機(jī)床制造業(yè)大受打擊，而機(jī)床改造卻由于需要成本低、見(jiàn)效快，而成為為為數(shù)不多的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生氣盎然，正處于進(jìn)展的鼎盛時(shí)期。用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線以其獨(dú)有的特點(diǎn)廣受歡迎，已漸漸進(jìn)展成為一個(gè)新行業(yè)。由于我國(guó)工業(yè)起步較晚，車床改造仍處于爭(zhēng)辯階段，不少高校和科研院所已提出相應(yīng)課題，取得了不少的爭(zhēng)辯成果，信任不就得將來(lái)車床改造在我國(guó)也會(huì)成為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)快速進(jìn)展起來(lái)。2. C650臥式車床2.1 C650臥式車床簡(jiǎn)介C650臥式車床屬于中型車床，可加工的最大工件回轉(zhuǎn)直徑為1020mm，最

10、大工件長(zhǎng)度為3000mm。它主要由床身、光桿、絲桿、尾座、刀架、主軸變速箱、進(jìn)給箱、和溜板箱等組成2。C650臥式車床如圖1所示。圖1 C650臥式車床工藝過(guò)程：車床有三種運(yùn)動(dòng)形式，主運(yùn)動(dòng)是工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),工件由車床上的卡盤(pán)固定好，在主軸的帶動(dòng)下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它克服車削加工時(shí)所產(chǎn)生的絕大部分阻力；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)即為溜板驅(qū)動(dòng)刀架做縱橫移動(dòng)；幫助運(yùn)動(dòng)是刀架進(jìn)行快速移動(dòng)，尾座的前后移動(dòng)以及卡盤(pán)對(duì)工件的卡緊和松開(kāi)。通常要考慮被加工零件的材料屬性、零件的尺寸及精度、車刀選型、加工方式和冷卻條件等因素，然后選取合適的切削速度，以免損壞工件或刀頭3。其工作過(guò)程過(guò)程如下：（1）正常車削加工時(shí)機(jī)床正轉(zhuǎn)，但在加工螺紋時(shí)，

11、工件吃刀不能太深，否則會(huì)崩壞刀頭，所以需要多次往復(fù)加工。一次加工完畢后要反轉(zhuǎn)退刀，為下次加工做預(yù)備。為避開(kāi)亂扣，這就要求工件的轉(zhuǎn)速同刀具后退的速度要保持與車削加工時(shí)轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度一樣的比例。（2）C650臥式車床主軸由主電動(dòng)機(jī)M1驅(qū)動(dòng)，M1正轉(zhuǎn)，主軸正轉(zhuǎn)，M1反轉(zhuǎn)，主軸反轉(zhuǎn)。 （3）主電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)時(shí)使用直接啟動(dòng)的方法，既可以正轉(zhuǎn)，也可以反轉(zhuǎn)，為便于對(duì)刀，還配有點(diǎn)動(dòng)功能，點(diǎn)動(dòng)時(shí)接受串電阻減壓?jiǎn)?dòng)。由于加工時(shí)工件及卡盤(pán)夾子的重量比較大，加工時(shí)轉(zhuǎn)速也比較高，會(huì)產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，停車時(shí)因受慣性影響不會(huì)馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)，所以必需有停車制動(dòng)功能，C650車床的停車制動(dòng)使用速度繼電器的通斷來(lái)把握主電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)反

12、接制動(dòng)，使生產(chǎn)時(shí)的平安和效率得到保障。（4）車削加工中，由于摩擦生熱，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，假如不加以冷卻，會(huì)損壞工件和刀頭，所以車床還配有冷卻系統(tǒng)，由M2驅(qū)動(dòng)冷卻泵為車床供應(yīng)冷卻液。 （5）車床主電路上的M3是快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)后可帶動(dòng)刀架快速移動(dòng)，可以提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 （6）車床通過(guò)主軸箱調(diào)整速度，主軸箱外有把握手柄，變換不同的位置，可由不同的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比轉(zhuǎn)變主軸的轉(zhuǎn)速，以便用不同的速度來(lái)加工材料性質(zhì)不同的工件，提高工件的質(zhì)量和生產(chǎn)的效率。2.2 C650臥式車床改造主要內(nèi)容（1）主電動(dòng)機(jī)M1長(zhǎng)動(dòng)時(shí)，使用不經(jīng)限流電阻直接啟動(dòng)的方式。（2）主電動(dòng)機(jī)M1既能正向持續(xù)運(yùn)行，也能反向持續(xù)運(yùn)

13、行。停轉(zhuǎn)時(shí)，使用反接制動(dòng)的方法抵消轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)現(xiàn)快速停車。（3）主電動(dòng)機(jī)M1可以正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)串電阻低壓?jiǎn)?dòng)。（4）原車床的工藝加工方法不變。（5）保留原車床把握系統(tǒng)中按鈕、手柄等手動(dòng)把握元件的作用。2.3 C650車床的電氣把握原理 車床電路相當(dāng)簡(jiǎn)單，但依據(jù)各個(gè)電路的功用區(qū)分，大體由主電路，照明電路和把握電路三部分組成4。具體的電氣線路如圖2所示。圖2 C650型臥式車床電氣把握線路2.3.1動(dòng)力電路 （1）主電動(dòng)機(jī)電路 電源引入與故障愛(ài)護(hù)：首先經(jīng)熔斷器FU對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行愛(ài)護(hù)，然后由FU1、FR1對(duì)M1主電路進(jìn)行愛(ài)護(hù)，由FU4、FR2對(duì)M2主電路進(jìn)行愛(ài)護(hù)，再由FU5對(duì)M3主電路進(jìn)行愛(ài)護(hù)。主電動(dòng)機(jī)正反

14、轉(zhuǎn)：依據(jù)上圖進(jìn)行電氣把握電路分析可知，主電路中KM1與 KM2把握電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，二者不會(huì)同時(shí)閉合。 當(dāng)KM1閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)KM2閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)換相反轉(zhuǎn)。主電動(dòng)機(jī)全壓與減運(yùn)轉(zhuǎn)壓狀態(tài)：電阻R是電動(dòng)機(jī)M1的限流電阻，受KM3主觸頭把握。當(dāng)KM3閉合時(shí)，電流直接經(jīng)KM3主觸頭進(jìn)入電動(dòng)機(jī)M1電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)，當(dāng)KM3斷開(kāi)時(shí)，電流將經(jīng)過(guò)R后再進(jìn)入M1中，經(jīng)R分壓后減壓?jiǎn)?dòng)。繞組電流監(jiān)控：電流表A是用于查看電動(dòng)機(jī)M1主電路中的電流狀況的，其中線圈TA套在三相電路其中一相的導(dǎo)線上，且不與該導(dǎo)線相接觸。KT常閉延時(shí)斷開(kāi)觸頭閉合時(shí)，電流表A短接無(wú)顯示，當(dāng)觸頭斷開(kāi)時(shí)，電流表A顯示主電路電流狀況。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)控

15、：KS是速度繼電器，與M1同軸安裝，當(dāng)M1啟動(dòng)并接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，KS閉合，當(dāng)M1停轉(zhuǎn)速度降低時(shí)，KS重新斷開(kāi)，用于電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)中。（2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)電路 M2主電路經(jīng)FU4與FR2愛(ài)護(hù)后，受KM4把握，KM4斷開(kāi)，M2停止轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)不供應(yīng)冷卻液；KM4閉合，M2啟動(dòng)，系統(tǒng)開(kāi)頭供液進(jìn)行冷卻。（3）快移電動(dòng)機(jī)電路 經(jīng)FU5愛(ài)護(hù)后。KM5閉合與斷開(kāi)，把握M3的啟動(dòng)與停轉(zhuǎn)。TC變壓器一次側(cè)接入三相電源其中兩相，電壓為380V，二次側(cè)分別為兩個(gè)電路供電，一路給照明燈線路供電，電壓為36V，另一路則給車床把握線路供電，電壓為110V。2.3.2把握線路 把握線路從電路的9區(qū)至23區(qū)，初始狀態(tài)時(shí)，全部線

16、圈均不通電，各個(gè)觸頭均處于不受力狀態(tài)。（1）主電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)把握 按下SB2，只有線圈KM1通電，主電路中KM1閉合，M1啟動(dòng)，松開(kāi)SB2，KM1馬上斷開(kāi)，M1停轉(zhuǎn)。（2）主電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)把握 按下SB3，20區(qū)的KM3閉合，然后又令位于11區(qū)的中間繼電器KA閉合，經(jīng)過(guò)1、2、3線路，使得KM1線圈通電。而1112區(qū)的KM1與14區(qū)的KA閉合，完成對(duì)SB3的自鎖。主電路中KM3與KM1閉合，電阻R被短路，電源直接接入電動(dòng)機(jī)M1中，電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)。 M1主電路中還有一個(gè)電流表，用來(lái)檢查電路中電流的大小，KT線圈剛剛通電時(shí)，由于剛開(kāi)頭時(shí)仍處于延時(shí)時(shí)間，所以此時(shí)KT仍舊處于閉合狀態(tài)，電流表A處于短路狀態(tài)

17、無(wú)顯示，當(dāng)KT斷開(kāi)時(shí)，此時(shí)繞組電流已基本趨于正常，電流表A取消短接，按肯定比例顯示出繞組電流。（3）主電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)把握 按下SB4，通過(guò)分析不難得出，KM3閉合，進(jìn)而導(dǎo)致KM2線圈通電，14區(qū)KA與17-18區(qū)KM2全都閉合，完成對(duì)SB4的自鎖環(huán)節(jié)。主電路中KM2、KM3閉合，電動(dòng)機(jī)M1直接與電源接通，反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。（4）主電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)把握 正轉(zhuǎn)制動(dòng)把握：KS是速度繼電器，當(dāng)M1轉(zhuǎn)速達(dá)到速度繼電器的臨界速度時(shí)，相對(duì)應(yīng)的觸頭即會(huì)閉合。按下SB1，全部電機(jī)也全部斷電，但由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，電動(dòng)機(jī)只會(huì)緩慢降速，不會(huì)馬上停轉(zhuǎn)。松開(kāi)SB1，KM2線圈通電，主電路中電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)啟動(dòng)，與電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)慣性相抵消

18、，電動(dòng)機(jī)快速停車，KS2因速度下降重新斷開(kāi)。反轉(zhuǎn)制動(dòng)把握：按下SB1，全部線圈斷電。一旦松開(kāi)SB1，由電路分析可知線圈KM1將通電，電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，與反轉(zhuǎn)慣性相抵消，電動(dòng)機(jī)快速停轉(zhuǎn)，KS1也重新斷開(kāi)。（5）冷卻泵電動(dòng)機(jī)起停把握 按下SB6，KM4閉合，形成自鎖環(huán)節(jié)，主電路中M2通電，M2持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)供液。停止供液時(shí)，只需要按下SB5，M2即會(huì)停轉(zhuǎn)，冷卻泵停止供液。（6）快移電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)把握 將刀架移至一旁，SQ將閉合，進(jìn)而導(dǎo)致接觸器KM5閉合，電動(dòng)機(jī)M3啟動(dòng)。將刀架恢復(fù)到原來(lái)的位置，SQ重新斷開(kāi)，M3將會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。（7）照明電路 SA閉合，EL燈亮。SA斷開(kāi)，EL燈滅5。C650臥式車床電氣原理

19、圖中電氣元件符號(hào)及名稱如表1所示。3. 系統(tǒng)元器件的概述與選擇3.1 PLC類型的簡(jiǎn)介PLC即可編程控器，是針對(duì)現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化把握，運(yùn)用多種現(xiàn)代電子技術(shù)進(jìn)展起來(lái)的一種新型把握元件。以其功能強(qiáng)大，價(jià)格低、操作簡(jiǎn)潔，運(yùn)行穩(wěn)定，漸漸成為現(xiàn)代工業(yè)把握的核心元件。PLC從誕生那一刻起得到了迅猛的進(jìn)展，世界各個(gè)有名電器公司幾乎都在生產(chǎn)?，F(xiàn)在在各個(gè)把握領(lǐng)域處處可見(jiàn)PLC的應(yīng)用比較常見(jiàn)可編程把握器有的有德國(guó)的西門(mén)子（SIMATIC ）、美國(guó)的A-B和GE、日本的三菱和歐姆龍等。3.2 PLC的特點(diǎn) PLC是綜合計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)電氣把握兩種不同的技術(shù)，可以編程以進(jìn)行程序把握的器件。這也讓PLC擁有其他把握方法無(wú)法具

20、有的優(yōu)點(diǎn)：（1）牢靠性高，抗干擾力量強(qiáng)PLC針對(duì)生產(chǎn)生活使用過(guò)程中所面對(duì)的各種干擾，在軟硬件兩方面進(jìn)行了各種抗干擾的設(shè)計(jì)，可以在絕大多數(shù)的工作環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。用程序軟件來(lái)取代傳統(tǒng)把握器件的硬件線路，大大削減了接觸點(diǎn)和連線，這也大大降低了系統(tǒng)消滅故障的幾率。（2）適用性強(qiáng)，應(yīng)用機(jī)敏PLC各種各樣的型號(hào)，種類繁多，功能齊全，可以滿足各種把握要求。而且當(dāng)把握要求需要改動(dòng)時(shí)，通常只需要重新編程再協(xié)作外圍電路局部調(diào)整即可，不需要更改硬件設(shè)施。（3）編程及設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試便利PLC的編程梯形圖，梯形圖的語(yǔ)言符號(hào)與電氣圖符號(hào)相像，直觀易懂，使用者經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)潔的學(xué)習(xí)，即可把握梯形圖的使用方法。PLC中含有大量的“

21、軟元件”而且又用程序軟接線代替一部格外部接線，使外部接線工作大大簡(jiǎn)化，不僅可以削減工作量，還可以削減因接線產(chǎn)生的故障。并且可在試驗(yàn)室進(jìn)行仿真模擬、狀態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試修改極為便利。（4）維護(hù)便捷、修理簡(jiǎn)潔、功能齊全PLC有完善的自診斷、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及監(jiān)視功能，可以通過(guò)其自身所帶的發(fā)光二極管和軟件供應(yīng)故障信息，快速做出處理。除了基本的功能外，PLC所供應(yīng)的軟元件的觸點(diǎn)可以不限次數(shù)的運(yùn)用到系統(tǒng)中，對(duì)于簡(jiǎn)單的把握掛念很大6。 （5）體積小、重量輕、功耗低由于PLC接受了微電子技術(shù)，故而其體積小、重量輕、功耗低。由于具有以上特點(diǎn)，使得PLC在把握領(lǐng)域漸漸占據(jù)統(tǒng)治地位，現(xiàn)在不管在任何地方基本上只要有把握

22、要求，PLC幾乎都能以其強(qiáng)大的功能勝任7。3.3 PLC型號(hào)的選擇 西門(mén)子公司的S7-200系列PLC具有運(yùn)行速度快、有通訊功能、遠(yuǎn)程把握功能、價(jià)格廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。S7-200系列PLC可供應(yīng)5個(gè)不同的基本型號(hào)的8種CPU可供使用8，S7-200系列PLC技術(shù)參數(shù)如表2所示。在選用PLC上，由上文對(duì)C650車床電氣把握系統(tǒng)的分析可知，輸入端口需要13個(gè)，輸出端口需要6個(gè)，不需要聯(lián)機(jī)也不需要進(jìn)行遠(yuǎn)程把握。因此，綜合考慮各方面因素，我們打算選用SIMATIC S7-200 系列的S7224CN 作為設(shè)的PLC。3.4 電動(dòng)機(jī)選擇本設(shè)計(jì)僅使用PLC取代車床原有的電氣把握部分，沒(méi)有轉(zhuǎn)變其功能也沒(méi)有把握要求

23、的無(wú)變化。所以電動(dòng)機(jī)亦保留原有車床所用電動(dòng)機(jī)9。具體所用電動(dòng)機(jī)參數(shù)如表3所示。3.5 其它元器件的選擇3.5.1溝通接觸器的選擇溝通接觸器是電力拖動(dòng)和自動(dòng)化把握系統(tǒng)必不行少的元器件之一，大多用于對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行把握，溝通接觸器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理，使通電線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，由處于線圈中心的靜銜鐵吸動(dòng)動(dòng)銜鐵，帶動(dòng)相關(guān)的觸頭動(dòng)作，進(jìn)而完成把握作用。其主觸頭一般串接在主電路中，幫助觸頭位于把握電路中，在接受按鈕等開(kāi)關(guān)的電信號(hào)后在線圈的作用下閉合或斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)的把握功能 。本設(shè)計(jì)選取溝通接觸器分別型號(hào)為：CJ2063和CJ2010。 3.5.2中間繼電器的選擇中間繼電器多用在各種系統(tǒng)的把握電路之中，用來(lái)豐富電

24、路中觸點(diǎn)的數(shù)量， 它作為中間媒介，在把握電路中起傳送信號(hào)作用。本設(shè)計(jì)選用的中間繼電器型號(hào)為JZ7-44。3.5.3愛(ài)護(hù)電器的選擇（1）熔斷器 熔斷器可以愛(ài)護(hù)電路不受瞬時(shí)電流過(guò)大的損害。其核心部件是一截合金導(dǎo)線（俗稱保險(xiǎn)絲），熔點(diǎn)較低，當(dāng)電流正常時(shí)，它起電氣連接作用，當(dāng)電流過(guò)大時(shí)會(huì)自動(dòng)發(fā)熱，瞬間熔斷從而切斷電路，愛(ài)護(hù)其他元件不受損害。本設(shè)計(jì)電路熔斷器選取型號(hào)為:RL1-100/100、RL1-15/2、RL1-15/6和RL1-15/2。（2）熱繼電器熱繼電器是電流流過(guò)發(fā)熱元件使其產(chǎn)生熱量膨脹變形，以此來(lái)推動(dòng)相應(yīng)的觸頭實(shí)現(xiàn)通斷的一種電氣愛(ài)護(hù)元件。主要用于溝通電動(dòng)機(jī)的過(guò)載愛(ài)護(hù)、斷相及電流不平衡運(yùn)行

25、愛(ài)護(hù)及其他電器設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的把握。三相異步電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)由于各種因素導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，這被稱作過(guò)載。假如超出的負(fù)荷在合適的范圍內(nèi)，這樣的過(guò)載是允許。的假如過(guò)載狀況嚴(yán)峻，電動(dòng)機(jī)將會(huì)受到損害，所以，對(duì)與電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期過(guò)載現(xiàn)象，實(shí)行一些愛(ài)護(hù)措施是格外必要的。選取時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮電動(dòng)機(jī)的安裝環(huán)境、工作條件、過(guò)載力量、負(fù)載狀況、啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等各方面因素。本設(shè)計(jì)熱繼電器選取型號(hào)為：JR36-63和JR36-2010。3.5.4把握開(kāi)關(guān)電器的選擇（1）行程開(kāi)關(guān)行程開(kāi)關(guān)是利用運(yùn)動(dòng)部件的行程位置實(shí)現(xiàn)把握的電器元件。當(dāng)部件運(yùn)動(dòng)到某一指定地點(diǎn)時(shí)，即會(huì)使觸頭動(dòng)作閉合。當(dāng)部件離開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)在彈簧的作用力下

26、恢復(fù)到不受力的狀態(tài)。本設(shè)計(jì)使用的行程開(kāi)關(guān)型號(hào)為JLXK1-111。（2）按鈕開(kāi)關(guān)盒按鈕開(kāi)關(guān)在各種各樣的把握電路中隨處可見(jiàn)，經(jīng)常和接觸器、繼電器等搭配使用，有常閉和常開(kāi)兩種，以其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，既可以以其自身按下松開(kāi)對(duì)電路進(jìn)行短時(shí)間的通斷把握，還可以通過(guò)自鎖和互鎖環(huán)節(jié)長(zhǎng)時(shí)間接通電路。本次設(shè)計(jì)選擇的按鈕開(kāi)關(guān)型號(hào)為L(zhǎng)A4-3H。3.5.5速度繼電器選擇 速度繼電器是當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值時(shí)觸頭動(dòng)作的繼電器。主要用于電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)把握電路中，當(dāng)反接制動(dòng)的轉(zhuǎn)速下降到接近零時(shí)能自動(dòng)地準(zhǔn)時(shí)切斷電源。本次設(shè)計(jì)選擇的速度繼電器型號(hào)為JY1型速度繼電器500V、2A。4 .PLC把握電路設(shè)計(jì)4.1 PLC的硬件電路框圖P

27、LC有各種型號(hào)，很多不同的生產(chǎn)廠家，所以導(dǎo)致外觀五花八門(mén)，但是其硬件結(jié)構(gòu)配置基本相同。主要由中心處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O）接口、電源及外圍編程設(shè)備等幾大部分構(gòu)成11。PLC的硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3 PLC硬件結(jié)構(gòu)框圖4.2 車床把握PLC輸入/輸出接口安排表依據(jù)上文對(duì)車床電氣原理的分析，我們已經(jīng)知道了車床中各個(gè)按鈕、開(kāi)關(guān)、接觸器、繼電器以及各種輸出設(shè)備的功能，為了便利在后續(xù)設(shè)計(jì)中進(jìn)行車床把握系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，我們依據(jù)上文分析得出的結(jié)論，列出了各個(gè)輸入輸出設(shè)備的I/O接口安排表。I/O安排如表4所示。5. PLC軟件梯形圖設(shè)計(jì)5.1 車床把握系統(tǒng)梯形圖依據(jù)上文對(duì)C650車床電氣把握原理的分析，由表4中I/O安排點(diǎn)對(duì)車床把握系統(tǒng)進(jìn)行梯形圖設(shè)計(jì)。車床把握系統(tǒng)梯形圖如圖4所示。該設(shè)計(jì)依照原來(lái)的把握要求，分別可實(shí)現(xiàn)主電動(dòng)機(jī)M1的點(diǎn)動(dòng)