PLC某車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)解析

1、i電氣控制與 PLC課程設(shè)計(jì)題 目:某車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_院系名稱：_電氣工程學(xué)院_專業(yè)班級(jí)：_學(xué)生姓名：_學(xué) 號(hào)：20104682_指導(dǎo)教師：_成績(jī)：指導(dǎo)老師簽名：日期：目錄1系統(tǒng)概述 . 11.1 系統(tǒng)描述 . 11.2 設(shè)計(jì)要求 . 122方案論證 . 22.1 方案設(shè)計(jì) . 22.2 方案選擇 . 23硬件設(shè)計(jì) . 33.1 系統(tǒng)的原理方框圖 . 33.2 主電路 . 33.3 I/O 分配 . 53.4 I/O 接線圖 . 63.5 元器件選型 . 74軟件設(shè)計(jì) . 94.1 主流程 . 94.2 梯形圖 . 115調(diào)試結(jié)果 . 13設(shè)計(jì)心得 . 14參考文獻(xiàn) . 1511 系統(tǒng)概

2、述1.1 系統(tǒng)描述在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占重要地位的制造業(yè)領(lǐng)域健康快速的發(fā)展，制造裝備的改進(jìn)，使 得作為工業(yè)重要設(shè)備的各類機(jī)械工藝裝備也有了許多新的變化，尤其是金屬切削機(jī) 械產(chǎn)品，其在今天機(jī)械產(chǎn)品的地位越來(lái)越重要。傳統(tǒng)的制造裝備由于技術(shù)落后、可 靠性差、工作效率低、故障率高、故障診斷和排除困難，已嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)效 率。因此，更新改造舊機(jī)床等制造裝備很有必要。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。此

3、次更新改造設(shè)計(jì)是對(duì)某臥式車床的控制系統(tǒng)的 PLC 空制改造的研究設(shè)計(jì)。采用 連線少、體積小、功耗小、控制速度快、可靠性高、功能完善的 PLC 空制系統(tǒng)，來(lái)代 替電氣控制系統(tǒng)中繼電器控制邏輯，配以合適的數(shù)控裝置，可使機(jī)床控制功能更加 豐富，自動(dòng)化水平大大提高。此次設(shè)計(jì)從被控對(duì)象的 I/O 點(diǎn)數(shù)和性價(jià)比高、 綜合成本 低這幾個(gè)主要原則出發(fā)，主要進(jìn)行了控制裝置選型，PLC 的地址分配和用梯形圖編輯的 PLC 空制程序設(shè)計(jì)。1.2 設(shè)計(jì)要求某車床主軸電機(jī)采用三相異步電動(dòng)機(jī)： Y112M-4-85 4KW 380V 50HZ 冷卻泵電 動(dòng)機(jī)0.125KW 380V 50HZ 主軸電機(jī)采用電氣正反轉(zhuǎn)，冷卻

4、泵單向運(yùn)轉(zhuǎn)。主軸電機(jī) 有 SA1（3 個(gè)位置正、停、反和 3 對(duì)觸頭）控制，冷卻泵電機(jī)有 SA2（2 個(gè)位置 1 對(duì) 觸頭）控制。具體要求如下：1、 采用 PLC 進(jìn)行車床的控制。2、 應(yīng)有電源有信號(hào)指示。3、 應(yīng)有局部照明必要的保護(hù)環(huán)節(jié)。2 方案論證2.1 方案設(shè)計(jì)可編程邏輯控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它使用了可編程序的記憶以存儲(chǔ)指 令，用來(lái)執(zhí)行諸如邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和演算等功能，并通過數(shù)字或模擬的輸 入2和輸出，以控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC 有以下特點(diǎn)：（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)， 采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，

5、內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)， 具有很高的可靠性。 例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá) 30 萬(wàn)小時(shí)。（2） 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各 種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展， 使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。（3） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編 程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。 梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路 圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方

6、便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的 功能。為不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。（4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng) 過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。（5） 體積小，重量輕，能耗低以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100MM 重量小于 150g，功 耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。2.2 方案選擇可編程控制器（PLC 體積小、功

7、能強(qiáng)、靈活性和適應(yīng)性好以及模塊化結(jié)構(gòu)的一 系列優(yōu)點(diǎn)，特別是高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，受到廣大技術(shù)開發(fā)人員和用戶的青睞，他們?cè)诠I(yè)控制領(lǐng)域迅猛發(fā)展，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代 工業(yè)控制的支柱之一。因此，可編程控制器控制機(jī)床具有廣闊的發(fā)展前景和極具重 要的研究意義，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，起著不可估量的作用。綜上所述，我選擇 PLC 車床控制系統(tǒng)來(lái)完成此次課程設(shè)計(jì)。33 硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)的原理方框圖本次設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)主要是以可編程序邏輯控制器所輸出的離散型指令為指令 源。通過這些數(shù)字信號(hào)的輸出以及其他控制電路的受控行為來(lái)指揮供電電路給電動(dòng) 機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)了對(duì)模擬車床的控制。它采用了可

8、編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存 儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字量、 模擬量的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC 是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線 復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)。 用 PLC 控制改造其繼電器控制電路，可靠性高、邏輯功能強(qiáng)、體積小，降低了設(shè)備 故障率，提高了設(shè)備使用效率，運(yùn)行效果良好。經(jīng)過科技人員的不斷引進(jìn)、開發(fā)、 研究，我國(guó)的機(jī)床改造行業(yè)已由繼電器控制過渡到完全由PLC 監(jiān)控工作的階段。控制電路的組成主要包括：可編程序控制器

9、、繼電器組和連接電路（變頻器） 其中，繼電器為主要執(zhí)行模塊，PLC 所發(fā)出的數(shù)字指令控制繼電器線圈，而繼電器 的開合直接控制電源電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制。其原理方框圖如圖3.1.1 所示。主軸電機(jī) PLCPLC -冷卻泵電機(jī)圖 3.1.1車床控制原理圖3.2 主電路本設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)的整體思路就是通過PLC 輸出的數(shù)字信號(hào)控制繼電器組，通過繼電器組的觸頭的斷開與閉合以達(dá)到電流的通與斷，控從而制電機(jī)啟動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的目的。系統(tǒng)主電路如圖 3.2.1 所示。4圖中“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”為控制電動(dòng)機(jī)電源方向的三個(gè)繼電器組，它們的線圈 分別與PLC 的輸出端相連，受控于 PLC 的輸出信號(hào)。其中正轉(zhuǎn)組和

10、反轉(zhuǎn)組是通過變 頻器的限制后接入電動(dòng)機(jī)的，因此，改變變頻器參數(shù)就可以改變車床進(jìn)刀和退刀。 而冷卻泵繼電器組直接與電源和電動(dòng)機(jī)相連，這樣，當(dāng)車床進(jìn)刀退刀時(shí)，電動(dòng)機(jī)按 額定轉(zhuǎn)速工作。按下主軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2, 10.2 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Q0.2 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,Q0.2 接通，Q0.2 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，通用繼電器 M0.0 接通，使 Q0.2 保持得電，同 時(shí) T37接通并開始計(jì)時(shí)，通用繼電器 M0.1 接通。M0.0、M0.1 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Q0.0 接通，主軸電動(dòng)機(jī)正向啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到120r/min 時(shí)，速度繼電器正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn) KS1 閉合，11.3 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，為

11、主軸電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)反向 制動(dòng)作好準(zhǔn)備。T37 計(jì)時(shí)經(jīng)過 5s 后動(dòng)作，T37 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，接通 Q0.5，電流表 A 開始監(jiān)測(cè)主軸電動(dòng)機(jī)的電流。接下主軸電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕 SB3.I0.3 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Q0.2 接通，Q0.2 動(dòng)合 觸點(diǎn)閉合，通用繼電器 M0.0 接通，使 Q0.2 保持通電，同時(shí) T37 接通并開始計(jì)時(shí)； 通用繼電器 M0.2 接通。M0.0、M0.2 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Q0.1 接通，主軸電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到120r/mi n 時(shí)，速度繼電器反轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)L1L2L3圖 3.2.1 主電路KM25KS2 閉合，11.4 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，為主軸電動(dòng)機(jī)

12、反向旋轉(zhuǎn)正向制動(dòng)作好準(zhǔn)備。T37 計(jì)時(shí)經(jīng)過 5s 后動(dòng)作，T37 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。接通 Q0.5，電流表 A 開始監(jiān)測(cè)主軸電動(dòng)機(jī)的 電流。3.3 I/O 分配這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有正傳連續(xù)啟動(dòng)按鈕、反轉(zhuǎn)連續(xù)啟動(dòng)按鈕、正傳點(diǎn)動(dòng)按鈕、 反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕、快進(jìn)按鈕、快退按鈕、急停按鈕、冷卻泵按鈕8 個(gè)輸入點(diǎn)。這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備有主軸電動(dòng)機(jī)、冷卻泵電動(dòng)機(jī)。這個(gè)程序可以模擬輸出， 進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試，為漢化版，在國(guó)內(nèi)屬于比較先進(jìn)完善的編程程序。模擬起來(lái)較為 方便，可以很好地了解設(shè)計(jì)成果。本控制系統(tǒng)的 PLC 的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的確定是根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和所需控 制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)量加以確定。（1） PLC

13、的輸入端口包括自動(dòng)循環(huán)工作按鈕、點(diǎn)動(dòng)按鈕、油泵啟動(dòng)、總停按鈕、SA1 等，還包括電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)繼電器輸入，輸入形式是熱繼電器的常開觸點(diǎn)。（2） PLC 的輸出端口包括運(yùn)行指示燈、交流接觸器、繼電器等。由于車床主軸電動(dòng)機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)狀態(tài)，分別都應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點(diǎn)應(yīng)該有 5 個(gè)。具體的輸出分配如表 3.3.1 所示。I 點(diǎn)輸入信號(hào)0 點(diǎn)輸出信號(hào)X0SB1正傳連續(xù)啟動(dòng)Y0KM主電機(jī)主觸點(diǎn)X1SB2反轉(zhuǎn)連續(xù)啟動(dòng)Y1KMY星形X2SB3正傳點(diǎn)動(dòng)Y22KM三角形X3SB4反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)Y4KM1冷卻泵電機(jī)X4SB5快移左行啟動(dòng)Y5KM2快移電機(jī)X5SB6快移右行啟動(dòng)Y6KM21快移左行X6

14、SB7正傳停止Y11反轉(zhuǎn)指示燈X7SB8反轉(zhuǎn)停止Y12冷卻泵指示燈X8FU熱繼電器Y13正傳點(diǎn)動(dòng)指示燈X9SB10急停按鈕Y15右行指示燈X10SB9液壓泵單獨(dú)啟動(dòng)Y23KM12M1 反轉(zhuǎn)線圈圖 3.3.1 I/O 分配表3.4 I/O 接線圖為了使車床安全高效，并且維護(hù)維修方便，保障車床電氣安全可靠的前提下， 只是把6電氣元件適當(dāng)替換，如除了總電源去除熔斷器外，其他電路的熔斷器改用塑 料外殼式斷路器代替。塑料外殼式斷路器相當(dāng)于刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器和欠壓 繼電器等組合，集多種控制與保護(hù)于一身，并具有操作安全、使用方便、工作可靠、 安裝簡(jiǎn)單、分?jǐn)嗄芰Ω叩葍?yōu)點(diǎn)，因此，機(jī)床改造中使用塑料外殼式斷

15、路器作為保護(hù) 電路之用是非常合理的選擇。控制電路全部改為 PLC 控制。為保證車床電氣安全可靠，主電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電 路除了有 PLC 內(nèi)部軟繼電器互鎖外，還要有外部硬件接觸器互鎖，主電動(dòng)機(jī)和冷卻 泵電動(dòng)機(jī)要有過載、短路等保護(hù)。車床 PLC 控制系統(tǒng) I/O 接線圖如圖 3.4.1 所示AC 220V圖 3.4.1 I/O 接線圖3.5 元器件選型A. 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(lái)控制其通 斷的自動(dòng)切換電器。在功能上除了能自動(dòng)切換外，還具有刀開關(guān)類手動(dòng)開關(guān)所不能 實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)距離7操作功能和失壓（或欠壓）保護(hù)功能。其生產(chǎn)方便，價(jià)格低廉，應(yīng)用 十分廣泛。

16、交流接觸器由電磁機(jī)構(gòu)，觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、釋放彈簧機(jī)構(gòu)、輔助觸點(diǎn)及基 座等部分組成。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通入交流電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)使 裝在線圈中心的靜銜鐵吸動(dòng)動(dòng)銜鐵，當(dāng)兩組銜鐵合攏時(shí)，安裝在動(dòng)銜鐵上的動(dòng)觸點(diǎn) 也隨之與靜觸點(diǎn)閉合，使電氣線路接通。當(dāng)斷開電磁線圈中的電流時(shí)，磁場(chǎng)消失， 接觸器在彈簧的作用下恢復(fù)到斷開的狀態(tài) 。在工業(yè)電氣中， 常用交流接觸器的型號(hào)有 CJX8 （B 系列） CJ12、 CJ20、 CJT1 （CJ10） 、CJX1（3TB 3TF 系列）、CJ40 SMC 等系列產(chǎn)品。在這次控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)中，采 用了 CJ20 系列的交流接觸器，其額定電流應(yīng)在控制電流的

17、 11.4 倍之間（或經(jīng)驗(yàn) 公式 2PN選擇，PN為電動(dòng)機(jī)功率），在此控制主軸電機(jī)的 KM1 KM2 KM3 KM4 選 取交流接觸器型號(hào)為：CJ20-63,線圈電壓 220V;控制冷卻泵電機(jī) KM5 和控制快進(jìn) 電機(jī)的 KM6 選取交流接觸器型號(hào)為：CJ20-10,線圈電壓 220V。B. 中間繼電器的選擇中間繼電器用于繼電保護(hù)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中， 以增加觸點(diǎn)的數(shù)量及容量。 它用 于在控制電路中傳遞中間信號(hào)。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。所以，它只能用于控制電路中。它一般是沒有主觸點(diǎn)的，因

18、為過 載能力比較小。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)量比較多。新國(guó)標(biāo)對(duì)中間繼電器 的定義是 K,老國(guó)標(biāo)是 KA 常用的中間繼電器型號(hào)有 JZ7、JZ14 等。本次設(shè)計(jì)選擇 的中間繼電器型號(hào)為 JZ7-44。C. 熔斷器 熔斷器在電路中主要作短路保護(hù)和嚴(yán)重過載保護(hù)，用于保護(hù)線路。熔斷器的熔體串接于被保護(hù)的電路中， 當(dāng)通過它的電流小于規(guī)定值時(shí)， 其熔體相當(dāng)于一根導(dǎo)線， 起電氣連接作用;當(dāng)通過它的電流超過規(guī)定值（電路發(fā)生嚴(yán)重過載或短路時(shí)）一定時(shí)間后，其熔體自動(dòng)熔斷并切斷電路，從而起到保護(hù)作用。一般電氣控制線路中常 用螺旋式熔斷器，其常用的產(chǎn)品有 RL5 RL6 RL7 和 RL8 系列產(chǎn)品，一般選擇熔

19、體 熔斷電流應(yīng)為電機(jī)額定電流的1.52.5 倍。則主軸電機(jī)電路熔斷器選取型號(hào)為:RL1-100/100.冷卻泵電機(jī)電路、快進(jìn)電機(jī)電路熔斷器選取型號(hào)分別為：RL1-15/2、RL1-15/6. 控制電路選取型號(hào) RL1-15/2。D. 熱繼電器8熱繼電器是利用電流熱效應(yīng)原理來(lái)工作的保護(hù)電器，具有與電動(dòng)機(jī)容許過載特 性相近的反時(shí)限保護(hù)特性。主要用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)、斷相及電流不平衡運(yùn)行保 護(hù)。也常與接觸器配合成電池啟動(dòng)器。三相異步電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，常會(huì)遇到因 電氣或機(jī)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(yán)重，持續(xù)時(shí)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

20、嚴(yán)重，持續(xù)時(shí)間較 長(zhǎng)，則會(huì)加快電動(dòng)機(jī)絕緣老化，甚至?xí)龤щ妱?dòng)機(jī)。E. 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(fù)載、測(cè)量三相電壓以及直接控制小容量感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。 轉(zhuǎn)換開關(guān)由動(dòng)觸頭 （動(dòng)觸片）、靜觸頭（靜 觸片）、轉(zhuǎn)軸、手柄、定位機(jī)構(gòu)及外殼等部分組成。其動(dòng)靜觸頭分別疊裝于數(shù)層絕 緣殼內(nèi)，當(dāng)轉(zhuǎn)換手柄時(shí)，每層的動(dòng)觸片隨方形轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。一般選取的原則為允 許通過的電流大于或等于電路的額定電流， 按此選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)。 常用的產(chǎn)品有： HZ5、HZ。和 HZ5 等系列。本次設(shè)計(jì)選取 HZ10-100/3。F. 按鈕開關(guān)（簡(jiǎn)稱按鈕） 是一種接通或斷開小電流電路的手動(dòng)開關(guān)電

21、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(dòng)或停止“命令”以遠(yuǎn)距離控制接觸器、繼電器、電磁 啟動(dòng)器等電器線圈電流的接通或斷開，再由它們?nèi)タ刂浦麟娐?。目前常用的按鈕開 關(guān)盒為 LA4 系列產(chǎn)品，本次設(shè)計(jì)選擇的按鈕開關(guān)型號(hào)為 LA4-3H。G. 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)控制電路 中，當(dāng)反接制動(dòng)的轉(zhuǎn)速下降到接近零時(shí)能自動(dòng)地及時(shí)切斷電源。 速度繼電器的軸與 電動(dòng)機(jī)軸相連，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)?；\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(chǎng)作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子隨轉(zhuǎn)子向轉(zhuǎn) 子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向偏擺，定子柄推動(dòng)相應(yīng)觸頭動(dòng)作

22、。定子柄推動(dòng)觸頭的同時(shí)，也壓縮反 力彈簧，其反作用阻止定子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)元器件主要包括 PLG 選擇開關(guān)、電磁閥、接觸器、熔斷器、電動(dòng)機(jī)、 繼電器。各個(gè)電器元件的型號(hào)如表 3.5.1 所示。名稱型號(hào)PLCFX2N-32MR選擇開關(guān)LA23-X-AFO2W電磁閥DC24V 5W9接觸器CJ20J-10A熔斷器RL1-15主軸電動(dòng)機(jī)Y112M-4-85 4KW 380V 50HZ冷卻泵電動(dòng)機(jī)0.125KW 380V 50HZ熱繼電器JR36-63表 3.5.1 元器件的選型4 軟件設(shè)計(jì)4.1 主流程程序設(shè)計(jì)的說(shuō)明：1主電機(jī)的點(diǎn)動(dòng) 按下 X2 電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行， 丫丫 0 和丫丫 1 啟動(dòng)

23、， 1S 后丫丫 0 和丫丫 22 運(yùn)行，點(diǎn)動(dòng)指示燈丫丫 13 亮，實(shí)現(xiàn)降壓點(diǎn)動(dòng)，既可以快速的對(duì)刀，也可以進(jìn)行短距離的加工。按下 X3 可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)，這個(gè)一般我們用于對(duì)刀或者切削螺紋時(shí) 進(jìn)行退刀，保證加工精度。2主電機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 按下 X0,主電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)連續(xù)運(yùn)行。按下 X0, 丫丫 0 和丫丫 1 得電，1S 后降壓?jiǎn)?dòng)，丫丫 0 和丫丫 22 得電自鎖，電動(dòng)機(jī)型連續(xù)正轉(zhuǎn)運(yùn)行指示燈 丫丫 10 亮。 同時(shí)冷卻泵電機(jī) M2 快移電機(jī) M3 分別有 Y4 Y5 線圈運(yùn)行，并且主電機(jī)的指示燈與 M2 的指示燈丫丫 13 同時(shí)點(diǎn)亮。可以通過 X4， X5 來(lái)控制快移電機(jī)的左右運(yùn)行，指示燈丫丫 1

24、4 Y15 可以分別點(diǎn)亮。按下 X1 為反轉(zhuǎn)運(yùn)行，指示燈丫丫 11 點(diǎn)亮，并且啟動(dòng) M2 和 M33冷卻泵與快移電機(jī)的單獨(dú)啟動(dòng)按下 X20,冷卻泵啟動(dòng)，可以單獨(dú)對(duì)工件進(jìn)行冷卻，指示燈丫丫 20 亮。同時(shí)帶動(dòng)快移電機(jī)的主觸頭 KM2 吸合。快移電機(jī)待命。4急停按鈕急停按鈕設(shè)置為 X15 可以快速的停下電機(jī)的運(yùn)行并且加入了正反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)，保證機(jī)器與工人的安全。5暫停加工按鈕暫停加工按鈕 X13,可以在暫停加工時(shí)單獨(dú)停下冷卻泵與快10移電機(jī)的使用，減少消耗，方便我們對(duì)工件的檢查。6過載保護(hù) 為了保證電機(jī)與工人的安全，程序中使用了雙重連鎖和熱繼電器的保護(hù)，在程序中，使用了同一個(gè)熱繼電器，這樣可以保證

25、在三臺(tái)電機(jī)M1M2M 任何一臺(tái)過載或者短路時(shí)我們其余電機(jī)都可以停止工作，保護(hù)電機(jī)的安全與工作人員的 安全。車床的工作流程圖如圖 4.1.1 所示。系統(tǒng)報(bào)警指示燈 L0L0 亮啟動(dòng)是否進(jìn)行加工液壓泵是否正常開始PLCPLC 與電氣系統(tǒng)的準(zhǔn)備11圖 4.1.1車床的工作流程圖124.2 梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖不僅僅滿足了設(shè)計(jì)要求的需要，還可以滿足反轉(zhuǎn)的點(diǎn)動(dòng)，可以點(diǎn)動(dòng) 在最初1S 內(nèi) Y 型對(duì)刀也可以正反轉(zhuǎn)的點(diǎn)動(dòng)電機(jī)型運(yùn)行。液壓泵 M2 和快移電機(jī) M3 可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)啟動(dòng)與停止，滿足實(shí)際加工的要求，一切從實(shí)際出發(fā)?？煲齐姍C(jī) M3 還 可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)，并且加入了限位開關(guān) SQ 保證了車床加工時(shí)工人和設(shè)備的安全

26、性能。 程序設(shè)計(jì)的說(shuō)明：1主電機(jī)的點(diǎn)動(dòng) 按下 X2 電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行， 丫丫 0 和 Y1 啟動(dòng)， 1S 后丫丫 0 和Y22 運(yùn)行，點(diǎn)動(dòng)指示燈 Y13 亮，既可以快速的對(duì)刀，也可以進(jìn)行短距離的加工。2主電機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 按下 X0,主電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)連續(xù)運(yùn)行。按下 X0, Y0 和 Y1 得電，1S 后降壓?jiǎn)?dòng)，Y0 和丫丫 22 得電自鎖，電動(dòng)機(jī)型連續(xù)正轉(zhuǎn)運(yùn)行指示燈 Y10 亮。 同時(shí)冷卻泵電機(jī) M2 快移電機(jī) M3 分別有 Y4 Y5 線圈運(yùn)行，并且主電機(jī)的指示燈與 M2 的指示燈丫丫 13 同時(shí)點(diǎn)亮。可以通過 X4， X5 來(lái)控制快移電機(jī)的左右運(yùn)行，指示燈丫丫 14 Y15 可以分別

27、點(diǎn)亮。按下 X1 為反轉(zhuǎn)運(yùn)行，指示燈 Y11 點(diǎn)亮，并且啟動(dòng) M2 和 M33冷卻泵與快移電機(jī)的單獨(dú)啟動(dòng)按下 X20,冷卻泵啟動(dòng)，可以單獨(dú)對(duì)工件進(jìn)行冷卻，指示燈丫丫 20 亮。同時(shí)帶動(dòng)快移電機(jī)的主觸頭 KM2 吸合。快移電機(jī)待命。4急停按鈕急停按鈕設(shè)置為 X15 可以快速的停下電機(jī)的運(yùn)行并且加入了正反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)，保證機(jī)器與工人的安全。如圖421 所示XOO0T12T IT30-T 1M3D311COOATOOK5T0K1901-1Ml141 eii4i izim99TOOAnuTIXBOOK匚SIQK1TOASOOSTOOKTkb TOX ISggai01d卜owEDI:K13圖 421梯形

28、圖5 調(diào)試結(jié)果按下連續(xù)進(jìn)刀按鈕時(shí)主軸電機(jī)開始工作，車床開始連續(xù)進(jìn)刀，按下連續(xù)推到按 鈕時(shí)開始連續(xù)推到，當(dāng)按下停止按鈕時(shí)車床停止工作，打開冷卻泵按鈕時(shí)冷卻泵電 機(jī)開始工作，按下電動(dòng)按鈕時(shí)車床實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)工作。經(jīng)調(diào)試，本設(shè)計(jì)可完成主電機(jī)的點(diǎn)動(dòng)、主電機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、冷卻泵與快移電機(jī) 的單獨(dú)啟動(dòng)、急停、暫停加工、過載保護(hù)等功能，為了保證電機(jī)與工人的安全，程 序中使用了雙重連鎖和熱繼電器的保護(hù)，在程序中，使用了同一個(gè)熱繼電器，這樣 可以保證在三臺(tái)電機(jī)M1M2M 任何一臺(tái)過載或者短路時(shí)我們其余電機(jī)都可以停止工 作，保護(hù)電機(jī)的安全與工作人員的安全。我們對(duì)電機(jī)采用順序啟動(dòng)逆序停止，防止 電流過大，對(duì)線路造成太大的壓力保證安全。工作過程完全達(dá)到了控制要求，與工 作原理一樣，實(shí)現(xiàn)了車床的自動(dòng)控制過程。14設(shè)計(jì)心得在開始接到這個(gè)課題時(shí)我相當(dāng)茫然，不知道自己