基于PLC的機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于PLC的機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：我們?cè)诟鞣N場(chǎng)合看到了繼電-接觸器控制，那已經(jīng)是時(shí)代的過去，如今的繼電器只能作為低端的基層控制模塊或者簡(jiǎn)單的設(shè)備中使用到，而PLC的出現(xiàn)也成為了劃時(shí)代的主題，通過比較穩(wěn)定的硬件穿插靈活的軟件控制，使得自動(dòng)化走向了新的高潮。本課題利用西門子S7-200PLC對(duì)T68鏜床原有的繼電-接觸器控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造；闡述了系統(tǒng)改造方案，同時(shí)根據(jù)鏜床的控制要求和特點(diǎn)，確定PLC的輸入、輸出分配，設(shè)計(jì)出梯形圖并進(jìn)行了模擬調(diào)試。關(guān)鍵詞：西門子PLC；鏜床；改造The design of electric control system for machine tool base

2、d on PLCAbstractWe come in sight of the control that links after the electric appliances in various situation, that is already the that time generation past, now of after use in the mold a perhaps simple equipments of grass-roots control that the electric appliances can do for the low level only,And

3、 the PLC emergence also became the epoch-making topic, adding the vivid software control through a very and stable hardware, making the automation head for the new high tide.This text use the Siemens S7-200 PLC to reform the T68 boring latheThe system reformation project is described in detailThe PL

4、C importation and input/output allotment are ensured according to the control requirement and characteristics of the boring latheA control circuit is designed and commissioned in the simulationKeywords：Siemens PLC；boring lathe；reformation目錄第一章緒論11.1 PLC技術(shù)背景11.2 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)11.2.1 軟PLC開發(fā)系統(tǒng)21.2.2 軟PLC運(yùn)行系統(tǒng)

5、21.3 PLC技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)31.4 PLC控制與微機(jī)控制的區(qū)別4第二章T68機(jī)床的用途、主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)5第三章電力拖動(dòng)方式和控制要求83.1 機(jī)床的電力拖動(dòng)方式83.2 T68型臥式鏜床運(yùn)動(dòng)對(duì)電氣控制電路的要求83.3 控制電路的分析83.3.1 主軸電動(dòng)機(jī)M1的電路分析83.3.2 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的電路分析93.3.3 主電路的分析103.4 聯(lián)鎖保護(hù)環(huán)節(jié)的分析103.5 輔助電路分析10第四章T68鏜床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造114.1 T68臥式機(jī)床PLC改造的目的114.2 PLC控制系統(tǒng)改造說明與I/O地址分配114.3 PLC選型與接線圖繪制114.3.1 PLC的選型114.

6、3.2 PLC接線圖的繪制154.4 繪主程序制梯型圖164.4.1 編程軟件介紹164.4.2 繪制梯形圖174.5 程序調(diào)試194.6 設(shè)計(jì)改造購置物品經(jīng)費(fèi)預(yù)算25第五章TD200相關(guān)介紹和PLC的安裝265.1 TD200相關(guān)介紹265.2 AC交流接線安裝265.3 直流安裝27第六章 總結(jié)29結(jié)束語30參考文獻(xiàn)32第一章 緒論1.1 PLC技術(shù)背景20世紀(jì)90年代后期，人們逐漸認(rèn)識(shí)到，傳統(tǒng)PLC（本文簡(jiǎn)稱硬PLC）自身存在著這樣那樣的缺點(diǎn)：難以構(gòu)建開放的硬件體系結(jié)構(gòu)；工作人員必須經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的專業(yè)培訓(xùn)才能掌握某一種產(chǎn)品的編程方法；傳統(tǒng)PLC的生產(chǎn)被幾家廠商所壟斷，造成PLC的性價(jià)比增

7、長(zhǎng)很緩慢。這些問題都成了制約傳統(tǒng)PLC發(fā)展的因素。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及PLC方面國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，一項(xiàng)打破傳統(tǒng)PLC局限性的新興技術(shù)發(fā)展起來了，這就是軟PLC技術(shù)。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口等；采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和一系列的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)；全部用軟件來實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)PLC的功能。1.2 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)軟PLC基于PC機(jī)，建立在一定操作系統(tǒng)平臺(tái)之上，通過軟件方法實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)PLC的計(jì)算、控制、存儲(chǔ)以及編程等功能，通過IO模塊以及現(xiàn)場(chǎng)總線等物理設(shè)備完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集以及信號(hào)的輸出。根據(jù)傳統(tǒng)PLC的組成結(jié)構(gòu)，軟P

8、LC系統(tǒng)由開發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)兩部分組成。也可分為編輯環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩部分。編輯環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境是客戶服務(wù)器模式，二者之間采用COMDCOM通信機(jī)制，運(yùn)行環(huán)境作為COM服務(wù)器，提供標(biāo)準(zhǔn)的通信接口；編輯環(huán)境作為COM客戶端應(yīng)用，本地或遠(yuǎn)程訪問存取這些接口，進(jìn)行下載代碼、讀取運(yùn)行環(huán)境的運(yùn)行信息等操作1。軟PLC系統(tǒng)的整體框圖如圖1.1所示。嵌入式系統(tǒng)通常由EPC或嵌入式控制器（也稱智能控制器）和嵌入式軟件組成，嵌入式軟件又分為嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用程序，嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)是程序短小、所需內(nèi)存少，Microsoft公司推出的WindowsCE就是一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)，而軟PLC可以作為一個(gè)嵌入式應(yīng)用

9、程序運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)中。軟PLC開發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)是相互獨(dú)立而又密不可分的兩個(gè)應(yīng)用程序，可以分別單獨(dú)運(yùn)行。1.2.1 軟PLC開發(fā)系統(tǒng)軟PLC開發(fā)系統(tǒng)實(shí)際上就是帶有調(diào)試和編譯功能的PLC編程器，此部分具備如下功能：編程語言標(biāo)準(zhǔn)化，遵循IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)，支持多語言編程（共有5種編程方式：IL，ST，LD，F(xiàn)BD和SFC），編程語言之間可以相互轉(zhuǎn)換；豐富的控制模塊，支持多種PID算法（如常規(guī)PID控制算法、自適應(yīng)PID控制算法、模糊PID控制算法、智能PID控制算法等等），還包括目前流行的一些控制算法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制；開放的控制算法接口，支持用戶嵌入自己的控制算法模塊；仿真運(yùn)行，實(shí)時(shí)在線監(jiān)

10、控，在線修改程序和編譯；強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。支持基于TCPIP網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控，遠(yuǎn)程程序修改。圖1.1 軟PLC系統(tǒng)的整體框圖1.2.2 軟PLC運(yùn)行系統(tǒng)這一部分是軟PLC的核心，完成輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理等工作。通常由IO接口、通信接口，系統(tǒng)管理器、錯(cuò)誤管理器、調(diào)試內(nèi)核和編譯器組成：IO接口，可與任何IO系統(tǒng)通信，包括本地IO系統(tǒng)和遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)，遠(yuǎn)程IO主要通過現(xiàn)場(chǎng)總線InterBus，ProfiBus，CAN等實(shí)現(xiàn)；通信接口。通過此接口使運(yùn)行系統(tǒng)可以和開發(fā)系統(tǒng)或HMI（或MMI）軟件按照各種協(xié)議進(jìn)行通信，如下載PLC程序或進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；系統(tǒng)管理器，處理不同任務(wù)和協(xié)調(diào)程序的

11、執(zhí)行，而且從IO映像讀寫變量；錯(cuò)誤管理器，檢測(cè)和處理程序執(zhí)行期間發(fā)生的各種錯(cuò)誤；調(diào)試內(nèi)核，提供多個(gè)調(diào)試函數(shù)，如重寫、強(qiáng)制變量、設(shè)置斷點(diǎn)、設(shè)置變量和地址狀態(tài)；編譯器，通常開發(fā)系統(tǒng)將編寫的PLC源程序編譯為中間代碼，然后運(yùn)行系統(tǒng)的編譯器將中間代碼翻譯為與硬件平臺(tái)相關(guān)的機(jī)器可執(zhí)行代碼（即目標(biāo)碼）3。1.3 PLC技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)1、功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高 一臺(tái)小型PLC內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價(jià)格比?？删幊绦蚩刂破骺梢酝ㄟ^通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。2、硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) 可編程序控制器

12、產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。用戶能靈活方便的進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破鞯陌惭b接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。3、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。 PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾

13、能力，平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，PLC已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。 4、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。 PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)方法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。 PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開關(guān)來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)

14、的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。5、編程方法簡(jiǎn)單 梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。 梯形圖語言實(shí)際上是一種面向用戶的一種高級(jí)語言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺胺g”成匯編語言后再去執(zhí)行。6、維修工作量少，維修方便 PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的住處迅速的查明故障

15、的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。 7、體積小，能耗低 對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，小型PLC的體積相當(dāng)于幾個(gè)繼電器大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的確1/2-1/10。 PLC的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線要少得多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時(shí)，可以減少大量費(fèi)用4。1.4 PLC控制與微機(jī)控制的區(qū)別1、控制模式有些功能相似和接近，有的指令基本相同，有些低端的PLC就是一個(gè)以單片機(jī)(如8051)為核心的系統(tǒng)；2、早期的PLC只能使用開關(guān)量，現(xiàn)在的PLC功能強(qiáng)大，可以選配很多種模塊,如A/D，D/A，溫度，PID，高速

16、I/O，簡(jiǎn)易CNC功能，但其CNC功能的使用非常不便,不如專用的CNC系統(tǒng)（高檔的CNC并不是以單片機(jī)為核心，而是如80486這種檔次的CPU）；3、PLC的指令運(yùn)用比單片機(jī)靈活,但一般的普通I/O口的運(yùn)行時(shí)間比單片機(jī)長(zhǎng)；4、PLC的硬件使用方便，可根據(jù)需要選擇各種現(xiàn)成的模塊,使用單片機(jī)一般要根據(jù)需要自己制作I/O接口；第二章 T68機(jī)床的用途、主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)圖2.1 T68鏜床實(shí)物圖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，還可以車削圓柱表面、螺紋，裝上銑刀可以進(jìn)行銑削。鏜床在加工

17、時(shí)，一般是將工件固定在工作臺(tái)上，由鏜桿或平旋盤（花盤）上固定的刀具進(jìn)行加工。機(jī)床的基本組成如圖2.2。圖2.2 T68鏜床結(jié)構(gòu)示意圖（1) 前立柱：固定地安裝在床身的右端，在它的垂直導(dǎo)軌上裝有可上下移動(dòng)的主軸箱。（2) 主軸箱：其中裝有主軸部件，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及操縱機(jī)構(gòu)。（3) 后立柱：可沿著床身導(dǎo)軌橫向移動(dòng)，調(diào)整位置，它上面的鏜桿支架可與主軸箱同步垂直移動(dòng)。如有需要，可將其從床身上卸下。（4) 工作臺(tái)：由下溜板，上溜板和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)三層組成。下溜板可沿床身頂面上的水平導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)，上溜板可沿下溜板頂部的導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以上溜板的環(huán)形導(dǎo)軌上繞垂直軸線轉(zhuǎn)位，能使要件在

18、水平面內(nèi)調(diào)整至一定角度位置，以便在一次安裝中對(duì)互相平等或成一角度的孔與平面進(jìn)行加工。（5)面板1面板上安裝有機(jī)床的所有主令電器及動(dòng)作指示燈、機(jī)床的所有操作都在這塊面板上進(jìn)行，指示燈可以指示機(jī)床的相應(yīng)動(dòng)作。（6)面板2面板上裝有斷路器、熔斷器、接觸器、熱繼電器、變壓器等元器件，這些元器件直接安裝在面板表面，可以很直觀的看它們的動(dòng)作情況。（7)三相異步電動(dòng)機(jī)兩個(gè)380V三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)，分別用作主軸電動(dòng)機(jī)（雙速）和快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)。（8)故障開關(guān)箱設(shè)有32個(gè)開關(guān)，其中K1到K25用于故障設(shè)置；K26到K31保留；K32用作指示燈開關(guān)，可以用來設(shè)置機(jī)床動(dòng)作指示與不指示。臥式鏜床加工時(shí)運(yùn)動(dòng)有：（1)

19、主運(yùn)動(dòng)：主軸的旋轉(zhuǎn)與平旋盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（2) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：主軸在主軸箱中的進(jìn)出進(jìn)給；平旋盤上刀具的徑向進(jìn)給；主軸箱的升降，即垂直進(jìn)給；工作臺(tái)的橫向和縱向進(jìn)給。這些進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都可以進(jìn)行手動(dòng)或機(jī)動(dòng)。（3) 輔助運(yùn)動(dòng)：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)；主軸箱、工作臺(tái)等的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)上的快速調(diào)位移動(dòng)；后立柱的縱向調(diào)位移動(dòng)；尾座的垂直調(diào)位移動(dòng)。 T68臥式鏜床的電氣原理圖如下：圖2.3 T68鏜床的電氣控制原理圖第三章 電力拖動(dòng)方式和控制要求3.1 機(jī)床的電力拖動(dòng)方式T68臥式鏜床由主軸電動(dòng)機(jī)M1和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)。其中主軸電動(dòng)機(jī)M1為YY接法的雙速電動(dòng)機(jī)，它不但可以正、反轉(zhuǎn)，高、低速啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，還可以反接制動(dòng)及點(diǎn)動(dòng)控制。進(jìn)給

20、電動(dòng)機(jī)M2可以正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)。3.2 T68型臥式鏜床運(yùn)動(dòng)對(duì)電氣控制電路的要求（1) 主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，高低速可選擇；（2) 主電動(dòng)機(jī)要求的正反轉(zhuǎn)以及點(diǎn)動(dòng)控制；（3) 主電動(dòng)機(jī)應(yīng)設(shè)有快速準(zhǔn)確的停車環(huán)節(jié)；（4) 主軸變速應(yīng)有變速?zèng)_動(dòng)環(huán)節(jié)；（5) 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)采用正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制方式；（6) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和工作臺(tái)不平移動(dòng)兩者只能取一，必須要有互鎖。3.3 控制電路的分析3.3.1 主軸電動(dòng)機(jī)M1的電路分析（1）主軸電動(dòng)機(jī)M1的正、反轉(zhuǎn)控制。在原理圖中，14區(qū)行程開關(guān)SQ3、SQ4在正常情況下是壓合的。主軸電動(dòng)機(jī)M1低速控制：將T68臥式鏜床高、低速手柄扳到“低速”擋位置，15區(qū)行程開

21、關(guān)SQ7斷開。按下主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2，中間繼電器KA1通電閉合，繼而接觸器KM3通電閉合；18區(qū)、19區(qū)中K1和KM3的常開觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM1線圈通電閉合，21區(qū)KM1常開觸點(diǎn)接通接觸器KM4線圈電源，主軸電動(dòng)機(jī)M1接成接法低速正轉(zhuǎn)。按下主軸電動(dòng) M1的停止按鈕SB1，主軸電動(dòng)機(jī)M1反接制動(dòng)停止。按下主軸電動(dòng)機(jī)M1的反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB3，中間繼電器KA2通電閉合，繼而接觸器KM3通電閉合；19區(qū)中K2和KM3的常開觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM2線圈通電閉合，23區(qū)KM2常開觸點(diǎn)接通接觸器KM4線圈電源，主軸電動(dòng)機(jī)M1接成接法低速反轉(zhuǎn)。按下主軸電動(dòng) M1的停止按鈕SB1，主軸電動(dòng)機(jī)M

22、1反接制動(dòng)停止。（2）主軸電動(dòng)同M1高速控制。將T68臥式鏜床高、低速手柄扳到“高速”擋位置，13區(qū)行程開關(guān)ST9壓合。按下主軸電動(dòng) M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2，中間繼電器K1通電閉合，繼而接觸器KM3、時(shí)間繼電器KT、接觸器KM1和KM4通電閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1接成接法低速正轉(zhuǎn)啟動(dòng)。經(jīng)過一段時(shí)間，時(shí)間繼電器KT動(dòng)作，接觸器KM4失電釋放，接觸器KM5通電閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1接成YY接法高速正轉(zhuǎn)運(yùn)行。按下主軸電動(dòng) M1反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB3，中間繼電器K2通電閉合，繼而接觸器KM3、時(shí)間繼電器KT、接觸器KM2和KM4通電閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1接成接法低速反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。經(jīng)過一段時(shí)間，時(shí)間繼電器KT動(dòng)作，接觸

23、器KM4失電釋放，接觸器KM5通電閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1接成YY接法高速反轉(zhuǎn)運(yùn)行。（3）主軸電動(dòng)機(jī)M1制動(dòng)停止控制。正轉(zhuǎn)制動(dòng)控制：當(dāng)主軸電動(dòng) M1高、低速正向啟動(dòng)運(yùn)行，其轉(zhuǎn)速達(dá)到120r/min時(shí)，20區(qū)速度繼電器N-KS正轉(zhuǎn)動(dòng)作常開觸點(diǎn)閉合，為主軸電動(dòng)M1的制動(dòng)作好了準(zhǔn)備。按下主軸電動(dòng)機(jī)M1停止按鈕SB1，接觸器KM1失電，接觸器KM2及KM4得電閉合，主軸電動(dòng) M1串電阻R反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降至100r/min時(shí)，N-KS正轉(zhuǎn)動(dòng)作常開觸點(diǎn)斷開，接觸器KM2、KM4斷電釋放，主軸電動(dòng)機(jī)M1完成正轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制。反轉(zhuǎn)制動(dòng)控制：當(dāng)主軸電動(dòng) M1高、低速反轉(zhuǎn)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速達(dá)到120r/min時(shí)

24、，14區(qū)速度繼電器n-KS正轉(zhuǎn)動(dòng)作常開觸點(diǎn)閉合，為停車反接制動(dòng)作好了準(zhǔn)備。按下主軸電動(dòng)機(jī)M1停止按鈕SB1，接觸器KM1失電，接觸器KM2及KM4得電閉合，主軸電動(dòng) M1串電阻R反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降至100r/min時(shí)，n-KS正轉(zhuǎn)動(dòng)作常開觸點(diǎn)斷開，接觸器KM1、KM4斷電釋放，主軸電動(dòng)機(jī)M1完成正轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制。（4）主軸電動(dòng)機(jī)M1點(diǎn)動(dòng)、變速控制：分別按下按鈕SB4或SB5，主軸電動(dòng)機(jī)M1可正向或點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)拉出主軸變速操作盤時(shí)，行程開關(guān)SQ3復(fù)位，KM3失電釋放，使得KM1或KM2及KM4或KM5失電釋放，主軸電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)主軸變速操作盤，調(diào)整轉(zhuǎn)速后，將操作壓回原位。若主軸變速齒

25、輪不能很好嚙合，則將壓上行程開關(guān)SQ5,主軸電動(dòng)機(jī)M1作短時(shí)沖動(dòng)，使主軸變速齒輪嚙合良好。3.3.2 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的電路分析機(jī)床工作臺(tái)的縱向和橫向進(jìn) ：將快速手柄扳至快速正向移動(dòng)位置，行程開關(guān)ST9被壓下，23區(qū)常開觸點(diǎn)閉合，接觸器KM6線圈得電閉合，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)各種進(jìn)給正向快速移動(dòng)：將快速手柄扳至反向位置時(shí)壓下行程開關(guān)SQ8，接觸器KM7線圈得電閉合，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2反向啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)各種進(jìn)給反向快速移動(dòng)。、進(jìn)給變速控制：進(jìn)給變速控制的控制過程與主軸變速控制程基本相同，只不過拉出的變速手柄是進(jìn)給變速操作手柄，將主軸變速控制中的行程開關(guān)SQ3換成SQ4，而進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)的行程開關(guān)

26、為SQ6。3.3.3 主電路的分析T68型臥式鏜床共由兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，即主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1和快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2。熔斷器FU1作電路總的短路保護(hù)，F(xiàn)U2作快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)和控制電路的短路保護(hù)。M1設(shè)置熱繼電器作過載保護(hù)，M2是短時(shí)工作，所以不設(shè)置熱繼電器。M1用接觸器KM1和KM2控制正反轉(zhuǎn)，接觸器KM4和KM5作三角型一雙星型變速切換，接觸器KM3用作限制M1的制動(dòng)電流。M2用接觸器KM6和KM7控制正反轉(zhuǎn)。 3.4 聯(lián)鎖保護(hù)環(huán)節(jié)的分析 主軸箱或工作臺(tái)與主軸機(jī)進(jìn)給聯(lián)鎖。為了防止在工作臺(tái)或主軸箱機(jī)動(dòng)進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)將主軸或平旋盤刀具溜板也扳到機(jī)動(dòng)進(jìn)給的誤操作，安裝有與工作臺(tái)、主軸箱進(jìn)給操縱手柄有機(jī)

27、械聯(lián)動(dòng)的行程開關(guān)SQ1，在主軸箱上安裝了與主軸進(jìn)給手柄、平旋盤刀具溜板進(jìn)給手柄有機(jī)械聯(lián)動(dòng)的行程開關(guān)SQ2。若工作臺(tái)或主軸箱的操作手柄扳在機(jī)動(dòng)進(jìn)給時(shí)，壓下SQ1，其常閉觸頭SQ1(3-4)斷開；若主軸或平旋盤刀具溜板進(jìn)給操縱手柄在機(jī)動(dòng)進(jìn)給時(shí)，壓下SQ2，其常閉觸頭SQ2（3-4）斷開，所以，當(dāng)這兩個(gè)進(jìn)給操作手柄中的任一個(gè)扳在機(jī)動(dòng)進(jìn)給位置時(shí)，電動(dòng)機(jī)M1和M2都可起動(dòng)運(yùn)行。但若兩個(gè)進(jìn)給操作手柄同時(shí)扳在機(jī)動(dòng)進(jìn)給位置時(shí)，SQ1、SQ2常閉觸頭都斷開，切斷了控制電路電源，電動(dòng)機(jī)M1、M2無法起動(dòng)，也就避免了誤操作造成事故的危險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)鎖保護(hù)作用。M1電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、高低速控制、M2電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制均

28、設(shè)有互鎖控制環(huán)節(jié)。 熔斷器FU1-FU4實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)；熱繼電器FR實(shí)現(xiàn)M1過載保護(hù)；電路采用按鈕，接觸器或繼電器構(gòu)成的自鎖環(huán)節(jié)具有欠電壓與零電壓保護(hù)作用。3.5 輔助電路分析T68臥式鏜床設(shè)有36V安全電壓局部照明燈EL，由開關(guān)SA手動(dòng)控制。電路還設(shè)有6.3V電源指示燈HL。第四章 T68鏜床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造4.1 T68臥式機(jī)床PLC改造的目的從T68機(jī)床的電氣原理圖可以看出，機(jī)床的電氣線路比較復(fù)雜，接線以及電磁閥相當(dāng)?shù)亩?，組成的控制機(jī)構(gòu)也比較龐大。由此，容易造成線路的故障，并且發(fā)生故障以后檢修維護(hù)都比較困難；體積的龐大，占據(jù)了更多的空間，會(huì)造成機(jī)床整體輪廓的增加；器件的數(shù)量過多，不

29、單會(huì)受到環(huán)境的制約與相互的干擾，而且會(huì)造成機(jī)器能耗的增加。因此，為節(jié)省空間、能耗，提高機(jī)器的可靠性、易于機(jī)器的維修與降低維護(hù)成本等原因，選擇用PLC改造T68臥式鏜床是最好的選擇。4.2 PLC控制系統(tǒng)改造說明與I/O地址分配通過分析T68鏜床的電氣原理圖，確定對(duì)其進(jìn)行PLC改造所需的輸入點(diǎn)數(shù)為：17點(diǎn)；所需的輸出點(diǎn)數(shù)為7點(diǎn)；所需I/O點(diǎn)數(shù)一共需要24點(diǎn)。表4.1 I/O分配表及其地址編號(hào)輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱功能編號(hào)名稱功能編號(hào)SB1停車I0.0KM1M1正轉(zhuǎn)接觸器Q0.0SB2M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)I0.1KM2M1反轉(zhuǎn)接觸器Q0.1SB3M1反轉(zhuǎn)啟動(dòng)I0.2KM3主軸三角形啟動(dòng)接觸器Q0.2SB4M

30、1正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)I0.3KM4M1低速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器Q0.3SB5M1反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)I0.4KM5M1高速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器Q0.4SQ1/SQ2聯(lián)鎖保護(hù)I0.5/I0.6KM6M2高速正轉(zhuǎn)接觸器Q0.5SQ3主軸速度變換I0.7KM7M2高速反轉(zhuǎn)接觸器Q0.6SQ4進(jìn)給速度變換I1.0SQ5主軸變速?zèng)_動(dòng)I1.1SQ6進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)I1.2SQ7M1高速運(yùn)行I1.3SQ8M2正轉(zhuǎn)I1.4SQ9M2反轉(zhuǎn)I1.5N-KSM1正轉(zhuǎn)制動(dòng)速度繼電器I1.6n-KSM2反轉(zhuǎn)制動(dòng)速度繼電器I1.74.3 PLC選型與接線圖繪制4.3.1 PLC的選型1、 PLC生產(chǎn)廠家的選擇從對(duì)產(chǎn)品的熟悉程度及產(chǎn)品本身的可靠性、改造的要求和市場(chǎng)占有

31、率考慮，我們選擇西門子s7-200系列的產(chǎn)品。2、 輸入輸出(I/0)點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)的確定應(yīng)以控制設(shè)備所需的所有輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的總和為依據(jù)。在一般情況下，PLC 的I/O點(diǎn)應(yīng)該有適當(dāng)?shù)挠嗔?。通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。T68鏜床PLC改造所需的輸入點(diǎn)數(shù)為：17點(diǎn)；所需的輸出點(diǎn)數(shù)為7點(diǎn)；所需I/O點(diǎn)數(shù)一共需要：24點(diǎn)，所以我們選擇的PLC的型號(hào)所需的I/O點(diǎn)數(shù)至少為：24*（1+10%）=27 點(diǎn)3、 PLC存儲(chǔ)器容量的估算程序容量是存儲(chǔ)器中用戶程序所使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此存儲(chǔ)器容量應(yīng)大于程序容量。容量的計(jì)算大體上是按數(shù)字量I

32、/O點(diǎn)數(shù)的1015倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)(16位為一個(gè)字)，另外再按此數(shù)的25%考慮余量。該P(yáng)LC有24點(diǎn)且為數(shù)字量，則所需的存儲(chǔ)容量估算為：24*15*（1+25%）=450 （字） 450*16/1024=7.3KB 取整： 8KB4、 PLC通訊功能的選擇該P(yáng)LC需要滿足的通訊功能沒有特殊的要求。5、 電源的選擇根據(jù)我國的電網(wǎng)用電實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)，我們選擇電源為AC220的PLC。6、 PLC機(jī)型的選擇2S7-200 CN 系列PLC 適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200 CN 系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)

33、復(fù)雜控制功能。因此S7-200 CN 系列具有極高的性能/價(jià)格比。S7-200 CN 系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 極高的可靠性 極豐富的指令集 易于掌握 便捷的操作 豐富的內(nèi)置集成功能 實(shí)時(shí)特性 強(qiáng)勁的通訊能力 豐富的擴(kuò)展模塊S7-200 CN系列PLC有4個(gè)不同的基本型號(hào)的8種CPU可供選擇：圖4.1 S7-200系列實(shí)物圖(1) CPU221本機(jī)集成6 輸入/4 輸出共10 個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)。無I/O 擴(kuò)展能力。6K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。4 個(gè)獨(dú)立的30kHz 高速計(jì)數(shù)器，2 路獨(dú)立的20kHz 高速脈沖輸出。1 個(gè)RS485 通訊/編程口，具有PPI 通訊協(xié)議、MPI 通訊協(xié)議和

34、自由方式通訊能力。非常適合于小點(diǎn)數(shù)控制的微型控制器。(2) CPU 222 CN本機(jī)集成8 輸入/6 輸出共14 個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)。可連接2 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至78 路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或10 路模擬量I/O 點(diǎn)。6K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。4個(gè)獨(dú)立的30kHz 高速計(jì)數(shù)器，2 路獨(dú)立的20kHz 高速脈沖輸出，具有PID 控制器。1 個(gè)RS485 通訊/編程口，具有PPI 通訊協(xié)議、MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。是具有擴(kuò)展能力的、適應(yīng)性更廣泛的全功能控制器。(3) CPU 224 CN本機(jī)集成14 輸入/10 輸出共24 個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)?？蛇B接7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168

35、 路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35 路模擬量I/O 點(diǎn)。16K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30kHz 高速計(jì)數(shù)器，2 路獨(dú)立的20kHz 高速脈沖輸出，具有PID 控制器。1個(gè)RS485 通訊/編程口，具有PPI 通訊協(xié)議、MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O 端子排可很容易地整體拆卸。是具有較強(qiáng)控制能力的控制器。(4) CPU 224XP CN本機(jī)集成14 輸入/10 輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)，2 輸入/1 輸出共3 個(gè)模擬量I/O點(diǎn)，可連接7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168 路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或 38 路模擬量I/O點(diǎn)。22K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，6 個(gè)獨(dú)立的高速計(jì)數(shù)器(100

36、KHz)，2 個(gè)100KHz的高速脈沖輸出，2 個(gè)RS485 通訊/編程口，具有PPI 通訊協(xié)議、MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。本機(jī)還新增多種功能，如內(nèi)置模擬量I/O，位控特性，自整定PID 功能，線性斜坡脈沖指令，診斷LED，數(shù)據(jù)記錄及配方功能等。是具有模擬量I/O 和強(qiáng)大控制能力的新型CPU。(5) CPU 226 CN本機(jī)集成24 輸入/16 輸出共40 個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)?？蛇B接7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248 路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35 路模擬量I/O 點(diǎn)。26K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6 個(gè)獨(dú)立的30kHz 高速計(jì)數(shù)器，2 路獨(dú)立的20kHz 高速脈沖輸出，具有PID 控制器

37、。2 個(gè)RS485 通訊/編程口，具有PPI 通訊協(xié)議、MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O 端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。可完全適應(yīng)于一些4 復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。PLC的類型：PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類;整體型PLC的I/0點(diǎn)數(shù)較少且相對(duì)固定，因此用戶選擇的余地較小，通常用于小型控制系統(tǒng)。在這里，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，與以上分析與計(jì)算，我們選擇西門子s7-200系列的整體型PLC，型號(hào)為：CPU224 輸入點(diǎn)14，繼電器輸出10，并采用擴(kuò)展模塊。4.3.2 PLC接線圖的

38、繪制圖4.2（a） CPU224CN端子連線圖（6ES7 214-1AD23-0XB8、6ES7 214-1BD23-0XB8）圖4.2（b） CPU224CN端子連線圖（6ES7 214-1AD23-0XB8、6ES7 214-1BD23-0XB8）圖4.3 PLC數(shù)字量模塊擴(kuò)展圖圖4.4 模擬量模塊擴(kuò)展圖圖4.5 PLC硬件接線圖4.4 繪主程序制梯型圖4.4.1 編程軟件介紹STEP 7-Micro/WIN32 V4.0 SP3 編程軟件可以對(duì)所有的CPU 221 和CPU 222 CN/224 CN/224XP CN/226 CN 功能進(jìn)行編程。同時(shí)也可以使用STEP7-Micro/W

39、IN16 V2.1軟件包，但是它只支持對(duì)S7-21X同樣具有的功能進(jìn)行編程。STEP 7-Micro/DOS 不能對(duì)CPU 221和CPU 222 CN/224 CN/224XP CN/226 CN 編程。如果使用PG/PC的串口編程，則需要使用PC/PPI電纜。如果使用STEP 7-Micro/WIN32V4.0 SP3 編程軟件，則也可以通過SIMATIC CP 5511 或CP 5611編程。在這種情況下，通訊速率可高達(dá)187.5kbit/s。圖4.6 PLC編程接線圖4.4.2 繪制梯形圖根據(jù)T68鏜床的電氣控制原理及相應(yīng)I/O分配，繪制程序梯形圖如下：圖4.7 程序梯形圖圖4.8 程

40、序梯形圖（續(xù)）4.5 程序調(diào)試啟動(dòng)：當(dāng)按下主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB1時(shí)，PLC輸入點(diǎn)I0.0接收信號(hào)動(dòng)作，輸出正轉(zhuǎn)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)接觸器動(dòng)作，使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)按下主軸電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2時(shí)，PLC輸入點(diǎn)I0.1接收信號(hào)動(dòng)作，輸出反轉(zhuǎn)信號(hào)，從使而主軸電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)接觸器動(dòng)作，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。制動(dòng)：當(dāng)主軸正轉(zhuǎn)時(shí)，按下主軸電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)閉合速度繼電器常開觸點(diǎn)N-KS，PLC輸入點(diǎn)I1.6接收信號(hào)動(dòng)作，輸出主軸反轉(zhuǎn)制動(dòng)停止信號(hào)，驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)接觸器動(dòng)作，使主軸反轉(zhuǎn)制動(dòng)。當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)時(shí)，按下主軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)閉合速度繼電器常開觸點(diǎn)n-KS，PLC輸入點(diǎn)I1.7接收信號(hào)動(dòng)作，輸出主軸

41、正轉(zhuǎn)制動(dòng)停止信號(hào)，驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)接觸器動(dòng)作，使主軸正轉(zhuǎn)制動(dòng)。主軸變速?zèng)_動(dòng)：當(dāng)按下主軸變速?zèng)_動(dòng)開關(guān)SQ7，PLC輸入點(diǎn)I1.3接收信號(hào)動(dòng)作，輸出主軸變速?zèng)_動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)接觸器動(dòng)作，使主軸正轉(zhuǎn)變速?zèng)_動(dòng)。進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)：當(dāng)按下進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)開關(guān)SQ5，PLC輸入點(diǎn)I1.1接收信號(hào)動(dòng)作，輸出進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)接觸器動(dòng)作，使主軸進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)。軟件調(diào)試：圖4.9 低速正轉(zhuǎn)啟動(dòng)連鎖保護(hù)開關(guān)輸入I0.5接通，I0.6斷開，主軸電動(dòng)機(jī)可動(dòng)，高速電機(jī)不可動(dòng)，按下正轉(zhuǎn)低速啟動(dòng)按鈕I0.1,正轉(zhuǎn)接觸器Q0.0,主軸三角形啟動(dòng)接觸器Q0.2,低速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器Q0.3相繼接通，實(shí)現(xiàn)

42、主軸低速正轉(zhuǎn)啟動(dòng)。圖4.10 低速反轉(zhuǎn)啟動(dòng)連鎖保護(hù)開關(guān)輸入I0.5接通，I0.6斷開，主軸電動(dòng)機(jī)可動(dòng)，高速電機(jī)不可動(dòng)，按下反轉(zhuǎn)低速啟動(dòng)按鈕I0.2,反轉(zhuǎn)接觸器Q0.1,主軸三角形啟動(dòng)接觸器Q0.2,低速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器Q0.3相繼接通，實(shí)現(xiàn)主軸低速反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。圖4.11 正轉(zhuǎn)高速運(yùn)行連鎖保護(hù)開關(guān)輸入I0.5接通，I0.6斷開，主軸電動(dòng)機(jī)可動(dòng)，高速電機(jī)不可動(dòng)，接通高速運(yùn)行輸入I1.3,按下正轉(zhuǎn)低速啟動(dòng)按鈕I0.1,正轉(zhuǎn)接觸器Q0.0,主軸三角形啟動(dòng)接觸器Q0.2,低速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器Q0.3相繼接通，實(shí)現(xiàn)主軸低速正轉(zhuǎn)啟動(dòng),三秒后Q0.3斷開，高速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器Q0.4接通，實(shí)現(xiàn)反向高速運(yùn)行。 圖4.12 反轉(zhuǎn)高速

43、運(yùn)行連鎖保護(hù)開關(guān)輸入I0.5接通，I0.6斷開，主軸電動(dòng)機(jī)可動(dòng)，高速電機(jī)不可動(dòng)，接通高速運(yùn)行輸入I1.3,按下反轉(zhuǎn)低速啟動(dòng)按鈕I0.2,反轉(zhuǎn)接觸器Q0.1,主軸三角形啟動(dòng)接觸器Q0.2,低速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器Q0.3相繼接通，實(shí)現(xiàn)主軸低速反轉(zhuǎn)啟動(dòng),三秒后Q0.3斷開，高速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器Q0.4接通，實(shí)現(xiàn)反向高速運(yùn)行。圖4.13 正轉(zhuǎn)制動(dòng)中間過程正轉(zhuǎn)時(shí)按下停車按鈕，I0.0接通，正轉(zhuǎn)接觸器Q0.0斷開,反轉(zhuǎn)接觸器Q0.1接通，主軸三角形啟動(dòng)接觸器Q0.2斷開，M1串電阻R反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)，反轉(zhuǎn)制動(dòng)演示與其相類似，一段時(shí)間后速度繼電器n-KS斷開,主軸停轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)停車。圖4.14 正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)連鎖保護(hù)開關(guān)輸入I0.5接

44、通，I0.6斷開，主軸電動(dòng)機(jī)可動(dòng)，高速電機(jī)不可動(dòng)，按下正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕，I0.3接通，正轉(zhuǎn)接觸器Q0.0,低速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器Q0.3相繼接通，實(shí)現(xiàn)主軸正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕，松開正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕，正轉(zhuǎn)停止。圖4.15 反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)連鎖保護(hù)開關(guān)輸入I0.5接通，I0.6斷開，主軸電動(dòng)機(jī)可動(dòng)，高速電機(jī)不可動(dòng)，按下反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕，I0.4接通，反轉(zhuǎn)接觸器Q0.1,低速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器Q0.3相繼接通，實(shí)現(xiàn)主軸反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕，松開反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕，反轉(zhuǎn)停止。圖4.16 主軸停車變速短時(shí)沖動(dòng)連鎖保護(hù)開關(guān)輸入I0.5接通，I0.6斷開，主軸電動(dòng)機(jī)可動(dòng)，高速電機(jī)不可動(dòng)，在停車狀態(tài)下，拉出主軸速度變換拉桿，I0.7接通，進(jìn)行主軸變速，速度調(diào)好后，按

45、下主軸變速?zèng)_動(dòng)按鈕，I1.1接通，主軸作短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，以達(dá)到較好的齒輪嚙合。圖4.17 進(jìn)給停車變速短時(shí)沖動(dòng)連鎖保護(hù)開關(guān)輸入I0.5接通，I0.6斷開，主軸電動(dòng)機(jī)可動(dòng)，高速電機(jī)不可動(dòng)，在停車狀態(tài)下，拉出進(jìn)給速度變換拉桿，I1.0接通，進(jìn)行進(jìn)給變速，速度調(diào)好后，按下主軸變速?zèng)_動(dòng)按鈕，I1.2接通，主軸作短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，以達(dá)到較好的齒輪嚙合。圖4.18 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)連鎖保護(hù)開關(guān)輸入I0.5斷開，I0.6接通，主軸電動(dòng)機(jī)不可動(dòng)，高速電機(jī)可動(dòng)，按下高速電機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕，I1.4接通，高速電機(jī)M2正轉(zhuǎn)接觸器Q0.6接通,實(shí)現(xiàn)高速正轉(zhuǎn)。圖4.19 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2反轉(zhuǎn)連鎖保護(hù)開關(guān)輸入I0.5斷開，I0.6接通，主軸

46、電動(dòng)機(jī)不可動(dòng)，高速電機(jī)可動(dòng)，按下高速電機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕，I1.5接通，高速電機(jī)M2反轉(zhuǎn)接觸器Q0.7接通,實(shí)現(xiàn)高速反轉(zhuǎn)。4.6 設(shè)計(jì)改造購置物品經(jīng)費(fèi)預(yù)算利用西門子S7-200 CPU224PLC 改造T68鏜床購置物品清單：表4.2 購置清單物品價(jià)格S7-200CN CPU224 6ES7214-1BD23-0XB81100元USB-PPI 西門子S7-200編程線40元EM232數(shù)字量擴(kuò)展模塊360元總計(jì)1500元第五章 TD200相關(guān)介紹和PLC的安裝5.1 TD200相關(guān)介紹TD200文本顯示器是所有S7-200 CN 系列操作員界面問題的最佳解決方法。TD200 連接很簡(jiǎn)單，只需用它提供的連

47、接電纜接到CPU 22X CN 系列PPI 接口上即可。不需要單獨(dú)的電源。TD200 具有下列用途：圖5.1 TD200文本顯示器 顯示信息。 在控制系統(tǒng)中起設(shè)定和修正參數(shù)的作用，例如：改變動(dòng)作、報(bào)警等的設(shè)定值，設(shè)定實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)間等。 可以提供8個(gè)由用戶自定義的功能鍵。 提供密碼保護(hù)功能TD200 具有下列功能： 牢固的塑料殼，前面板IP65防護(hù)等級(jí)。 27mm 的安裝深度，無須附件即可安裝在箱內(nèi)或面板內(nèi)，或用作手持設(shè)備。 背光LCD 液晶顯示：即使在逆光情況下也易看清。 人體工學(xué)設(shè)計(jì)的輸入鍵位于可編程的功能鍵上部。 TD200 中文版內(nèi)置國標(biāo)漢字庫 內(nèi)置連接電纜的接口。 如果TD200 與S

48、7-200 CN系列之間距離超過2.5 m，需接額外電源。這時(shí)用Profibus 總線電纜連接。5.2 AC交流接線安裝AC交流接線應(yīng)按圖4.21步驟進(jìn)行安裝，圖中節(jié)點(diǎn)注釋如下：a用一個(gè)單刀切斷開關(guān)將電源與CPU、所有的輸入電路和輸出(負(fù)載)電路隔離開。b用一臺(tái)過流保護(hù)設(shè)備以保護(hù)CPU 的電源、輸出點(diǎn)以及輸入點(diǎn)。你也可以為每個(gè)輸出點(diǎn)加上保險(xiǎn)絲進(jìn)行范圍更廣的保護(hù)。c當(dāng)你使用Micro PLC 24V DC傳感器電源時(shí)，可以取消輸入點(diǎn)的外部過流保護(hù)，因?yàn)樵搨鞲衅麟娫淳哂卸搪繁Ｗo(hù)功能。d將S7-200 CN 的所有地線端子同最近接地點(diǎn)相連接，以獲得最好的抗干擾能力。建議所有的接地端子都使用14 AW

49、G 或1.5mm2 的電線連接到獨(dú)立導(dǎo)電點(diǎn)上(亦稱一點(diǎn)接地)。e本機(jī)單元的直流傳感器電源可用來為本機(jī)單元的輸入。f擴(kuò)展DC 輸入以及g擴(kuò)展繼電器線圈供電，這一傳感器電源具有短路保護(hù)功能。h在大部分的安裝中，如果把傳感器的供電M端子接到地上可以獲得最佳的噪聲抑制17。 圖5.2 120/230V AC使用單相過流保護(hù)開關(guān)保護(hù)CPU和負(fù)載電路5.3 直流安裝直流接線應(yīng)按圖4.22步驟進(jìn)行安裝，圖中節(jié)點(diǎn)注釋如下：a用一個(gè)單刀開關(guān)(a)將電源同CPU、所有的輸入電路和輸出(負(fù)載)電路隔離開。b用過流保護(hù)設(shè)備以保護(hù)CPU電源，c輸出點(diǎn)，以及d輸入點(diǎn)。你也可以在每個(gè)輸出點(diǎn)加上保險(xiǎn)絲進(jìn)行過流防護(hù)。當(dāng)你使用M

50、icro24V DC 傳感器電源時(shí)，可以取消輸入點(diǎn)的外部過流保護(hù)，因?yàn)閭鞲衅麟娫磧?nèi)部具有限流功能。e確保DC 電源有足夠的抗沖擊能力，以保證在負(fù)載突變時(shí)，可以維持一個(gè)穩(wěn)定的電壓，這時(shí)需要一個(gè)外部電容。f在大部分的應(yīng)用中，把所有的DC 電源接到地可以得到最佳的噪聲抑制。在未接地DC 電源的公共端與保護(hù)地之間并聯(lián)電阻與電容(g)。電阻提供了靜電釋放通路，電容提供高頻噪聲通路，它們的典型值是1M 和4700pf。h將S7-200 CN 所有的接地端子同最近接地點(diǎn)(h) 連接，以獲得最好的抗干擾能力。建議所有的接地端子都使用14 AWG 或1.5mm2 的電線連接到獨(dú)立導(dǎo)電點(diǎn)上(亦稱一點(diǎn)接地)。24V

51、 DC 電源回路與設(shè)備之間，以及120230V AC電源與危險(xiǎn)環(huán)境之間，必須提供安全電氣隔離17。圖5.3 DC系統(tǒng)的安裝總結(jié)通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)PLC的控制原理和T68型臥式鏜床的工作情況有了更進(jìn)一步的了解。工業(yè)控制采用PLC比傳統(tǒng)的采用電子線路和繼電器具有可靠性、維護(hù)方便、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。而在本次設(shè)計(jì)的過程中，讓我深入地知道了什么叫畢業(yè)設(shè)計(jì)。并通過很多途徑進(jìn)行了解所需要的材料。這樣也對(duì)我很好的利用可利用資源完成所要完成的任務(wù)的可靠性和理想性。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，對(duì)課本上所學(xué)的知識(shí)有了一個(gè)很好的擴(kuò)充，對(duì)所學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行鞏固和加深。同樣，也使我們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)和工作中能夠更好地去完成任務(wù)，這樣才能真正地掌握并運(yùn)用所學(xué)到的知識(shí)。在設(shè)計(jì)的過程中遇到了很多不理解的東西，通過指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助，還通過網(wǎng)絡(luò)和圖書館將問題一一地解決?？吹搅宋业脑O(shè)計(jì)的完成其實(shí)并不是一項(xiàng)很困難的事情。使我不懼怕困難，敢于與困難作斗爭(zhēng)，并在此過程中學(xué)習(xí)和進(jìn)步。這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)給我們帶來的不只是一種問題，而是很多個(gè)要解決的問題。在解決問題的同時(shí)學(xué)到更多的知識(shí)才是我們這次設(shè)計(jì)的目的。我想這次畢業(yè)設(shè)計(jì)會(huì)使我