銑床改造修改

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）基于PLC和變頻器的X52K型立式銑床電氣系統(tǒng)改造系部：機電工程系專業(yè)班級：機電1701學(xué)號：姓名：李丹指導(dǎo)老師：穆麗娟2021年5月27日山西能源學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書中文題目：基于PLC和變頻器的X52K型立式銑床電氣系統(tǒng)改造英文題目：ElectricalsystemreformofX52KverticalmillingmachinebasedonPLCandinverter姓名：李丹學(xué)號：系部：機電工程系專業(yè)：機械電子工程班級：機電1701指導(dǎo)教師：穆麗娟職稱：教授完成日期：2021年5月27日誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨立完成的。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，畢業(yè)設(shè)計（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。作者簽名：日期：關(guān)于使用授權(quán)的說明本人完全了解山西能源學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱或借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：摘要隨著社會的不斷發(fā)展，市場競爭日趨激烈。但是，由于傳統(tǒng)的機床使用繼電器作為控制系統(tǒng)，因此除了系統(tǒng)占用的空間大，噪聲大，功耗高外，繼電器本身也存在很多故障點。故障不適合檢測且缺乏靈活性。因此，所有生產(chǎn)企業(yè)都迫切需要改進生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率。手動方法已被使用，特別是在需要自動化的企業(yè)中。過去使用，生產(chǎn)效率低，成本低，但企業(yè)競爭力低。可編程控制器PLC是發(fā)達國家常用的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制設(shè)備。由于其可靠性高，邏輯功能強，被廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)。此外，小型PLC相對便宜并且用于電力?？刂齐娐贰Ｋl(fā)揮了非常重要的作用。本文首先對設(shè)計進行整體分析，勾勒出整體的設(shè)計理念。然后我們仔細分析了銑床的工作原理，分析了車床的主運動和進給運動，以及其他的輔助運動，最后據(jù)此制定出來。X52K銑床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計方案完成了電氣控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計，包括主電路、控制電路、PLC硬件配置電路的編程。梯形圖和程序使用PLC測試臺進行調(diào)試。關(guān)鍵詞：PLC；數(shù)控機床；立式銑床ABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofsociety,themarketcompetitionismoreandmorefierce,butbecausethetraditionalmachinetoolsadoptrelayasthecontrolsystem,inadditiontothelargesystemspace,largenoise,moreelectricalenergy,relayitself,sotheproductionenterprisesurgentlyneedtoimproveproductiontechnology,productionefficiency,especiallyintheneedofautomationenterprises,thepasthasbeenusingartificialmethods,resultinginlowproductionefficiency,highproductioncostandpoorcompetitiveness.ProgrammablecontrollerPLCisanadvancedstandardindustrialcontrolequipment,withhighreliabilityandwideapplicationinmanylogicfunctions,andsmallPLCisrelativelycheap,playinganextremelyimportantroleinelectricalcontrolcircuits.Thispaperanalyzesthegeneraldesignconcept,thenanalyzestheworkingprincipleofthemillingmachine,analyzesthemainmovementandfeedmovement,finallydevelopsthedesignschemeofPLCcontrolsystem,completesthedesignofhardwareandsoftware,includingthemaincircuit,controlcircuit,PLChardwareconfigurationcircuit,anddebuggingtheprogramusingPLCexperimentalstation..Keywords:PLC;grinder;controlsystem目錄1緒論1.1研究背景可編程控制器PLC由于其可靠性高而且邏輯功能強，因此是發(fā)達國家常用的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制設(shè)備。被廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)。此外，小型PLC相對便宜并且用于電力?？刂齐娐?。它發(fā)揮了非常重要的作用。CNC加工技術(shù)的應(yīng)用是機械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，將機械制造業(yè)的發(fā)展推上了一個新的臺階。數(shù)控機床由于電子計算機、自動控制、伺服驅(qū)動、精密傳感和新型機械結(jié)構(gòu)的技術(shù)成果的綜合應(yīng)用，具有高柔性、高精度和高自動化的特點，從而提高了制造水平。通過加工傳統(tǒng)制造工藝技術(shù)難以或無法解決的復(fù)雜異型件，我們?yōu)樯鐣峁┝烁哔|(zhì)量、多功能、高可靠性的機械產(chǎn)品，取得了巨大的經(jīng)濟效益。但是，由于傳統(tǒng)機床采用繼電器作為控制系統(tǒng)，除系統(tǒng)占用空間大、噪聲大、功耗大外，繼電器本身故障點多，存在不適合查找的缺陷。靈活性差在機電控制單元中，過去舊的工作方式無法長期保持，有時會發(fā)生故障。因此，它們不能滿足當(dāng)今社會發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)。為了防止這種情況發(fā)生，我們需要將先進的技術(shù)融入到機電機器的主流中。這就是PLC技術(shù)。邏輯控制相對于各種電氣元件的觸點控制的優(yōu)點是響應(yīng)和動作時間要短得多，連接速度快，可靠性很高，所以重組繼電器控制系統(tǒng)是大勢所趨。數(shù)控系統(tǒng)已成為許多企業(yè)的選擇，如今所有的生產(chǎn)者隨著社會的不斷發(fā)展都迫切需要改進生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，市場競爭日趨激烈特別是那些需要自動化的生產(chǎn)者都在采用手工方式。生產(chǎn)效率不高的同時生產(chǎn)成本低這就進一步導(dǎo)致了企業(yè)競爭力差。1.2銑床的概述在中國，銑床已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)加工中的重要設(shè)備之一，銑刀切割器主要是旋轉(zhuǎn)運動，而工件和銑刀的運動是一種伺服機構(gòu)。機器平面、凹槽、各種表面、齒輪等都可以進行加工。銑床是一種工件銑床。除了銑削凹槽、齒輪齒、螺紋軸，銑床還可以加工更復(fù)雜的型材。比機械制造和運營部門的使用效率更高。銑床是一種多功能平面加工機床（水平面、垂直面）、槽（關(guān)鍵槽、t型槽、尾槽燕尾槽等）。齒輪部件（齒輪、開口銷）。螺旋表面（細絲、螺旋槽）和各種彎曲表面。它也可用于加工旋轉(zhuǎn)體的表面和內(nèi)孔，并切割工件。當(dāng)銑床工作時，工件安裝在工作臺上或第一批其他附件的分揀上，銑床隨主運動旋轉(zhuǎn)，輔以工作臺上的運動，工件可以獲得所需的加工面。多線切割機改進銑床。簡單來說，銑床可以是銑、鉆、鉆工件的機床。主要功能是點位控制功能，可以實現(xiàn)霍爾系統(tǒng)的加工和高精度的相互定位。連續(xù)輪廓控制功能可以實現(xiàn)直線插補、圓弧和曲線非球面加工的功能。刀具半徑補償功能這個功能可以根據(jù)部分圖形中顯示的尺寸進行編程，而不考慮所用刀具半徑的實際尺寸，從而減少編程期間復(fù)雜的數(shù)值計算。刀具長度補償功能可以自動補償?shù)毒唛L度，以滿足加工過程中刀具長度調(diào)整的要求。鏡像縮放和處理功能可以通過改變來自指定刻度的坐標(biāo)值來執(zhí)行編輯后的處理過程。鏡面加工也稱為奧氏加工。如果部分的形狀與坐標(biāo)軸的對稱性有關(guān)，那么只需要編程一個或兩個象限，其余部分的輪廓可以通過加工鏡面來實現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)功能在處理平面內(nèi)以任意角度旋轉(zhuǎn)編輯后的處理程序。子程序調(diào)用函數(shù)，當(dāng)某些部分必須在不同的位置重復(fù)相同的函數(shù)時，使用函數(shù)處理程序作為子程序，然后在適當(dāng)?shù)奈恢弥貜?fù)命名，以完成零件處理。宏程序功能可以使用通用指令來表達一組指令，這些指令執(zhí)行特定的功能，并且可以在變量上運行，以使程序更加靈活和方便[7]。1.3銑床現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢銑床最初是美國人發(fā)明的臥式銑床。惠特尼在1818年。為了在麻花鉆上銑削螺旋槽，美國JrBROWN于1862年制作了第一臺通用銑床，升降工作臺銑床原型，我國在1884年引進了銑床。半自動銑床出現(xiàn)在20世紀(jì)20年代，工作臺架使用擋塊完成自動“快速”轉(zhuǎn)換。銑床在控制系統(tǒng)自1950年以來發(fā)展迅速，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是20世紀(jì)70年代以后，微處理器的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動換刀系統(tǒng)被應(yīng)用于銑床，擴大了加工機的種類，提高了加工精度和效率。隨著機械化進程的深入，數(shù)控編程已廣泛用于節(jié)省大量勞動力的機床。銑床編程的CNC逐漸取代了目前的手工操作。工作人員要求會更高，當(dāng)然效率也會更高在國民經(jīng)濟不斷發(fā)展的情況下，國內(nèi)各種銑床，尤其是數(shù)控銑床，不能滿足各類用戶的需求，需要大量進口。根據(jù)中國機床協(xié)會市場部提供的資料，自1998年以來，各種銑床的進口量從4622年的6471臺增加到2001年的4622臺，其中數(shù)控銑床的進口量有所增加。563到2290。增幅約為258%。盡管進口大幅增加，但銑床出口，特別是數(shù)控工廠的出口增長緩慢，2001年銑床數(shù)量下降了56%和14%。中國銑床的發(fā)展起步較晚。自1949年中華人民共和國成立以來，中國的機械工業(yè)已經(jīng)從保守主義逐漸發(fā)展到相對完整的范疇，具有一定的規(guī)模、技術(shù)水平和完備的工業(yè)輔助企業(yè)。雖然銑床的快速發(fā)展和一些產(chǎn)品的產(chǎn)量居世界第一，但中國制造業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈中的地位往往處于低端。主要問題是，我們的主要部件是在海外控制的，擁有獨立知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品比例很小，國際競爭力不足。只有提高技術(shù)創(chuàng)新和關(guān)鍵部件研發(fā)的動力，才能突破外國封鎖，提高技術(shù)水平。行業(yè)內(nèi)幕人士認為，中國機械制造業(yè)存在巨大的技術(shù)黑洞，其中最突出的現(xiàn)象之一是它高度依賴外國技術(shù)。很久以前，公司的進口設(shè)備成了宣傳噱頭。因此，他們不太關(guān)心自己的創(chuàng)新，人們也不做。只有從國外進口的生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品保證是可靠的。它主要包括高速主軸、高系統(tǒng)進給速度和高速輔助工作。這樣的快速發(fā)展可以有效地提高產(chǎn)量。高速主軸主要是為高速物料打下堅實的基礎(chǔ)。為了達到高速，除了考慮結(jié)構(gòu)和冷卻模式的直度外，潤滑方法選擇軸承也很重要。進料系統(tǒng)速度快意味著物料向前和快速前進的切割速度快。物料切割速度通常不會增加，因為主要由刀具、切口材料可能的切割規(guī)格決定，切削規(guī)格由刀、切削材料、加工精度和粗糙度表面要求決定?？焖龠\動的顯著增加主要是由于未加工時間的縮短。輔助操作主要指換刀操作和換板操作。換刀動作速度快，基本上改變了傳統(tǒng)的驅(qū)動動作，每個動作依次執(zhí)行。相反，使用相機控制機械臂。腔室中的凹槽控制運動。只要凸輪槽形狀吻合良好，某些操作可能重疊并同時起作用。高速加工的最終目的是提高效率。采用高速加工工藝可以縮短切割時間和輔助時間，并實現(xiàn)加工生產(chǎn)的高質(zhì)量和高效率。切削前、切削期間和切削后的參數(shù)智能監(jiān)控，異常情況通過各種測量因素自動進行數(shù)控調(diào)整和校正，以保證加工平穩(wěn)，保證零件質(zhì)量，縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率。智能數(shù)控機床技術(shù):1.自動振動抑制功能。在高速加工過程中，機床易于產(chǎn)生振動，而且切割工具也易于攜帶。本機能自動抑制振動，大大提高加工精度。2.自動測量和自動補償功能。減少高速主軸、立柱和床體熱變形的影響，并大大拉動試驗機的加工精度。3.能夠自動避免切削刀具和工件之間的碰撞。從而大大降低了事故發(fā)生率，提高了機床運行可靠性。4.自動附加機油潤滑和噪音抑制功能。大大改善了工作條件。5.數(shù)控系統(tǒng)具有特殊的人機對話功能。編程時，工具軌道顯示在監(jiān)控屏幕上，以進一步提高切割效率。6.機器故障可以遠程診斷。智能技術(shù)提高了數(shù)控機床的功能和質(zhì)量，智能數(shù)控機床的發(fā)展前景十分廣闊。進一步提高效率、自動化、智能、聯(lián)網(wǎng)和集成是全球制造技術(shù)的目標(biāo)。也是基于數(shù)控工具機床技術(shù)的進步[1]。1.4研究的內(nèi)容及意義X52K銑床是早期立式機床，應(yīng)用范圍廣。它主要用于機械制造、模具、儀器、測量、摩托車等行業(yè)。由于傳統(tǒng)的X52K立式銑削，主傳動系統(tǒng)的速度采用多級嚙合模式，在實際加工過程中暴露出噪音大、起動驅(qū)動不穩(wěn)定、影響大的問題。本課程旨在將PLC控件轉(zhuǎn)換為控制核心。這大大節(jié)約了電能，改善了系統(tǒng)自動化、結(jié)構(gòu)簡單、維護、保養(yǎng)、調(diào)整、經(jīng)濟實用的配置，可以使系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，取代傳統(tǒng)的中繼器控制系統(tǒng)。分析和控制要求，根據(jù)X52K銑刨機的功率和工作特性，選擇頻率轉(zhuǎn)換器，制定基于PLC控制的電路，完成頻率轉(zhuǎn)換器的硬件結(jié)構(gòu)和安裝參數(shù)，并設(shè)計電氣主電路。程序圖根據(jù)設(shè)計電路控制PLC軟件，根據(jù)PLC控制電路圖繪制主電路圖，并打開和完成相應(yīng)的保護工作。銑床已經(jīng)成為機械行業(yè)的組成部分。特別是各類高精度銑床和數(shù)控銑床，是國防、航空、汽車、船舶制造、機床、刀具制造等領(lǐng)域開發(fā)品種、促進技術(shù)創(chuàng)新的重要設(shè)備。銑床數(shù)量占機床總數(shù)的1/10以上。但是，中國仍以普通銑床為主，而數(shù)控銑床占很小比例，技術(shù)水平低，大部分仍需進口。不斷加強技術(shù)創(chuàng)新是提高國產(chǎn)銑削加工水平的關(guān)鍵[3]

2X52K型立式銑床的運動方式和控制原理2.1X52K型立式銑床的簡介X52K是立式升降臺銑床，主軸與工作面垂直，主要由床身、立銑頭、主軸、工作臺、升降臺、底座等組成。X52K立式銑床結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示圖2-1X52K型銑床的主要結(jié)構(gòu)（1）床身固定及支撐銑床各部分。（2）端銑頭——支撐主軸，可左右傾斜一定角度。（3）主軸為空心軸，前端有精密錐孔，用于安裝銑刀和旋轉(zhuǎn)銑刀。（4）工作臺——可以裝載和夾緊工件，可以上下移動，也可以水平旋轉(zhuǎn)。（5）升降臺——通過升降螺絲支撐工作臺，使工作臺可以垂直移動（6）變速機構(gòu)-主軸速度機構(gòu)在床上，使主軸有18個速度，電梯臺面上的進給速度機構(gòu)可以提供更好的進給速度選擇。（7）支撐基床和升降臺，底部可儲存冷卻液。2.2給定技術(shù)性能的指標(biāo)：（1）主軸電機可順銑、逆銑，并應(yīng)實現(xiàn)制動、停止和兩工位控制。主軸電機的轉(zhuǎn)速由變頻器調(diào)節(jié)。（2）工作臺的垂直、水平、垂直運動由進給電機驅(qū)動，同時只能向一個方向運動，因此必須提供聯(lián)鎖保護。（3）主軸的轉(zhuǎn)動和工作臺的應(yīng)有序進行，進給運動應(yīng)在銑刨機轉(zhuǎn)動（主軸轉(zhuǎn)動）后進行，加工后的進給運動應(yīng)在銑刨機停止前停止。（4）冷卻泵電機只需正轉(zhuǎn)即可。（5）電氣系統(tǒng)必須有過壓保護，主回路工作電流可返回PLC進行過流保護.2.3X52K型立式銑床的運動特點（1）端銑頭為了擴大了機床的加工范圍可在垂直平面上45正反旋轉(zhuǎn)調(diào)整。主軸承載能力強因此軸承為圓錐滾子軸承，主軸采用能耗制動停止以及大制動力矩。（2）工作臺X/Y/Z方向有手動進給、電動進給和電動高速進給三種。進給速度可滿足各種加工要求?？焖龠M給可使工件快速到達加工位置。減少非加工時間。（3）X、Y、Z三向?qū)к壐苯?jīng)超聲波淬火、精磨、刮削加工，強制潤滑，提高精度，延長機床壽命。（4）潤滑裝置噴嘴和流量可滿足多種加工要求，而且為了為了減少機床的磨損可強制潤滑橫向和縱向絲杠和導(dǎo)軌。同時為了保證機床的高效運行可以調(diào)整冷卻系統(tǒng)來改變冷卻液。（5）機床設(shè)計遵循人體工學(xué)原理，操作方便。操作面板采用簡單直觀的視覺符號設(shè)計2.4X52K型立式銑床的控制線路及工作原理分析控制電路的電源由控制變壓器TC輸出110V電壓供電。X52K銑床電氣原理圖，如圖2-2。圖2-2X52K型銑床電氣原理圖2.4.1X52K型立式銑床主電路分析（1）軸電動機M1的控制SB3、SB4為主軸電機M1兩組啟動鍵因為其采用兩種控制方式。SB1、SB2為兩組停止鍵。啟動接觸器KM1負責(zé)控制主軸電機M1，主軸制動電磁離合器以及主軸運動時的瞬時點動位置開關(guān)分別為YB和SQ7。（2）只有在主軸啟動后橫動電機M2控制臺的橫動運動才可以開始進行。3個坐標(biāo)6個方向這都是工作臺進給可在移動的選擇。傳送運動相應(yīng)的位置開關(guān)的控制僅僅需要一個機械聯(lián)動裝置以及兩個操作手柄，使傳送電機（M2）向前或向后移動來實現(xiàn)的。它不能同時連接雖然可以雙向工作。傳統(tǒng)的X52K立式銑床采用繼電器控制，存在觸點多導(dǎo)致的電路接線復(fù)雜、噪聲大而且可靠性相對較差、故障診斷與排除相對較難等諸多缺點。當(dāng)熔斷器熔合在一起時大多數(shù)控制繼電器的觸點都容易產(chǎn)生電弧會導(dǎo)致故障并造成嚴(yán)重后果。繼電器控制系統(tǒng)需要人工接線和安裝，簡單的改動需要大量的時間、人力和物力進行改造、安裝和調(diào)試。2.4.2X52K型銑床控制電路分析1．主軸電電機M1控制由于沒有必要經(jīng)常改變銑床主軸的旋轉(zhuǎn)方向，所以M1的正反轉(zhuǎn)由開關(guān)SC5控制。無兩個接觸器的控制電路，更易于手動開關(guān)，而且工作更可靠。主軸電機支架繞組M1可以通過接觸器KM2的主觸點制動。動力制動用直流電源由UR橋整流器供電。X52K立式銑床有兩組操作按鈕和操作手柄，安裝在機床的前端和左側(cè)，可以從兩個位置進行控制，其中SB1和SB2是主軸電機的停止按鈕。M1、SB3和SB4是啟動按鈕。主軸馬達M1的旋轉(zhuǎn)方向由啟動前速開關(guān)SC5選擇。當(dāng)按下啟動按鈕SB3或SB4時，接觸器線圈KM1被能量充電，通常打開的觸點KM1關(guān)閉并自復(fù)位，主觸點KM1關(guān)閉，并且電機M1被激活。同時，動態(tài)觸點KM1關(guān)閉，控制臺控制電路打開。按下停止按鈕SB1或SB2時，觸點會干擾接觸器線圈電路KM1和接觸器線圈電路KM2。KM1關(guān)閉觸點復(fù)位后，KM2關(guān)閉。全波修正的電能被輸送到電機繞組M1，松開SB1或SB2，接觸器KM2和制動主軸電機M1結(jié)束。行程開關(guān)S7連接到主軸調(diào)速器機構(gòu)，以使主軸電機M1在主軸速度切換時短時間脈沖。主軸電機M1停止時，主軸轉(zhuǎn)速必須調(diào)整。先打開速度控制旋鈕，將速度刻度盤轉(zhuǎn)到要求的速度，然后將旋鈕拉回到原來的位置，按下行程開關(guān)S7，S7的通常打開的觸點S'7-1，使其瞬間關(guān)閉，接觸器KM1短暫閉合釋放，并滑動主軸瞬時沖擊使齒輪易于加工。同時，通常閉合的F7-2觸點斷開，接觸器KM1的自固定電路斷開。當(dāng)行程開關(guān)恢復(fù)時，S7斷開，線圈KM1斷開，S7再次關(guān)閉，主軸電機M1轉(zhuǎn)動。2.冷卻泵電動機M2控制轉(zhuǎn)換開關(guān)SC3負責(zé)M2的控制。合上SC3并且當(dāng)KM1接觸器吸合時，M2冷卻泵電動機與M1主軸電動機才會同時啟動。3.工作臺進給電動機M3控制轉(zhuǎn)換開關(guān)SC1在不使用圓形工作臺時必須置于斷開位置，SC1-1、SC1-3觸點必須閉合，SC1-2必須斷開。進給發(fā)動機在加工過程中M3的正反轉(zhuǎn)由兩個接觸器KM3和KM4控制。電機M3轉(zhuǎn)動的條件便是接觸器KM3的主觸點閉合，并且工作臺架進給方向可以前后或者甚至是上下；M3電機在KM4關(guān)閉時發(fā)生變化開始反轉(zhuǎn)，工作臺可向左移動，后退或上升。工作臺還由一個快速接觸器KM5和一個快速移動的電磁鐵YC控制，所以它也可以快速移動。工作臺的快速和橫移運動由同一臺電機M3驅(qū)動X52K立銑工作臺面的水平運動由手柄控制。進給電機M3可在兩種情況下工作。典型情況是，通常情況下，KM1的接觸器碰到觸點，電機主軸工作后，電機控制電路的進給工作臺架電源。否則，當(dāng)主軸電機不工作時，快速移動工作臺面，按下SB5或SB6，線圈KM5上臺，KM5控制電路上的電源觸點，使工作臺面快速移動。用于縱向移動工作臺的操作手柄有三個位置：左，右和停止位置。向左或向右轉(zhuǎn)動縱向進給驅(qū)動手柄，通過按下離合器打開縱向進給絲杠。同時，手柄通過聯(lián)動機構(gòu)操作行程開關(guān)SQ1和SQ2，將手柄轉(zhuǎn)至正確位置，行程開關(guān)SQ1的常開觸點SQ1-1閉合，常閉觸點SQ1-2已斷開連接。SQ1-1閉合，手柄拉回左側(cè)位置，行程開關(guān)SQ1復(fù)位，SQ2按下，SQ2-2斷開，SQ2-1閉合，接觸器KM4線圈得電，電機M3反轉(zhuǎn)，工作臺離開進給至?xí)r，把手拉至零位，SQ1、SQ2復(fù)位，接觸器KM3、KM4的線圈電路均斷開，進給電機M3停止。工作臺的水平和垂直進給操作手柄有五個位置：前進、后退、向下、向上和零位。手柄連接到水平和垂直進給螺釘，并且連接機構(gòu)允許控制行程開關(guān)SQ3和SQ4。當(dāng)手柄向前和向下定位時，SQ3的常開觸點SQ3-1閉合，常開觸點SQ3-2斷開，當(dāng)手柄在后向上位置時，常開觸點SQ5SQ4的-1閉合，常閉觸點SQ5-2斷開，手柄處于零位，SQ3和SQ4的常開觸點斷開，常閉觸點閉合。操作手柄位置互鎖，不能同時連接不同方向SQ1-2和SQ2-2為行程開關(guān)的常閉觸點，通常情況下串聯(lián)接入，而且SQ3-2和SQ5-2在通常情況下也是串聯(lián)接入，兩個串聯(lián)支路由通過并聯(lián)的方式接入。錯誤地在零位。如果離開它是如何工作的。并聯(lián)支路在兩個手柄都不在零位的情況下兩個不會接通，工作臺進給電機在接觸器KM4和KM5的線圈不通電的情況下不會啟動進行工作。工作臺還采用速度控制板和速度控制手柄進行速度控制。速度控制時，工作臺兩個手柄不要處于零位，主軸電機M1啟動，變速步長與主軸變速步長相同。當(dāng)手柄返回到其原始位置時，行程開關(guān)SQ6短暫地被致動，SQ6-1常開觸點將會閉合與此同時SQ6-2常閉觸點將會斷開不僅如此接觸器KM3閉合。M3工作臺進給電機脈沖時間短因此齒輪容易嚙合。工作臺的轉(zhuǎn)移運動具有由手柄操作的優(yōu)點，但手柄與電機容易發(fā)生故障因為連接機構(gòu)相對較為復(fù)雜。工作臺架可以主軸電機不工作的情況下在任何方向快速移動，驅(qū)動手柄的位置決定快速移動的方向。按下SB5按鈕可以用來設(shè)定長椅操作手柄的位置。SB6和接觸器KM5線圈被電磁鐵閉合,KM5主軸點導(dǎo)通,電磁鐵YC導(dǎo)通,工作臺驅(qū)動機構(gòu)快速動作,KM5動觸點閉合,工作臺工作控制電路導(dǎo)通,使接觸器KM3或KM4線圈。操作平臺在通電的情況下可以朝選定的方向快速移動。工作臺架的快速運動通過釋放按鈕SB5或SB6來控制點運動，也可以用于阻止工作臺架的快速運動。當(dāng)主軸和操作平臺開始向選定方向移動時，按下高速運動按鈕SB5或SB6，線圈接觸器KM5進行供電，電磁線圈YC被牽引，操作平臺快速移動到原來設(shè)定的位置。當(dāng)按鈕SB5或SB6被釋放時，工作臺架的快速運動成為初始供給運動狀態(tài)。2.5改造的目的傳統(tǒng)的X52K立式銑床采用控制繼電器，包括電路布線復(fù)雜、觸點多、噪聲大、可靠性低、故障診斷和故障排除。大多數(shù)控制繼電器觸點容易產(chǎn)生電弧，當(dāng)保險絲拖在一起時，可能會引起故障并產(chǎn)生嚴(yán)重后果。此外，繼器控制系統(tǒng)需要手動布線和安裝，簡單的修改需要大量的時間、人力和物力來維修、安裝和調(diào)試。PLC控制是可以有效改善上述問題。X52K機床控制部分的電氣改造是以PLC為控制核心，并利用PLC的優(yōu)勢進行的（1）系統(tǒng)維護簡單，維護時間短。采用一套可靠性設(shè)計方法設(shè)計了PLC。（2）PLC非常操作。它具有編程簡單、操作方便、維護方便等特點，一般不會引起故障。（3）PLC是一種用于控制工業(yè)生產(chǎn)過程的控制裝置，與一般計算機控制相比，編程語言更加簡單，設(shè)備更加穩(wěn)定。使用簡化的編程語言，編程錯誤率極低。（4）操作包括程序輸入和程序校正操作。您可以直接顯示節(jié)目輸入，或者在搜索或搜索節(jié)目后，立即根據(jù)您想要的地址號碼或聯(lián)系信息修改節(jié)目更改。（5）使用的編程語言包括樓梯圖形、功能圖、功能模塊和聲明描述編程語言。不同的編程方法可以簡化編程。上述功能為PLC控制系統(tǒng)，可靠性高，編程靈活，抗干擾能力強，運行穩(wěn)定等一系列優(yōu)點[6]。2.6整體方案設(shè)計（1）主軸電機M1有正反起動、正反制動和變速三種控制。（2）進給電機M2發(fā)動機有進給、快速運動和變速三種控制。（3）M3拖動冷卻泵，確保冷卻裝置僅向一側(cè)運動。（4）為保證安全，防止事故發(fā)生，機床使用聯(lián)鎖裝置來保證銑床的連續(xù)動作。（5）三臺電動機都設(shè)有短路保護，工作臺的六個方向，都設(shè)有限位裝置。

3控制系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1電氣元件的選型3.1.1保護電器的選擇（1）熔斷器熔斷器主要用于短路保護和嚴(yán)重過載保護，以保護系統(tǒng)安全。保險絲與受保護電路進行串聯(lián)，當(dāng)通過它的電流小于指定值時，保險絲就像電線一樣充當(dāng)連接。達到指定值（嚴(yán)重短路過載或短路）后，保險絲會自動閉合。螺旋熔斷器廣泛用于電氣控制電路和通用產(chǎn)品RL5、RL6、RL7和RL8系列。一般來說，熔化電流應(yīng)該是電機額定電流的1.5-2.5倍。主軸電機電路保險絲型號:RL1-100/100。冷卻發(fā)動機回路泵，并快速前進回路發(fā)動機選定型號的保險絲RL1-15/2、RL1-15/6。RL1-15/2控制電路的選擇模型。（2）熱繼電器熱中繼器是根據(jù)當(dāng)前熱效應(yīng)原理操作的保護裝置。反時限保護特性類似于發(fā)動機特有的允許過載。它主要用于電機過載、相位不足和當(dāng)前不平衡運行保護。它們還經(jīng)常與接觸器結(jié)合以形成電池啟動器。選擇原則:應(yīng)根據(jù)使用條件、工作環(huán)境、起動條件、受保護物體的負載特性、發(fā)動機的出現(xiàn)和發(fā)動機的允許載重量加以考慮。一般原則是保持熱中繼器所特有的放大器低于電機過載特性，充分利用電機過載以及電機短路。循環(huán)重載和啟動不受影響。通常，熱中繼器選擇的額定電流必須大于或等于電機的額定電流。設(shè)定電流通常是電機額定電流的1.051.1倍。JR36-63主軸電機電路熱中繼器型號選擇，設(shè)定電流:60A。冷卻泵回路熱繼電器型號:JR36-20，設(shè)定電流0.36A。3.1.2控制開關(guān)電器的選擇（1）轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)，也稱為組合開關(guān)，通常用在電氣設(shè)備、電源開關(guān)和負載中的間歇電路中，通過測量三向電壓，直接監(jiān)控小容量感應(yīng)電機的運行狀態(tài)。傳動開關(guān)由移動觸點（移動閘瓦）、靜態(tài)觸點（靜態(tài)閘瓦）、轉(zhuǎn)動軸、手柄、定位機構(gòu)和住房組成。一般的選擇原則是允許電流大于或等于電路電流評級。按此鍵選擇開關(guān)。常見的產(chǎn)品是H'5、H'10和H'15系列。該結(jié)構(gòu)選用H'10-100/3。（2）按鈕開關(guān)盒按鈕按鈕按鈕開關(guān)（也稱為控制按鈕）是一種手動開關(guān)，用于打開或關(guān)閉小電流電路的裝置。通常，如果不直接控制主電路的ON/OFF，將在控制電路中開始或停止命令。接觸器線圈、中繼器和電磁起動器的遠程電擊控制，然后控制主電路。目前LA4系列按鈕被廣泛使用，本文選擇為LA5-3H。1、整流器使用二極管轉(zhuǎn)換器，將電源中的電源轉(zhuǎn)換成直流電源。兩組晶體管轉(zhuǎn)換器也可以用來形成可逆轉(zhuǎn)換器，因為電源方向是可逆的。2.平面波電路修正整流后的直流電壓包含6倍于電源頻率的脈動電壓，逆變器產(chǎn)生的脈動電流也在直流電壓波動中。使用電感器和電容器來抑制電壓波動。吸取脈動電壓（電擊）。如果器件電容小，當(dāng)電源和主電路元件有空間時，電感器可以省略，并且簡單的平滑電路被使用。3.逆變器與整流器不同，逆變器直接將流速轉(zhuǎn)換成所需頻率的交流電流，并在規(guī)定的時間內(nèi)打開和關(guān)閉六個開關(guān)設(shè)備，以產(chǎn)生三鈍的交流輸出?？刂齐娐繁硎鞠虍惒诫姍C主電路提供控制信號（電壓和頻率可調(diào)）的電路。電壓頻率“計算電路”，“電壓電流檢測電路”主電路和“速度檢測”“電機電路”，操作電路控制信號增益“電路保護”，頻率轉(zhuǎn)換器和電機“電路保護”。（1）計算電路:將指令的外部速度和扭矩與電路感測電壓的電流和信號進行比較，以確定逆變器的輸出電壓和頻率。（2）電壓和電流檢測電路:與主電路隔離，用于檢測電壓和電流。（3）驅(qū)動電路:驅(qū)動電路主體裝置的電路。其與控制電路隔離，以打開和關(guān)閉電路的主單元。（4）速度檢測電路:接收設(shè)置在電動自動機軸異步電機中的速度傳感器信號作為速度信號，并將其發(fā)送到計算電路。根據(jù)說明書和計算，發(fā)動機可以按照說明書操作。（5）電路保護:為了防止變頻器和異步電機在異常過載或壓力過大時損壞，變頻器會停止或抑制主電路的電壓和電流值等。3.2變頻器的選擇3.2.1的特點和基本工作原理變頻器的組成變頻器是一種電源控制裝置，用于改變電源電機的運行頻率和交流電機的控制頻率。頻率設(shè)置模式包括操作鍵盤設(shè)置、接觸信號設(shè)置、模擬信號設(shè)置、脈沖信號設(shè)置、通信模式設(shè)置等。它可以實現(xiàn)各種功能，如軟啟動、節(jié)能、變頻和調(diào)速、提高工作精度、改變功率因數(shù)、過流/過壓/過負荷保護。隨著工業(yè)自動化水平的不斷提高，變頻器也得到廣泛的應(yīng)用。變頻器主要由AC-DC、濾波器、逆變器(DC-AC)和控制單元組成?；窘Y(jié)構(gòu)如圖3-1所示圖3-1變頻器基本構(gòu)成變頻器的特點1、輸出電壓波形通過多PWM控制接近正弦波。整流電路的脈沖數(shù)高而且多路復(fù)用因而功率因數(shù)高而且輸入諧波低。2、結(jié)構(gòu)緊湊的模塊化設(shè)計，提高產(chǎn)品兼容性的同時維護方便。3.沒有任何形式的過濾器非常低的輸出。產(chǎn)品的抗干擾能力和可靠性由于光纖通信技術(shù)的使用從而顯著提高。電源可自動旁路電路，實現(xiàn)不停機故障功能。變頻器的工作原理變頻器的工作原理是應(yīng)用變頻技術(shù)和微電子技術(shù)來改變電源電機的工作頻率，以控制交流電機的電源控制設(shè)備。我們使用的電源分為交流電源和直流電源，大多數(shù)常規(guī)直流電源是通過變壓器轉(zhuǎn)換、修復(fù)和過濾交流電源來獲得的。交流電源的供電量約占總用電量的95%。3.2.2變頻器的選型及接線方式變頻器的選型MICROMASTER420轉(zhuǎn)換器適用于各種變速驅(qū)動器，尤其是在泵、風(fēng)扇和運載系統(tǒng)中。其特征在于:設(shè)備性能適應(yīng)用戶需求，使用方便。電源電壓規(guī)格有很多，所以有很多不同的應(yīng)用。MICROMASTER430變頻器適用于各種變速驅(qū)動器，其靈活性使其適用于各種各樣的應(yīng)用。變頻器的特點是設(shè)備性能適應(yīng)用戶需求，使用方便。逆變器的輸入/輸出終端比MICROMASTER420多，優(yōu)化的操作面板具有手動/自動切換功能和具有適配器功能的軟件。所以最后選擇使用MICROMASTER430變頻器。變頻器接線及運行方式其接線方式如圖3-2所示，運行過程為：當(dāng)主軸電機開始運行時，QF1閉合主軸電機開始運行，當(dāng)KM1閉合時，變頻器開始運行，當(dāng)變頻器故障時，保護電路運行，斷開連接。圖3-2變頻器接線圖變頻器的參數(shù)設(shè)置其參數(shù)設(shè)置如表3-1所示。

表3-1變頻器調(diào)試參數(shù)設(shè)置工作原理名稱代碼參數(shù)用戶訪問級P00033開始快速調(diào)試P00101選擇工作地區(qū)P01000選擇命令源P07002選擇頻率設(shè)定值P10002電動機最小頻率P108020電動機最大頻率P108250控制方式P13002結(jié)束快速調(diào)試P39003

3.3PLCPLC的概述及選型3.3.1PLC的概述PLC的全稱是可編程邏輯控制裝置。PLC中最重要的是中央處理單元。根據(jù)編輯的程序，有重復(fù)掃描和操作并最終產(chǎn)生結(jié)果的任務(wù)。每次掃描程序時，都會打印結(jié)果并繼續(xù)。停止輸入端口。它執(zhí)行連續(xù)的掃描和寫入，然后對記錄的數(shù)據(jù)進行收集和排序，最后將其存儲在內(nèi)存中進行存儲。下一步是一步一步地閱讀和運行程序。對于可編程控制器，所涉及的I/O數(shù)量決定了是否可以完成相對復(fù)雜的項目。同時，計算速度也直接影響工作效率。計算速度越快，性能越好。速度多為10毫秒，有些類型的PLC在40毫秒時相對較慢。PLC之所以如此強大，是因為它可以模擬模擬量，也可以將數(shù)字信號輸入機器中得到結(jié)果。制作PLC的目的是為了應(yīng)對各種繁瑣的工業(yè)操作環(huán)境，所以它抗環(huán)境干擾，其編程方式比其他軟件更方便快捷。分步構(gòu)建梯形圖的框圖可以應(yīng)對復(fù)雜的環(huán)境，可以滿足大部分工作需要，并且具有很強的抗外部環(huán)境干擾的能力。與微控制器相比，方便快捷，與可編程邏輯控制器相比，編程內(nèi)容龐大復(fù)雜，不利于人們的使用，所以我用PLC來完成課題設(shè)計。PLC一般分為集成型和模塊化型兩種。集成的PLC通常由處理器板、i/o板、顯示面板、內(nèi)存和電源組成。PLC模塊通常由處理器模塊、i/o模塊、內(nèi)存模塊、電源模塊、基板或機架組成。1）CPU（中央處理器）微型計算機PLC的核心像一般的微型計算機一樣是CPU，它以實現(xiàn)算術(shù)單元主要由地址總線，控制總線以及數(shù)據(jù)總線組成，控制器，寄存器及其之間的連接。CPU在很大程度上決定了PLC的控制規(guī)模、運行速度和內(nèi)存容量等大部分整體性能，而且還影響CPU控制PLC的運行，解釋指令并進行讀取，引導(dǎo)PLC有序工作。2）存儲存儲(存儲器)主要用于存儲程序和數(shù)據(jù)，是PLC的一部分。PLC存儲器通常由系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器兩部分組成。系統(tǒng)程序通常不能由用戶修改由制造商編寫。PLC控制對象定義的用戶程序是用戶根據(jù)生產(chǎn)過程控制要求編寫的應(yīng)用程序。目的。3）輸入輸出模塊輸入模塊和輸出模塊通常稱為I/O模塊或I/O設(shè)備。PLC提供了各種操作級別、連接類型和驅(qū)動功能的I/O模塊，可以支持各種功能的I/O模塊。I/O分?jǐn)?shù)決定了模塊的規(guī)格和數(shù)量。I/O模塊可能更多或更少，但是最大數(shù)量受PLC可以管理的配置功能（即底板）的限制。PLC還提供i/O領(lǐng)域的各種專用模塊，如高速計算器、熱感器、以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、中斷控制、溫度控制、位置控制和音頻輸出以及打印機等專用類型或用于享受各種特殊功能的控制要求。智能接口模塊是一個有自己的處理器和系統(tǒng)程序以及內(nèi)存和連接到PLC系統(tǒng)總線口的接獨立的計算機系統(tǒng)。4）編程器編程器的作用是將用戶編寫的程序加載到用戶PLC程序存儲器中，檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行情況，并顯示PLC系統(tǒng)狀態(tài)以及內(nèi)部設(shè)備和參數(shù)。典型的編程器包括簡單的便攜式編程器、智能圖形編程器和專門的基于PC的編程軟件。目前，大多數(shù)PLC制造商都開發(fā)了軟件，支持用計算機進行PLC編程。PLC編程支持軟件安裝在個人電腦上后，可以作為圖形編程器來編輯和修改用戶程序，并在個人電腦之間進行交流。PLC:此接口實現(xiàn)用戶程序的雙就緒傳輸，控制PLC的運行狀態(tài)。5）電源PLC電源整個PLC的供電中心將外部供應(yīng)的交流能量轉(zhuǎn)換為處理器、內(nèi)存所需的直流功率，大多數(shù)PLC采用工作穩(wěn)定性好高質(zhì)量的穩(wěn)定開關(guān)穩(wěn)壓源因為抗干擾能力相對較強。許多PLC電源還可以提供外部DC24V穩(wěn)壓電源，以提供輸入接口外圍配置的電氣組件。PLC設(shè)計的初衷是為了簡化設(shè)計過程，所以目前通用的編程語言是梯形圖，可以反映其邏輯結(jié)構(gòu)。與其他語言程序相比，它可以更直觀地表達繼電器之間的邏輯關(guān)系。方便工程師盡快熟悉編程規(guī)則，熟練操作。PLC由五部分組成：中央處理器，存儲器，輸入/輸出單元，電源單元和編程器。如圖5-1所示。其中CPU是PLC的核心，輸入電路和輸出電路用于連接CPU與現(xiàn)場輸入/輸出設(shè)備電路的接口，編程器用于連接上位機.用于編程控制的其他設(shè)備。構(gòu)建框圖如圖3-3所示。，圖3-3PLC的組成部分PLC硬件主要由三部分組成。輸入（CPU+寄存器）：用于收集和存儲有關(guān)受控對象實際操作的數(shù)據(jù)和信息。邏輯部分：首先對輸入部分采集和存儲的信息進行分析和處理，然后根據(jù)被控對象的實際要求，產(chǎn)生相應(yīng)的動作響應(yīng)。輸出部分：為被控制的所有設(shè)備之間進行實際操作處理而提供的設(shè)備[4]。1970年是控制技術(shù)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點。研究人員開發(fā)了一種可以編輯程序的控制器，安裝在汽車上，并將其投入工業(yè)生產(chǎn)。獲得的結(jié)果非常重要。PLC技術(shù)出現(xiàn)于1990年。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷成熟，其控制和計算功能不斷完善，基于此，PLC技術(shù)在機電領(lǐng)域得到了應(yīng)用。迄今為止，該技術(shù)仍在相關(guān)領(lǐng)域得到改進和應(yīng)用，并發(fā)揮著重要作用。控制傳統(tǒng)的邏輯電路需要使用大量的硬件和電線，這使得工作人員連接或修理電線非常不方便、耗時和昂貴，這是無法滿足的。現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的經(jīng)濟實用性。而PLC則不同，可用于各種程序的編輯、存儲、數(shù)據(jù)計算，并可在輸出和輸入程序端口之間建立仿真和鏈接，實現(xiàn)機電設(shè)備生產(chǎn)的完整在線控制。目前流行的檢測方式有PLC控制、繼電器控制、單片機控制等。其中，PLC檢測控制系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。因為它具有以下特點：1.可靠性高，抗干擾能力強由于PLC采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)和嚴(yán)格的制造技術(shù)，內(nèi)部電路采用先進的抗干擾技術(shù)，可靠性高，利用PLC形成控制系統(tǒng)。同一刻度的接觸器系統(tǒng)、電線、觸點開關(guān)減少至千分之一，故障顯著。此外，PLC具有硬件故障自驗證功能，并能在發(fā)生故障時發(fā)送報警信息。應(yīng)用軟件允許用戶為外圍設(shè)備編寫診斷程序本身的故障，從而允許PLC之外的電路和設(shè)備。2.配套設(shè)施齊全，功能齊全，適用性強PLC發(fā)展到今天，形成了大、中、小型系列產(chǎn)品?？捎糜诟鞣N規(guī)模的工控事件。除了邏輯處理能力外，大多數(shù)現(xiàn)代具有完整的數(shù)據(jù)計算能力PLC，可用于各種數(shù)字控制應(yīng)用。PLC功能單元近年來層出不窮，PLC正在滲透到位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制領(lǐng)域。隨著PLC通訊功能的完善和人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC配置各種控制系統(tǒng)變得非常容易。4、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎。PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是工礦企業(yè)的工業(yè)控制設(shè)備。界面簡單，編程語言容易被工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號和表示方式非常接近繼電器電路圖，只需少量的PLC邏輯控制指令即可輕松實現(xiàn)繼電器電路的功能。5、系統(tǒng)設(shè)計配置小，易于維護，不易變形。PLC采用存儲邏輯而不是布線邏輯，大大降低了控制設(shè)備的外部布線，大大縮短了控制系統(tǒng)的設(shè)計和施工周期，也簡化了維護。更重要的是，同一設(shè)備的生產(chǎn)過程可以在程序改變后改變。非常適合各種小批量的產(chǎn)品。6、體積小、重量輕、能耗低以超小型PLC為例，新生產(chǎn)的品種占地面積不到100毫米，重量不到150克，功耗只有幾瓦。其體積小，易于安裝在機器內(nèi)部，使其成為機電一體化的理想控制單元。以顯示。3.3.2PLC的選型PLC的種類雖然很多，但其工作原理和結(jié)構(gòu)特點非常相似。根據(jù)I/O口的估算和設(shè)計要求，PLC在控制系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色，所以需要比較多家公司的PLC，選擇合適的PLC。在網(wǎng)上查了資料，做了詳細的對比之后，我選擇了西門子S7-200PLC。廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化工廠車間，具有成本低、員工易學(xué)易操作等諸多優(yōu)點。機電控制中有不同類型的技術(shù)。因此，在應(yīng)用PLC技術(shù)時，需要合理設(shè)計工藝，選擇最適合的工藝類型。準(zhǔn)確合理的工藝類型是設(shè)計前的基礎(chǔ)。為了保證PLC技術(shù)的運行，在設(shè)計之前必須選擇好的技術(shù)類型。與分布式控制系統(tǒng)相比，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)具有操作方便、安裝簡單、成本低等優(yōu)點。確定PLC技術(shù)的類型是一項更系統(tǒng)的任務(wù)。選擇時，要從各個方面綜合考慮可能出現(xiàn)的問題。因此，必須慎重選擇技術(shù)類型，使PLC技術(shù)的應(yīng)用更加合理、科學(xué)。西門子S7-200系列PLC現(xiàn)已應(yīng)用在多個行業(yè)中，具有良好的發(fā)展前景，并且由于其檢測、監(jiān)控等特點，在自動化控制中也得到了廣泛的應(yīng)用。S7-200系列PLC具有多種功能，因此即使在復(fù)雜的環(huán)境中也能控制系統(tǒng)，自行完成操作，也可與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接進行操作。在企業(yè)生產(chǎn)中，更適合選擇S7-200系列PLC，性價比非常高。S7-200系列PLC的優(yōu)勢是：一個程序中可以執(zhí)行的命令有很多種?？煽啃苑浅８?。初學(xué)者也能輕松學(xué)會。人員操作方便。有多種類型的擴展模塊。溝通能力強?？梢詫崿F(xiàn)簡單或復(fù)雜的控制系統(tǒng)。在企業(yè)工廠中具有很高的可行性。根據(jù)你參考的資料可以看出，西門子S7-200系列PLC主要有4種型號，8個CPU容量。每個容量的CPU單元都可以用作負載電源。CPU221和222具有相同的尺寸和功能，輸出為180mA，CPU224，CPU224XP具有相同的特性，只是功能相同，輸出為280mA。不同的是CPU224只有一個通訊口，CPU224XP有兩個。通訊端口。CPU221可以連接6個輸入設(shè)備和4個輸出設(shè)備，CPU222可以連接8個輸入設(shè)備和6個輸出設(shè)備，CPU224和CPU224XP可以連接14個輸入設(shè)備和10個輸出設(shè)備，CPU226可以連接24個輸入設(shè)備和16個輸出設(shè)備。還有其他擴展模塊可用。通過考慮此設(shè)計中確定的17個輸入點和16個輸出點以及綜合因素，發(fā)現(xiàn)S7-200PLC的CPU226符合要求。它便宜且具有成本效益。由于可靠性高，符合本設(shè)計的控制系統(tǒng)，最終選用了西門子S7-200的PLC和226容量的CPU。3.4PLC的硬件電路設(shè)計3.4.1I/O地址的分配根據(jù)該系統(tǒng)輸入/輸出信號的要求以及電氣控制的要求，得出X52K型平面銑床的輸入/輸出元件分配表情況如下表3-2所示。表3-2X52K型銑床的輸入/輸出元件分配表IO分配表開關(guān)量輸入開關(guān)量輸出模擬量輸入模擬量輸出主軸啟動I0.0左右脈沖Q0.0溫度信號AIW0速度給定AQW0主軸停止I0.1前后脈沖Q0.1冷卻啟動I0.2左右方向Q0.2冷卻停止I0.3前后方向Q0.3主軸上行I0.4主軸故障燈Q0.4主軸下行I0.5冷卻故障燈Q0.5平臺右行I0.6上下故障燈Q0.6平臺左行I0.7左右故障燈Q0.7平臺前行I1.0前后故障燈Q1.0平臺后行I1.1主軸溫度高Q1.1打開照明I1.2主軸運行Q1.2主軸上限I1.3冷卻運行Q1.3主軸下限I1.4主軸上運行Q1.4平臺右限I1.5主軸下運行Q1.5平臺左限I1.6液壓抱閘Q1.6平臺前限I1.7照明輸出Q1.7平臺后限I2.0主軸故障I2.1冷卻故障I2.2上下故障I2.3左右故障I2.4前后故障IPLC的硬件接線圖根據(jù)我們所確定的I/O口的輸入輸出點數(shù)以及分配表，將電動機控制電路的控制回路各部分元件連接起來，用導(dǎo)線連接時要耐心仔細，各部分對應(yīng)起來，多檢查幾遍，確保準(zhǔn)確無誤。X52K型銑床控制系統(tǒng)的PLC接線圖如下圖3-4所示，圖3-4X52K型銑床控制系統(tǒng)改造的PLC接線圖

3.5控制系統(tǒng)電氣回路圖的設(shè)計根據(jù)電氣原理圖及控制要求，主軸啟動、主軸停止、冷卻啟動、冷卻停止、主軸上升、主軸下降、平臺右、平臺左、平臺前進、平臺后退、燈亮均為常開按鈕。上限位、主軸下限位、平臺右限位、平臺左限位、平臺前限位、平臺后限位常閉一系列開觸點、主軸誤差、冷卻誤差、上下誤差、左右誤差、前和后部錯誤對于接觸、控制，設(shè)計系統(tǒng)電路如圖3-5所示。圖3-5控制系統(tǒng)電氣回路圖4PLC的軟件設(shè)計4.1PLC編程軟件的介紹PLC編程軟件在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。學(xué)習(xí)PLC編程軟件也是一門學(xué)問。編程語言是通過PLC編程軟件編寫的。每種類型的PLC都有自己專用的編程軟件，不同品牌的PLC之間的編程軟件不能通用。對于此設(shè)計，選擇了西門子S7-200PLC和容量為226的CPU。因此，使用專用的編程軟件STEP7-MicroWINV4.0SP9，該軟件具有非常高級的語言結(jié)構(gòu)，可以簡化復(fù)雜編程任務(wù)的向?qū)Чδ?，用戶可以通過自己設(shè)計的程序自動創(chuàng)建和保存軟件。強大而完整的在線技術(shù)支持這一點。在離線（離線）模式下創(chuàng)建用戶程序并修改和編輯原始用戶程序。在在線（online）模式下，可以直接在與計算機建立了通訊關(guān)系的PLC上進行各種操作，如用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)的上傳和下載。在編輯程序的過程中，語法檢查可以防止一些語法錯誤和數(shù)據(jù)類型錯誤。設(shè)置PLC的運行方式、參數(shù)和運行監(jiān)控，以及用戶程序的文件管理、加密處理等。PLC編程軟件是最新的中文軟件。本程序可實現(xiàn)模擬操作，即使是初學(xué)者也能解決簡單易學(xué)復(fù)雜的自動化任務(wù)，主要為編程開發(fā)者提供PLC編程教學(xué)學(xué)習(xí)服務(wù)，該程序支持32位和64位操作系統(tǒng)。]。在編寫編程語言之前，必須先深入了解編程軟件，了解每條指令的含義和用法。學(xué)完編程軟件后，能否寫出正確的梯形圖，更好地使用它來實現(xiàn)你的程序操作。

4.2控制流程圖的繪制根據(jù)對X52K型立式銑床控制電路圖的分析以及實際工作要求，其程序流程圖如下圖4-1所示。圖4-1程序流程圖4.3PLC的軟件編程作為一種工業(yè)控制計算機，其功能的實現(xiàn)不僅依賴于硬件的支持，還依賴于軟件的編程和應(yīng)用。這些程序主要包括系統(tǒng)程序和用戶程序。系統(tǒng)程序由本公司設(shè)計并永久記錄在PLC中。用戶程序是指用戶的系統(tǒng)控制要求，符合實際生產(chǎn)要求。運行控制程序首先是使用PLC預(yù)先編寫語言，編寫完成后即可檢查和操作。PLC專用的編程語言稱為PLC編程語言[11]。只有熟練掌握PLC編程語言，才能準(zhǔn)確、快速地設(shè)計PLC編程語言，本設(shè)計選用梯形圖語言來完成控制程序的編程。在學(xué)習(xí)這些知識的過程中，一定要分清主次。即關(guān)注電路的控制目的、設(shè)備的特性和工作原理，以及對設(shè)備的控制要求。寫程序的時候更方便。寫完程序后，應(yīng)該再次運行，再次檢查是否有寫入錯誤，并且最好盡可能進行模擬運行，因為理論是根據(jù)實踐來判斷其正確性的。此外，在學(xué)習(xí)一門編程語言和提高編程技能的過程中，更要注重編程實踐和應(yīng)用經(jīng)驗的積累，這將有助于你快速掌握可以應(yīng)用于實際工作的編程方法和技能。[12]。實際工程設(shè)計中PLC梯形圖設(shè)計方法有很多，但常用的梯形圖設(shè)計方法主要有以下三種：首先是介紹PLC梯形圖的經(jīng)驗設(shè)計方法。經(jīng)驗設(shè)計方法結(jié)合了之前豐富的功能，并在一些經(jīng)典應(yīng)用和電路設(shè)計的基礎(chǔ)上分析控制系統(tǒng)中設(shè)備的實際需求。選擇并組合主鏈接的體驗。因此，啟發(fā)式設(shè)計方法僅適合有經(jīng)驗的設(shè)計師。持續(xù)的設(shè)計改進需要反復(fù)調(diào)試和修改，最終才能得到滿意的設(shè)計結(jié)果，這種方法只適用于一些常用控制系統(tǒng)比較簡單或相似的設(shè)計，主要包括5個步驟。分析控制要求，合理分配控制系統(tǒng)中電氣元件的輸入和輸出端口，并選擇要使用的電氣設(shè)備；步驟2：確定PLC的輸入和輸出模塊，并根據(jù)需要選擇PLC。下列的。計算并合理分配選定的點輸入/輸出模塊Step3：繪制程序流程圖Step4：使用軟件創(chuàng)建PLC梯形圖語言Step5：設(shè)計其他控制所需的程序Step6：更改每一步編寫的程序得到滿足控制要求的程序[15]。二是介紹PLC梯形圖的邏輯設(shè)計方法。目前，大多數(shù)工業(yè)電氣控制電路都是由復(fù)雜的電氣元件控制的。編寫繼電器和接觸器的邏輯功能時，必須遵循兩個原則，以確?？刂齐娐返恼＿\行。首先是明確哪些主從序列不能用作參數(shù)。同時，否則系統(tǒng)會混亂。第二點是確保電路中所做的工作是正確的。由于工作模式只有關(guān)閉和打開，設(shè)計者只需確定電氣元件之間的邏輯關(guān)系，然后將它們表示為“0”和“1”。設(shè)計PLC應(yīng)用程序有五個主要步驟。第一步：了解設(shè)備的工藝和機械行為，第二步：根據(jù)分配的I/O點繪制PLC的外部接線圖，第三步：根據(jù)工作原理進行邏輯設(shè)計。第四步：根據(jù)設(shè)計的邏輯關(guān)系制作梯形圖。第五步：也可以運行檢查程序，進行仿真調(diào)試。三是介紹PLC梯形圖的順序控制方法。通過以上兩種方法的介紹，順序控制方法可以用基本的邏輯指令來實現(xiàn)，這種設(shè)計方法是按照以下方法設(shè)計系統(tǒng)的方法?？刂祈樞虬雌浔碛^含義順序控制方法中最常用的工具是功能圖。第一步是根據(jù)實際需要設(shè)計順序功能圖，第二步是創(chuàng)建順序。根據(jù)設(shè)計的功能圖控制程序。最終的程序更復(fù)雜也更容易理解，但它的優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)清晰，可讀性好。因此，制造PLC的公司開發(fā)了更方便執(zhí)行復(fù)雜控制程序的分步順序控制命令[13]。根據(jù)這次設(shè)計的控制系統(tǒng)，對X52K立式銑床的控制電路進行了編程，以按順序控制的方式創(chuàng)建逐步的梯形圖。首先，根據(jù)電氣原理圖制作控制電路中主軸啟動和完全停止按鈕的梯形圖。按下主電源啟動按鈕I0.0后，電流流過整個回路，啟動電機運行，只需按下控制每個電機的啟動按鈕。按下電路中的主電源停止按鈕I0.1后，整個電路無電流流過，車床的主電路和控制電路停止工作。但是，必須確?？刂泼總€電機和設(shè)備的按鈕或開關(guān)處于原始關(guān)閉位置，以防止重新啟動時發(fā)生事故。如果主軸溫度過高，啟動Q1.1，同時啟動主軸故障指示燈Q0.4。編程語言如下圖4-2所示。。圖4-2主軸啟動和停止梯形圖接下來要寫的是變頻器停止梯形圖。其程序語言如下圖4-3所示。圖4-3變頻器的梯形圖然后冷卻梯形圖。啟動電路時，確認主軸高溫Q1.1已經(jīng)啟動，如果按下0.2，冷卻操作將一直等到Q1.3開始，當(dāng)冷卻達到指定閾值I0時停止冷卻。3啟動時，冷卻電機停止工作，當(dāng)電機冷卻時，如果出現(xiàn)錯誤，則冷卻故障指示燈Q0.5點亮。編程語言如圖4-4所示。圖4-4工作臺轉(zhuǎn)動電動機控制快轉(zhuǎn)和慢轉(zhuǎn)的梯形圖按下控制電源的啟動并按下按鈕I0.4來控制主軸的上側(cè)，控制上側(cè)的伺服電動機開始工作，主軸開始向上移動。當(dāng)按下控制主軸下降的按鈕I0.5時，控制下降的伺服電機開始運轉(zhuǎn)，主軸開始下降。編程語言如下圖4-5所示。圖4-5工作臺移動電動機左移、右移控制梯形圖按下控制電源啟動后，按下按鈕I0.6控制操作平臺向上運動，控制運動的伺服電機開始工作，操作平臺開始向右運動。當(dāng)按下控制工作平臺左移的按鈕I0.7時，控制左移的伺服電機開始工作，工作平臺開始向左移動。SM0.0限制平臺左右移動的上限，如果左右移動電機異常，Q0.7激活，如左右故障。編程語言如下圖4-6所示。圖4-6操作平臺控制左右移動的梯形圖按下控制電源啟動后，按下按鈕I1.0控制操作平臺前進，控制前進的伺服電機開始工作，操作平臺開始前進。當(dāng)按下控制工作平臺反向運動的按鈕I1.1時，控制反向運動的伺服電機開始運轉(zhuǎn)，工作平臺開始反向運動。平臺進退運動上限限制為SM0.0，當(dāng)電流和倒退電機異常時，左右故障指示燈Q1.0激活。編程語言如下圖4-7所示。圖4-7操作平臺控制前后移動的梯形圖信號量控制的梯形圖。按下控制電源的啟動，系統(tǒng)正常工作，按下燈I1.2打開，燈輸出Q1.7。當(dāng)接觸器I2.1帶電觸點閉合時，主軸有故障，控制主軸電機運行的指示燈Q0.4亮。如果接觸器I2.2通電觸點閉合，冷卻系統(tǒng)將發(fā)生故障。并控制冷卻電機工作。當(dāng)燈Q0.5亮?xí)r，接觸器I2.3通電，觸點閉合，控制主軸升降的電機故障，指示燈亮?？刂浦鬏S電機運行的Q0.6導(dǎo)通，I2.4通電，觸點閉合，如果控制操作平臺左右運動的電機故障，指示燈Q0.7操作平臺的左右控制移動的開關(guān)打開。當(dāng)接觸器I2.5通電，觸點閉合時，控制執(zhí)行平臺進退的電機故障，執(zhí)行平臺為電機控制。前后活動指示燈Q1.0亮起其程序