C650臥式車(chē)床的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué) PLCPLC技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文） 題目：題目：C650C650臥式車(chē)床的臥式車(chē)床的PLCPLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院（系）：院（系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化自動(dòng)化 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： （簽字） 起止時(shí)間：起止時(shí)間：2013.12.92013.12.92013.12.182013.12.18 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （論文） 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ) 院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：自動(dòng)化 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （論文） 注：成績(jī)：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 課程設(shè)計(jì) （論文）題 目 C650 臥式車(chē)床的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù) 課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù)課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù) 實(shí)現(xiàn)功能實(shí)現(xiàn)功能 C650 臥式車(chē)床有兩種主要運(yùn)動(dòng)：一種是安裝在床身主軸箱中的主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，另一 種是刀架的快速直線移動(dòng)；在加工過(guò)程中，還需要提供切削液。 從車(chē)床的加工工藝出發(fā)，對(duì)電氣控制有以下要求： 1）主軸電動(dòng)機(jī) M1 完成主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，采用直接起動(dòng)方式，可正、反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。 2）電動(dòng)機(jī) M2 拖動(dòng)冷卻泵，為加工時(shí)提供切削液，采用直接起動(dòng)、單向運(yùn)行。 3）快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) M3 拖動(dòng)刀架快速移動(dòng)，根據(jù)需要可隨時(shí)進(jìn)行手動(dòng)控制起停，采 用單向點(diǎn)動(dòng)的工作方式。 4）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，編寫(xiě)上位機(jī)組態(tài)軟件，監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1、根據(jù)系統(tǒng)控制要求，確定總體控制方案（包括設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成框圖，分析各部分的 作用） 2、確定輸入輸出信號(hào)和類型，選擇 PLC 型號(hào)和擴(kuò)展模塊。 3、設(shè)計(jì) 3 臺(tái)電機(jī)的主電路；建立 I/O 分配表，完成 PLC 與輸入/輸出信號(hào)的外部接 線； 4、按系統(tǒng)的控制要求，用梯形圖設(shè)計(jì)程序； 5、上機(jī)調(diào)試、完善程序； 6、按學(xué)校規(guī)定格式，撰寫(xiě)、打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份；設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)在 4000 字以上。 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù) 1）主軸電動(dòng)機(jī)：P=4.0kw，n=1440 轉(zhuǎn)/分，U=380V，I=8.4A； 2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)：P=3.0kw，n=1430 轉(zhuǎn)/分，U=380V，I=6.5A； 3）刀架移動(dòng)電動(dòng)機(jī)：P=1.5kw，n=1410 轉(zhuǎn)/分，U=380V，I=3.49A； 進(jìn)度計(jì)劃 1、 布置任務(wù)，查閱資料，確定系統(tǒng)的組成（2 天） 2、 設(shè)計(jì)電機(jī)主電路，建立 I/O 分配，完成外部接線設(shè)計(jì)（2 天） 3、 按系統(tǒng)的控制要求，完成梯形圖設(shè)計(jì)（2 天） 4、 上機(jī)調(diào)試、修改程序（1 天） 5、 撰寫(xiě)、打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2 天） 6、 答辯（1 天） 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） V 摘 要 傳統(tǒng)的 C650 臥式車(chē)床采用繼電器實(shí)現(xiàn)電氣控制，接線多且復(fù)雜，體積大， 功耗大，一旦系統(tǒng)構(gòu)成，想改變或增加功能很困難，其工作性能已不能達(dá)到現(xiàn)代 生產(chǎn)的要求。本設(shè)計(jì)以西門(mén)子 S7-200 系列 PLC 取代常規(guī)的繼電器，根據(jù) C650 普 通臥式車(chē)床原控制要求，利用 PLC 控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車(chē)床啟動(dòng)、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)、反接 制動(dòng)、刀架快速移動(dòng)、冷卻泵工作等一些列功能，確定了 PLC 的 I/O 地址分配， PLC 控制系統(tǒng)的 I/O 外部接線圖，設(shè)計(jì)了梯形圖并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬調(diào)試，繪制組態(tài) 監(jiān)控畫(huà)面對(duì)車(chē)床的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。C650 臥式車(chē)床改由 PLC 控制后，其控制 系統(tǒng)大大的簡(jiǎn)單化,并且維修方便,易于檢查，節(jié)省大量的繼電器元件，車(chē)床的各 項(xiàng)性能有了很大的改善，工作效率有了明顯提高。系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，車(chē)削精度 更高該項(xiàng)技術(shù)可推廣應(yīng)用于自動(dòng)化其他領(lǐng)域的控制系統(tǒng)中。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: PLC；臥式車(chē)床；繼電器；組態(tài)監(jiān)控 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） VI 目 錄 第 1 章 緒論 .1 第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 .2 2.1 系統(tǒng)功能 .2 2.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) .2 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) .4 3.1 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .4 3.1.1 主電路設(shè)計(jì) .4 3.1.2 系統(tǒng)輸入/輸出信號(hào)選擇.5 3.1.3 PLC 選擇.5 3.1.4 I/O 分配表及 PLC 外部接線 .7 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) .8 4.1 組態(tài)設(shè)計(jì) .8 4.2 程序設(shè)計(jì) .9 第 5 章 實(shí)驗(yàn)?zāi)M調(diào)試及分析 .13 第 6 章 總結(jié) .16 參考文獻(xiàn) .17 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足當(dāng)今迅猛發(fā)展 的社會(huì)的現(xiàn)代化生產(chǎn)要求，小型 PLC 在普通車(chē)床的控制電路中發(fā)揮了及其重要的 作用。本設(shè)計(jì)以 C650 臥式車(chē)床的控制系統(tǒng)為例，采用西門(mén)子 S7-200 系列 PLC 作 為控制器，代替了 C650 臥式車(chē)床傳統(tǒng)控制系統(tǒng)。其控制系統(tǒng)大大的簡(jiǎn)單化，并 且維修方便，易于檢查，節(jié)省了大量空間，車(chē)床的各項(xiàng)性能有了很大的改善，工 作效率有了明顯提高。 西門(mén)子 S7-200 系列 PLC 在自動(dòng)化工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)已逐步趨于淘汰，國(guó)內(nèi)許多客戶 的西門(mén)子 S7-200 系列 PI_C 將處于閑置狀態(tài)。因此用現(xiàn)有的西門(mén)子 S7-200 系列 PLC 改造傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠，同時(shí)可以消化一部分西門(mén)子 S7- 200 系列 PLC，節(jié)約資源。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 2 第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 2.1 系統(tǒng)功能 C650 臥式車(chē)床有兩種主要運(yùn)動(dòng)：一種是安裝在床身主軸箱中的主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)，另一種是刀架的快速直線移動(dòng)；在加工過(guò)程中，還需要提供切削液。 從車(chē)床的加工工藝出發(fā)，本設(shè)計(jì)根據(jù)要求，對(duì)電氣控制有以下要求： 1）主軸電動(dòng)機(jī) M1 完成主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，采用直接起動(dòng)方式，可正、反兩個(gè)方 向旋轉(zhuǎn)。 2）電動(dòng)機(jī) M2 拖動(dòng)冷卻泵，為加工時(shí)提供切削液，采用直接起動(dòng)、單向運(yùn)行。 3）快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) M3 拖動(dòng)刀架快速移動(dòng)，根據(jù)需要可隨時(shí)進(jìn)行手動(dòng)控制起 停，采用單向點(diǎn)動(dòng)的工作方式。 4）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，編寫(xiě)上位機(jī)組態(tài)軟件，監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。 該系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，可應(yīng)用于所有機(jī)械加工場(chǎng)合。 2.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) 在本次控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中用 PLC 代替了繼電器控制系統(tǒng)邏輯控制線路部分。 系統(tǒng)總體組成如圖 2.1 所示： 車(chē)床的控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)由停止按鈕 SB1、主軸電動(dòng)機(jī) M1 正轉(zhuǎn)按鈕 SB2、主軸電動(dòng)機(jī) M1 的反轉(zhuǎn)按鈕 SB3、主軸電動(dòng)機(jī) M1 的點(diǎn)動(dòng)按鈕 SB4、冷卻 泵電動(dòng)機(jī) M2 停止按鈕 SB5、冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 起動(dòng)按鈕 SB6 以及快移電機(jī) M3 起、停位置開(kāi)關(guān) SQ、速度繼電器正轉(zhuǎn)常開(kāi)觸頭 KS1、速度繼電器反轉(zhuǎn)常開(kāi)觸頭 KS2 提供。 系統(tǒng)的輸出信號(hào)分別控制接觸器線圈 KM1-KM5，進(jìn)而控制電機(jī)的運(yùn)行，達(dá) 到控制目的。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 3 可 編 程 控 制 器 主 機(jī) S7-200 PLC 接觸器KM1主軸電機(jī)M1正轉(zhuǎn) 接觸器KM2 主軸電機(jī)M1控制按鈕 短接制動(dòng)電阻KM3 冷卻泵電機(jī)M2控制按鈕 快速移動(dòng)電機(jī)M3起停限位開(kāi) 關(guān) 接觸器KM4 接觸器KM5 冷卻泵電機(jī)M2起 停 快速移動(dòng)電機(jī)M3 起、停 主軸電機(jī)M1反轉(zhuǎn) 主軸電機(jī)M1停止 速度繼電器正轉(zhuǎn)常開(kāi)觸頭 KS1 速度繼電器反轉(zhuǎn)常開(kāi)觸頭 KS2 運(yùn)行狀態(tài)指示燈 圖 2.1 系統(tǒng)組成總體框圖 按鈕 SB1SB6 作為控制按鈕，由操作者對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制；限位開(kāi)關(guān) SQ 用 于對(duì)快移電機(jī)進(jìn)行控制，具有保護(hù)作用。速度繼電器常開(kāi)觸頭 KS1、KS2 用于反 接制動(dòng)時(shí)，當(dāng)檢測(cè)到電機(jī)轉(zhuǎn)速到達(dá)設(shè)定速度值時(shí)切斷反向電源實(shí)現(xiàn)停車(chē)制動(dòng)。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 4 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 3.1 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1.1 主電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主要分為主電路，冷卻電路，快速移動(dòng)電路等三部分。如圖 3.1 所示 QF FU2 A M1 3 M2 3 M3 3 冷卻泵電動(dòng)機(jī)快速移動(dòng)電動(dòng) 機(jī) 主軸電動(dòng)機(jī) UV W FU1 FR1 KM3 R FR2 KM4KM5 380V KT KS KM2 KM1 PE 圖 3.1 C650 臥式車(chē)床的主電路圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 5 主電路實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、停止及點(diǎn)動(dòng)控制。 冷卻電路實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻泵電機(jī)的起、?？刂?。 快速移動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)快速移動(dòng)電機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制。 3.1.2 系統(tǒng)輸入/輸出信號(hào)選擇 本設(shè)計(jì)主要通過(guò)按鈕控制車(chē)床的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)分析系統(tǒng)，本系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量 輸入信號(hào)有 9 個(gè)，分別是： 主軸電機(jī) M1 停止按鈕 SB1、主軸電機(jī) M1 正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕 SB2、主軸電機(jī) M1 反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕 SB3、主軸電機(jī) M1 點(diǎn)動(dòng)按鈕 SB4、 冷卻泵電機(jī) M2 停止按鈕 SB5、冷卻泵電機(jī) M2 啟動(dòng)按鈕 SB6、 快速移動(dòng)電機(jī) M3 點(diǎn)動(dòng)按鈕 SQ、速度繼電器正轉(zhuǎn)常開(kāi)觸頭 KS1、速度繼電 器反轉(zhuǎn)常開(kāi)觸頭 KS2。 輸出信號(hào)有 5 個(gè)，分別是： 主電動(dòng)機(jī) M1 正轉(zhuǎn)接觸器 KM1；主電動(dòng)機(jī) M1 反轉(zhuǎn)接觸器 KM2；短接制動(dòng) 電阻接觸器 KM3；冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 起、停接觸器 KM4；快速電動(dòng)機(jī) M3 起、 停接觸器 KM5。 3.1.3 PLC 選擇 本設(shè)計(jì)選用 S7-200 系列 PLC, S7-200 系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其 強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng) 用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包 括各種車(chē)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：中央空調(diào)， 電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。 由于本設(shè)計(jì)的輸入和輸出全為數(shù)字量， S7-200 系列各型號(hào) CPU 輸入輸出點(diǎn) 如下： CPU 221 具有 6 個(gè)輸入點(diǎn)和 4 個(gè)輸出點(diǎn)； CPU 222 具有 8 個(gè)輸入點(diǎn)和 6 個(gè)輸出點(diǎn)； CPU 224 具有 14 個(gè)輸入點(diǎn)和 10 個(gè)輸出點(diǎn)； CPU 224XP 具有 14 個(gè)輸入點(diǎn)和 10 個(gè)輸出點(diǎn)； CPU 226 具有 24 個(gè)輸入點(diǎn)和 16 個(gè)輸出點(diǎn)。 分析知：系統(tǒng)有 9 個(gè)輸入，5 個(gè)輸出，因此選用 CPU 224，實(shí)物如圖 3.2 所 示： 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 6 圖 3.2 CPU 224 實(shí)物圖 主機(jī) CPU224 模塊編址如表 3-1 所示： 表 3-1 CPU224 模塊編址 主機(jī) I/O I0.0Q0.0 I0.1Q0.1 I0.2Q0.2 I0.3Q0.3 I0.4Q0.4 I0.5Q0.5 I0.6Q0.6 I0.7Q0.7 I1.0Q1.0 I1.1Q1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 7 3.1.4 I/O 分配表及 PLC 外部接線 本系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)有 9 個(gè)，輸出信號(hào)有 5 個(gè)，I/0 地址分配表如表 3-2 所示： 表 3-2 I/0 地址分配表 輸入輸出 名稱符 號(hào) 地址 編號(hào) 名稱符 號(hào) 地址 編號(hào) 反接制動(dòng)按鈕SB1I0.0主電動(dòng)機(jī) M1 正轉(zhuǎn)接觸器KM1Q0.0 主軸電動(dòng)機(jī) M1 正轉(zhuǎn)按鈕SB2I0.1主電動(dòng)機(jī) M1 反轉(zhuǎn)接觸器KM2Q0.1 主軸電動(dòng)機(jī) M1 的反轉(zhuǎn)按鈕SB3I0.2短接制動(dòng)電阻接觸器KM3Q0.2 主軸電動(dòng)機(jī) M1 的點(diǎn)動(dòng)按鈕SB4I0.3冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 起、停接觸 器 KM4Q0.3 冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 停止按鈕SB5I0.4快速電動(dòng)機(jī) M3 起、停接觸器KM5Q0.4 冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 起動(dòng)按鈕SB6I0.5 快移電機(jī) M3 起、停位置開(kāi)關(guān)SQI0.6 速度繼電器正轉(zhuǎn)常開(kāi)觸頭KS1I0.7 速度繼電器反轉(zhuǎn)常開(kāi)觸頭KS2I1.0 根據(jù)輸入/輸出信號(hào)機(jī)地址分配，進(jìn)行 PLC 與輸入/輸出信號(hào)的外部連接如圖 3.2 所示： n n +24V SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SQ KS1 KS2 I 1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 M L+ 24VDC CPU224 AC/DC/Rty L1 N 0.4 2L 0.3 0.2 0.1 0.0 1L FR1 KM5 220V KM1 KM2 KM3 Q 220V 220V KM4 FR2 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 3.2 C650 臥式車(chē)床的 PLC 的 I/O 接線圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 9 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 4.1 組態(tài)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)組態(tài)軟件采用 MCGS 編寫(xiě)，畫(huà)面簡(jiǎn)潔，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，便于實(shí)驗(yàn)室調(diào)試。 1. 數(shù)據(jù)庫(kù)建立 I00-I10 分別對(duì)應(yīng)按鈕 PLC 的 I1.0-I1.0，Q00-Q04 分別對(duì)應(yīng) PLC 的 Q0.0- Q0.4，數(shù)據(jù)類型全為開(kāi)關(guān)量型。如圖 4.1 所示 圖 4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)建立 2. 組態(tài)畫(huà)面繪制 繪制組態(tài)畫(huà)面如圖 4.2 所示 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 4.2 組態(tài)畫(huà)面 4.2 程序設(shè)計(jì) 按照控制要求，編寫(xiě)相應(yīng)的 PLC 控制梯形圖： 1） 主電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)調(diào)整控制 電路中 KM3 為 M1 電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)接觸器，KM 為 M1 電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)動(dòng)接觸器， KA 為中間繼電器。M1 電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)由點(diǎn)動(dòng)按鈕 SB6 控制。按下按鈕 SB6，接 觸器 KM3 得電吸合，他的主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)的定子繞組限流電阻 R 與電源接 通，電動(dòng)機(jī)在較低速下起動(dòng)。 2) 主電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路 主電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)由正向起動(dòng)按鈕 SB1 控制。按下按鈕 SB1 時(shí)，接觸器 KM 首先得電動(dòng)作，他的主觸點(diǎn)閉合將限流電阻短接，接觸器 KM 的輔助動(dòng)合觸點(diǎn)閉 合使中間繼電器 KA 得電，它的觸點(diǎn)閉合，使接觸器 KM3 得電吸合。KM3 的主 觸點(diǎn)將三相電源接通，電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正轉(zhuǎn)起動(dòng)。KM3 的動(dòng)合輔助觸點(diǎn)和 KA 的動(dòng)合觸點(diǎn)的閉合將 KM3 線圈自鎖。反轉(zhuǎn)起動(dòng)時(shí)用反向起動(dòng)按鈕 SB2，按下 SB2，同樣是接觸器 KM 得電，然后接通接觸器 KM4 和中間繼電器 KA，于是電 動(dòng)機(jī)在滿壓下反轉(zhuǎn)起動(dòng)。KM3 的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)和 KM4 的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)分別串在 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 11 對(duì)方接觸器線圈的回路中，起到電動(dòng)機(jī)正傳和反轉(zhuǎn)的電氣互鎖作用。 3） 主軸電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制 當(dāng)速度接近于零時(shí)，用速度繼電器的觸點(diǎn)給出信號(hào)切斷電動(dòng)機(jī)電源。速度繼 電器與被控電動(dòng)機(jī)是同軸相連的，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開(kāi)觸點(diǎn) KS1 閉合；電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的反轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn) KS2 閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正向 旋轉(zhuǎn)時(shí)，接觸器 KM3 和 KM，繼電器 KA 都處于得電動(dòng)作狀態(tài)，速度繼電器的正 轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn) KS1 也是閉合的，這樣就為電動(dòng)機(jī)正傳時(shí)的反接制動(dòng)做好了準(zhǔn)備。需 要停車(chē)時(shí)，按下停止按鈕 SB4 接觸器 KM 失電，其主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電阻 R 串入主 回路，與此同時(shí) KM3 也失電，斷開(kāi)了電動(dòng)機(jī)電源，同時(shí) KA 失電，KA 的動(dòng)斷觸 點(diǎn)閉合。在松開(kāi) SB4 后就使反轉(zhuǎn)接觸器 KM4 的線圈得電，電動(dòng)機(jī)的電源反接， 電動(dòng)機(jī)處于反接制動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到速度繼電器的復(fù)位轉(zhuǎn)速時(shí)，速 度繼電器 KS 的正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn) KS1 斷開(kāi)，切斷了接觸器 KM4 的通電回路，電動(dòng) 機(jī)脫離電源停止。 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)的制動(dòng)與正轉(zhuǎn)時(shí)的制動(dòng)相似。當(dāng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的 反轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn) KS2 是閉合的，這時(shí)按一下停止按鈕 SB4，在 SB4 松開(kāi)后正轉(zhuǎn)接 觸器線圈得電，正轉(zhuǎn)接觸器 KM3 吸合將電源反接使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)后停止。 圖 4.3 主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、制動(dòng)梯形圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 4.4 主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、制動(dòng)梯形圖 4) 刀架的快速移動(dòng)和冷卻泵控制 刀架的快速移動(dòng)是由轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄壓動(dòng)限位開(kāi)關(guān) SQ 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)手柄壓動(dòng) SQ 后，接觸器 KM2 得電吸合，M3 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)刀架快速移動(dòng)。如果車(chē)削加工需 要冷卻液時(shí)按下 SB6，冷卻泵電動(dòng)機(jī) M3 動(dòng)作，KM4 線圈得電，冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 工作，需要停止時(shí)按下按鈕 SB5 即可。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 4.5 刀架的快速移動(dòng)和冷卻泵控制梯形圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 14 第 5 章 實(shí)驗(yàn)?zāi)M調(diào)試及分析 由于實(shí)驗(yàn)條件限制，本設(shè)計(jì)調(diào)試部分采用模擬調(diào)試，用不同的指示燈的不同 狀態(tài)分別表示不同電機(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài)。 將編寫(xiě)好的 PLC 程序進(jìn)行編譯，下載至 PLC，觀察各步的動(dòng)作都正確無(wú)誤后， 按照 PLC 控制系統(tǒng)接線圖在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上整體模擬，觀察輸出端點(diǎn)指示燈在一個(gè)工作 循環(huán)里的狀態(tài)變化，并與工藝過(guò)程對(duì)照。 1）模擬主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)如圖 5.1 所示： 圖 5.1 正轉(zhuǎn)啟動(dòng)畫(huà)面 2）模擬主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)如圖 5.2 所示： 圖 5.2 正轉(zhuǎn)啟動(dòng)畫(huà)面 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 15 3）模擬主軸電機(jī)停車(chē)如圖 5.3 所示： 圖 5.3 停車(chē)畫(huà)面 4）模擬冷卻泵電機(jī)啟動(dòng)如圖 5.4 所示 圖 5.4 冷卻泵啟動(dòng)畫(huà)面 5）模擬刀架快速移動(dòng)（點(diǎn)動(dòng)）畫(huà)面如圖 5.5 所示： 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 5.5 刀架快速移動(dòng)（點(diǎn)動(dòng)）畫(huà)面 分別觀察表示各個(gè)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的指示燈的狀態(tài)，并與工藝過(guò)程比較， 控制程序設(shè)計(jì)能夠滿足控制系統(tǒng)的要求。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 17 第 6 章 總結(jié) 本設(shè)計(jì)采用可編程控制器代替繼電器對(duì)車(chē)床進(jìn)行控制，因?yàn)榭删幊炭刂破鹘M 成的控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和維修等方面，不僅減少了工作量，而且減少 了開(kāi)支，縮減了成本，使線路簡(jiǎn)化,維修方便效益更高。同時(shí)，由于 PLC 的高可 靠性，輸入輸出部分還有信號(hào)指示，不僅使電氣故障次數(shù)大大減少，而且還給準(zhǔn) 確判斷電器故障的發(fā)生部位提供了很大的方便。 雖然此次設(shè)計(jì) PLC 編程部分比較簡(jiǎn)單，但由于自己 PLC 知識(shí)不扎實(shí)，導(dǎo)致 在編程的時(shí)候還是出現(xiàn)了很多問(wèn)題，最后在同學(xué)的幫助下修改和完善了程序，程 序在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功。但在組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)上，還是有一定缺陷，組態(tài)對(duì)輸入變量 只能讀取，不能寫(xiě)入，所以編的組態(tài)只能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，不能實(shí)現(xiàn)通 過(guò)組態(tài)畫(huà)面來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，導(dǎo)致最終調(diào)試不太成功。通過(guò)查閱相關(guān)資料，發(fā) 現(xiàn)原來(lái)是程序中由于設(shè)計(jì)的時(shí)候沒(méi)到輔助繼電器，因此存在以上問(wèn)題。但設(shè)計(jì)還 是能滿足大多要求。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)