鏜床的PLC改造

1、 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）（論文） 題目：鏜床的 PLC 改造院、系(站)： 機(jī)電工程系 學(xué)科專業(yè)： 機(jī)電一體化 學(xué) 生： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2013 年 09 月2鏜床的鏜床的 PLCPLC 改造改造摘摘 要要在 PLC 技術(shù)的應(yīng)用中，電氣工程師不需在硬件上花費(fèi)太多功夫，只考慮將控制按鈕或檢測傳感器連接在 PLC 輸入點，再通過 PLC 內(nèi)部處理，在輸出點連接接觸器或繼電器，來控制大功率的啟動設(shè)備，而小功率的輸出設(shè)備直接連接即可。隨著自動化技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，使 PLC 的功能日益增多，它不僅能實現(xiàn)單機(jī)的控制，而且能實現(xiàn)多機(jī)控制，同時隨著 P

2、LC 技術(shù)的不斷發(fā)展，在自動化技術(shù)的領(lǐng)域中起到了不可忽略的作用，由于 PLC 在與繼電器的比較中有著許多的功能勝過或者是優(yōu)于繼電器，從而使 PLC 逐步取代繼電器，使其自動化控制有了更一步的發(fā)展，無論從操作，維修，保養(yǎng)還是從線路的簡化等方面都更加的方便，使其優(yōu)點更加的突出！本文就根據(jù) PLC 的優(yōu)點對 T68 鏜床進(jìn)行電器線路改造，機(jī)床原有的操作方式不變，機(jī)床的主電路不變，從而使機(jī)床的控制線路簡化了，機(jī)床故障率降低了。首先提出電路改進(jìn)的總體構(gòu)思，設(shè)計出了 PLC 的梯形圖及接線圖，重點分析了部分電路的調(diào)試過程。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：T68 鏜床； 控制線路； PLC 控制； PLC 程序設(shè)計； 機(jī)床電

3、器改造3目目 錄錄第第 1 1 章章 PLCPLC 性能簡介性能簡介.11.1 PLC 的介紹.1第第 2 2 章章 可編程序控制器可編程序控制器.32.1 可編程序控制器的功能 .32.2 可編程控制器的主要特點 .42.3 PLC 工作原理.52.4 PLC 相對于繼電器線路的優(yōu)勢.62.4.1 控制繼電器存在的缺點 .62.4.2 PLC 的優(yōu)勢.7第第 3 3 章章 T68T68 鏜床電氣控制電路鏜床電氣控制電路.93.1 T68 臥式鏜床的用途主要構(gòu)造、運(yùn)動形式.93.1.1 鏜床的用途主要構(gòu)造.93.1.2.運(yùn)動形式 .113.2 臥式鏜床對電力拖動及控制系統(tǒng)的要求 .113.3

4、電氣控制的特點 .123.4 T68 型臥式鏜床電氣控制電路分析.123.4.1 主電路工作原理分析.123.4.2 控制電路工作原理分析 .123.4.3 輔助電路分析 .163.5.電磁離合器直流電路工作原理分析.163.6 雙速電動機(jī)與速度繼電器簡介 .16第第 4 4 章章 T68T68 臥式鏜床的臥式鏜床的 PLCPLC 改造的方案改造的方案.194.1 流程圖的設(shè)計說明 .194.2 PLC 改造的目的.2044.3 設(shè)計要求 .224.4 PLC 改造的思路.224.5 PLC 控制系統(tǒng)改造的說明.22第第 5 5 章章 T68T68 鏜床電氣控制系統(tǒng)的鏜床電氣控制系統(tǒng)的 PLC

5、PLC 改造改造.235.1.PLC 控制系統(tǒng)改造說明與 I/O 地址分配 .235.1.1 PLC 的選型的內(nèi)容.235.1.2 PLC 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計.245.1.3 I/O 輸入輸出分配表.255.1.4 T68 鏜床 PLC 改造梯形圖.275.1.5 硬件接線圖 .285.1.6 T68 鏜床 PLC 改造主程序.295.2 PLC 對 T68 臥式鏜床的工作原理.305.3 改造后的鏜床電路圖 .31第第 6 6 章章 調(diào)試說明調(diào)試說明.326.1 主軸正轉(zhuǎn)高低速 .326.2 主軸反轉(zhuǎn)高低速 .326.3 主軸正反轉(zhuǎn)點動 .326.4 正反向反接制動 .336.5 主軸變速和進(jìn)

6、給變速控制 .336.6 聯(lián)鎖保護(hù)裝置 .34總總 結(jié)結(jié).35致致 謝謝.36參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).37西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文1第第 1 章章 PLC 性能簡介性能簡介1.1 PLC 的介紹的介紹1、 特點：PLC 的應(yīng)用，電氣工程師不再在硬件上花費(fèi)太多功夫，只考慮將控制按鈕或檢測傳感器連接在 PLC 輸入點，再通過 PLC 內(nèi)部處理，在輸出點連接接觸器或繼電器，來控制大功率的啟動設(shè)備，而小功率的輸出設(shè)備直接連接即可。2、內(nèi)核：具有中央處理器的 CPU，并帶有外部 I/O 口，擴(kuò)展的 I/O 接口地址和存儲器三大組成部分。CPU 的核心是由一個或多個累加器組成，它們具有邏輯的數(shù)學(xué)

7、運(yùn)算能力，并能讀取程序存儲器的內(nèi)容，通過計算后去驅(qū)除相應(yīng)的存儲器和 I/O 口,I/O 口將內(nèi)部累加器和外部的輸入和數(shù)出系統(tǒng)連接起來，并將相關(guān)得數(shù)據(jù)存入程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器中，存儲器可以將 I/O 口輸入得數(shù)據(jù)存入存儲器中，并在工作時調(diào)轉(zhuǎn)到累加器和 I/O 接口上。3、應(yīng)用重心：PLC 的抗干擾性是優(yōu)良的，在設(shè)計中更本不用去關(guān)心他的使用壽命和工作場合的惡劣環(huán)境，而關(guān)心的是如何利用 PLC 的內(nèi)部資源加強(qiáng)設(shè)備的控制能力，使設(shè)備更具柔性。PLC 的語言并不是匯編語言或 C 語言，而是采用繼電器控制的梯形圖，使得電氣工程師在編寫程序時很容易就理解 PLC 的編程語言，而且很多非電器專業(yè)人士也對 P

8、LC 編程很快認(rèn)識并深入。 4、通信：在實際應(yīng)用中，僅靠單機(jī)控制是無法保證系統(tǒng)順暢運(yùn)行的，而需要設(shè)備與設(shè)備間的信息交流才能實現(xiàn)。PLC 的通信越來越重要，在 PLC 與 PLC 之間的通信，能夠通過信息的交換和數(shù)據(jù)的共享來保證設(shè)備之間的相互協(xié)調(diào)，以達(dá)到互補(bǔ)的效果。 5、中斷：中斷，是一種優(yōu)先控制處理技術(shù)。PLC 具備這樣的功能。它的特點在于，當(dāng)設(shè)備在操作過程中遇到緊急突發(fā)事件時，就需要立刻停止當(dāng)前控制，去處理更重要的事情。PLC 再去執(zhí)行緊急任務(wù)時，總會先保存目前的狀態(tài)，比如程序的地址，CPU 的累加器數(shù)據(jù)等。當(dāng)處理完應(yīng)急事件后，再繼續(xù)處理停止的事件。實際應(yīng)用中，中斷并不是只有一個，有時會同是

9、存在幾個中斷，多中斷也具有優(yōu)先級別，按要求去執(zhí)行更高級別的中斷。這種中斷中的中斷也就形成了中斷嵌套。中斷級別跟各種 PLC西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文2內(nèi)部 CPU 的資源有關(guān)，同時也跟堆棧的容量大小有關(guān)。PLC 的發(fā)展已經(jīng)從單機(jī)模式進(jìn)入通信的網(wǎng)絡(luò)時代，并同其他的工控網(wǎng)板和 I/O 板卡輕易的進(jìn)行共享。組態(tài)軟件可以將所有的這些硬件連接起來，通過更直觀的動畫圖片進(jìn)行控制，并可以通過互聯(lián)網(wǎng)在異地進(jìn)行控制。西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文3第第 2 章章 可編程序控制器可編程序控制器2.1 可編程序控制器的功能可編程序控制器的功能可編程控制器以體積小功能強(qiáng)大所著稱，它不但可以很容

10、易地完成順序邏輯、運(yùn)動控制、定時控制、計數(shù)控制、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機(jī)械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。特別是現(xiàn)在，由于信息、網(wǎng)絡(luò)時代的到來，擴(kuò)展了 PLC 的功能，使它具有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。PLC 是應(yīng)用面很廣，發(fā)展非常迅速的工業(yè)自動化裝置，在工廠自動化(FA)和計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)內(nèi)占重要地位。今天的 PLC 功能，遠(yuǎn)不僅是替代傳統(tǒng)的繼電器邏輯。 PLC 系統(tǒng)一般由以下基本功能構(gòu)成：多種控制功能，數(shù)據(jù)采集，存儲與處理功能，通信聯(lián)網(wǎng)功能，輸入/輸出接口調(diào)理功能 ，人機(jī)界面功能編程、調(diào)試功能。

11、1、順序控制順序控制是 PLC 最基本、應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。所謂的順序控制，就是按照工藝流程的順序，在控制信號的作用下，使得生產(chǎn)過程的各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動地按照順序動作。由于它還具有編程設(shè)計靈活、速度快、可靠性高、成本低、便于維護(hù)等優(yōu)點，所以在實現(xiàn)單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)流程控制中可以完全取代傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)。它主要是根據(jù)操作按扭、限位開關(guān)及其它現(xiàn)場給來的指令信號和傳感器信號，控制機(jī)械運(yùn)動部件進(jìn)行相應(yīng)的操作，從而達(dá)到了自動化生產(chǎn)線控制。比較典型應(yīng)用在自動電梯的控制、管道上電磁伐的自動開啟和關(guān)閉、皮帶運(yùn)輸機(jī)的順序啟動等。例如我分廠的原料混料系統(tǒng)就是利用了 PLC 的順序控制功能。 2、運(yùn)動

12、位置控制PLC 可以支持?jǐn)?shù)控機(jī)床的控制和管理，在機(jī)械加工行業(yè)，可編程控制器與計算機(jī)數(shù)控（CNC）集成在一起，用以完成機(jī)床的運(yùn)動位置控制，它的功能是接受輸入裝置輸入的加工信息，經(jīng)處理與計算，發(fā)出相應(yīng)的脈沖給驅(qū)動裝置，通過步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，使機(jī)床按預(yù)定的軌道運(yùn)動，以完成多軸伺服電機(jī)的自控。目前以用于控制無心磨削、沖壓、復(fù)雜零件分段沖裁、滾削、摸削等應(yīng)用中。西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文43、生產(chǎn)過程的監(jiān)控和管理PLC 可以通過通訊接口與顯示終端和打印機(jī)等外設(shè)相連。顯示器作為人機(jī)界面（HMI）是一種內(nèi)含微處理芯片的智能化設(shè)備，它與 PLC 相結(jié)合可取代電控柜上眾多的控制按鈕、選擇開關(guān)、信

13、號指示燈，及生產(chǎn)流程模擬屏和電控柜內(nèi)大量的中間繼電器和端子排。所有操作都可以在顯示屏上的操作元件上進(jìn)行。PLC 可以方便、快捷地對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，并可對要顯示的參數(shù)以二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制、ASCII 字符等方式進(jìn)行顯示。在顯示畫面上，通過圖標(biāo)的顏色變化反應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如閥門的開與關(guān)，電機(jī)的啟動與停止，位置開關(guān)的狀態(tài)等。PID 回路控制用數(shù)據(jù)、棒圖等綜合方法反映生產(chǎn)過程中量的變化，操作人員通過參數(shù)設(shè)定可進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，通過數(shù)據(jù)查詢可查找任意時刻的數(shù)據(jù)記錄，通過打印可保存相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為今后的生產(chǎn)管理和工藝參數(shù)的分析帶來便利。4、網(wǎng)絡(luò)特性PLC 可以實現(xiàn)多臺 PLC 之

14、間或多臺 PLC 與一臺計算機(jī)之間的通訊聯(lián)網(wǎng)要求，從而組成多級分布式控制系統(tǒng)，構(gòu)成工廠自動化網(wǎng)絡(luò)。(1) 通過通訊模塊、上位機(jī)以及相應(yīng)的軟件來實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控。(2) 通過調(diào)制解調(diào)器和公用電話網(wǎng)與遠(yuǎn)程客戶端計算機(jī)相連，從而使管理者可通過電話線對控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)控。2.2 可編程控制器的主要特點可編程控制器的主要特點 1、可靠性高 PLC 的 MTBF 一般在 4000050000h 以上，西門子、ABB、松下等微小型 PLC 可達(dá) 10 萬 h 以上，而且均有完善的自診斷功能，判斷故障迅速，便于維護(hù)。2、模塊化組合靈活可編程控制器是系列化產(chǎn)品，通常采用模塊結(jié)構(gòu)來完成不同的任務(wù)組合

15、。I/O 從 88192 點，有多種機(jī)型、多種功能模板可靈活組合，結(jié)構(gòu)形式也是多樣的。3、功能強(qiáng) PLC 應(yīng)用微電子技術(shù)和微計算機(jī)，簡單型式都具有邏輯、定時、計數(shù)等順序控制功能。基本 型式再加上模擬 I/O、基本算術(shù)運(yùn)算、通信能力等。復(fù)雜型式除了具有基本型式的功能外，還具有擴(kuò)展的計算能力、多級終端機(jī)制、智能西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文5I/O、PID 調(diào)節(jié)、過程監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)通信能力、遠(yuǎn)程 I/O、多處理器和高速數(shù)據(jù)處理能力。4、編程方便 PLC 適用針對工業(yè)控制的梯形圖、功能塊圖、指令表和順序功能表圖(SFC)編程，不需要太多 的計算機(jī)編程知識。新的編程工作站配有綜合的軟件工具包，并

16、可在任何兼容的個人計算機(jī)上編程。2.3 PLC 工作原理工作原理 PLC 的工作原理、運(yùn)行方式與傳統(tǒng)的繼電器、接觸器構(gòu)成的控制系統(tǒng)是不相同的。 繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，即如果這個繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點（包括其常開或常閉觸點）在繼電器控制線路上都會立即同時動作。 PLC 的 CPU 則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點（包括其常開或常閉觸點）不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作。 繼電器控制裝置各類觸點的動作時間一般在 100以上，PLC 采用的是不同于一般微型計算機(jī)的運(yùn)行方式一掃描技術(shù)，PLC

17、 掃描用戶程序的時間一般均小于100。 圖 2.1 PLC 掃描過程PLC 的掃描工作過程一般分為 3 個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文63 個階段。完成上述 3 個階段稱作 1 個掃描周期。在整個運(yùn)行期間，PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述 3 個階段。 1)輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 應(yīng)象區(qū)中的相應(yīng)單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和描出刷新階段。在這 2 個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，

18、如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 2)用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖） 。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 應(yīng)象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 3)輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC 就進(jìn)人輸出刷新階段。在此期間，CPU

19、 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時才是 PLC 的真正輸出。至此，PLC 完成了 1 個工作周期2.4 PLC 相對于繼電器線路的優(yōu)勢相對于繼電器線路的優(yōu)勢2.4.1 控制繼電器存在的缺點控制繼電器存在的缺點今天繼電器已應(yīng)用到家庭及工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。他們比以往的產(chǎn)品具有更高的可靠性。但是，這也是隨之帶來的一些問題。如絕大多數(shù)控制繼電器都是長期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞。而且繼電器的觸點容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果。再者，對一個具體使用的裝有上百個繼電器的設(shè)備，其控制箱將是龐大而笨重的。在全負(fù)荷運(yùn)

20、載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文7有簡單的改動，也需要花費(fèi)大量時間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。1、導(dǎo)通后的管壓降大，可控硅或雙相控硅的正向降壓可達(dá) 12V，大功率晶體管的飽和壓降也在 12V 之間，一般功率場效應(yīng)管的導(dǎo)通電祖也較機(jī)械觸點的接觸電阻大。2、半導(dǎo)體器件關(guān)斷后仍可有數(shù)微安至數(shù)毫安的漏電流，因此不能實現(xiàn)理想的電隔離。3、由于管壓降大，導(dǎo)通后的功耗和發(fā)熱量也大，大功率固態(tài)繼電器的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同容量的電磁繼電器，成本也較高。4、電子元器件的溫度特性和電子線路的抗干擾能

21、力較差，耐輻射能力也較差，如不采取有效措施，則工作可靠性低。5、固態(tài)繼電器對過載有較大的敏感性，必須用快速熔斷器或 RC 阻尼電路對其進(jìn)行過在保護(hù)。固態(tài)繼電器的負(fù)載與環(huán)境溫度明顯有關(guān)，溫度升高，負(fù)載能力將迅速下降。2.4.2 PLC 的優(yōu)勢的優(yōu)勢1、功能強(qiáng)，性能價格比高 一臺小型 PLC 內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以實現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價格比?？删幊绦蚩刂破骺梢酝ㄟ^通信聯(lián)網(wǎng)，實現(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

22、。用戶能靈活方便的進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(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、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文8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)的抗干擾能力，平均無故障時間

23、達(dá)到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，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、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、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計、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)計方法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計時間比設(shè)計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。 PLC 的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過 PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般

24、通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。 5、編程方法簡單 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。 梯形圖語言實際上是一種面向用戶的一種高級語言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時，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，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

25、障的原因，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間繼電器，小型 PLC 的體積相當(dāng)于幾個繼電器大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來 1/2-1/10。西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文9第第 3 章章 T68 鏜床電氣控制電路鏜床電氣控制電路鏜床也是用于孔加工的機(jī)床，與鉆床比較，鏜床主要用于加工精確的孔和各孔間的距離要求較精確的零件，如一些箱體零件（機(jī)床主軸箱、變速箱等）。鏜床的加工形式主要是用鏜刀鏜削在工件上已鑄出或已粗鉆的孔，除此之外，大部分鏜床還可以進(jìn)行銑削、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等加工。鏜床的主要類型

26、有臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床和專用鏜床等，其中以臥式鏜床應(yīng)用最廣。本節(jié)介紹 T68 型臥式鏜床的電氣控制電路。T68 型臥式鏜床型號的含義為 T T 6 6 8 8鏜鏜軸軸直直徑徑為為8 85 5m mm m臥臥式式鏜鏜床床3.1 T68 臥式鏜床的用途主要構(gòu)造、運(yùn)動形式臥式鏜床的用途主要構(gòu)造、運(yùn)動形式 3.1.1 鏜床的用途主要構(gòu)造鏜床的用途主要構(gòu)造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。鏜床在加工時，一般是將工件固定在工作臺上，

27、由鏜桿或平旋盤（花盤）上固定的刀具進(jìn)行加工。機(jī)床的基本組成如下：西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文10 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的主軸箱。 2) 主軸箱：其中裝有主軸部件，主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動變速傳動機(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，調(diào)整位置，它上面的鏜桿支架可與主軸箱同步垂直移動。如有需要，可將其從床身上卸下。 4) 工作臺：由下溜板，上溜板，回轉(zhuǎn)工作臺三層組成。下溜板可沿床身頂面上的水平導(dǎo)軌作縱向移動，上溜板可沿下溜板頂部的導(dǎo)軌作橫向移動，回轉(zhuǎn)工作臺可以上溜板的環(huán)形導(dǎo)軌上繞垂直軸線轉(zhuǎn)位，能使要件在水平面內(nèi)調(diào)整至一定角度位

28、置，以便在一次安裝中對互相平等或成一角度的孔與平面進(jìn)行加工。 圖 3.1 T68 鏜床結(jié)構(gòu)示意圖5)面板 1面板上安裝有機(jī)床的所有主令電器及動作指示燈、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作情況。7)三相異步電動機(jī)兩個 380V 三相鼠籠異步電動機(jī)，分別用作主軸電動機(jī)（雙速）和快速移動電動西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文11機(jī)。8)故障開關(guān)箱設(shè)有 32 個開關(guān)，其中 K1 到 K25 用于故障設(shè)置；K26 到 K31 保留；K32 用作

29、指示燈開關(guān)，可以用來設(shè)置機(jī)床動作指示與不指示。3.1.2.運(yùn)動形式運(yùn)動形式臥式鏜床的典型加工方法如圖 2 所示，（a）圖為用裝在鏜床軸上的懸伸刀桿鏜孔，由鏜床軸的軸向移動進(jìn)行縱向進(jìn)給；（b）圖為利用后支承架支承的長刀桿鏜床削同一軸線上的前后兩孔，（c）圖為用裝在平旋盤上的懸伸刀桿鏜削較大直徑的孔，兩者均由工作臺的移動進(jìn)行縱向進(jìn)給；（d）圖為用裝在鏜床軸上的端銑刀銑削平面，由主軸箱完成垂直進(jìn)給運(yùn)動；圖（e）、（f）為用裝在乎旋盤刀具溜板上的車刀車削內(nèi)溝槽和端面，均由刀具溜板移動進(jìn)行徑向進(jìn)給。圖 3.2 臥式鏜床的主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動示意圖主運(yùn)動：鏜床軸的旋軸與平旋盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動包括：鏜床軸的

30、軸向進(jìn)給；平旋盤上刀具的徑向進(jìn)給；主軸箱的垂直進(jìn)給；工作臺的橫向進(jìn)給和縱向進(jìn)給。輔助運(yùn)動包括：主軸箱，工作臺等的進(jìn)給運(yùn)動上的快速調(diào)為移動；后立柱的縱向調(diào)位移動；尾架的垂直移動及各部分的快速移動；工作臺的轉(zhuǎn)位移動。西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文123.2 臥式鏜床對電力拖動及控制系統(tǒng)的要求臥式鏜床對電力拖動及控制系統(tǒng)的要求T68 臥式鏜床由主軸電動機(jī) M1 和進(jìn)給電動機(jī) M2 拖動。其中主軸電動機(jī) M1 為YY 接法的雙速電動機(jī)，它不但可以正、反轉(zhuǎn)，高、低速啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，還可以反接制動及點動控制。進(jìn)給電動機(jī) M2 可以正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)。1.主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給都應(yīng)有較大的調(diào)速范圍； 雙速鼠籠式異步電

31、動機(jī)，機(jī)電聯(lián)合調(diào)速 2.進(jìn)給運(yùn)動和主軸及花盤的旋轉(zhuǎn)采用同一臺電動機(jī)拖動，主電動機(jī)能正反轉(zhuǎn)，并可調(diào)速，高速運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)先經(jīng)過低速起動，各方向的進(jìn)給應(yīng)有聯(lián)鎖。 3.各進(jìn)給部分應(yīng)能快速移動采用一臺快速電動機(jī)拖動； 4.主電動機(jī)要能正反向點動，并且有準(zhǔn)確的制動，本機(jī)床采用電磁鐵帶動的機(jī)械制動裝置。3.3 電氣控制的特點電氣控制的特點 主軸與進(jìn)給電動機(jī) M1 為雙速電動機(jī)，低速時可直接啟動，高速時，先低速啟動，而后自動轉(zhuǎn)換成高速運(yùn)行，以減小啟動電流。 主電動機(jī) M1 的制動采用電磁操控的斷電式制動裝置。 主軸和進(jìn)給變速均在運(yùn)行中進(jìn)行，變速操作時，主電動機(jī)便斷電停車，變速完成以后又恢復(fù)運(yùn)行。 主軸箱、工作臺與主

32、軸進(jìn)給等部分的快速移動有單獨(dú)的快速移動電動機(jī) M2拖動，它們與機(jī)動進(jìn)給之間有機(jī)械和電氣的連鎖保護(hù)。3.4 T68 型臥式鏜床電氣控制電路分析型臥式鏜床電氣控制電路分析3.4.1 主電路工作原理分析主電路工作原理分析 T68 型臥式鏜床共由兩臺三相異步電動機(jī)驅(qū)動，即主拖動電動機(jī) M1 和快速移動電動機(jī) M2。熔斷器 FU1 作電路總的短路保護(hù)，F(xiàn)U2 作快速移動電動機(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 是短期工作，所以不設(shè)置熱繼電器。M1 用接觸器 KM1 和 KM2 控制正反轉(zhuǎn)，KM3、KM4 和 KM5 作三角形雙星形變速切換。M2西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論

33、文13用接觸器 KM6 和 KM7 控制正反轉(zhuǎn)。3.4.2 控制電路工作原理分析控制電路工作原理分析（1）主軸電動機(jī) M1 的控制西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文14圖 3.3 T68 鏜床電氣原理圖 主軸電動機(jī) M1 的正反轉(zhuǎn)控制按下正轉(zhuǎn)起動按鈕 SB2，中間接觸器 KA1 線圈得電吸合，KA1 常開觸頭閉合，接觸器西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文15KM3 線圈得電（此時位置開關(guān) QS3 和 QS4 已被操縱手柄壓合） ，KM3 主觸頭閉合，將制動電阻 R 短接，而 KM3 常開輔助觸頭閉合， 接觸器 KM1 線 圈得電合，KM1 主觸頭閉合，接通電源。KM1 的常開觸頭閉

34、合，KM4 線圈得電吸合，KM4 主觸頭閉合，電動機(jī) M1 接成正向起動。反向時只需按下按鈕 SB3，動作原理同上，所不同的是中間繼電器 KA2 和接觸器 KM2得電吸合。 主軸電動機(jī) M1 的點動控制 按下正向點動按鈕 SB4，接觸器 KM1 線圈得電吸合，KM1 的常開觸頭閉合，接觸器 KM4 線圈得電吸合，這樣，KM1 和 KM4 的主觸頭閉合，便使電動機(jī) M1 接成并串聯(lián)電阻 R 點動。 同理按下反向點動按鈕 SB5，接觸器 KM2 和 KM4 線圈得電吸合，M1 反向點動。主軸電動機(jī) M1 的停車制動假設(shè)電動機(jī) M1 正轉(zhuǎn)，當(dāng)速度達(dá)到 120 轉(zhuǎn)/分以上時，速度繼電器 SR2 常開觸

35、頭閉合，為停車制動作好預(yù)備。若要 M1 停車，就按 SB1，則中間繼電器 KA1 和接觸器 KM3斷電釋放，KM3 常開觸頭斷開，KM1 線圈斷電釋放，KM4 線圈也斷電釋放，由于 KM1和 KM4 主軸觸頭斷開，電動機(jī) M1 斷電作慣性運(yùn)轉(zhuǎn)。緊接著，KM2 和 KM4 線圈獲電吸合，KM2 和 KM4 主觸頭閉合，電動機(jī) M1 串電阻 R 反接制動。當(dāng)轉(zhuǎn)速降至 120 轉(zhuǎn)/分以下時，速度繼電器 SR1 常開觸頭斷開，接觸器 KM2 和 KM4 斷電釋放，停車反接制動結(jié)束。假如電動機(jī) M1 反轉(zhuǎn)，當(dāng)速度達(dá)到 120 轉(zhuǎn)/分以上時，速度繼電器 SR1 常開觸頭閉合，為停車制動作好預(yù)備。以后的動作

36、過程與正轉(zhuǎn)制動時相似。主軸電動機(jī) M1 的高、低速控制若選擇電動機(jī) M1 在低速（接法）運(yùn)行，可通過變速手柄使變速行程開關(guān) SQ（13 區(qū)）處于斷開位置，相應(yīng)的時間繼電器 KT 線圈斷電，接觸器 SK5 線圈也斷電，電動機(jī) M1只能由接觸器 KM4 接成連接。假如需要電動機(jī)在高速運(yùn)行，應(yīng)首先通過變速手柄使開關(guān) SQ 壓合，然后按正轉(zhuǎn)啟動按鈕 SQ2（或反轉(zhuǎn)啟動按鈕 SQ3） ，KA1 線圈（反轉(zhuǎn)時應(yīng)為 KA2 線圈）得電吸合，時間繼電器 KT 和接觸器 KM3 線圈同時得電吸合。由于 KT 兩副觸延時動作，故 KM4 線圈斷西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文16電釋放，KT 的常開觸頭延

37、時閉合，KM5 線圈得電吸合，電動機(jī) M1 成 YY 連接，以高速運(yùn)行。 主軸變速及進(jìn)給變速控制本機(jī)床主軸的各種速度是通過變速操縱盤以改變傳動鏈的傳動比來實現(xiàn)的。當(dāng)主軸地工作過程中，欲要變速，可不必按停止按鈕，而可直接進(jìn)行變速。設(shè) M1 原來運(yùn)行在正轉(zhuǎn)狀態(tài)，速度繼電器 SR2 早已閉合。將主軸變速操縱盤的操作手柄拉出，與變速手柄有機(jī)械聯(lián)系的行程開關(guān) SQ3 不再受壓而斷開，KM3 和 KM4 線圈先后斷電釋放，電動機(jī) M1 斷電，由于行程開關(guān) SQ3 常閉觸頭閉合，KM2 和 KM4 線圈得電吸合，電動機(jī) M1 串電阻 R 反接制動。等速度繼電器 SR2 常開觸頭斷開，M1 停車，便可轉(zhuǎn)動變速

38、操縱盤進(jìn)行變速。變速后，將變速手柄推回原位，SQ3 重新壓合，接觸器 KM3、KM1和 KM4 線圈獲電吸合，電動機(jī) M1 啟動，主軸以新選定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。變速時，若因齒輪卡住手柄不能上下時，此時變速沖動行程開關(guān) SQ6 被壓合，速度繼電器的常閉觸頭 SQ2 已恢復(fù)閉合，接觸器 KM1 線圈獲電吸合，電動機(jī) M1 啟動。當(dāng)速度高于 120 轉(zhuǎn)/分時，SR2 常閉觸頭又閉合了，從而又接接通低速旋轉(zhuǎn)電路而重復(fù)是述過程。這樣，主軸電動機(jī)就被間歇地啟動和制動低速旋轉(zhuǎn)。以便齒轉(zhuǎn)能順利嚙合。直到齒輪嚙合好，手柄推上后，壓下行程開關(guān) SQ3，松開 SQ6，將沖動電路切斷。同時，由于 SQ3 的常開觸頭閉合，主

39、軸電動機(jī)啟動旋轉(zhuǎn)，從而主軸獲得選定的轉(zhuǎn)速。 進(jìn)給變速的操作和控制與主軸變速的操作和控制相同。只有在進(jìn)給變速時，拉出的操作手是進(jìn)給變速操縱盤手柄，與該手柄有機(jī)械聯(lián)系的是行程開關(guān) SQ4，進(jìn)給變速沖動的行程開關(guān) SQ5。(2)快速移動電動機(jī) M2 的控制主軸的軸向進(jìn)給、主軸箱（包括尾架）的垂直進(jìn)給、工作臺的縱向和橫向進(jìn)給等的快速移動，是由電動機(jī) M2 通過齒輪、齒條等來完成的。快速手柄扳到正向快速位置時，壓合行程開關(guān) SQ8，接觸器 KM6 線圈得電吸合，電動機(jī) M2 正轉(zhuǎn)啟動，實現(xiàn)快速正向移動。將快速手柄扳到反向快速位置，行程開關(guān)被壓合，KM7 線圈獲電吸合，電動機(jī) M2 反向快速移動。(3)聯(lián)

40、鎖保護(hù)位置為了防止在工作臺或主軸箱自動快速進(jìn)給時又將主軸進(jìn)給手柄扳到自動快速進(jìn)給的誤西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文17操作，就采用了與工作臺和主軸箱進(jìn)給手柄有機(jī)械聯(lián)接的行程開關(guān) SQ1（在工作臺后面） 。當(dāng)上述手柄扳在工作臺（或主軸箱）自動快速進(jìn)給的位置時，SQ1 被斷開。同樣，在主軸箱上還裝有另一個行程開關(guān) SQ2，它與主軸進(jìn)給手柄有機(jī)械聯(lián)接，當(dāng)這個手柄動作時，SQ2 也受壓分?jǐn)?。電動機(jī) M1 和 M2 必須在行程開關(guān) SQ1 和 SQ2 中有一個處于閉合狀態(tài)時，才可以啟動。如果工作臺（或主軸箱）在自動進(jìn)給（此時 SQ1 斷開）時，再將主軸進(jìn)給手柄扳到自動進(jìn)給位置（SQ2 也斷開）

41、 ，那么電動機(jī) M1 和 M2 便自動停車，從而達(dá)到聯(lián)鎖保護(hù)之目的。3.4.3 輔助電路分析輔助電路分析T68 臥式鏜床設(shè)有 36V 安全電壓局部照明燈 EL，由開關(guān) SA 手動控制。電路還設(shè)有63V 電源指示燈 HL。3.5.電磁離合器直流電路工作原理分析電磁離合器直流電路工作原理分析電磁離合器靠線圈的通斷電來控制離合器的接合與分離。電磁離合器可分為：干式單片電磁離合器，干式多片電磁離合器，濕式多片電磁離合器，磁粉離合器，轉(zhuǎn)差式電磁離合器等。電磁離合器工作方式又可分為：通電結(jié)合和斷電結(jié)合。1.連接與切離動作：驅(qū)動部位與起動部位之間安裝離合器，則不須停止驅(qū)動處，起動處會依必要反應(yīng)做連接與切離的

42、動作. 2.變速：作業(yè)途中時有相互轉(zhuǎn)換速度的情形、此時使用離合器、則不須關(guān)閉驅(qū)動處即可變速. 3.正反轉(zhuǎn)：負(fù)荷點的正反轉(zhuǎn)切換時、配合離合器使用則驅(qū)動外只要順向回轉(zhuǎn)即可. 4.高頻運(yùn)轉(zhuǎn)：在快速循環(huán)中的斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、反復(fù)利用馬達(dá)上的 ON、OFF 所提供的頻度有限、因此使用離合器、使之迅速反應(yīng)、高精度的制動. 5.寸動：機(jī)械開始作動與位置接合時、只須以離合器瞬時作動即可.3.6 雙速電動機(jī)與速度繼電器簡介雙速電動機(jī)與速度繼電器簡介1、雙速電機(jī)原理西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文181） 、雙速電機(jī)雙速電動機(jī)屬于異步電動機(jī)變極調(diào)速，是通過改變定子繞組的連接方法達(dá)到改變定子旋轉(zhuǎn)磁場磁極對數(shù)，從而改

43、變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)公式；n1=60f/p 可知異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與磁極對數(shù)成反比，磁極對數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速 n1 下降至原轉(zhuǎn)速的一半，電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速 n 也將下降近似一半，所以改變磁極對數(shù)可以達(dá)到改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。這種調(diào)速方法是有級的，不能平滑調(diào)速，而且只適用于鼠籠式電動機(jī)。最常見的單繞組雙速電動機(jī)，轉(zhuǎn)速比等于磁極倍數(shù)比，如 2 極4 極、4 級8 極，從定子繞組接法變?yōu)?YY 接法，磁極對數(shù)從p2 變?yōu)?p=1，所以轉(zhuǎn)速比2122）雙速電動機(jī)電氣控制原理圖圖 3.4 雙速電動機(jī)電氣控制原理圖2、速度繼電器速度繼電器是當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值時觸頭動作的繼電器。主要用于電動機(jī)反接制動西安工業(yè)

44、大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文19控制電路中，當(dāng)反接制動的轉(zhuǎn)速下降到接近零時能自動地及時切斷電源。速度繼電器的結(jié)構(gòu)如下所示，圖 2.5 速度繼電器結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)子是一塊固定在軸上的永久磁鐵。浮動的定子與轉(zhuǎn)子同心，而且能獨(dú)自偏擺，定子由硅鋼片疊成，并裝有籠型繞組。速度繼電器的軸與電動機(jī)軸相連，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子隨之一起轉(zhuǎn)動，形成旋轉(zhuǎn)磁場?；\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)動方向偏擺，定子柄推動相應(yīng)觸頭動作。定子柄推動觸頭的同時，也壓縮反力彈簧，其反作用阻止定子繼續(xù)轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速下降到一定數(shù)值時，電磁轉(zhuǎn)矩小于反力彈簧的反作用力矩，定子返回原來

45、位置，對應(yīng)的觸頭恢復(fù)原始狀態(tài)。調(diào)整反力彈簧的拉力即可改變觸頭動作的轉(zhuǎn)速。1轉(zhuǎn)子2電動機(jī)軸3定子4籠型繞組5定子柄6動觸頭7反力彈簧8靜觸頭西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文20第第 4 章章 T68 臥式鏜床的臥式鏜床的 PLC 改造的方案改造的方案4.1 流程圖的設(shè)計說明流程圖的設(shè)計說明 西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文21PLC 改造鏜床電氣設(shè)備流程圖 分析T68鏜床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、明確控制要求 制定電氣改造方案、PLC改造方案 確定輸入、輸出設(shè)備信號的特點 PLC選型 PLC的輸入輸出分配 控制電路PLC改造 模擬調(diào)試 主 軸 電 機(jī) 低 速 正 轉(zhuǎn) 主 軸 電 機(jī) 低 速 反

46、 轉(zhuǎn) 主 軸 電 機(jī) 高 速 正 轉(zhuǎn) 主 軸 電 機(jī) 高 速 反 轉(zhuǎn) 主 軸 變 速 沖 動 進(jìn) 給 變 速 沖 動 進(jìn) 給 電 機(jī) 正 轉(zhuǎn) 進(jìn) 給 電 機(jī) 反 轉(zhuǎn) 4.2 PLC 改造的目的改造的目的電控制系統(tǒng)是機(jī)床的重要組成部分，其技術(shù)的先進(jìn)與否，在很大程度上決定調(diào)試成功 整理資料,上交文件 YES NO 程 序 調(diào) 試 錯 誤 西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文22了整臺機(jī)床的綜合性能。對系統(tǒng)的可靠性要求越來越高，PLC 具有控制可靠、體積小、功能強(qiáng)、速度快、組態(tài)靈活和可擴(kuò)展的特點而得到了廣泛的應(yīng)用，電氣系統(tǒng)的可靠性也大大提高了。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

47、產(chǎn)工藝制造，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。使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，有必要而且有能力采用新技術(shù)對原有電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。 在工業(yè)控制領(lǐng)域，為了實現(xiàn)弱點對強(qiáng)電的控制，使機(jī)械設(shè)備實現(xiàn)預(yù)期的要求，繼電器系統(tǒng)曾被廣泛使用并占主導(dǎo)地位。雖然它具有結(jié)構(gòu)簡單、易學(xué)易懂、價格便宜的優(yōu)點，但其控制過程是由硬件接線的方式實現(xiàn)的。如果某一個繼電器損壞，甚至僅僅是一對觸點接觸不良，就可能造成系統(tǒng)的癱瘓，而故

48、障的查找和排除又往往是困難的，需要花費(fèi)很長的時間。如果產(chǎn)品更新?lián)Q代，則需要改變整個系統(tǒng)的控制周期?？梢?，繼電氣控制系統(tǒng)存在著可靠性低，適應(yīng)性差的缺點，給人們在使用上帶來很大的不便和遺憾。而機(jī)床作為工作母機(jī)，對電氣的控制也有了很高的要求-必須有很強(qiáng)的抗干擾能力，運(yùn)行可靠，并且簡化電氣控制方式，提高機(jī)床電氣的使用壽命，因此對 T68 鏜床的 PLC 改造是一種適合現(xiàn)代化控制方式。通過對 PLC 的弱電控制，使輸出方式動作而完成鉆床預(yù)定的工作方式。從而實現(xiàn)用 PLC 弱電控制強(qiáng)電的目的。使鉆床電氣部分能夠進(jìn)一步的安全、準(zhǔn)確、有效的運(yùn)行。 再者由于鏜床的運(yùn)動很多、控制邏輯復(fù)雜、相互連鎖繁多，采用傳統(tǒng)的

49、繼電器控制時，需要的繼電器多，接線復(fù)雜，因此故障維修困難，費(fèi)工費(fèi)時，不僅加大了維修成本，而且影響設(shè)備的功效。采用 PLC 控制可使接線大為簡化，不但安裝十分方便而且工作可靠，降低了故障率，減少了維修量，提高了功效。其原控制電路為繼電器控制，接觸點多，線路復(fù)雜，故障多，操作人員維修任務(wù)大，為了克服以上缺點，降低了設(shè)備故障率，提高了設(shè)備使用效率。我們采用 PLC 控制改造其機(jī)電控制電路。目的是使機(jī)床能快速響應(yīng)動作，靈活可靠的完成生產(chǎn)任務(wù)，而故障率要相應(yīng)低。PLC 內(nèi)部的邏輯觸點代替了繼電器的機(jī)械觸點，來控制機(jī)床的動作，邏輯觸點與機(jī)械觸點相比動作時間大大縮短，連接快而可靠，還有就是它的壽命比機(jī)械觸點

50、有很大幅度的增長，可到達(dá)幾百萬次到幾千萬次。西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文234.3 設(shè)計要求設(shè)計要求 1.應(yīng)根據(jù) T68 鏜床電氣系統(tǒng)的要求，確定 PLC 控制的基本方式與控制系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)施、信號指示、系統(tǒng)故障指示等。2.根據(jù)控制任務(wù)，確定的機(jī)型，進(jìn)行/地址分配，畫出/接線圖。3.對較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的運(yùn)動形畫出工作流程圖，以便與程序梯形圖。4.根據(jù)機(jī)床的控制要求，運(yùn)動形式與流程圖設(shè)計梯形圖。5.根據(jù)梯形圖寫出相應(yīng)的語句表指令。6.完成程序的調(diào)試后，進(jìn)行資料整理。7.繪制出鏜床電氣控制系統(tǒng)圖。8.控制系統(tǒng)硬件設(shè)計。硬件設(shè)計的內(nèi)容包括：鏜床主電路和的控制電路；主令元件和執(zhí)行

51、元件的選擇；輸入和輸出端的接線圖；輸出電路的外接電源；電器柜的結(jié)構(gòu)以及柜內(nèi)的電器供電系統(tǒng)；電器元件的明細(xì)表等。9.編寫程序，進(jìn)行仿真測試，調(diào)試程序。4.4 PLC 改造的思路改造的思路通過對鏜床電氣所有硬件部分接線方式的了解與認(rèn)識，從實際連線出發(fā)，掌握鏜床的工作原理以及各種機(jī)械部分的動作方式。然后按照其接線畫出相應(yīng)原理圖，并對其進(jìn)行注釋。對原理圖作進(jìn)一步的分析，將所有的機(jī)械動作原件（接觸點、按鈕、繼電器等）轉(zhuǎn)換成以 PLC 的軟件控制（即軟件控制硬觸點） 。設(shè)計 PLC 的梯形圖，要求與原有電氣部分控制的工作原理相同。4.5 PLC 控制系統(tǒng)改造的說明控制系統(tǒng)改造的說明采用 PLC 實現(xiàn)對 T

52、68 鏜床電氣控制改造時，原有的鏜床線路中的照明、電源指示、低壓備用電源以及控制電源變壓器及相關(guān)電路保持原有的電路配置連接。原電氣控制線路中的繼電器、接觸器系統(tǒng)中的按鈕、速度繼電器、行程開關(guān)都為 PLC 的輸入設(shè)備，接觸器線圈為 PLC 的輸出設(shè)備。經(jīng)過統(tǒng)計 PLC 的 I/O 的點數(shù)，整個系統(tǒng)中需要用到 46 個輸入點， 輸出點。因此可選用FX2n-48MR 的型號對其進(jìn)行可控編程器的改造。西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文24第第 5 章章 T68 鏜床電氣控制系統(tǒng)的鏜床電氣控制系統(tǒng)的 PLC 改造改造5.1.PLC 控制系統(tǒng)改造說明與控制系統(tǒng)改造說明與 I/O 地址分配地址分配5.

53、1.1 PLC 的選型的內(nèi)容的選型的內(nèi)容1.PLC 生產(chǎn)廠家的選擇從對產(chǎn)品的熟程度及產(chǎn)品本身的可靠性及改造的要求，我們選擇三菱系列的產(chǎn)品。2.輸入輸出(I/0)點數(shù)的估算I/O 點數(shù)的確定應(yīng)以控制設(shè)備所需的所有輸入/輸出點數(shù)的總和為依據(jù)。在一般情況下，PLC 的 I/O 點應(yīng)該有適當(dāng)?shù)挠嗔?。通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。T68 鏜床 PLC 改造所需的輸入點數(shù)為：17 點；所需的輸出點數(shù)為 7 點；所需 I/O點數(shù)一共需要：24 點，所以我們選擇的 PLC 的型號所需的 I/O 點數(shù)至少為：24*（1+10%）=27 點 3.PLC 存

54、儲器容量的估算程序容量是存儲器中用戶程序所使用的存儲單元的大小，因此存儲器容量應(yīng)大于程序容量。容量的計算大體上是按數(shù)字量 I/O 點數(shù)的 1015 倍，加上模擬 I/O 點數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)(16 位為一個字)，另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。該 PLC 有 24 點且為數(shù)字量，則所需的存儲容量估算為：24*15*（1+25%）=450 （字）450*16/1024=7.3KB 取整： 8KB4.PLC 通訊功能的選擇該 PLC 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)用電實用標(biāo)準(zhǔn)，我們選擇電源為 AC220 的 PLC。6.PLC 機(jī)型的選擇西安工業(yè)

55、大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文25FX2N-48MR-001 輸入點： 24，24 繼電器輸出5.1.2 PLC 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計控制系統(tǒng)硬件設(shè)計T68 鏜床的安裝板電器元件平面布置圖 如圖 4.3 所示。西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文265.1.3 I/O 輸入輸出分配表輸入輸出分配表輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號名稱代號輸出點編號主軸電動機(jī) M1 熱繼電器FRX0主軸電動機(jī) M1正轉(zhuǎn)接觸器KM1Y0主軸電動機(jī) M1 制動停止按鈕SB1X1主軸電動機(jī) M1反轉(zhuǎn)接觸器KM2Y1主軸電動機(jī) M1 正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2X2制動電阻 R 短接接觸器KM3Y2主軸電動機(jī) M1 反轉(zhuǎn)啟動按

56、鈕SB3X3主軸電動機(jī) M1低速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器KM4Y3主軸電動機(jī) M1 正轉(zhuǎn)點動按鈕SB4X4主軸電動機(jī) M1高速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器KM5Y4主軸電動機(jī) M1 反轉(zhuǎn)點動按鈕SB5X5快速移動電動機(jī)M2 正轉(zhuǎn)接觸器KM6Y5聯(lián)鎖保護(hù)行程開關(guān)ST1X6快速移動電動機(jī)M2 反轉(zhuǎn)接觸器KM7Y6聯(lián)鎖保護(hù)行程開關(guān)ST2X7主軸變速制動停止行程ST3X10西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文27開關(guān)進(jìn)給變速制動停止行程開關(guān)ST4X11進(jìn)給變速沖動行程開關(guān)ST5X12主軸變速沖動行程開關(guān)ST6X13快速移動反轉(zhuǎn)行程開關(guān)ST7X14快速移動正轉(zhuǎn)行程開關(guān)ST8X15主軸電動機(jī) M1 高、低速轉(zhuǎn)換行程開關(guān)ST9X16主

57、軸電動機(jī)反轉(zhuǎn)閉合速度繼電器常開觸點KS1X20主軸電動機(jī)正轉(zhuǎn)閉合速度繼電器常開觸點KS2X21西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文285.1.4 T68 鏜床鏜床 PLC 改造梯形圖改造梯形圖西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文295.1.5 硬件接線圖硬件接線圖西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文305.1.6 T68 鏜床鏜床 PLC 改造主程序改造主程序：西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文315.2 PLC 對對 T68 臥式鏜床的工作原理臥式鏜床的工作原理啟動：當(dāng)按下主軸電動機(jī) M1 正轉(zhuǎn)啟動按鈕 SB1 時，PLC 輸入點 X2 接收信號動作，輸出正轉(zhuǎn)信號，驅(qū)動主軸

58、電動機(jī) M1 正轉(zhuǎn)接觸器動作，使電動機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)按下主軸電動機(jī) M1 反轉(zhuǎn)啟動按鈕 SB2 時，PLC 輸入點 X3 接收信號動作，輸出反轉(zhuǎn)西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文32信號，從使而主軸電動機(jī) M1 反轉(zhuǎn)接觸器動作，使電動機(jī)反轉(zhuǎn)。制動：當(dāng)主軸電動機(jī) M1 正轉(zhuǎn)接觸器動作，使主軸進(jìn)給變速沖動。5.3 改造后的鏜床電路圖改造后的鏜床電路圖圖 5-1 鏜床電路圖西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文33第第 6 章章 調(diào)試說明調(diào)試說明（準(zhǔn)備：將 SQ1 與 SQ3 常開串聯(lián)（X10） ，SQ1 與 SQ3 常閉并聯(lián)（X7）置 1）6.1 主軸正轉(zhuǎn)高主軸正轉(zhuǎn)高低速低速將變速手柄扳 “高速

59、”位置，使微動開關(guān) SHY（X5）受壓而閉合，為 KT（T0）和 KM3（Y3）的工作做準(zhǔn)備；當(dāng)按下 SB2（X1）時KA1（M1）得電且自鎖KM3 和KT 都得電KM1 得電，M1（雙速電動機(jī)）先低速正向起動；當(dāng) KT 延時 1s 后KT 的常閉觸點（T0）斷開KM4（Y4）失電，同時 KT 的常開觸點（T0）閉合KM5（Y5）得電M1 接成雙 Y 形切換為高速運(yùn)轉(zhuǎn)。按下 SB2（X001）中間繼電器 KA1（M1）得電且自鎖接觸器 KM3（Y3）得電KA1 和 KM3 的常開觸點都吸合KM1（Y1）得電其常開觸點吸合KM4（Y4）得電M1（雙速電動機(jī)）接成三角形低速正向運(yùn)行6.2 主軸反轉(zhuǎn)

60、高低速主軸反轉(zhuǎn)高低速將變速手柄扳 “高速”位置，使微動開關(guān) SHY（X5）受壓而閉合，為 KT（T0）和 KM3（Y3）的工作做準(zhǔn)備；當(dāng)按下 SB3（X2）時KA2（M2）得電且自鎖KM3 和KT 都得電KM2（Y2）得電，M1（雙速電動機(jī)）先低速反向起動；當(dāng) KT 延時（1s）后KT 的常閉觸點（T0）斷開KM4（Y4）失電 M1 停轉(zhuǎn)，同時 KT 的常開觸點（T0）閉合KM5（Y5）得電M1 接成雙 Y 形切換為高速運(yùn)轉(zhuǎn)。按下 SB3（X2） ，繼電器和接觸器的通電順序 KA2（M2）KM3（Y3）KM2（Y2）KM4（Y4） ，使 M1（雙速電動機(jī)）接成三角形形低速反向運(yùn)行。6.3 主軸