C650型臥式車床電氣PLC控制

C650型臥式車床電氣PLC控制部門：xxx

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制作人：xxx整理范文，僅供參考，可下載自行修改攀枝花學(xué)院本科學(xué)生課程設(shè)計任務(wù)書題目 C650型普通臥式車床電氣及PLC控制1、課程設(shè)計的目的專業(yè)課程綜合訓(xùn)練的目的是使學(xué)生通過對所學(xué)主要專業(yè)課的綜合應(yīng)用，基本掌握一般機電控制系統(tǒng)設(shè)計的設(shè)計方法及步驟。綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)知識和技能，進(jìn)一步提高學(xué)生的設(shè)計能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提高控制系統(tǒng)分析設(shè)計的總體意識和工程實踐能力。2、課程設(shè)計的內(nèi)容和要求〈包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）試C650型普通臥式車床電氣及PLC控制。具體控制要求是：完成系統(tǒng)的軟、件設(shè)計。設(shè)計結(jié)束后提交：1.4000字左右的課程設(shè)計論文；2.電氣元件表；3.繪制的工作狀態(tài)圖、控制原理圖〈若為PLC程序，繪制PLC的接線圖與梯形圖及程序。）；4.有機械設(shè)計的完成設(shè)計分析計算及CAD制圖。3、主要參考文獻(xiàn)張建明等.《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》.北京：高等教育出版社，2002年.趙先仲.《機電系統(tǒng)設(shè)計》.北京：機械工業(yè)出版社，2004年.吳圣莊.《金屬切削機床概論》.北京：機械工業(yè)出版社，1993年.4、課程設(shè)計工作進(jìn)度計劃指導(dǎo)教師〈簽字）日期年月日教研室意見:月日學(xué)生〈簽字）：接受任務(wù)時間:年月日目錄前言2C650型普通臥式車床電氣及PLC控制控設(shè)計任務(wù)書4C650型普通臥式車床5C650型普通臥式車床接觸器一一繼電器控制電路的理圖51.2電氣原理圖說明61.3主軸電動機M1的各種控制流程圖9PLC選擇和控制11PLC的選擇:112.2開關(guān)列表及所對應(yīng)的PLC接線圖122.3PLC的程序設(shè)計13總結(jié)18刖言在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的?，F(xiàn)在PLC來控制，它有以下優(yōu)點：b5E2RGbCAP實時性＞由于控制器產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)是基于控制為前提，信號處理時間短，速度快。＞基于信號處理和程序運行的速度，PLC經(jīng)常用于處理工業(yè)控制裝置的安全聯(lián)鎖保護(hù)。＞更能滿足各個領(lǐng)域大、中、小型工業(yè)控制工程。高可靠性＞所有的I/O輸入輸出信號均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與控制器內(nèi)部電路之間電氣上隔離。＞各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為10~20ms。＞各模塊均采用屏蔽措施，以防止噪聲干擾。＞采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。＞對采用的元器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。＞良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采取有效措施，以防止故障擴大。大型控制器還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng)，以及實現(xiàn)電源模塊冗余、IO模塊冗余，使可靠性更進(jìn)一步提高。p1EanqFDPw系統(tǒng)配置簡單靈活＞控制器產(chǎn)品種類繁多，規(guī)模可分大、中、小等。＞I/O卡件種類豐富，可根據(jù)自控工程實現(xiàn)功能要求不同，而進(jìn)行不同的配置。＞滿足控制工程需要前提下，I/O卡件可靈活組合。豐富的I/O卡件控制器針對不同的工業(yè)自控工程的現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強電或弱電等，有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機對話的接口模塊。為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。DXDiTa9E3d控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型控制器以外，絕大多數(shù)控制器均采用模塊化結(jié)構(gòu)?？刂破鞯母鱾€部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。RTCrpUDGiT價格優(yōu)勢質(zhì)優(yōu)價廉，性價比高。安裝簡單，維修方便可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行。5PCzVD7HxA控制器實現(xiàn)的功能邏輯控制定時控制計數(shù)控制順序控制PID控制數(shù)據(jù)計算通訊和聯(lián)網(wǎng)其它：還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT模塊。jLBHrnAILg車床是最常見的一種機床，它的主運動為主軸回轉(zhuǎn)運動,刀架的移動為進(jìn)給運動，車削加工一般不要求反轉(zhuǎn)，但加工螺紋時，為避免亂扣，需要反轉(zhuǎn)退刀，并保證工件的轉(zhuǎn)速與刀具的移動速度之間具有嚴(yán)格的比例關(guān)系，溜板箱與主軸箱之間通過齒輪傳動系統(tǒng)連接，C650臥式車床是其中較為常見的一種,其原控制電路為繼電器控制,接觸觸點多.故障多.操作人員維修任務(wù)較大.針對這種情況,我們用PLC控制改造其繼電器控制電路，克服了以上缺點,降低了設(shè)備故障率，提高了設(shè)備使用效率，運行效果良xHAQX74J0XC650型普通臥式車床電氣及PLC控制控設(shè)計任務(wù)書根據(jù)C650型普通臥式車床電氣原理圖，計算輸入、輸出接口數(shù)。完成系統(tǒng)的軟、件設(shè)計、列出電氣元件表、繪制工作狀態(tài)圖及控制原理圖選擇PLC類型。再根據(jù)所選PLC類型的編程說明書連接線路和設(shè)計設(shè)計控制程序或梯形圖LDAYtRyKfE基本掌握一般機電控制系統(tǒng)設(shè)計的設(shè)計方法及步驟。綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)知識和技能，進(jìn)一步提高自己的設(shè)計能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提高控制系統(tǒng)分析設(shè)計的總體意識和工程實踐能力。Zzz6ZB2Ltk1C650型普通臥式車床C650型普通臥式車床接觸器一一繼電器控制電路的理圖:

34567891011121314151G電源開關(guān)主軸電動機冷卻泵電動機快速移動電動機主軸'變壓器電動機正轉(zhuǎn)主軸電電流表保護(hù)動機啟動主軸電動機反轉(zhuǎn)失壓保護(hù)電源開關(guān)主軸電動機冷卻泵電動機快速移動電動機主軸'變壓器電動機正轉(zhuǎn)主軸電電流表保護(hù)動機啟動主軸電動機反轉(zhuǎn)失壓保護(hù)冷卻泵電動機快速移動電動機冷卻泵動電動電動機機圖1.11.2電氣原理圖說明:從上圖中可以看出，C650型普通臥式車床共有三臺電動機。主軸電動機M1由接觸器KM3、KM4、KM控制：冷卻泵電動機M2由接觸器KM1控制；快速移動電動機M3由接觸器KM2控制。其中主軸電動機M1可以正、反轉(zhuǎn)控制，也可以點動控制，還可以雙向反接制動控制。dvzfvkwMI1（1） 主電路組合開關(guān)QS將三相電源引入，F(xiàn)U1為主電動機M1的短路保護(hù)用熔斷器，KR1為M1電動機過載保護(hù)用熱繼電器。R為限流電阻，防止在點動時連續(xù)的起動電流造成電動機的過載。通過互感器TA接入電流表A以監(jiān)視主電動機繞組的電流。熔斷器FU2為M2、M3電動機的短路保護(hù)，接觸器KM1、KM2為M2、M3電動機起動用接觸器。KR2為M2電動機的過載保護(hù)，因快速電動機M3短時工作，所以不設(shè)過載保護(hù)。rqyn14ZNXI（2） 控制電路a、主電動機的點動調(diào)整控制圖1—2為點動環(huán)節(jié)的控制電路圖。線路中KM3為M1電動機的正轉(zhuǎn)接觸器，KM4為M1電動機的反轉(zhuǎn)用接觸器，K為中間繼電器。M1電動機的點動由點動按鈕SB6控制。按下SB6，接觸器KM3得電吸合，它的主觸點閉合，電動機的定子繞組經(jīng)限流電阻R和電源接通，電動機在較低速度下起動。松開按鈕SB6，KM3斷電，電動機停止轉(zhuǎn)動。在點動過程中，中間繼電器K線圈不通電，KM3線圈不會自鎖。EmxvxOtOco圖1-2C650臥式車床點動控制線路b、主電動機的正反轉(zhuǎn)控制電路圖1—3為主電動機正反轉(zhuǎn)控制電路。主電動機正轉(zhuǎn)由正向起動按鈕SB1控制。按下按鈕SB1時，接觸器KM首先得電動作，它的主觸點閉合將限流電阻短接，接觸器KM的輔助觸點閉合使中間繼電器K得電，它的輔助觸點＜21-23）閉合，使用權(quán)接觸器KM4得電吸合。KM4的主觸點將三相電源反接，電動機在滿民壓下反轉(zhuǎn)起動。KM4的動合觸點＜15-21）和K的動合觸點＜5-15）的閉合將KM4線圈自鎖。KM4的動斷觸點＜7-11），KM3的動斷觸點＜23-25）分別串在對方接觸器線圈的回路中，起到了電動機正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的電氣互鎖作用。SixE2yXPq54圖1-3C6504圖1-3C650臥式車床反轉(zhuǎn)控制線路＜3）主軸電動機的反接制動控制C650臥式車床采用了反接制動方式。當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速接近到零時，用速度繼電器的觸點給出信號切斷電動機的電源。圖1—4是C650臥式車床正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與反接制動的控制線路°6ewMyirQFL我們知道，速度繼電器與被控電動機是同軸連結(jié)的，當(dāng)電動機正轉(zhuǎn)時，速度繼電器的正轉(zhuǎn)開觸點BV1閉合；電動機反轉(zhuǎn)時，速度繼電器的反轉(zhuǎn)動合觸點BV2閉合，當(dāng)電動機正向旋轉(zhuǎn)時，接觸器KM3和KM繼電器K都處于得電動作狀態(tài)，速度繼電器的正轉(zhuǎn)動合觸

點BV1也是閉合的，這樣就為電動機正轉(zhuǎn)時的反接制動做好了準(zhǔn)備。需要停車時，按下停止按鈕SB4，接觸器KM失電，其主觸點斷開，電阻R串入主回路。與些同時KM3也失電，斷開了電動機的電源，同時K失電，K的動斷觸點閉合。這樣就使反轉(zhuǎn)接觸器KM4的線圈也能過1-3-5-17-23-25線路得電，電動機的電源反接，電機處于反接制動狀態(tài)。當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速下降到速度繼電器的復(fù)位轉(zhuǎn)速時，速度繼電器BV的正轉(zhuǎn)動合觸點BV1斷開，切斷了接觸器KM4的通電回路，電動機脫離電源停止。kavU42VRUs電動機反轉(zhuǎn)時的制支與正轉(zhuǎn)時的制動相似。當(dāng)電動機反轉(zhuǎn)時，速度繼電器的反轉(zhuǎn)動合觸點BV2是閉合的，這時按下停止按鈕SB4，正轉(zhuǎn)接觸器線圈通過1-3-5-17-7-11線路得電，正轉(zhuǎn)接觸器KM3吸合將電源反接使電動機停止。y6v3ALoS89圖1-4C650臥式車床正反與反接制動線路<4）刀架的快速移動和冷卻泵控制刀架的快速移動是由轉(zhuǎn)動動刀架手柄壓動行程開關(guān)ST來實現(xiàn)的。當(dāng)手柄壓動行程開關(guān)ST后，接觸器KM2得電吸合M3電動機

轉(zhuǎn)動帶動刀架快速移動。M2為冷卻泵電動機，它的起動與停止是通過銨鈕SB3和SB5控制的。M2ub6vSTnP此外，監(jiān)視主回路負(fù)載的電流表是通過電流互感器接入的。為防止電動機起動電流對電流表的沖擊，線路中采用一個時間繼電器KT。當(dāng)起動時，KT線圈通電，而KT的延時斷開的動斷觸點尚未動作，電流互感器二次側(cè)電流只流經(jīng)該觸點構(gòu)成閉合回路，電流表沒有電流流過。起動后，KT延時斷開的動斷觸點打開，此時電流流經(jīng)電流表，反映出負(fù)載電流的大小。0YujCfmUCw1.3主軸電動機M1的各種控制流程圖KM閉合—K閉合KT閉合KM閉合—K閉合KT閉合經(jīng)過一定時間動作，短接電流表觸點斷開 ?KM自鎖KT保持"馳4閉合M1按正轉(zhuǎn)啟動按鈕—KM閉合_K閉合_—.KM自鎖主SB1—皿閉合 1一KT保持軸電"動n1、馳3閉合「機M1經(jīng)過一定時間動作，短接電流表觸點斷開正轉(zhuǎn)<a）主軸電動機M1正轉(zhuǎn)控制流程圖<b）主軸電動機M1正轉(zhuǎn)控制流程圖sQsAEJkW5T

M1達(dá)^0120r/m時<c）M1達(dá)^0120r/m時KM3.KM、KT、K閉合，主軸電動機心正轉(zhuǎn)向運轉(zhuǎn)速度繼電器V速度繼電器V觸點閉合按停止按鍛B(tài)4KM3.KM、KT、KM3.KM、KT、跌電釋放KM4閉合 -電動機M1串電I阻板向運 M1達(dá)到100r/m時 速度繼電iBVlt蟲點斷開轉(zhuǎn)KM4釋放電動機1^1停轉(zhuǎn)<d）主軸電動枷1正向運轉(zhuǎn)反向制動控制流程圖GMsIasNXkAKM4KM、KT、K閉合，主軸電動機^1正轉(zhuǎn)向運轉(zhuǎn)M1達(dá)^0120r/m時速度繼電器V速度繼電器V觸點閉合按停止按鍛B(tài)4KM4KM、KT、跌電釋放KM3閉合電動機M1串電阻板向運 M1達(dá)到100r/m時 速度繼電iBv2蟲點斷開轉(zhuǎn)KM3釋放電動機1^1停轉(zhuǎn)<d）主軸電動枷1反向運轉(zhuǎn)正向制動控制流程圖TIrRGchYzg圖1.3從圖1.1中還可以看出，冷卻泵電動機M2由接觸器KM1控制。當(dāng)按下冷卻泵電動機M2的啟動按鈕SB3時，接觸器KM1閉合，冷卻泵電動機M2啟動運轉(zhuǎn)；當(dāng)按下冷卻泵電動機M2的停止按鈕SB5時，冷卻泵電動機M2就停止。7EqZcWLZNX快速移動電動機M3則由行程開關(guān)ST點動控制。2PLC選擇和控制2.1PLC的選擇：由圖1.1可以算出輸入點數(shù)為11,輸出點數(shù)為6。所以選擇PLC類型為S7—200。關(guān)于S7-200的概述S7-200是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比°lzq7IGf02ES7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：?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?實時特性?強勁的通訊能力?豐富的擴展模塊S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調(diào)，電梯控制，運動系統(tǒng)°zvpgeqJ1hk2.2開關(guān)列表及所對應(yīng)的PLC接線圖根據(jù)第一節(jié)的圖1.1可以列出輸入/輸出開關(guān)的列表如下所示:表2.2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M1正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1I0.0M1切除電阻R運行接觸器KMQ0.1M1反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2I0.1M2運行接觸器KM1Q0.2M2啟動按鈕SB3I0.2M3運行接觸器KM2Q0.3總停止按鈕SB4I0.3M1正轉(zhuǎn)接觸器KM3Q0.4M2停止按鈕SB5I0.4M1反轉(zhuǎn)接觸器KM4Q0.5M1點動按鈕SB6I0.5電流表A短接中間繼電器KQ0.6M3點動位置開關(guān)STI0.6M1過載保護(hù)熱繼電器KR1I0.7M2過載保護(hù)熱KR2I1.0

繼電器正轉(zhuǎn)制動速度繼電器常開觸點八、、BV1I1.1反轉(zhuǎn)制動速度繼電器常開觸點八、、BV2I1.2開關(guān)所對應(yīng)的PLC接線圖:IC.0IC.1IC-2IC.32M匚IC.0IC.1IC-2IC.32M匚J.410-510.6K-73MI1-0]_?1]_-2U0.4Q0.61.寸KMiKM2KM3KM4K圖2.22.3PLC的程序設(shè)計由第一節(jié)的電氣控制原理圖及電氣原理說明可以很清楚地理解其控制目的，所以根據(jù)第一節(jié)的電氣圖及PLC自身的特點，所以來設(shè)計PLC控制程序就比較容易了。它主要是通過開關(guān)來控制主軸電動機的正反轉(zhuǎn)、冷卻泵電動機和快速移動電動機?，F(xiàn)由 PLC來控制，其接線圖如圖2.2所示。NrpoJac3v1其梯形圖如下所示：一H/KM通電通電延時定時器通電通用繼電器K通電通用繼電器-.1通電通用繼電器1.1L2通電KM3通電主軸電動機正轉(zhuǎn)啟動主電動機反向制動KM4通電主軸電動機反轉(zhuǎn)啟動主電動機正向制動KM1通電快速移動電動機啟動KM2通電冷卻泵電動機啟動KT通電主軸正常工作電燈亮I0.1I0.1M0.0I0.3I0.7Q0.0T37,+50Q0.0M0.0I0.0M0.1I0.3M0.1I0.1M0.2I0.3M0.2M0.0M0.1I0.5I0.3Q0.3I1.2I0.7Q0.4Q0.3M0.0M0.2I0.3Q0.4I1.1對應(yīng)程序如下:LDI0.0ORORANDNANDOUTTONLDOUTLDORANDNOUTLDORANDNOUTLDANDLDORLDLDORANDORLDANDANDNOUTLDANDLDORANDORLDTOC\o"1-5"\h\zAND I0.7ANDN Q0.3OUT Q0.4LD I0.2OR Q0.1ANDN I0.5AND I1.0OUT Q0.1LD I0.6OUT Q0.2LD T37OUT Q0.5PLC程序設(shè)計說明：<1）主軸電動機正轉(zhuǎn)控制：按下主軸電動機正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1，第1邏輯行中的I0.1閉合，Q0.0接通并自鎖，T37接通并開始計時；第3邏輯行中的I0.0閉合，通用繼電器M0.1接通。第2邏輯行中的Q0.0常閉觸點閉合，通用繼電器M0.0接通，第5邏輯行中的M0.0、M0.1常開觸點閉合，Q0.3接通〈因I0.7的常開觸點在PLC通電后即為閉合狀態(tài)），主軸電動機正向啟動運轉(zhuǎn)。1nowfTG4KI當(dāng)主軸電動機正向旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到120r/min時，第6邏輯行中的I1.1常開觸點閉合，為主軸電動機正向旋轉(zhuǎn)反向制動作好準(zhǔn)備。fjnFLDa5ZoT37計時經(jīng)過5s后動作，第9邏輯行中的T37常開觸點閉合，接通Q0.5，電流表A開始監(jiān)測主軸電動機的電流。tfnNhnE6e5<2）主軸電動機反轉(zhuǎn)控制：按下主軸電動機正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2，第1邏輯行中的I0.1閉合，Q0.0接通并自鎖，T37接通并開始計時；第4邏輯行中的I0.1閉合，通用繼電器M0.2接通。第2邏輯行中的Q0.0常閉觸點閉合，通用繼電器M0.0接通，第6邏輯行中的M0.0、M0.2常開觸點閉合，Q0.4接通，主軸電動機反向啟動運轉(zhuǎn)。HbmVN777sL當(dāng)主軸電動機反向旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到120r/min時，第5邏輯行中的I1.2常開觸點閉合，為主軸電動機反向旋轉(zhuǎn)正向制動作好準(zhǔn)備。V7l4jRB8HsT37計時經(jīng)過5s后動作，第9邏輯行中的T37常開觸點閉合，接通Q0.5，電流表A開始監(jiān)測主軸電動機的電流。83lcPA59W9<3）主軸電動機點動控制：按下主軸電動機點動按鈕SB6，第5邏輯行中的I0.5常開觸點閉合，Q0.3接通，主軸電動機串電阻R啟動運行。mZkklkzaaP<4）主軸電動機正向啟動運行反向制動停止控制：當(dāng) Q0.0、Q0.3、T37、Q0.5閉合，主軸電動機正向運轉(zhuǎn)時，按下停止按鈕SB4,第1邏輯行中的I0.3常閉觸點斷開，Q0.0、T37失電，第3邏輯行中的I0.3常閉觸點斷開，M0.1失電；而第5邏輯行中的M0.1常開觸點復(fù)位斷開，Q0.3失電，主軸電動機停止正轉(zhuǎn)。同時，第6邏輯行中的I0.3常開觸點閉合，Q0.4接通，給主軸電動機通入反轉(zhuǎn)電源，使之產(chǎn)生一個反轉(zhuǎn)力矩制動主軸電動機的正向旋轉(zhuǎn)，主