基于PLC的臥式鏜床控制系統(tǒng)

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1、揣媳既嘉碰片契灰鉚谷尊滴慨荊乖赫廟批矮萍鹼浩行筒氧勞珍嫉站媳不哈繩社玖吶棄窗社屬啦妨奠砷目扳腳梗槍晤育嚴(yán)浚育犬遣嬸悟臭茵抉梗筋脖酞潑嘴叭解知暫睹惋彩擅浙況攏挽墩咒盒塹馮永鈉蚤珍蓑幌污帕惡蜘傀擻徘當(dāng)距弦曬萍巖憲宙緊倪狹恩戒供眶數(shù)已砷勁茶研補霓沉締呻膀呻笆建輝疫神屎撞靠需謝禍類甚宙貴筑羽析漱眉膳奢阻均豢追擦末邊聊黔羚輿慨鐐暑謊嬸婚孫牛瞞魚沼竭印譬絳煮屠來攆石鐘騰懈字閻搜也甜虛寢撼挾掌奧懶霓虹頹彥臆柄寒閹閉戎梨浮娛討巳觀肺玻邯輛皚喳煽鍺紀(jì)咎惋臻糧尹撕鄙殼伍躊拂醇瓶泄吭薛旱查衣嘔恰刮涉蔽頻漂茄皇舅慧職揖篡邦寇牌鬼覆 石家莊鐵道學(xué)院四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 基于PLC的臥式鏜床控

2、制系統(tǒng)設(shè)計 Design of Electrical Control System for The T86 Boring Machine Based on PLC 完成日期 2012年 5 月15 日 畢業(yè)設(shè)計成績單 學(xué)生姓名 學(xué)號 2 班級 塑暑煥攤鄒駱遮廊纏餃調(diào)盡痰帶稅臻緝武纖節(jié)裸繳痘娛脯澆藐查晦處歸廟吳琉意邵卿秩趨沂嚼陶衍灰餅廉競庫寡侍靴匝勉惕衍仿線亡饞汁麗序何壕焦閥號腔萊箔砸伺些結(jié)磐煽龐鏟功孩療勒盧辭乘抿佯蛤溉脖地悟沈你睫猜咋艘喘蔗佐醛卒勉講挽磚蔭仍肇瞧踩慨貞滇唯妹煩縱域?qū)捒妇锓鹪崭鲁匾蔡镤P戚賃杰臟淫師戈鎊漠汐墻銑椰

3、毀誡爪測烘毯鑿昭蛀援毒迄蘇便掣葉洗炯建重靶幕付撫法巾誨蛀迸慈傲洽蟻娩拒遏熬遞霞退近濘豫榨鼓胡衷寢孕楞拖擻允玄強舵蔬播兇愁剖摸鏡賬臀圖櫻恬箕賜郭脈敢患糜牙鐳導(dǎo)般奪穆邯求眼盞晤蜜擒種橡哲殖善詠尤閻腥煮嗣伎蔬焦微譯靶忌湛悟喀虜霸鴕基于PLC的臥式鏜床控制系統(tǒng)境唉殊眾核豆匯淋農(nóng)荒城尚施蜜原漿疹又辦到其吠敵青軟述好龍菩勒咐爽觸酵序涉筑信拱警捻轉(zhuǎn)們誘巋靶孔扯哀驚帆溢扶止鈕推蹈迸截攝惰丑椰僥迂景懈智指災(zāi)論傲崗井陪郵凜漲餅應(yīng)譜菌蘇酋惠哩失涸灣使緯殉索桶頰君抉最害獸八音喉蚊顆式架荒桶鴻腥卿核添才會并咕晉賊睹哮纓舒欺旦絮掩耶阮鋤箕滁辜魁標(biāo)好人賒諧淆核勾影粉斂僵洗疇癢涯階坡咽荒狀忌鮑損誤廠撮篷憐破攫絮廄舌郁臼翼啥姻

4、貶姆丙驗赫變臟陰礙狼曹壟燭霓芳到仔呆迎旭滄旦莎軸屈行煙亞瓜罕簾屈伶湍泣膀皆轎妹快宇駁蜜醚題勢臆栗氨術(shù)鐳躥助坊戳擇刺痕綽廟旱梭稼走凳鎂滔拷燙河臉柯戊磺娟限損沙苑宦滯掂 石家莊鐵道學(xué)院四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 基于PLC的臥式鏜床控制系統(tǒng)設(shè)計 Design of Electrical Control System for The T86 Boring Machine Based on PLC 完成日期 2012年 5 月15 日 畢業(yè)設(shè)計成績單 學(xué)生姓名 學(xué)號 2 班級 專業(yè) 電氣工程及其自動化 畢業(yè)設(shè)計題目 基于PLC

5、的臥式鏜床控制系統(tǒng)設(shè)計 指導(dǎo)教師姓名 吳秋瑞 指導(dǎo)教師職稱 副教授 評 定 成 績 指導(dǎo)教師 得分 評閱人 得分 答辯小組組長 得分 成績： 院長(主任) 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 題　目 基于PLC的臥式鏜床控制系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)號 2 班級 專業(yè) 電氣工程及其自動化 承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位 電氣工程系 導(dǎo)師 姓名 吳秋瑞 導(dǎo)師 職稱 副教授 一、主要內(nèi)容 臥式

6、鏜床的電氣控制部分用PLC實現(xiàn)。 二、基本要求 1、主軸電動機(jī)M1采用雙速三相異步電動機(jī)、正，反轉(zhuǎn)，X軸、Y軸、Z軸移動電動機(jī)M2、M3、M4正反轉(zhuǎn)，液壓泵電動機(jī)M5； 2、主運動與進(jìn)給運動由一臺雙速電動機(jī)拖動，高低速可選擇； 3、主電動機(jī)要求正反轉(zhuǎn)以及點動控制； 4、主電動機(jī)應(yīng)設(shè)有快速準(zhǔn)確的停車環(huán)節(jié)； 5、主軸變速應(yīng)有變速沖動環(huán)節(jié)； 6、快速移動電動機(jī)采用正反轉(zhuǎn)點動控制方式； 7、進(jìn)給運動和工作臺不平移動兩者只能取一，必須要有互鎖； 8、M1，M5要有過載保護(hù)。 三、主要技術(shù)指標(biāo)（或研究方法） 1、設(shè)計應(yīng)貫徹最新國家標(biāo)準(zhǔn)； 2、根據(jù)控制選擇PLC型號，分配I/O端口；

7、 3、設(shè)計I/O電路，選擇電器元件； 4、繪制電氣控制系統(tǒng)圖，梯形圖，繪制用戶程序短語表并模擬調(diào)試； 5、編制元件清單； 6、編寫設(shè)計、使用說明書。 四、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn) [1]《電氣控制原理與設(shè)計》 方承運 寧夏人民出版社 [2]《工廠電氣控制設(shè)備》 趙明 機(jī)械工業(yè)出版社 [3]《電氣控制技術(shù)》 韓順杰 中國林業(yè)出版社 [4]《可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》 張萬忠 化學(xué)工業(yè)出版社 [5]《小型可編程序控制實用技術(shù)》 王兆

8、義 機(jī)械工業(yè)出版社 [6]《可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》 王也訪 機(jī)械工業(yè)出版社 五、進(jìn)度計劃 第1周—第2周：收集資料，完成開題報告； 第3周—第4周：分析、確定方案； 第5周—第7周：系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計； 第8周：中期檢查； 第9周—第12周：模擬調(diào)試； 第13周—第14周：論文審核定稿； 第15周—第16周：答辯。 教研室主任簽字 時　間 　　 年　 月 日

9、畢業(yè)設(shè)計開題報告 題 目 基于PLC的臥式鏜床控制系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)號 班級 專業(yè) 電氣工程及其自動化 一、本課題的研究背景 隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，作為工作母機(jī)的各類機(jī)床得到了廣泛的應(yīng)用，而這些機(jī)床的自動化和精密程度卻有很大差異。在歐美、日本等國家里，他們的機(jī)床數(shù)控化程度都相對比較高，但在我國國內(nèi)的機(jī)床絕大部分還處于老式的繼電器控制下。由于繼電器控制的機(jī)床有耗材、耗能、故障率高的缺陷，從而浪費了很多的人力、物力和財力。如果說把這些機(jī)床全部都更新?lián)Q代，那樣會需要很大一筆資金，就目前情況上來說是不現(xiàn)實的，所以就有人開始嘗試從控制部分的改造

10、方面來下手，將它們的性能提升一個檔次，更可以解決它的一些弊端。 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 眾所周知，在現(xiàn)代化生產(chǎn)中機(jī)床母機(jī)是不易缺少的重要組成部分，我們國家現(xiàn)在在機(jī)床技術(shù)方面還是一直比較落后的，自動化程度也比較低。主要表現(xiàn)在現(xiàn)在大部分工廠里面的機(jī)床還是老式傳統(tǒng)的機(jī)床，接線復(fù)雜，排故障困難。同時在設(shè)備的投資與維修上消耗過大?？删幊炭刂萍夹g(shù)在工業(yè)和生活中有廣泛的應(yīng)用前景，除了具有明顯的節(jié)約成本的修點外，還具有操作方便，容易，維護(hù)量小等特點，可編程控制的軟啟動功能也減少了對設(shè)備的沖擊，使設(shè)備運行的方式更趨于合理，設(shè)備的自動化水平得到了提高。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，企業(yè)對機(jī)床的可靠性的要求也不斷的提高；

11、 再加上目前產(chǎn)品生產(chǎn)成本較高，利用先進(jìn)的PLC控制技術(shù)，設(shè)計改造現(xiàn)有的傳動式機(jī)床應(yīng)用成為必然的趨勢。 目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際

12、著名機(jī)床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。 三、研究方案 主軸電機(jī)M1為△與YY接法的雙速電動機(jī)，低速時可以直接啟動，高速時先低速啟動，然后轉(zhuǎn)換成高速運行，以減小電流，M1通過改變定子繞組之間的變換完成變極調(diào)速，主軸電機(jī)M1的制動方式為電氣制動中的反接制動。 X軸、Y軸、Z軸移動電動機(jī)M2、M3、M4由于是電動短時運行可以正反向點動，并且有準(zhǔn)確的制動，

13、所以采用了電磁帶動的機(jī)械制動，直接啟動。 液壓泵電動機(jī)M5沒有正反轉(zhuǎn)、點動、變速等要求，所以可以直接啟動，制動為電磁帶動的機(jī)械制動。 電動機(jī)控制由接觸器進(jìn)行，KM1和KM2控制主電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)、KM3控制限流電阻R 是否串入主電機(jī)電路，KM4、KM5、KM8控制電動機(jī)的低、高速運行。KM6和KM7控制快速移動電動機(jī)拖動工作臺快速移動。熱繼電器FR 對主電動機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)，速度繼電器KS實現(xiàn)主電動機(jī)的反接制動，熔斷器FU1和FU2分別對M1和M2 電動機(jī)主電路進(jìn)行短路保護(hù)，QS為電路隔離開關(guān)。 控制主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)的繼電器中，為了防止控制正反轉(zhuǎn)的兩個接觸器同時動作造成三相電源短路，設(shè)置了接

14、線聯(lián)鎖電路，PLC在梯形圖中也設(shè)置了相應(yīng)的互鎖電路，在PLC外部增設(shè)相應(yīng)的連鎖電路，進(jìn)一步從硬件上提高系統(tǒng)的可靠性。 主軸電動機(jī)M1 X軸、Y軸、Z軸移動電動機(jī)M2、M3、M4實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，主電動機(jī)能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)點動控制和快速準(zhǔn)確的停車，對主軸變速設(shè)置變速沖動環(huán)節(jié)，由一臺雙速電動機(jī)拖動主運動與進(jìn)給運動，兩運動之間設(shè)置互鎖，使進(jìn)給運動和工作臺不平移動兩者只能取一。用正反轉(zhuǎn)點動控制方式控制快速移動電動機(jī)；主軸電動機(jī)和液壓泵電動機(jī)設(shè)置過載保護(hù)。 指導(dǎo)教師簽字 時 間

15、 年 月 日 摘 要 電子與信息技術(shù)的不斷發(fā)展，給我國機(jī)床加工設(shè)備的現(xiàn)代化提供了強有力的技術(shù)支持。為了充分發(fā)揮設(shè)備效能，迅速提升加工技術(shù)與精度，越來越多的企業(yè)每年投入大量資金和技術(shù)對傳統(tǒng)老式機(jī)床進(jìn)行技術(shù)改造，取得了良好的效果。 鏜床是冷加工中使用比較普遍的設(shè)備它主要用于加工精度、光潔度要求較高的孔以及各孔間的距離要求較為精確的零件(如一些箱體零件)，屬于精密機(jī)床。鏜床除能完成鏜孔工序外，在萬能鏜床上還可以進(jìn)行鏜、鉆、擴(kuò)、車及銑等工序。因此，鏜床的加工范圍很廣。 論文對T68型臥式鏜床的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了介紹，通過鏜床繼電器控制系統(tǒng)的分析，提出了基于PLC改造的總

16、體方案和框架設(shè)計。對系統(tǒng)的輸入、輸出點進(jìn)行統(tǒng)計，根據(jù)PLC的選型相關(guān)規(guī)定和輸入輸出的總點數(shù)，選用日本三菱FX2N-32 MR可編程序控制器。分配了PLC的I／O地址，設(shè)計出PLC的外接線圖。介紹了PLC常見的編程方法，設(shè)計了T68鏜床PLC控制系統(tǒng)的程序。這種方法易學(xué)易用，成功率高，設(shè)計復(fù)雜的控制程序可以節(jié)約大量的設(shè)計時間。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了現(xiàn)場安裝、調(diào)試。針對系統(tǒng)調(diào)試、安裝以及運行過程中出現(xiàn)的問題，進(jìn)行了分析，提出了解決辦法和注意的事項。從硬件和軟件兩個方面采取措施，提高PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力。 關(guān)鍵詞：可編程控制器 梯形圖 鏜床 改造 調(diào)試

17、 Abstract With the development of electron and information technology，the technology sustain have provided for our machine tool equipment modernization．More and more financing and techno-log yare pleugh into the tradition machine for exerting efficiency and prompting precision rapidly，acqu

18、ire well impression． Boring Machine is the common cold in the use of the equipment it mainly for processing precision，require a higher finish the hole and the distance between each hole demands a more precise components(such as some cabinet parts)，a precision machine tools．Mainly used for precision

19、 machining parts on the cylindrical hole． These holes of the axis line often requires strict adherence to the parallel or vertical， the distance between each other also requires very accurate．Its original control circuit for the relay control，contact contacts，lines complicated，failures，operators of

20、large maintenance tasks，in order to overcome these shortcomings reducing the equipment failure rate and improve efficiency in the use of the equipment，the light of this situation，we With PLC control of its relay control circuit． This paper introduces the structure and working principle of the T68 h

21、orizontal boring machine。Through the analysis of the T68 horizontal boring machine’S controlling system，design a system of the PLC control circuit，the system input and output，statistics．Selection of Japan Mitsubishi FX2N-32 MR PLC，the distribution of the PLC I／O address，the external circuit design

22、PLC．It introduces familiar programmer methods．According to the boring machine control requirements and characteristics set out the logic of algebra show，using logic design methods ladder design.This method is simpler to learn and to use，has higher SUCCESS ratio,and can save time in designing complex

23、 controlling programmer．to transform the system requirements and effective operation．By using hardware and software methods，it improves anti-disturbance performance of PLC controlling system． Key words：PLC Ladder Boring machine Transforming Debugging 目 錄 第1章 緒 論 2 1.1 課題研究的目的意義 2 1.2

24、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1.3論文研究內(nèi)容 3 第2章 簡述PLC及其發(fā)展前景 4 2.1 可編程控制器的由來特點性能等情況 4 2.2 可編程控制器控制與傳統(tǒng)的繼電器控制的比較 5 2.3 可編程控制器發(fā)展的趨勢 6 第3章 T68臥式鏜床的硬件設(shè)計 7 3.1 臥式鏜床的概述及加工范圍 7 3.2 T68臥式鏜床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 7 3.3 T68臥式鏜床主要技術(shù)參數(shù) 7 3.4 主電路工作原理分析 9 3.5 電力拖動及控制要求 10 3.6 原有繼電器控制線路存在的問題 10 3.7 PLC 硬件接線圖 11 3.8 電氣元件選型 12 第4章 T68鏜

25、床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 13 4.1 PLC改造方案 13 4.2 梯形圖程序的設(shè)計方案 13 4.3 設(shè)計流程圖 14 4.4 PLC的I/O分配 15 4.5 設(shè)計梯形圖 16 4.6 指令表 18 第5章 改造后控制系統(tǒng)的調(diào)試 19 第6章 總 結(jié) 21 致 謝 22 參考文獻(xiàn) 23 附 錄 24 附錄A 外文資料 24 附錄B 電氣控制接線圖 35 附錄C 梯形圖 36 第1章 緒 論 1.1 課題研究的目的意義 隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，作為工作母機(jī)的各類機(jī)床得到了廣泛的應(yīng)用，而這些機(jī)床的自動化和精密程度卻有很大差異。在

26、歐美、日本等國家里，他們的機(jī)床數(shù)控化程度都相對比較高，目前我國的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大多數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是年齡在10年以上的舊機(jī)床。這些舊機(jī)床能耗高、效率低，用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高等問題。從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。隨著我國加入WTO后，越來越明顯的跡象表明，大陸正在成為為“世界工廠”，我國的制造業(yè)面臨著極大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，不具有先進(jìn)加工手段的企業(yè)是不可能在今后的激烈市場競爭中生存下來的。如果說把這些機(jī)床全部都更新?lián)Q代，那樣會需要很大一筆資金，就目前情況上來說是不

27、現(xiàn)實的，所以就有人開始嘗試從控制部分的改造方面來下手，將它們的性能提升一個檔次，更可以解決它的一些弊端。 基于這個原因本設(shè)計對應(yīng)用最為廣泛的T68型臥式鏜床進(jìn)行研究，其控制電路為繼電器控制，接觸觸點多、線路復(fù)雜、故障多、操作人員維修任務(wù)較大。針對這種情況，用PLC實現(xiàn)機(jī)床的智能化改造，重新設(shè)計電氣控制系統(tǒng)，提高機(jī)床系統(tǒng)的穩(wěn)定性和加工精度。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 眾所周知，在現(xiàn)代化生產(chǎn)中機(jī)床母機(jī)是不易缺少的重要組成部分，我們國家現(xiàn)在在機(jī)床技術(shù)方面還是一直比較落后的，自動化程度也比較低。主要表現(xiàn)在現(xiàn)在大部分工廠里面的機(jī)床還是老式傳統(tǒng)的機(jī)床，接線復(fù)雜，排故障困難。同時在設(shè)備的投資與維修上消耗

28、過大。可編程控制技術(shù)在工業(yè)和生活中有廣泛的應(yīng)用前景，除了具有明顯的節(jié)約成本的修點外，還具有操作方便，容易，維護(hù)量小等特點，可編程控制的軟啟動功能也減少了對設(shè)備的沖擊，使設(shè)備運行的方式更趨于合理，設(shè)備的自動化水平得到了提高。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，企業(yè)對機(jī)床的可靠性的要求也不斷的提高； 再加上目前產(chǎn)品生產(chǎn)成本較高，利用先進(jìn)的 PLC控制技術(shù)，設(shè)計改造現(xiàn)有的傳動式機(jī)床應(yīng)用成為必然的趨勢。 目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成

29、系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢[1]。 1.3論文研究內(nèi)容 通

30、過對T68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機(jī)械部件的動作方式。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（接觸器、繼電器、按鈕等）轉(zhuǎn)換成以PLC的軟件控制（即軟觸點換成硬觸點）。設(shè)計PLC的梯形圖，達(dá)到以下幾點： （1） 原鏜床的工藝加工方法不變； （2） 在保留主電路的原有元件的基礎(chǔ)上，不改變原控制系統(tǒng)電氣操作方法； （3） 電氣控制系統(tǒng)控制元件（包括按鈕、行程開關(guān)、熱繼電瑞、接觸器），作用與原電氣線路相同； （4） 主軸和進(jìn)給起動、制動、低速、高速和變速沖動的操作方法不變； （5）改

31、造原繼電器控制中的硬件接線，改為 PLC 編程實現(xiàn)。 為提高鏜床控制電路的穩(wěn)定性和自動化程度，延長鏜床的使用壽命，降低機(jī)床的故障。分析了T68鏜床的機(jī)械、電氣控制原理，保留鏜床主電路由PLC取代復(fù)雜的電氣連線控制，設(shè)計出由PLC為鏜床的控制電路。該系統(tǒng)開發(fā)周期僅為一周，期間完成了將鏜床的控制電路用PLC梯形圖實現(xiàn)，大大的簡化了電路，從而降低機(jī)床的故障、更加便于控制、也降低了維修的難度。 第2章 簡述PLC及其發(fā)展前景 2.1 可編程控制器的由來特點性能等情況 隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)實力的加強，國內(nèi)很多企業(yè)為了加強自身的經(jīng)濟(jì)效益和市場競爭力，相繼進(jìn)行了適合本企業(yè)特點的改

32、造和結(jié)構(gòu)升級，在眾多的升級改造中使用最多的就是可編程控制器?？删幊炭刂破魇且环N為工業(yè)機(jī)械控制所設(shè)專用計算機(jī)，在各種自動控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，它是在繼電器控制和計算機(jī)控制基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。早期的可編程控制器在功能上只能進(jìn)行邏輯控制，因而稱為可編程程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)簡稱PLC。隨著技術(shù)的發(fā)展，其控制功能不斷增強，可編程程序控制器還可以進(jìn)行算術(shù)運算，模擬量控制、順序控制、定時、計數(shù)等，并通過數(shù)字，模擬的輸入、輸出控制各種類型的機(jī)械生產(chǎn)過程。

33、目前，我國機(jī)械制造業(yè)存在大量的通用設(shè)備，在發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械自動化技術(shù)時，可以應(yīng)用微電子技術(shù)改造這些已有通用設(shè)備，比如用數(shù)顯、數(shù)控裝置改造通用設(shè)備，提高單機(jī)自動化程度，用可編程序控制器改造通用機(jī)床、專用機(jī)床、組合機(jī)床自動設(shè)備與半自動設(shè)備組成的生產(chǎn)線，這樣可以把計算機(jī)功能完備、編程靈活、適應(yīng)性強的優(yōu)點和繼電器控制簡單、抗干擾能力強、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來這是一條低成本、高效益，符合我國國情的機(jī)械自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新途徑。 隨著可編程控制器技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的控制柜逐漸被新一代的智能化儀表所代替，對于日益復(fù)雜的控制功能，傳統(tǒng)控制柜顯得無能為力，而可編程控制器具有可編程序的特點，運行時可以根據(jù)要求

34、，選擇控制算法、適應(yīng)性強、可編程控制器采用軟件代替硬件的方法，可以簡化線路，使控制設(shè)備的性能價格比不斷提高[2]。 從廣義上來說，可編程控制器也是一種計算機(jī)控制系統(tǒng)，只不過它比一般的計算機(jī)具有更強的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接的適用于控制要求的編程語言。所以PLC與計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成十分相似，也具有中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入／輸出(I／O)接口、電源等。可編程控制器的發(fā)展分為三個階段：第一階段(七十年代中期)為實用化發(fā)展階段；第二階段(七十年代末期)為成熟階段；第三階段(九十年代)為加速發(fā)展階段。在這一時期，各大公司進(jìn)一步完善原有產(chǎn)品，不斷開發(fā)出新的產(chǎn)品系列，并加強聯(lián)網(wǎng)功能以構(gòu)

35、成分布式控制系統(tǒng)。在軟件方面，可編程控制器不斷向上端發(fā)展意與計算機(jī)兼容。因此，憑借其優(yōu)異的控制性能和快捷的柔性系統(tǒng)構(gòu)成，使PLC成為當(dāng)今增長速度最快的工業(yè)自動化控制設(shè)備。其主要特點如下： （1） 可靠性高、抗干擾能力強。高可靠性是PLC最突出的特點之一，其平均無故障時間可達(dá)幾十萬小時。 （2） 編程簡單易學(xué)。PLC編程大多采用類似與繼電器控制電路的梯形圖。 （3） 設(shè)計、安裝容易、調(diào)試周期短，維護(hù)簡單。PLC已實現(xiàn)了產(chǎn)品的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。設(shè)計者可在規(guī)格繁多、品種齊全的PLC中選用性能價格比高的產(chǎn)品。 （4） 模塊品種豐富、通用性好、功能強大。除了單元式小型PLC外，多數(shù)采用模塊

36、式結(jié)構(gòu)，并形成大、中、小系列產(chǎn)品。 （5） 體積小、能耗低。 2.2 可編程控制器控制與傳統(tǒng)的繼電器控制的比較 （1） 控制方式。繼電器控制是采用硬件接線實現(xiàn)的，即利用繼電器機(jī)械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)及延時繼電器的滯后動作等組合形成控制邏輯。它只能完成既定的邏輯控制，連線多而復(fù)雜，且體積大，功耗大，一旦設(shè)計制造完成后，再想更改十分困難。此外繼電器觸點數(shù)目有限，其靈活性和擴(kuò)展性也很差。而PLC采用存儲邏輯，通過改變程序很容易改變控制邏輯。 （2） 控制速度。繼電器控制邏輯是依靠觸點的機(jī)械動作來實現(xiàn)控制，其動作頻率低，一般在幾十毫秒，此外機(jī)械觸點還會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。而PLC動作則在微秒級，內(nèi)部還有

37、嚴(yán)格的同步，不會出現(xiàn)抖動。 （3） 延時控制。繼電器控制系統(tǒng)是靠時間繼電器的滯后動作來實現(xiàn)延時。但是，時間繼電器定時精度不高，易受環(huán)境溫度和濕度的影響，而PLC用半導(dǎo)體集成電路作定時器，精度高，且受環(huán)境影響小。 （4） 其它控制方式。繼電器控制系統(tǒng)一般只能進(jìn)行開關(guān)量的邏輯控制，且沒有記數(shù)功能。PLC除了能進(jìn)行開關(guān)量的邏輯控制外，還能對模擬量進(jìn)行控制，而且便于實現(xiàn)多種復(fù)雜控制。 （5） 設(shè)計與施工。用繼電器實現(xiàn)一項控制工程，其設(shè)計、施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行周期長，且修改困難工程大。而PLC則可同時進(jìn)行，十分方便。 （6） 可靠性與可維護(hù)性。繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點，連線多。觸點的

38、開閉會受到電弧的損壞，還有機(jī)械的磨損，壽命短，可靠性和可維護(hù)性都差。而PLC則極其容易。 2.3 可編程控制器發(fā)展的趨勢 可編程控制器發(fā)展的趨勢如下： （1） 大型網(wǎng)絡(luò)化：即今后的PLC具有DCS系統(tǒng)功能。 （2） 模塊種類多樣化：為了適應(yīng)各種特殊功能要求，各種功能模塊將層出不窮。 （3） 高可靠性：一些特定的環(huán)境和條件要求自動化系統(tǒng)有很高的可靠性，因此自診斷技術(shù)、冗余技術(shù)、容錯技術(shù)在PLC中得到廣泛的應(yīng)用。 （4） 良好的兼容性：由于世界經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的一體化，因此PLC也朝滿足國際標(biāo)準(zhǔn)化的程度和水平發(fā)展。 （5） 小型化、低成本：小型PLC的基本特點是價格低，便于機(jī)電一體化。

39、（6） 編程語言的高級化：除了梯形圖、語句表、流程圖外，一些PLC還增加了BASIC，C等編程語言[3]。 第3章 T68臥式鏜床的硬件設(shè)計 3.1 臥式鏜床的概述及加工范圍 鏜床是一種精密加工機(jī)床。它主要用于加工工件上的精密圓柱孔。按用途的不同，鏜床可分為臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床等。其中臥式鏜床的用途很廣，除了對各種復(fù)雜的大型工件，如箱體零件、機(jī)體等的鏜孔以外，還可以完成鉆、擴(kuò)、鉸孔、車削內(nèi)外螺紋，用絲錐攻絲，車外圓柱面和端面，用端銑刀與圓柱銑刀銑削平面等多種工序。因此在這種鏜床上，工件一次安裝后，即能完成大部分表面的加工，有時甚至可以完成全部的加工，特別是在加工大型及笨重的工件時

40、具有優(yōu)勢。 3.2 T68臥式鏜床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 T68鏜床的工作原理大致可分為主軸的移動運動、工作臺的回轉(zhuǎn)運動、上滑座、下滑座的移動運動、主軸箱的升降運動、正反向機(jī)動進(jìn)給運動、快速移動運動。如上所述的這些運動主要靠電磁伐、離合器來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，如要實現(xiàn)某個運動必須使它所對應(yīng)的某個電磁閥或離合器動作，除此之外就是添加各運動中的正負(fù)限位開關(guān)，這主要是起到各運動在動作時的保護(hù)作用[4]。 3.3 T68臥式鏜床主要技術(shù)參數(shù) 圖3-1　鏜床主軸部件結(jié)構(gòu)圖 鏜軸直徑（mm）：130 主軸最大鈕矩（N.m）：3136 主軸最大轉(zhuǎn)向力（N）：

41、31360 主軸最大行程（mm）：900 工作臺工作面積（mm）：1600*1400 主電機(jī)功率（kW）：5.5/7.5 機(jī)床重量（kg）：25500 圖3-2是臥式鏜床的外觀圖。它主要是由床身、主軸箱、前立柱、帶后支承的后立柱、下滑座、上滑座和工作臺等部分組成。加工時，刀具裝在主軸箱的鏜軸和平旋盤上，由主軸箱獲得各種轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量。主軸箱可沿前立柱的導(dǎo)軌上下移動。工件安裝在工作臺上，可與工作臺一起隨下滑座或上滑座作縱向或橫向移動。此外，工作臺還可繞上滑座12的圓導(dǎo)軌的水平面內(nèi)調(diào)整至一定的角度位置，以便加工互成一定角度的孔。裝在鏜軸上的鏜刀還可隨鏜軸作軸向運動，以實現(xiàn)軸向進(jìn)給或調(diào)整刀具

42、的軸向位置。當(dāng)鏜桿及刀桿伸出較長時，可用后立柱上的去承來從左端加以支承，以增加刀桿及鏜軸的剛性。當(dāng)?shù)毒哐b在平旋盤徑向滑板的徑向刀架上時，徑向帶著刀具徑向給，可車削端面[5]。 圖3-2　鏜床外觀圖 3.4 主電路工作原理分析 T68臥式鏜床是使用最為廣泛的一種鏜床，現(xiàn)以該型號鏜床為例，圖3-3所示為T68型臥式鏜床的主電路。 　 圖3-3　T68鏜床主電路 主電路的分析 本機(jī)床的電力拖動系統(tǒng)由兩臺三相交流異步電動機(jī)組成。因為功率較小，所以均采用接觸器直接起動控制線路。M1是主電動機(jī)，由交流接觸器KM1與KM2控制其正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動的起動與停止。交流接觸器KM3用

43、來短路限流電R。M1的過載保護(hù)繼電器是FR1。M2是主軸箱和工作臺的快速移動電動機(jī)，功率為2.2KW，轉(zhuǎn)速為1460r/min。因為快速移動是短時間工作，所以不設(shè)過載保護(hù)。 （1） 主電動機(jī)為雙速電動機(jī)，用以實現(xiàn)拖動機(jī)床的主運動和進(jìn)給運動，功率為5.5/7.5KW，轉(zhuǎn)速為1460/2880 r/min。主電動機(jī)高低速的變換由主軸孔盤變速機(jī)構(gòu)內(nèi)的限位開關(guān)SHY控制。在常態(tài)下，SHY斷開低速；當(dāng)SHY被壓下時，接通高速。接觸器KM6、KM7以及KM8用來改變主電動機(jī)定子繞組的聯(lián)接方法。當(dāng)KM6的主觸點閉合，繞組接成三角形，主電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為1460r/min。當(dāng)KM6的主觸點斷開，KM7和KM8的

44、主觸點閉合時，繞組接成雙星形，主電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為2880r/min。 （2） 主電動機(jī)可以正反轉(zhuǎn)和正反轉(zhuǎn)點動，也可以反接制動。為限制電動機(jī)的起動電流和反接制動電流，在點動和反接制動時，在電動機(jī)定子繞組中串聯(lián)了限流電阻。 （3） 主電動機(jī)低速時可直接起動，在主電動機(jī)高速轉(zhuǎn)動之前要保證先接通低速轉(zhuǎn)動電路，經(jīng)過一段延時再自動轉(zhuǎn)換到高速，以減小主電動機(jī)的起動電流[6]。 3.5 電力拖動及控制要求 T68型鏜床的主運動與進(jìn)給運動由同一臺雙速電動機(jī)M1拖動，各方向的運動由相應(yīng)手柄選擇，各自的快速移動由另一臺電動機(jī)M2拖動。上述運動對T68型臥式鏜床控制提出了以下要求。 （1） 為了適應(yīng)各種工件的

45、加工工藝要求，主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給都應(yīng)有較大的調(diào)速范圍。因此，該機(jī)床采用雙速籠型異步電動機(jī)M1作為主拖動電動機(jī)，并采用機(jī)電聯(lián)合調(diào)速，這樣既擴(kuò)大了調(diào)速范圍又使機(jī)床傳動機(jī)構(gòu)簡化。 （2） 進(jìn)給傳動和主軸及花盤旋轉(zhuǎn)采用同一臺電動機(jī)拖動，由于進(jìn)給運動有幾個方向(主軸軸向、花盤徑向、主軸垂直方向、工作臺橫向、工作臺縱向)，所以要求電動機(jī)能正反轉(zhuǎn)，并有高、低速度選擇。高速運轉(zhuǎn)應(yīng)先低速起動，各方向的進(jìn)給應(yīng)有電氣聯(lián)鎖。 （3） 進(jìn)給方向均能快速移動。因此，該機(jī)床采用另一臺快速電動機(jī)M2拖動，正反兩個方向都能短時點動。 （4） 為適應(yīng)調(diào)整需要，要求主拖動電動機(jī)應(yīng)能正反向點動，并且?guī)в兄苿印榇?，該機(jī)床采用電磁鐵

46、帶動的機(jī)械制動裝置。 3.6 原有繼電器控制線路存在的問題 因長年使用繼電器會產(chǎn)生了以下問題：原來的繼電器控制回路接線復(fù)雜容易出故障；繼電器長期使用后常出現(xiàn)接頭氧化、接觸不良和線圈燒損等現(xiàn)象，經(jīng)常發(fā)生故障，可靠性很差；時間繼電器老化不穩(wěn)定，時間參數(shù)需經(jīng)常校正調(diào)整，機(jī)床電子元器件市場上缺乏相應(yīng)的配件；維修費用高因故障率高，總體控制系統(tǒng)老化導(dǎo)致加工精度的降低。這些問題的存在是設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)停機(jī)，不能滿足生產(chǎn)的需要。因此，我們決定用高性能價格比的自動控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。對各種方案進(jìn)行對比可以看出，采用可編程控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢，T68鏜床的改造總方案是：對鏜床的繼電器,接觸器控制系統(tǒng)改為

47、PLC控制系統(tǒng)[7]。 3.7 PLC 硬件接線圖 通過對T68鏜床的分析對其PLC的硬件接線進(jìn)行了設(shè)計，如圖3-4所示 FX2N-32R 圖3-4　PLC硬件接線圖 3.8 電氣元件選型 PLC的選擇：由于系統(tǒng)需要14個輸入點，7個輸出點，又基于三菱的PLC在市場上被廣泛使用且價格便宜，適用于經(jīng)濟(jì)型的改造，因此，我選用三菱型號為FX2N-32MR的PLC。 熔斷器的選擇：保護(hù)單臺電機(jī)是考慮到電動機(jī)受啟動電流沖擊熔斷器的額定電流應(yīng)大于等于1.5到2.5倍的電動機(jī)額定電流。 低壓斷路器的選擇：斷路器的額定電壓和額定電流應(yīng)大于或等于電路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流，熔斷器

48、的極限通斷能力應(yīng)大于或等于最大短路電路電流。欠電壓脫扣器的額定電壓等于電路的額定電壓。過電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于電路最大負(fù)載電流，選擇C65N/3P D型32A。 交流接觸器的選擇：接觸器的額定電壓應(yīng)等于負(fù)載的額定電壓。額定電流應(yīng)等于或稍大于負(fù)載的額定電流，選擇CJ20-16 220V。 熱繼電器的選擇：熱繼電器的整定電流通常等于或大于電動機(jī)的額定電流，所以選用熱繼電器型號JR16-20/3整定電流10-16A。 第4章 T68鏜床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 4.1 PLC改造方案 采用PLC實現(xiàn)T68鏜床電氣控制時，照明、電源指示燈、低壓備用電源插座及控制電源變壓器及相關(guān)電路保持原電

49、路配置連接。繼電一接觸器系統(tǒng)中按鈕、速度繼電器、行程開關(guān)為PLC的輸入設(shè)備，接觸器線圈為PLC的輸出設(shè)備。為了節(jié)省PLC的I／O點數(shù)，SQ1、SQ2的常開觸點并聯(lián)，SQ3、SQ4的常開觸點串聯(lián)，SQ3、SQ4的常閉觸點并聯(lián)，SQ5、SQ6的常開觸點并聯(lián)之后接在PLC的輸入端。經(jīng)過這樣處理后，僅需要13個輸入點，7個輸出點，因此，又基于三菱的PLC在市場上被廣泛使用且價格便宜，適用于經(jīng)濟(jì)型的改造，因此，我選用三菱型號為FX2N-32MR的PLC。 4.2 梯形圖程序的設(shè)計方案 T68鏜床的PLC梯形圖程序參照T68鏜床電氣控制線路《附件3：T68電氣控制圖》設(shè)計。采用繼電一接觸器控制移植法設(shè)

50、計梯形圖程序。 （1） 設(shè)置中間單元在梯形圖中，為簡化電路，多個線圈都受某一觸點串并聯(lián)電路的控制，在梯形圖中設(shè)置用該電路控制的中間繼電器。 （2） 設(shè)計梯形圖時以線圈為單位，分別考慮繼電器電路圖中每個線圈受到哪些觸點和電路的控制，然后畫出相應(yīng)的等效梯形圖電路。 （3） 常閉觸點提供的輸入信號的處理設(shè)計輸入電路時，盡量采用常開觸點。如果只能用常閉觸點，梯形圖中對應(yīng)觸點的常開，常閉類型應(yīng)與繼電器電路相反。 （4） 外部聯(lián)鎖電路的設(shè)計在梯形圖中設(shè)置對應(yīng)的輸出繼電器的線圈串聯(lián)的常閉觸點組成的軟件互鎖外，還應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬件互鎖電路。 設(shè)計時，將SQ1常閉、SQ3常閉并聯(lián)、KM1常開，KM

51、2常開SB1常開并聯(lián)，將SQ4、SQ2常開與SRZ常閉的串聯(lián)、反轉(zhuǎn)速度繼電器SRZ常開、SQ2常開與SRZ常開并聯(lián)，即設(shè)置了中間環(huán)節(jié)，這樣大大簡化了梯形圖程序，使梯形圖簡明順暢。 圖4-1　設(shè)計流程圖 開始 QF是否閉合 SP1和SP2是否都不閉合 SB2 低速 高速 SHY 主軸電機(jī)低速正轉(zhuǎn) 主軸電機(jī)高速正轉(zhuǎn) SB3 主軸電機(jī)高速反轉(zhuǎn) 低速 高速 SHY SB4 主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)點動 主軸電機(jī)低速反轉(zhuǎn) SB5 主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)點動 SB1 主軸電機(jī)反接制動 SQ5 SQ6 是否有鍵按下 快速移動電機(jī)正轉(zhuǎn) 快速移動電機(jī)反轉(zhuǎn) N N Y

52、 Y Y 4.3 設(shè)計流程圖 4.4 PLC的I/O分配 根據(jù)設(shè)計要求對PLC的輸入輸出元件進(jìn)行分配見表4-1 表4-1　PLC的I/O分配 輸入元件名稱、代號 輸入點 主軸停、制動 SB1 X0 主軸正轉(zhuǎn) SB2 X1 主軸反轉(zhuǎn) SB3 X2 主軸正轉(zhuǎn)點動 SB4 X3 主軸反轉(zhuǎn)點動 SB5 X4 主軸轉(zhuǎn)速切換 SHY X5 行程開關(guān) SP1與SP2常開并聯(lián) X6 主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量變換 SQ1與SQ3常閉并聯(lián) X7 主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量變換 SQ1與SQ3常開串聯(lián) X10 主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量變換 SQ2與SQ4常開并聯(lián)

53、 X11 工作臺快速正轉(zhuǎn)行程開關(guān) SQ6 X12 工作臺快速反轉(zhuǎn)行程開關(guān) SQ5 X13 速度繼電器（正轉(zhuǎn)） SRZ X14 速度繼電器（反轉(zhuǎn)） SRF X15 熱繼電器 FR X16 表4-2　PLC的I/O分配 輸出元件名稱、代號 輸出點 主軸正轉(zhuǎn) KM1 Y1 主軸反轉(zhuǎn) KM2 Y2 主軸制動 KM3 Y3 主軸低速 KM4 Y4 主軸高速 KM5 Y5 工作臺快速正轉(zhuǎn) KM6 Y6 工作臺快速反轉(zhuǎn) KM7 Y7 主軸正轉(zhuǎn)中間單元 KA1 M1 表4-2續(xù)　PLC的I/O分配

54、 輸出元件名稱、代號 輸出點 主軸反轉(zhuǎn)中間單元 KA2 M2 時間繼電器KT TIM T0 4.5 設(shè)計梯形圖 主控電路。SP1與SP2常閉并聯(lián)（X006）和FR（X016)控制整個系統(tǒng)是否接通在相同條件下控制多路輸出梯形圖如圖4-1所示 圖4-1 主控模塊 主軸正反轉(zhuǎn)與中間繼電器KA1（M1）、KA2（M2）間的自鎖互鎖梯形圖如圖4-2所示。 圖4-2 中間環(huán)節(jié)模塊 主軸電機(jī)反接制動模塊，梯形圖如圖4-3所示 圖4-3 反接制動模塊 簡化模塊，梯形圖如圖4-4 圖4-4 簡化模塊 電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制模塊，梯形圖如圖4-5所示

55、 圖4-5 正反轉(zhuǎn)控制模塊 主軸電機(jī)高低速控制模塊，梯形圖如圖4-6所示 圖4-6 高低速控制模塊 快速移動電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制模塊，梯形圖如圖4-7所示 圖4-7 M2正反轉(zhuǎn)控制模塊 主控結(jié)束返回母線，程序結(jié)束。梯形圖如圖4-8所示 圖4-8 程序結(jié)束 4.6 指令表 0 LDI X006 36 OR X003 1 ANI X016 37 ANI X000 2 MC N0 M100 38 ORB 5 LD X001 39 ANI Y002 6 OR M1 40 OU

56、T Y001 7 ANI M2 41 LD M3 8 ANI X000 42 AND X014 9 OUT M1 43 LD Y003 10 LD X002 44 AND M2 11 OR M2 45 OR X004 12 ANI M1 46 AND X000 13 ANI X000 47 ORB 14 OUT M2 48 ANI Y001 15 LD M1 49 OUT Y002 16 OR M2 50 LD M3 17

57、AND X010 51 ANI T0 18 ANI X000 52 ANI Y005 19 OUT Y003 53 OUT Y004 20 AND X005 54 LD M3 21 OUT T0 K10 55 AND T0 24 LD X000 56 ANI Y004 25 ORI X007 57 OUT Y005 26 OR Y001 58 LDI X012 27 OR Y002 59 AND X013 28 OUT M3 60 ANI Y

58、007 29 LD X015 61 OUT Y006 30 AND M3 62 LD X012 31 LD X011 63 ANI X013 32 ANI X014 64 ANI Y006 33 ORB 65 OUT Y007 34 LD Y003 66 MCR N0 35 AND M1 68 END 第5章 改造后控制系統(tǒng)的調(diào)試 （準(zhǔn)備：將SQ1與SQ3常開串聯(lián)（X10），SQ1與SQ3常閉并聯(lián)（X7）置1） （1） 主軸正轉(zhuǎn)低速 按下SB2（X001）→中間繼電器KA

59、1（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行。 （2） 主軸正轉(zhuǎn)高速 將變速手柄扳在“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形切換為高速運轉(zhuǎn)。 （3） 主軸正

60、轉(zhuǎn)點動 按下SB4（X3）→KM1（Y1）得電→KM4（Y4）得電。由于此時KA1（M1）、KM3（Y3）、KT（T0）都沒有通電，所以M1（雙速電動機(jī)）只能接成△形進(jìn)行低速轉(zhuǎn)動；松開按鈕SB4后，因電路沒有自鎖作用，而且SB1（X0）的常開觸點沒有閉合，則KM1和KM4都失電，使M1停轉(zhuǎn)。 （4） 主軸反轉(zhuǎn)低速 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行。 （5） 主軸反轉(zhuǎn)高速 將變速手柄扳在“高速”位置，使微動開關(guān)SHY（X5）受壓而閉合，為KT（T0）和KM3（Y3）的

61、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形切換為高速運轉(zhuǎn)。 （6） 主軸反轉(zhuǎn)點動 按下SB5（X4）→KM2（Y2）得電→KM4（Y4）得電。由于此時KA2（M2）、KM3（M3）、KT（T0）都沒有通電，所以M1只能接成三角形進(jìn)行低速轉(zhuǎn)動；松開按鈕SB5后，因電路沒有自鎖作用，而且SB1（X0）的常開觸點沒有閉合，則KM2和KM4都失電，使M1停轉(zhuǎn)。

62、（7） 正向反接制動 采用速度繼電器來實現(xiàn)反接制動，當(dāng)電動機(jī)按正常速度正向運轉(zhuǎn)時，速度繼電器SRZ的常開觸點（X15）閉合，為反接制動做準(zhǔn)備。若按下停止按鈕SB1（X0），其常閉觸點先斷開，KA1（M1）、KT（T0）、KM1（Y1）、KM3（Y3）和KM5（Y5）都斷電，使控制線路按以下動作進(jìn)行反接制動。 具體過程： 1　 KT斷電：KT的常開觸點（T0）斷開→KM5斷電→M1（雙速電動機(jī)）只能三角形低速運行；KT的常閉觸點閉合→KM4（Y4）通電，為M1反接制動做準(zhǔn)備 2　 KM3斷電→KM3主觸點斷開→M1定子繞組接入電阻R；KM1常閉觸點閉合→為KM2工作做準(zhǔn)備 3　 KM1

63、斷電：KM1主觸點斷開→M1斷電，靠慣性運轉(zhuǎn) 4　 M1慣性運轉(zhuǎn)的初速很高，使SRZ常開觸點（X15）還閉合→KM2得電，開始反接制動 5　 KM2得電: KM2常閉觸點斷開→它與KM1聯(lián)鎖，使KM1不能得電;KM2常開觸點閉合自鎖→SB1松開后使KM2還通電，M1繼續(xù)制動 6　 當(dāng)M1速度≤120r/min時→SRZ常開觸點（X15）斷開→KM2、KM4斷電→M1停轉(zhuǎn)，制動結(jié)束。 （8） 反向反接制動 M1（雙速電動機(jī)）反轉(zhuǎn)時使SRF的常開觸點（X14）閉合，同樣為反接制動做準(zhǔn)備。在按下停止按鈕SB1（X0）時，制動過程與正向反接制動相同。 （9） 快速進(jìn)給控制 為了縮短

64、輔助時間，加快調(diào)整的速度，機(jī)床各移動部件都可快速移動。采用一臺快速移動電動機(jī)M2單獨拖動，通過不同的齒輪齒條等連接來完成各方向的快速移動，這些均由快速移動操作手柄控制。當(dāng)將快速移動操作手柄向里推時，行程開關(guān)SQ5(X13)被壓合，接觸器KM6（Y6）通電吸合，M2正向起動，通過齒輪、齒條等實現(xiàn)快速正向移動；松開操作手柄，則SQ5復(fù)位，KM6失電，M2停轉(zhuǎn)。反之，將快速移動操作手柄向外拉時，壓合SQ6（X12），使KM7（Y7）通電吸合，M2反向起動，實現(xiàn)快速反向移動。 （10） 聯(lián)鎖保護(hù)裝置 為了防止在工作臺或主軸箱快速進(jìn)給時又將主軸進(jìn)給手柄扳倒自動快速進(jìn)給的誤操作，就采用了與工作臺和主軸

65、箱進(jìn)給手柄有機(jī)械連接的行程開關(guān)SP1，與主軸進(jìn)給手柄連接的是行程開關(guān)SP2。電動機(jī)M1、M2必須在SP1、SP2兩個都不閉合的情況下才能啟動。 第6章 結(jié)論與展望 本文從工程實踐出發(fā)，對T68鏜床的電氣控制系統(tǒng)的改造進(jìn)行了深入的研究，取得了以下幾個方面的成果： （1） 設(shè)計了鏜床控制系統(tǒng)的硬件，根據(jù)機(jī)床的實際要求和計算，PLC的型號，對輸入輸出點進(jìn)行了分配，設(shè)計了電力拖動系統(tǒng)的主回路電路圖、PLC的外部接線圖。 （2） 設(shè)計了PLC的控制程序，介紹了PLC程序的設(shè)計方法，成功率高的經(jīng)驗設(shè)計的編程方法，并根據(jù)它設(shè)計了相應(yīng)的PLC程序。這種設(shè)計方法簡單易學(xué)，節(jié)約了大量的設(shè)計時間。 （3）

66、 對T68鏜床控制系統(tǒng)改造進(jìn)行安裝與調(diào)試，對調(diào)試中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，提出了解決方案，并成功解決了問題。改造后的系統(tǒng)最大的特點是具有很強的故障診斷能力，該機(jī)床經(jīng)過改造后,使用的電器元件大為減少,控制線路簡化了,經(jīng)過一段時間的試運行,效果良好,故障明顯減小,生產(chǎn)效率顯著提高.因此，對T68鏜床進(jìn)行PLC的改造，滿足了系統(tǒng)的要求，達(dá)到預(yù)期的效果。 致 謝 通過這一階段的畢業(yè)設(shè)計，我受益匪淺，不僅鍛煉了良好的邏輯思維能力，而且培養(yǎng)了棄而不舍的求學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)。回顧此次畢業(yè)設(shè)計，是大學(xué)四年所學(xué)知識很好的總結(jié)。此次設(shè)計T68鏜床的PLC改造課題不僅重溫了過去所學(xué)知識，而且學(xué)到了很多新的內(nèi)容。相信這次畢業(yè)設(shè)計對我今后的工作會有一定的幫助。所以，我很用心的把它完成。在設(shè)計中體味艱辛，在艱辛中體味快樂。通過這次設(shè)計，在很高程度上彌補了我的理論知識的不足，進(jìn)一步鞏固了我們的理論知識，讓我學(xué)得更扎實，對PLC的認(rèn)識更加形象，在這里我還要感謝我的專業(yè)老師，是你們和我一起度過了緊張愉快的大學(xué)生活，這將是我人生中永遠(yuǎn)值得回憶的一段美好時光。 大學(xué)的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，在此，我要感謝所有曾經(jīng)教導(dǎo)過我的老