M7475型立軸圓臺平面磨床PLC控制系統(tǒng)

1、摘摘 要要 由于工廠企業(yè)中很多磨床年代久遠(yuǎn)，其工作性能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到現(xiàn)代生產(chǎn)的要求。 因此有必要對舊式的常規(guī)電動機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，以 PLC 取代常規(guī)的繼電器， 以達(dá)到磨床的控制要求。 本次設(shè)計介紹了 M7475 型立軸圓臺平面磨床 PLC 控制系統(tǒng),并編寫了 PLC 控制梯 形圖程序和指令表程序。簡要敘述了 M7475 型立軸圓臺平面磨床繼電器-接觸器控制 系統(tǒng)的工作原理及其運(yùn)動形式。改由 PLC 控制系統(tǒng)后的磨床工作安全可靠，系統(tǒng)運(yùn) 行情況良好，磨削精度更高；利用 PLC 控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了磨床啟動、停止、砂輪轉(zhuǎn) 動、工作臺移動和工作臺轉(zhuǎn)動，并且砂輪升降有手動和自動兩種控制方式；提供過

2、載、斷相、零勵磁和零電壓保護(hù)；并因所吸工件的不同，靈活調(diào)節(jié)電磁吸盤的吸力 大小。改由 PLC 控制后，其控制系統(tǒng)大大的簡單化,并且維修方便,易于檢查，節(jié)省 大量的繼電器元件,機(jī)床的各項性能有了很大的改善，工作效率有了明顯提高。該項 技術(shù)還可推廣應(yīng)用于自動化其他領(lǐng)域的控制系統(tǒng)中。 關(guān)鍵詞: PLC；平面磨床；繼電器 目目 錄錄 1 緒 論4 1.1PLC 在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用介紹 4 1.2磨床的介紹4 2系統(tǒng)總體設(shè)計6 2.1優(yōu)缺點(diǎn)分析6 2.2PLC 控制系統(tǒng)的控制要求 6 2.3PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計步驟 7 3系統(tǒng)的硬件設(shè)計8 3.1 電氣設(shè)備的選擇8 3.1.1 PLC 的選型8 3.

3、1.2 電動機(jī)的選擇4 3.1.3 交流接觸器和中間繼電器的選擇4 3.1.4保護(hù)電器的選擇4 3.1.5控制信號電器的選擇4 3.2I/O 地址的分配 4 3.4I/O 接線圖的繪制 4 3.5M7475 型立軸圓臺平面磨床主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動形式4 3.6M7475 型立軸圓臺平面磨床控制原理電路圖概述4 3.6.1M7475 型立軸圓臺平面磨床控制電路原理分析4 3.6.2M7475 型立軸圓臺平面磨床電磁吸盤電路分析4 3.7系統(tǒng)的硬件連線4 4系統(tǒng)的軟件設(shè)計4 4.1PLC 的編程語言 4 4.2PLC 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理 4 4.2.1PLC 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4 4.2.2PLC 的基本

4、工作原理4 4.3PLC 的基本功能和基本指令 4 4.3.1PLC 的基本功能4 4.3.2PLC 的基本指令4 4.4控制系統(tǒng)的程序設(shè)計4 4.4.1梯形圖程序設(shè)計4 4.4.2指令表程序設(shè)計4 5控制系統(tǒng)的調(diào)試4 5.1確認(rèn)輸入電源并檢查各部分硬件4 5.2軟硬件聯(lián)調(diào)4 結(jié)束語4 致 謝4 參考文獻(xiàn)4 附錄 主要電氣元件表4 附錄 II 控制電路原理圖4 附錄 III PLC 控制系統(tǒng) I/O 分配表4 附錄 IV PLC 控制系統(tǒng) I/O 接線圖4 附錄 V PLC 控制程序清單4 1 緒緒 論論 1.1PLCPLC 在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，中小批

5、量零件的生產(chǎn)占產(chǎn)品數(shù)量的比例越來越高，零件的復(fù) 雜性和精度要求迅速提高，傳統(tǒng)的普通磨床已經(jīng)越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求， 制造業(yè)的競爭已從早期降低勞動力成本、產(chǎn)品成本，提高企業(yè)整體效率和質(zhì)量的競 爭，發(fā)展到全面滿足顧客要求、積極開發(fā)新產(chǎn)品的競爭，將面臨知識技術(shù)產(chǎn)品 的更新周期越來越短，產(chǎn)品批量越來越小，而對質(zhì)量、性能的要求更高，同時社會 對環(huán)境保護(hù)、綠色制造的意識不斷加強(qiáng)，因此敏捷先進(jìn)的制造技術(shù)將成為企業(yè)贏得 競爭和生存、發(fā)展的主要手段。計算機(jī)信息技術(shù)和制造自動化技術(shù)的結(jié)合越來越緊 密，作為自動化柔性生產(chǎn)重要基礎(chǔ)的“軟”控制系統(tǒng)機(jī)床，在生產(chǎn)中所占比例將越 來越高。 20 世紀(jì) 70 年代以前

6、，電氣自動控制的任務(wù)基本上是由繼電器控制系統(tǒng)來完成。 繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、抗干擾能力強(qiáng)，所以當(dāng)時應(yīng)用的十 分廣泛，至今仍在許多簡單的機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用。但是，該類控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)也十分 明顯，它采用固定的硬件接線方式來完成各種邏輯控制，靈活性差；另外機(jī)械性觸 點(diǎn)的工作頻率低，易損壞，因此可靠性較差。 當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及生產(chǎn)工藝上不斷提出新的要求，電氣控制技 術(shù)得到飛速的發(fā)展。在控制方法上，主要是從手動到自動控制；在控制功能上，是 從簡單的控制設(shè)備到復(fù)雜的控制系統(tǒng)；在操作方式上，由笨重到輕巧；在控制原理 上，從有觸點(diǎn)的繼電接觸式控制系統(tǒng)到以計算機(jī)為核心的“軟”控制系統(tǒng)

7、。 PLC 的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動化的主要設(shè)備之一。 PLC 以軟件手段實現(xiàn)了各種控制功能，與繼電器控制系統(tǒng)相比，靈活性大大提高； 與普通的計算機(jī)相比，又具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單、組合靈活、擴(kuò) 展方便、體積小等突出優(yōu)點(diǎn)，因而在機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 1.2磨床的介紹磨床的介紹 磨床是利用磨具對工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。大多數(shù)的磨床是使用高速旋 轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行磨削加工，少數(shù)的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進(jìn)行加工， 如珩磨機(jī)、超精加工機(jī)床、砂帶磨床、研磨機(jī)和拋光機(jī)等。 磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等；也能加工脆性材料，如 玻璃

8、、花崗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能進(jìn)行高效率的磨削， 如強(qiáng)力磨削等。 隨著高精度、高硬度機(jī)械零件數(shù)量的增加，以及精密鑄造和精密鍛造工藝的發(fā) 展，磨床的性能、品種和產(chǎn)量都在不斷的提高和增長。 磨床是各類金屬切削機(jī)床中品種最多的一類，其主要類型有外圓磨床、內(nèi)圓磨 床、平面磨床、無心磨床、工具磨床等。 平面磨床用于加工非旋轉(zhuǎn)體表面，如平面、連接面和成型表面等。平面磨床按 其加工方法不同，通常分為臥軸矩臺平面磨床、臥軸圓臺平面磨床、立軸矩臺平面 磨床、立軸圓臺平面磨床四種類型。前兩種用砂輪周邊磨削，后兩種用砂輪斷面磨 削。 2系統(tǒng)系統(tǒng)總體設(shè)計總體設(shè)計 2.1方案論證方案論證 方案一：

9、傳統(tǒng)的繼電器控制 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、抗干擾能力強(qiáng)。 缺點(diǎn)：靈活性差、可靠性較差、反應(yīng)速度慢。 方案二：PLC 控制 優(yōu)點(diǎn)：可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單、組合靈活、擴(kuò)展方便、功能強(qiáng)大 體積小等突出優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)：各 PLC 廠家的硬件體系互不兼容，編程語言及指令系統(tǒng)也各不相同。 兩方案進(jìn)行比較不難看出：PLC 控制系統(tǒng)比傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)具有功能強(qiáng) 大，編程方便，便于修改，靈活性高，能夠進(jìn)行復(fù)雜的程序控制，系統(tǒng)穩(wěn)定，安全 可靠，反應(yīng)速度快等突出優(yōu)點(diǎn)。達(dá)到了現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，從而在電氣控制系統(tǒng)中 被廣泛應(yīng)用，因此在本次控制系統(tǒng)設(shè)計中采用 PLC 控制系統(tǒng)，使其控制性能得到很 大的提高。

10、 2.2PLC 控制控制系統(tǒng)的系統(tǒng)的控制要求控制要求 分析控制對象，確定磨床運(yùn)動要求如下： 機(jī)床的電氣控制部分采用可編程序控制器,實現(xiàn)對磨床的手動、自動控制， 工作臺、冷卻泵及電磁吸盤的控制。 動作要求：砂輪升降(手動和自動)、工作臺移動、工作臺轉(zhuǎn)動。另外電磁吸 盤不工作時可以手動調(diào)整機(jī)床。 為保證安全生產(chǎn)，電磁盤與工作臺轉(zhuǎn)動、砂輪轉(zhuǎn)動、磨頭垂直進(jìn)給采用聯(lián)鎖 控制裝置，即電磁盤電流小于 1A 時，吸力不足時機(jī)床要停止工作。 電磁吸盤具有充、退磁功能。 冷卻泵電機(jī)、電磁吸盤為了方便運(yùn)輸可選用分離式插拔接頭。 由于所吸工件不同，要求電磁吸盤的電流可以調(diào)節(jié)，并且有顯示。 電路中所有斷路后能儲存能量的

11、電器要有保護(hù)。 2.3PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計步驟控制系統(tǒng)設(shè)計步驟 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計調(diào)試過程如圖 2.1 所示。 分析控制要求 選擇 PLC 確定硬件配置 I/O 地址分配 設(shè)計梯形圖程序 進(jìn)行模擬調(diào)試 現(xiàn)場總調(diào)試 滿足要求？ 設(shè)計外部硬件接線圖 設(shè)計制作控制面板 進(jìn)行硬件連接 滿足要求？ 交付使用 N Y Y N 3系統(tǒng)的硬件設(shè)計系統(tǒng)的硬件設(shè)計 3.1電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇 3.1.1PLC 的選型的選型(三菱三菱) PLC 是控制系統(tǒng)的核心部件，正確的選擇 PLC 對整個控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指 標(biāo)起著重要的作用。三菱公司的 FX 系列 PLC 吸收了整體式和模塊式可編程程序控 制器的

12、優(yōu)點(diǎn)。FX 系列 PLC 有 FX0、FX2、FX2N、FX3U 等系列。其中 FX2N 是 FX 系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型可編程程序控制器。同時 FX2N 得電內(nèi)部有 24v 電源而 FX3U 的沒有因此在這里選測 FX2N 系列的 PLC。 分析輸入、輸出點(diǎn)數(shù)分別為 22、19 個，所以可選 FX3U 系列的繼電器輸出基 本單元 24 個輸入輸出點(diǎn)的 PLC 即 FX2N-48MR。 3.1.2 電動機(jī)的選擇電動機(jī)的選擇 在磨床控制系統(tǒng)運(yùn)行中，電動機(jī)類型選擇的原則是，在滿足工作機(jī)械對于拖動 系統(tǒng)要求的前提下，所選電動機(jī)應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價格低 廉。因此，在選用電動

13、機(jī)種類時，若機(jī)械工作對拖動系統(tǒng)無過高要求，應(yīng)優(yōu)先選用 三相交流電異步動機(jī)。 三相交流異步電動機(jī)的工作原理是基于定子旋轉(zhuǎn)磁場（定子繞組內(nèi)的三相電流 所產(chǎn)生的合成磁場）和轉(zhuǎn)子電流（轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)的電流）的相互作用。 電動機(jī)容量選擇的原則 圖 2.1 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計調(diào)試過程示意圖 在控制系統(tǒng)運(yùn)行中，電動機(jī)的選擇主要是容量的選擇，如果電動機(jī)的容量選小 了，一方面不能充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力，使生產(chǎn)效率降低，另一方面電動機(jī)經(jīng)常 在過載下運(yùn)行，會使它過早損壞，同時還出現(xiàn)啟動困難、經(jīng)受不起沖擊負(fù)載等故障。 如果電動機(jī)的容量選大了，則不僅使設(shè)備投資費(fèi)用增加，而且由于電動機(jī)經(jīng)常在輕 載下運(yùn)行，運(yùn)行效率和功率因數(shù)

14、都會下降。 選擇電動機(jī)的容量應(yīng)根據(jù)以下三項原則進(jìn)行。 發(fā)熱：電動機(jī)在運(yùn)行時，必須保證電動機(jī)的實際最高溫度 max等于或稍微小 于電動機(jī)絕緣的允許最高工作溫度 a，即 max a 。 過載能力：電動機(jī)在運(yùn)行時，必須具有一定的過載能力。特別是在短期工作 時，由于電動機(jī)的熱慣性很大，電動機(jī)在短期內(nèi)承受高于額定功率的負(fù)載功率時仍 可保證 max a，故此時，決定電動機(jī)容量的主要因素不是發(fā)熱而是電動機(jī)的過載能 力。即所選電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 TL max必須大于運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩, 即 TL max Tmax =mTN (m一般為 0.8 Tmax/TN ) 啟動能力：由于鼠籠式異步電動機(jī)的啟

15、動轉(zhuǎn)矩一般較小，為使電動機(jī)可靠啟 動，必須保證 TLst TN (st=Tst/TN) 電動機(jī)的種類、電壓和轉(zhuǎn)速的選擇 除正確選擇電動機(jī)的容量外，還需要根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和工 作環(huán)境等條件，來正確選擇電動機(jī)的種類、電壓和轉(zhuǎn)速。 3.1.3 交流接觸器和中間繼電器的選擇交流接觸器和中間繼電器的選擇 接觸器 接觸器是工業(yè)電氣中用按鈕或其他方式來控制其通斷的自動開關(guān)。交流接觸器 由電磁線圈，靜銜鐵，動銜鐵，靜觸點(diǎn)，動觸點(diǎn)、滅弧裝置和固定支架等部分組成。 其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通入交流電時，會產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場使裝在線圈中心的 靜銜鐵吸動動銜鐵，當(dāng)兩組銜鐵合攏時，安裝在動銜鐵上的動觸點(diǎn)也

16、隨之與靜觸點(diǎn) 閉合，使電氣線路接通。當(dāng)斷開電磁線圈中的電流時，磁場消失，接觸器在彈簧的 作用下恢復(fù)到斷開的狀態(tài)。 在工業(yè)電氣中，交流接觸器的型號很多，電流在 5A-1000A 的不等，常用交流 接觸器的型號有 CJ20、CJX1、CJ1 和 CJ10 等系列。在這次控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計中， 采用了 CJ10 系列的交流接觸器，其額定電流應(yīng)在控制電流的 1.11.3 倍之間,各接 觸器型號見附錄。 中間繼電器 中間繼電器是最常用的的繼電器之一，它的結(jié)構(gòu)和接觸器的基本相同，只是電 磁系統(tǒng)小些，觸點(diǎn)多一些。常用的繼電器型號有 JZ7、JZ14 等。 3.1.4保護(hù)電器的選擇保護(hù)電器的選擇 熔斷器 熔斷

17、器在電路中主要起短路保護(hù)作用，用于保護(hù)線路。熔斷器的熔體串接于被 保護(hù)的電路中，熔斷器以自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，從而自動切斷電路，實現(xiàn)短 路保護(hù)及過載保護(hù)。 熱繼電器 熱繼電器主要用于電氣設(shè)備（電動機(jī)）的過負(fù)荷保護(hù)。熱繼電器勢利用一種電 流熱效應(yīng)原理工作的電器，它具有與電動機(jī)容許過載特性相近的反時限動作特性， 主要與接觸器配合使用，用于對三相異步電動機(jī)的過負(fù)荷和斷相保護(hù)。 三相異步電動機(jī)在實際運(yùn)行中，常會遇到因電氣或機(jī)械原因等引起的過電流(過 載和斷相)現(xiàn)象，如果過電流不嚴(yán)重，持續(xù)時間短，繞組不超過允許溫升，這種過電 流是允許；如果過電流情況嚴(yán)重，持續(xù)時間較長，則會加快電動機(jī)絕緣老化，甚至

18、會燒毀電動機(jī)，因此，在電動機(jī)回路中應(yīng)設(shè)置電動機(jī)保護(hù)裝置。 熱繼電器的選型原則：熱繼電器主要用于電動機(jī)的過載保護(hù)，使用中應(yīng)考慮電 動機(jī)的工作環(huán)境、起動情況、負(fù)載性質(zhì)，等因素。星形接法的電動機(jī)可選用兩相或 三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，三角形接法的電動機(jī)應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置三相結(jié)構(gòu)的熱繼 電器。熱繼電器的動作電流整定值一般為電動機(jī)額定電流的 1.051.1 倍。 3.1.5 控制信號電器的選擇控制信號電器的選擇 選擇開關(guān) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多擋式控制多回路的開關(guān)電器。一般用于各種配電裝置的 遠(yuǎn)距離控制，也可作為電器測量儀表的轉(zhuǎn)向開關(guān)或用作小容量電動機(jī)的啟動、制動、 調(diào)速和換向的控制，用途廣泛，故稱萬能轉(zhuǎn)換開

19、關(guān)。常用的萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)有 LW8、LW6 和 LA18 系列。 控制按鈕 控制按鈕在控制電路中常用作遠(yuǎn)距離手動控制接觸器、繼電器等有電磁線圈的 電路，也可用于電器連鎖等電路中。目前常用的按鈕有 LA10、LA18、LA19、LA20 等系列產(chǎn)品。按鈕的選擇應(yīng)根據(jù)使用場合、控制電路所需觸點(diǎn)數(shù)目及按鈕顏色等要 求選用。一般用紅色表示停止和急停；綠色表示啟動；黑色表示點(diǎn)動。 各電氣元件的型號及規(guī)格、用途和數(shù)量見附錄 I。 3.2I/O 地址的分配地址的分配 根據(jù)該系統(tǒng)的控制要求，輸入輸出設(shè)備，確定了 I/O 點(diǎn)數(shù)。根據(jù)需要控制的開 關(guān)、設(shè)備大約有 22 個輸入點(diǎn)，19 個輸出點(diǎn)需進(jìn)行控制，現(xiàn)將 I/

20、O 地址分配如附錄 III 所示。 3.3I/O 接線圖的繪制接線圖的繪制 根據(jù) PLC I/O 端子的分配，畫出了 M7475 型立軸圓臺平面磨床 PLC 控制系統(tǒng) I/O 接線圖如附錄 VI 所示。 3.4M7475 型立軸圓臺型立軸圓臺平面磨床主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動形式平面磨床主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動形式 M7475 型立軸圓臺平面磨床主要使用立式砂輪端面對工件進(jìn)行磨削加工的高效 率平面磨床，主要用來粗磨毛坯或磨削一般精度工作，適宜成批生產(chǎn)的車間使用。 該機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)：電磁工作臺的直徑為 750；可磨削工件最大高度為 300； 砂輪端面到工作臺的距離為 430；磨頭手動進(jìn)給量為每格 0.01，磨頭自動

21、進(jìn)給 圖 3.1 M7475 型立軸圓臺平面磨床 1-修整砂輪手柄 2-磨頭進(jìn)給手輪 3-電氣操縱按鈕 4-電磁吸力調(diào)整手輪 5-立柱三點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu) 量為 00.8mm/min；機(jī)床外形尺寸為 253011802230（長寬高） ；機(jī)床重 量約 6000。 M7475 型立軸圓臺平面磨床主要由床身，垂直進(jìn)給手輪，工作臺，位置行程擋 塊，砂輪修正器，電磁吸力調(diào)整手輪，磨頭和電氣操縱按鈕等部件組成。外形如圖 3.1 所示，此平面磨床共有六臺電動機(jī)，砂輪電動機(jī)是主運(yùn)動電動機(jī)，直接帶動砂輪 旋輪，對工件進(jìn)行磨削加工；砂輪升降電動機(jī)使拖板沿立柱導(dǎo)軌上下移動，用以調(diào) 整砂輪位置；工作臺移動電動機(jī)帶動工作臺進(jìn)

22、入、退出；工作臺轉(zhuǎn)動電動機(jī)驅(qū)動工 作臺高速和低速轉(zhuǎn)動；自動進(jìn)給電動機(jī)帶動磨頭對工件自動磨削；冷卻泵電動機(jī)帶 動冷卻泵供給砂輪和工件冷卻液，從而對工件和砂輪冷卻，同時利用冷卻液帶走磨 下的鐵屑。 3.5M7475 型立軸圓臺平面磨床控制原理電路圖概述型立軸圓臺平面磨床控制原理電路圖概述 M7475 型立軸圓臺平面磨床控制電路原理圖如附錄所示。其中：（a）為 M7475 型立軸圓臺平面磨床各電動機(jī)的控制原理圖，圖中主要分為主電路，控制電 路，照明與指示燈電路等四部分；（b）為 M7475 型立軸圓臺平面磨床電磁吸盤充、 退磁原理圖。 3.5.1 M7475 型立軸圓臺平面磨床控制電路原理分析型立軸

23、圓臺平面磨床控制電路原理分析 主電路分析 從附錄中可以看出，M7475 型立軸圓臺平面磨床共有 6 臺電動機(jī)，即砂輪電 動機(jī) M1，帶動砂輪轉(zhuǎn)動來完成磨削加工工件；工作臺轉(zhuǎn)動電動機(jī) M2，實現(xiàn)了工作 臺高速和低速轉(zhuǎn)動；工作臺移動電動機(jī) M3，實現(xiàn)了工作臺點(diǎn)動進(jìn)入和退出；砂輪 升降電動機(jī) M4，帶動砂輪轉(zhuǎn)動來完成磨削加工工件；冷卻泵電動機(jī) M5，驅(qū)動冷卻 泵工作；自動進(jìn)給電動機(jī) M6，實現(xiàn)磨削過程中自動進(jìn)給功能。 為防止電動機(jī)在工作中因過熱而燒毀，每個電動機(jī)都裝有過熱保護(hù)裝置。整個 線路有一組總?cè)蹟嗥髯龆搪繁Ｗo(hù)，由于工作臺轉(zhuǎn)動電動機(jī)本身具有兩個速度，故有 熔斷器 FU1 做短路保護(hù)；變壓器 TC

24、 由熔斷器 FU2 作短路保護(hù)，機(jī)床控制線路，指 示電路，照明電路分別由 FU3，F(xiàn)U4，F(xiàn)U5 做短路保護(hù)，電磁工作臺控制電路由熔 斷器 FU6 做短路保護(hù)。 控制電路分析 SB1 為機(jī)床的總啟動按鈕；SB9 為總停止按鈕；SB2 為砂輪電動機(jī) M1 的啟動 按鈕；SB3 為砂輪電動機(jī) M1 的停止按鈕；SB4、SB5 為工作臺移動電動機(jī) M3 的退 出和進(jìn)入的點(diǎn)動按鈕；SB6、SB7 為砂輪電動機(jī) M4 的上升、下降按鈕；SB8、SB10 為自動進(jìn)給停止和啟動按鈕；手動開關(guān) SA1 為工作臺轉(zhuǎn)動電動機(jī) M2 的高、低速轉(zhuǎn) 換開關(guān)；SA2 為砂輪升降電動機(jī) M4 自動和手動轉(zhuǎn)換開關(guān)；SA3

25、為冷卻泵電動機(jī) M5 的控制開關(guān)；SA4 為充、退磁轉(zhuǎn)換開關(guān)。 合上總開關(guān) QS 后，整流變壓器一個副邊輸出 135 伏交流電壓，按下按鈕 SB1，電壓繼電器 KV 通電閉合并自鎖，其常開觸頭閉合，為啟動各電動機(jī)作好準(zhǔn) 備。如果 KV 不能正?？煽抗ぷ?，各電機(jī)均無法運(yùn)行。只有電磁吸盤的吸力將磨床 工作臺上的工件吸牢后，即只有在電磁吸盤不欠電流的情況下，才允許啟動砂輪轉(zhuǎn) 動和工作臺轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，以保證安全。 按下砂輪電動機(jī) M1 的啟動按鈕 SB2，接觸器 KM1、KM2、KM3 先后閉合， 砂輪電動機(jī)作 Y-降壓啟動運(yùn)行，砂輪指示燈 HL2 亮。按下 SB3 砂輪停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 將手動開關(guān) SA1 扳

26、至“高速”擋，工作臺電動機(jī) M2 高速啟動運(yùn)轉(zhuǎn)；將手動開關(guān) SA1 扳至“低速”擋，工作臺轉(zhuǎn)動電動機(jī)低速啟動運(yùn)轉(zhuǎn)。 按下按鈕 SB4，接觸器 KM6 通電閉合，工作臺移動電動機(jī) M3 帶動工作臺退出； 按下按鈕 SB5，接觸器 KM7 通電閉合，工作臺移動電動機(jī) M3 帶動工作臺進(jìn)入。 砂輪升降電動機(jī) M4 的控制分為自動和手動。將轉(zhuǎn)換開關(guān) SA2 扳至“手動”位置 時，按下上升或下降按鈕 SB6 或 SB7，接觸器 KM8 或 KM9 得電，砂輪升降電動機(jī) M4 正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動砂輪上升或下降。 將轉(zhuǎn)換開關(guān) SA2 扳至“自動”擋位置，按下按鈕 SB10，接觸器 KM11 和電磁鐵 YA 通

27、電，自動進(jìn)給電動機(jī) M6 啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動砂輪電動機(jī)自動向下工進(jìn)，對工件進(jìn) 行磨削加工。加工完畢，壓合行程開關(guān) SQ4，時間繼電器 KT2 通電并自鎖，YA 斷 電，工作臺停止進(jìn)給，并經(jīng)過一定間，接觸器 KM1、KT2 失電，自給電動機(jī) M6 停 止轉(zhuǎn)動。 冷卻泵電動機(jī) M5 由手動開關(guān) SA3 控制。 SA4 為電磁吸盤充、退磁轉(zhuǎn)換開關(guān)，通過扳動 SA4 至不同位置，可獲得可調(diào)與 不可調(diào)的充磁控制。SA4 扳至關(guān)閉狀態(tài)電磁吸盤自動退磁。 3.5.2 M7475 型立軸圓臺平面磨床電磁吸盤電路分析型立軸圓臺平面磨床電磁吸盤電路分析 電磁吸盤又稱為電磁工作臺。電磁吸盤由底殼，鐵芯，面板，接線盒組成

28、。電 磁吸盤按照不同分類課非為普通吸力吸盤和強(qiáng)力吸盤。普通吸力吸盤吸力 10-12 公 斤每平方厘米，強(qiáng)力電磁吸盤不低于 15 公斤每平方厘米。按照用途可分為磨床用電 磁吸盤，銑床刨床用電磁吸盤，磨刀機(jī)電磁吸盤等。 電磁吸盤也是安裝工件的一種夾具，它能夠迅速夾緊且不損傷工件，一次能夠 圖 3.2 退磁過程中的磁化曲線 吸牢若干不可調(diào)整，工作效率高，不足在于它的夾緊程度不可調(diào)整，電磁吸盤必須 用直流電源，而且只能用于加工磁性材料的工作。 自動充退磁原理 電磁吸盤由初始零狀態(tài)（I=0，B=0）開始充磁， 隨著激磁電流的增大，吸盤磁感應(yīng)強(qiáng)度沿起始磁化曲 線不斷增大，激磁電流增至 Im時，磁感應(yīng)強(qiáng)度增

29、至 Bm。退磁時，激磁電流減小至 0，磁感應(yīng)強(qiáng)度并不會 減小為 0，而是有剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度 Br，須通以反向激 磁電流 Ic，磁感應(yīng)強(qiáng)度才減小為 0。如反向激磁電流 繼續(xù)增大，吸盤則被反向磁化，激磁電流達(dá)到-Im， 感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到-Bm，如激磁電流在 Im-Im之間反復(fù)變 化，則形成一個磁滯回線。如果激磁電流正負(fù)反復(fù)變 化時，其最大值不斷衰減，則磁滯回線的面積逐漸縮小，如圖 3.2 所示。當(dāng)激磁電 流最大值衰減到零，磁滯線的面積也縮小到為零，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度也減小到零，從 而達(dá)到了消磁的目的。 電磁吸盤充、退磁控制電路分析 如附錄（b）所示為晶閘管無觸點(diǎn)自動充、退磁電路，主要由主電路、觸發(fā)脈沖輸 出

30、電路、控制電路、多諧振蕩器電路等部分組成。 主電路：它是由反并聯(lián)晶閘管組成的兩相零式整流電路。在充電時，將 SA4 扳至“1”位置可獲得電磁吸盤充磁可調(diào)控制，這時接觸器 KM12 通電閉合，繼電器 K1 通電吸合，中間繼電器 K3 斷開，晶閘管 V6 導(dǎo)通，可以通過調(diào)節(jié)電位器 RP3 改 變給定電壓，從而改變 V6 的導(dǎo)通角，使電磁吸盤獲得 0110V 連續(xù)可調(diào)的直流電 壓，從而電磁吸盤產(chǎn)生不同大小的吸力，吸住工件。將 SA4 扳至“2”位置 可獲得電 磁吸盤充磁不可調(diào)控制，這時接觸器 KM12 失電斷開，常閉觸點(diǎn) KM12 導(dǎo)通，中間 繼電器 K3 通電閉合，中間繼電器 K1 失電斷開，調(diào)節(jié)

31、電位器被短路，使電磁吸盤獲 得 110V 的直流電壓，從而電磁吸盤產(chǎn)生吸力，吸住工件。在退磁時，晶閘管 V5、V6 交替導(dǎo)通，不斷改變 V5、V6 的導(dǎo)通角，使電磁吸盤獲得正負(fù)交替變化的 衰減電流，從而達(dá)到自動消磁的目的。 觸發(fā)脈沖輸出電路：晶體三極管 V1 及 V2 構(gòu)成兩個鋸齒波發(fā)生器，作為 V5、V6 的觸發(fā)電路。充電時 V1 的發(fā)射極開路，只有 V33 工作，使晶閘管 V5 導(dǎo)通， 保證電磁吸盤獲得穩(wěn)定的直流電壓。退磁時，V1 及 V2 在控制電路及多諧振蕩器共 同控制下交替工作，從而使 V5、V6 輪流導(dǎo)通。 控制電路：控制電路包括比較電路和給定電壓電路，V30V33 四個整流二 極

32、管將 70V 交流電壓整流后，經(jīng) R24 及 C10 濾波，再由電位器 RP3 分壓取出給定 電壓，疊加在 V1、V2 的基極，改變給定電壓即可改變?nèi)龢O管由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通的時 間，從而改變晶閘管的導(dǎo)通角。充電時，調(diào)整電位器 RP3 即可改變給定電壓，從而 改變電磁吸盤上的直流電壓。退磁時，接觸器 KM12 斷開，電容器 C10 通過電阻 R23 放電，由 RP3 取出的電壓不斷減小，使 V1、V2 的導(dǎo)通時間后移，V5、V6 的 導(dǎo)通角逐漸減小，從而使激磁電流逐漸衰減到 0，達(dá)到自動消磁的目的。 多諧振蕩器電路：由晶體三極管 V3、V4 組成的多諧振蕩器在退磁時開始工 作，從兩個三極管集電極引出

33、的相位相反的方波，疊加在 V1 和 V2 的基極，使兩個 鋸齒波發(fā)生器交替工作，從而控制兩個晶閘管 V5 和 V6 輪流導(dǎo)通，這樣電磁吸盤就 得到交替變化且自動衰減的激磁電流，電流變化的頻率與多謝振蕩器的頻率相等。 3.6系統(tǒng)的硬件連線系統(tǒng)的硬件連線 按照 M7475 型立軸圓臺平面磨床電氣原理電路圖和 PLC 接線圖將電動機(jī)控制 電路和控制回路及電磁吸盤的控制回路的各部分硬件連接在一起，在連接過程中一 定要仔細(xì)、認(rèn)真，并確保各個部分連接無誤。 4系統(tǒng)的軟件設(shè)計系統(tǒng)的軟件設(shè)計 4.1PLCPLC 的編程語言的編程語言 與個人計算機(jī)相比，PLC 的硬件、軟件的體系結(jié)構(gòu)都是封閉的而不是開放的。 各

34、廠家 PLC 的變成語言和指令系統(tǒng)的功能和表達(dá)方式也不一致，有的甚至有相當(dāng)大 的差異，因此各廠家的 PLC 互不兼容。IEC（國際電工委員會）是為電子技術(shù)的所 有領(lǐng)域制定全球標(biāo)準(zhǔn)的世界性組織。IEC 于 1994 年 5 月公布了 PLC 標(biāo)準(zhǔn)（IEC 61131）,該標(biāo)準(zhǔn)為可編程控制系統(tǒng)定義了 5 種語言：順序功能圖（Sequential Function Chart） 、梯形圖（Ladder Diagram） 、功能塊圖（Function Block Diagram） 、 指令表（Instruction List） 、結(jié)構(gòu)文本（Structured Text） 。 其中，梯形圖是使用最多的

35、 PLC 圖形編程語言。梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電 路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠熟悉繼電器控制的電器人員掌握， 特別是適用于數(shù)字量邏輯控制，有時也把梯形圖稱為電路或程序。梯形圖由觸點(diǎn)、 線圈和用方塊表示的功能塊組成。觸點(diǎn)代表邏輯輸入條件，線圈通常代表邏輯輸出 結(jié)果，用來控制外部設(shè)備。功能塊用來表示定時器、計數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算附加指令。 觸點(diǎn)和線圈組成的獨(dú)立電路稱為網(wǎng)絡(luò)，使用編程軟件可以直接生成和編譯梯形圖， 并將它下載到 PLC。 在這次控制系統(tǒng)程序設(shè)計中，分別采用了梯形圖和指令表兩種編程語言編寫了 該系統(tǒng)的控制程序。 4.2PLCPLC 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工

36、作原理 4.2.1 PLC 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 目前 PLC 種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也都各不相同，但都是以微處理器為核心 用做工業(yè)控制的專用計算機(jī)，所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大致相同，硬件結(jié)構(gòu)與微機(jī) 相似。主要包括中央處理單元 CPU、存儲器（EPRAM 和 ROM）、輸入輸出接口電 路、電源、I/O 擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口等。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來進(jìn)行數(shù)據(jù)和 指令的傳輸。 PLC 控制系統(tǒng)由輸入量PLC輸出量組成，外部的各種開關(guān)信號、 模擬信號、傳感器檢測的各種信號均作為 PLC 的輸入量，它們經(jīng) PLC 外部輸入端 子，作為 PLC 的輸出量對外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。由此可見，PLC 的基

37、本結(jié)構(gòu)有控 制部分輸入和輸出組成。 4.2.2 PLC 的基本工作原理的基本工作原理 PLC 采用的是循環(huán)掃描工作方式。對每個程序，CPU 從第一條指令開始執(zhí)行， 按指令步序號做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從則從第一條指令開 始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不 斷循環(huán)，每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。PLC 掃描工作煩那個是主要分單個階段： 輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新。 輸入采樣階段 PLC 在開始執(zhí)行程序之前，首先掃描輸入端子，按順序?qū)⑺休斎胄盘?，讀入 到寄存輸入狀態(tài)的輸入映像寄存器中，這個過程稱為輸入采樣。PLC 在運(yùn)行程序時 所需要的輸入

38、信號不是現(xiàn)時取輸入端子上的信號，而是取駛?cè)胗诚窦拇嫫髦械男畔ⅰ?在本工作周期內(nèi)這個采樣結(jié)果的內(nèi)容不會改變，只有到下一個掃描周期輸入采樣階 段才被刷新。 程序執(zhí)行階段 PLC 完成了輸入采樣工作后，按順序從 0000 號地址開始的程序進(jìn)行逐條掃描執(zhí) 行，并分別從輸入映像寄存器、輸出映像寄存器以及輔助繼電器中獲得所需的數(shù)據(jù) 進(jìn)行運(yùn)算處理。再將程序執(zhí)行的結(jié)果寫入寄存執(zhí)行結(jié)果的輸出映像寄存器中保存。 但這個結(jié)果在全部程序未被執(zhí)行完畢之前不會送到輸出端子上。 輸出刷新階段 在執(zhí)行到 END 指令，即執(zhí)行完用戶所有程序后，PLC 將輸出映像寄存器的內(nèi) 容送到輸出鎖存器中進(jìn)行輸出，驅(qū)動用戶設(shè)備。 4.3PL

39、C 的的基本基本功能功能和基本指令和基本指令 4.3.1 PLC 的基本指令的基本指令 在本次控制系統(tǒng)程序設(shè)計過程中主要應(yīng)用到以下幾種 PLC 指令。 1 標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令 表 4.1 標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令 助記符、名稱功能 LD 取 a 觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算開始 LDI 取反 b 觸點(diǎn)邏輯預(yù)案算及開始 OUT 輸出 線圈驅(qū)動 AND 與 a 觸點(diǎn)串聯(lián)連接 ANI 與非 b 觸點(diǎn)邏串聯(lián)反連接 OR 或 a 觸點(diǎn)并聯(lián)連接 ORI 或反b 觸點(diǎn)并聯(lián)連接 定時器指令 PLC 中的定時器（T）相當(dāng)與繼電器接觸器控制系統(tǒng)中的時間繼電器。FX3U 系 列 PLC 給用戶提供最多 256 個定時繼電器。其編號為 T0 T255

40、。其中常規(guī)定時器 246 個即 T0T245。其中 T0T199 為 100ms 定時器，共 200 點(diǎn)，定時時間范圍為 0.13276.7s。T192T199 為子程序中斷服務(wù)程序?qū)Ｓ玫亩〞r器；T200T245 為 10ms 定時器，共 46 點(diǎn)，定時范圍為 0.01327.67s。 常規(guī)定時器沒有保持功能，在輸入電路斷開或停電時復(fù)位（清零） 。 圖 4.2 所示當(dāng) X1 接通時其定時器線圈得電定時器計數(shù)（213*0.01s=2.13s）2.13s 后 輸出 Y0，當(dāng) X1 斷開定時器清零。 （3）輔助繼電器 圖 4.2 定時器 PLC 內(nèi)部有很多輔助繼電器（M） ，輔助繼電器和 PLC 外

41、部無任何直接聯(lián)系， 它的線圈只能有 PLC 內(nèi)部程序控制。它的常開和長臂兩點(diǎn)觸點(diǎn)只能在 PLC 內(nèi)部編 程時使用，且可以無限次自由使用，但不能直接驅(qū)動尾部負(fù)載。外部負(fù)載只能由輸 出繼電器觸點(diǎn)驅(qū)動。FX3U 系列 PLC 的輔助繼電器有通用輔助繼電器的 500 點(diǎn) （M0M499） 、斷電保持輔助繼電器(M500 M3071)、特殊輔助繼電器(M8000 M8255)。 4.4控制系統(tǒng)的程序設(shè)計控制系統(tǒng)的程序設(shè)計 4.4.1 梯形圖程序設(shè)計梯形圖程序設(shè)計 砂輪電動機(jī) Y-降壓啟動控制程序 由于砂輪電動機(jī)的容量要求較大，又因為啟動電流 IstY =U1/()，Ist= U1/Z33 所以 IstY

42、 = Ist/3，即定子接成星形的啟動電流等于接成三角形啟動電流的 1/3，而Z 接成星形時的啟動轉(zhuǎn)矩 TstY /3，接成三角形時的啟動轉(zhuǎn)矩 Tst，所以 TstY 2 1 U 2 1 U =Tst/3,即 Y 連接降壓啟動時的啟動轉(zhuǎn)矩只有連接直接啟動時的 1/3，為避免因電 動機(jī)起啟動時的啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩較大而出現(xiàn)故障，所以砂輪電動機(jī)采用了 Y- 降壓啟動。 為避免電動機(jī)作 Y-降壓啟動時，電弧沒有完全消滅而引起短路，因此在控制 之程序加了一個定時器控制，定時時間為 5 秒在電弧完全消滅的情況下再降至全 壓運(yùn)行。 該控制程序步驟為：在電磁吸盤不欠電流的情況下，按下啟動按鈕 SB2接觸 器

43、 KM1、KM3 得電，KT1 延時電動機(jī) M1 作 Y 啟動KM3 失電KM2 得電 電動機(jī) M1 全壓運(yùn)行按下砂輪電動機(jī) M1 停止按鈕 SB3KM1、KM2 失電電動 機(jī) M1 停止轉(zhuǎn)動。 其梯形圖程序如下所示。 工作臺轉(zhuǎn)動電動機(jī)控制程序 為防止磨床在磨削的過程中，電磁吸盤因欠電流導(dǎo)致吸力太小從而工件脫離工 作臺，因此必須在此控制程序中加入電磁吸盤欠電流連鎖控制，在電磁吸盤欠電流 的情況下工作臺停止轉(zhuǎn)動。 該控制程序步驟為：在電磁吸盤不欠電流的情況下，將 SA1 扳至“1”工作 臺電動機(jī) M2 高速轉(zhuǎn)動將 SA1 扳至“2” 工作臺電動機(jī) M2 低速轉(zhuǎn)動將 SA1 扳至“零”工作臺轉(zhuǎn)動電

44、動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。 其梯形圖程序如下所示。 工作臺移動電動機(jī)控制程序 工作臺移動電動機(jī)的縱向進(jìn)給是點(diǎn)動控制，并且是通過電動機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來 實現(xiàn)的，為保證工作臺移動電動機(jī)正傳的時不發(fā)生反轉(zhuǎn)，因此在控制程序中須加入 工作臺移動電動機(jī)退出、進(jìn)入連鎖控制。 其梯形圖程序如下所示。 砂輪升降電動機(jī)控制程序 砂輪上升、下降分為手動和自動控制，上升和下降是通過電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實 現(xiàn)的，同理也須在程序中加入上升和下降連鎖控制。 該控制程序步驟為：按住砂輪下降點(diǎn)動按鈕 SB7砂輪升降電動機(jī)反轉(zhuǎn)（下降） 按住砂輪上升電動按鈕 SB6砂輪升降電動機(jī)正傳（上升） 。 其梯形圖程序如下所示。 自動進(jìn)給控制程序 自動進(jìn)給是

45、帶動砂輪自動向下對工件進(jìn)行磨削加工，其向下進(jìn)給量由自動進(jìn)給 電磁鐵控制，當(dāng)出現(xiàn)電磁吸盤欠電流或加工完畢時，電磁鐵失電，自動進(jìn)給電動機(jī) M6 停止轉(zhuǎn)動。 改控制程序步驟為：將轉(zhuǎn)換開關(guān) SA2 扳至“自動”擋按下按鈕 SB10接觸 器 KM11、電磁鐵 YA 通電自動進(jìn)給電動機(jī)轉(zhuǎn)動對工件進(jìn)行磨削加工加工完 畢壓合行程開關(guān) ST4YA 斷電、停止進(jìn)給、KT2 通電并自鎖接觸器 KM11、KT2 失電自動進(jìn)給電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。 其梯形圖程序如下所示。 綜上所述,根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，結(jié)合控制電路原理圖和 PLC 編程特點(diǎn)，設(shè)計了 控制系統(tǒng)梯形圖程序如附錄所示。 4.4.2 指令表程序設(shè)計指令表程序設(shè)計 根

46、據(jù) PLC 指令表程序設(shè)計方法，結(jié)合上述梯形圖程序，該控制系統(tǒng)的指令表程 序如下所示。 5控制系統(tǒng)的調(diào)試控制系統(tǒng)的調(diào)試 在調(diào)試前我們需要對線路進(jìn)行檢查，按照接線圖檢查電源線和接地線是否可靠， 主線路和控制線路連接是否正確，絕緣是否良好，各開關(guān)是否處于“0”位，插頭和各 插接件是否全部插緊；檢查工作臺等部件的位置是否合適，防止通電時發(fā)生失誤。 在檢查完各部分正確無誤后，便可接上設(shè)備的工作電源，開始通電調(diào)試了。 5.1確認(rèn)輸入電源確認(rèn)輸入電源并檢查各部分硬件并檢查各部分硬件 合上實驗臺上供電的電源開關(guān)，用萬用表測量系統(tǒng)總電源開關(guān)進(jìn)線端的電壓， 看一看電壓是否正常，有無斷相或三相電壓特別不平衡的現(xiàn)象

47、。如果一切正常，便 可合上總電源開關(guān) SB1，并用萬用表測量電源能供到的各支路終端的電壓是否正常。 有無斷相。 用萬用表測量各硬件的接線情況，看是否有短接，斷接和虛連的情況，并與電 路控制原理圖一一對照，看是否有無接錯的地方。各部分都正確無誤的情況下進(jìn)行 軟硬件聯(lián)調(diào)。 5.2軟硬件聯(lián)調(diào)軟硬件聯(lián)調(diào) 將編寫好的 PLC 程序進(jìn)行編譯，下載至 PLC,由于控制系統(tǒng)運(yùn)行電壓是在 380V, 為了保證安全只好先在實驗臺上分步模擬,觀察各步的動作都正確無誤后,按照 PLC 控制系統(tǒng)接線圖在實驗臺上整體模擬,輸出部分（電動機(jī),指示燈,照明燈）用實驗臺 上的指示燈代替, 觀察輸出端點(diǎn)指示燈在一個工作循環(huán)里的狀

48、態(tài)變化，并與工藝過 程對照。在對照的過程中發(fā)現(xiàn)在電磁吸盤欠電流的情況下,砂輪和工作臺指示燈仍然 亮,經(jīng)過檢查程序,發(fā)現(xiàn)在控制程序中沒有電磁吸盤欠電流的連鎖控制,并在程序中添 加了連鎖控制，系統(tǒng)運(yùn)行恢復(fù)正常。 在實驗臺上整體模擬無誤后,將檢查完畢的硬件連接電路（各電動機(jī)連接的電路） 與 PLC 連接在一起,分別觀察各電動機(jī)的工作狀態(tài),在聯(lián)調(diào)的過程中每次運(yùn)行砂輪轉(zhuǎn) 動電動機(jī)的時候,實驗臺就會突然掉電,經(jīng)過查找是因為電動機(jī)作 Y-降壓啟動時， 電弧沒有完全消滅而導(dǎo)致的短路，原因是 PLC 控制程序中設(shè)定的時間較短，將原來 設(shè)定的 1 秒改成 3 秒后，終于解決了這一問題。 分步運(yùn)行無誤后,將所有的電

49、動機(jī)按照 PLC 接線圖連接在一起,分別觀察各個電 動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),并與工藝過程比較,沒有發(fā)現(xiàn)什么問題。此控制程序設(shè)計能夠滿足控 制系統(tǒng)的要求。 結(jié)束語結(jié)束語 本設(shè)計采用可編程控制器代替繼電器對機(jī)床進(jìn)行控制，因為可編程控制器組成 的控制系統(tǒng)在設(shè)計、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 支，縮減了成本，效益更高。通過使用 PLC 改造該機(jī)床電氣系統(tǒng)后，去掉了原機(jī)床 的中間繼電器，時間繼電器等等，使線路簡化,維修方便。同時，由于 PLC 的高可靠 性，輸入輸出部分還有信號指示，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。 設(shè)計者可在規(guī)格繁多、

50、品種齊全的系列可編程控制產(chǎn)品中，精選所需類型，使 PLC 具有較高的性能價格比。針對這點(diǎn)本設(shè)計盡量節(jié)省可編程控制器的端點(diǎn)，從而 提高了性價比，節(jié)省了不必要的開支。 通過本次設(shè)計，使我進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)充專業(yè)課的基本理論和基本技能。 達(dá)到了培養(yǎng)我獨(dú)立思考、分析和解決實際問題的能力。培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用專業(yè)知識 和實際查閱相關(guān)實際資料的能力。 致致 謝謝 三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，在此，我要感謝所有曾經(jīng)教導(dǎo)過我的老師和關(guān)心過 我的同學(xué)，是他們在我的大學(xué)生活成長過程中給予了我無私的幫助，教會了我方方 面面的經(jīng)驗。 本論文在選題和設(shè)計過程中得到了鄭濟(jì)仲老師的精心指導(dǎo)，而且，在 跟隨其學(xué)習(xí)的幾個月中，不論是

51、在學(xué)習(xí)上、工作上還是在日常生活中，鄭濟(jì)仲老師 都給了我無微不至的關(guān)懷，特別是在畢業(yè)設(shè)計期間，鄭濟(jì)仲指導(dǎo)教師給予了我很大 的幫助和支持，在此，我表示由衷的感謝，另外，還要感謝劉國昌老師和張軍老師， 在我課題設(shè)計過程期間給予我一定的幫助。在此，我表示由衷的感謝。我也在這次 設(shè)計中收獲很多東西。 最后，對各位教授、老師審閱我的論文深表感謝，由于本人能力有限，課題設(shè) 計中存在不足之處并渴望給予批評指導(dǎo)。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 羅宇航.流行 PLC 實用程序及設(shè)計.西安：西安科技大學(xué)出版社,2006.12 2 林春方.可編程控制器及其應(yīng)用.上海：上海交通大學(xué)出版社,2003.6 3 廖常初.PLC 編程

52、及應(yīng)用(第 2 版).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007.9 4 曹輝.可編程序控制器系統(tǒng)原理及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社,2003 5 機(jī)床電路圖大全編寫組.機(jī)床電路圖大全（上冊）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 1993.4 6 齊占慶.機(jī)床電氣自動控制.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987.8 7 黎亞元.機(jī)床電氣自動控制.重慶：重慶大學(xué)出版社，1994.10 8 王士蘭.PLC 技術(shù)及運(yùn)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.8 9 方宗達(dá).電氣控制與 PLC 運(yùn)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.10 10夏國偉.機(jī)床電氣與維修.西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1980.6 11鄧星鐘.機(jī)電傳動控制.武漢：華中

53、科技大學(xué)出版社，2001.3 12路林吉.江龍康等.可編程序控制器原理及應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社,2002 附錄附錄 主要電氣元件表主要電氣元件表 代 號名 稱型 號 及 規(guī) 格用 途數(shù)量 M1三相交流異步電動機(jī)25KW 380V 970r/min驅(qū)動砂輪1 M2三相交流異步電動機(jī) JDO3-112S-6/4 2.2/3KW 380V 940/1440r/min 帶動工作臺轉(zhuǎn)動1 M3三相交流異步電動機(jī)JO3-802-6 0.75KW 380V 905r/min帶動工作臺移動1 M4三相交流異步電動機(jī)JO3-801-4 0.75KW 380V 1410r/min砂輪升降1 M5三相交流異步電

54、動機(jī)DB-100 0.25KW 380V 3000r/min驅(qū)動冷卻泵1 M6三相交流異步電動機(jī)A1-5624 0.12KW 380V 1400r/min自動進(jìn)給1 QS開關(guān)HZ1-253 100A電源總開關(guān)1 FU1螺旋式熔斷器RL1-15 15A電源總保護(hù)3 FU2螺旋式熔斷器RL1-15 15A電動機(jī) M2 保護(hù)3 FU3熔斷器BCF 5A控制線路保護(hù)1 FU4、FU5熔斷器BCF 2A指示燈及照明保護(hù)2 FU6螺旋式熔斷器RL1-15 2A1 FU7螺旋式熔斷器RL1-15 15A 整流保險 1 KM1交流接觸器CJ10-75A 線圈電壓 220V控制 M11 KM2、KM 3 交流接

55、觸器CJ10-40A 線圈電壓 220V控制 M12 KM4、KM 5 交流接觸器CJ10-40A 線圈電壓 220V控制 M22 KM6、KM 7 交流接觸器CJ10-40A 線圈電壓 220V點(diǎn)動控制 M32 KM8、KM 9 交流接觸器CJ10-40A 線圈電壓 220V點(diǎn)動控制 M42 KM10交流接觸器CJ10-40A 線圈電壓 220V控制 M51 KM11交流接觸器CJ10-40A 線圈電壓 220V控制 M61 KM12交流接觸器CJ10-40A 線圈電壓 220V控制電磁吸盤1 KV電壓繼電器135V零壓保護(hù)1 KR1熱繼電器JR10-60 52.5AM1 過載保護(hù)1 KR2

56、熱繼電器JR10-10 *14 7.20AM2 過載保護(hù)1 KR3熱繼電器JR10-10 *9 2.50AM3 過載保護(hù)1 KR4熱繼電器JR10-10 *8 2.00AM4 過載保護(hù)1 KR5熱繼電器JR10-10 *3 0.65AM5 過載保護(hù)1 KR6熱繼電器JR10-10 *1 0.47aM6 過載保護(hù)1 SB1按鈕LA2 綠色總啟動1 SB2按鈕LA2 綠色砂輪啟動1 SB3按鈕LA2 紅色砂輪停止1 SB4按鈕LA2 黑色工作臺退出 點(diǎn)動1 SB5按鈕LA2 黑色工作臺進(jìn)入 點(diǎn)動1 SB6按鈕LA2 黑色砂輪上升 點(diǎn)動1 SB7按鈕LA2 黑色砂輪下降 點(diǎn)動1 SB8按鈕LA2 紅

57、色自動進(jìn)給停止1 SB9按鈕LA19-11J 紅色總停止1 SB10按鈕LA2 綠色自動進(jìn)給啟動1 ST1行程開關(guān)JLXK1-111工作臺退出限位1 ST2行程開關(guān)JLXK1-111工作臺進(jìn)入限位1 ST3行程開關(guān)JLXK1-111砂輪上升限位1 ST4行程開關(guān)JLXW1-11砂輪自動進(jìn)給限位1 TA電流互感器LQG-0.5 100/5A-1 A1電流表85L1 100/5A-1 A2電流表85C1 5A-1 YA電磁鐵MQ1-5101 1.5Kg自動進(jìn)給控制1 KA電流比較器1A欠電流保護(hù)1 TC1控制變壓器BK-50 50 伏安 380/36-6.3降壓1 SA1開關(guān)LA18-223工作臺

58、高低速轉(zhuǎn)換1 SA2開關(guān)LA18-222 砂輪升降手動自動 轉(zhuǎn)換 1 SA3開關(guān)LA18-222冷卻泵控制1 SA4開關(guān)LA18-223充退磁控制1 SA5開關(guān)LA18-222照明開關(guān)1 TC2電源變壓器220/70、22、22、22 伏-1 TC3、TC4脈沖變壓器GU-2520-2 YH電磁吸盤SJCP-780 110V吸牢工件1 EL照明燈JC3Y照明1 附錄附錄 II 控制電路原理圖控制電路原理圖 砂輪電機(jī)工作臺轉(zhuǎn)動電機(jī)工作臺移動電機(jī)砂輪升降電機(jī)冷卻泵電機(jī)自動進(jìn)給電機(jī) Project title: A3 horizontal single page project template.Subject: Page 1of 1 Customer: Rev.: Page title: Ref.: Changed: 2011/10/24 Printed: 2011/10/2420:06 20:05 KM1 FR1 TA A M 3 M1 KM3 M 3 M3 FR4 KM9KM8 M 3 M4 QS FR1 L1 L2 L3 KM10 FR5 M 3 M5