C5225雙柱立式車床的PLC改造設(shè)計(jì)

1、中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（ 2014 屆）題 目 C5225雙柱立式車床電氣控制及PLC控制設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電動(dòng)力信息系 專 業(yè) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 年 級(jí) 10級(jí) 學(xué)生姓名 牛建強(qiáng) 指導(dǎo)教師 付景山 2013年 12 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書附表一設(shè)計(jì)題目C523雙柱立式車床電氣控制及PLC控制設(shè)計(jì)選題方向工程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名所學(xué)專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師姓名付景山所學(xué)專業(yè)材料、機(jī)電工程職稱教授一、畢業(yè)設(shè)計(jì)基本要求（教師填寫：主要包括畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)環(huán)節(jié)的任務(wù)要求、主要技術(shù)參數(shù)或指標(biāo)、主要遵循的學(xué)術(shù)規(guī)范、畢業(yè)設(shè)計(jì)所體現(xiàn)的本專業(yè)的訓(xùn)練要求等）。1、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：

2、1）、掌握C523雙柱立式車床的結(jié)構(gòu)，工藝特點(diǎn)，對(duì)電氣控制的要求；2)。詳細(xì)分析繼電器接觸器控制系統(tǒng)的工作原理；3）選擇合適的PLC,把繼電器接觸器控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)成PLC控制2、要求：1）、畫出繼電器接觸器控制原理圖；2）、畫出PLC外部接線圖；3）、畫出控制系統(tǒng)梯形圖、語句表；4）、按規(guī)定完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的編寫。 指導(dǎo)教師簽名：付景山 2013 年 12 月 日二、學(xué)生學(xué)術(shù)誠信承諾書：鄭重承諾：本設(shè)計(jì)在選題、寫作、修訂完稿過程中將保守學(xué)術(shù)誠信之要，由本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成；設(shè)計(jì)所使用的相關(guān)資料、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等均真實(shí)可靠，凡引用他人觀點(diǎn)、材料將注明出處，保證不剽竊或不正當(dāng)引用他人學(xué)術(shù)成果。如

3、有違反上述內(nèi)容者，本人愿承擔(dān)一切后果。學(xué)生簽名： 年 月 日三、畢業(yè)設(shè)計(jì)合作者及分工四、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排階段各階段名稱起止時(shí)間指導(dǎo)教師檢查簽名1收集資料，查閱文獻(xiàn)13付景山 2寫開題報(bào)告33.5付景山3進(jìn)行初步設(shè)計(jì)3.56付景山4進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并撰寫設(shè)計(jì)說明書初稿79付景山5繪圖及完成論文終稿1013付景山6準(zhǔn)備畢業(yè)答辯14付景山中文題目：C5225雙柱立式車床的PLC改造外文題目：C5225 double-column vertical lathe PLC Transformation Design畢業(yè)設(shè)計(jì)共（論文）共 頁圖紙共 張完成日期答辯日期摘要在工業(yè)控制方向，一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以直接的

4、影響一個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，一個(gè)晚上的系統(tǒng)，除了可以正常運(yùn)行以外還應(yīng)該滿足生產(chǎn)環(huán)境要求，在生產(chǎn)中出現(xiàn)了故障能夠快速地有效地進(jìn)行故障的診斷和故障的處理，其中設(shè)備的故障自診斷功能是該工業(yè)控制系統(tǒng)智能化體現(xiàn)的重要標(biāo)志之一，同時(shí)也對(duì)工業(yè)控制具有較高的意義和價(jià)值。本文中涉及的C5225雙柱立式車床是較早期的粗加工“萬能”車床，它具有較大的操作面，可以加工較重的工件。適用于點(diǎn)擊、礦山、水輪機(jī)組、冶金、航天、軍工等領(lǐng)域的設(shè)備加工，能夠完成回轉(zhuǎn)零件的內(nèi)、外圓柱面、端面、公英制螺紋、切槽、圓錐面的粗、精加工。但是由于其為早期設(shè)備，只用的為繼電器接觸器控制系統(tǒng)，而繼電器接觸器的電器控制系統(tǒng)與PLC電氣控

5、制系統(tǒng)相比，有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)試周期較長、可靠性較差、故障率高等情況，所以根據(jù)實(shí)際情況，我們把一些較早生產(chǎn)的繼電器接觸器的老車床通過一些技術(shù)改造成使用PLC電氣控制系統(tǒng)控制的車床，這樣的改造與原來的繼電器接觸器電氣控制相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變成方便、調(diào)試周期短、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、故障率低、對(duì)工作環(huán)境要求低等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此，本論文就將PLC電氣控制技術(shù)應(yīng)用到了C5225雙柱立式車床中，把原型機(jī)床中的繼電器接觸器的電氣控制改造為PLC電氣控制，從而大大提升C5225雙柱立式車床的工作性能。本文通過對(duì)C5225原型機(jī)的繼電器接觸器電氣控制部分的分析、對(duì)工藝要求的分析、對(duì)車床結(jié)構(gòu)的分析并結(jié)合實(shí)際對(duì)原型車

6、床的觀察學(xué)習(xí)，最終確定了使用PLC控制技術(shù)對(duì)原型車床的繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，其中以改造主電機(jī)的PLC控制為重點(diǎn)，并給出相應(yīng)的原型車床繼電器接觸器電氣控制圖的詳細(xì)分析以及與PLC設(shè)計(jì)的外部接線圖等的分析以及相關(guān)的PLC改造設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字： PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì);C5225雙柱立式車床;PLC改造前言隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們?cè)诖笠?guī)模集成電路以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所帶來的巨大影響下，人們的生活有著翻天覆地的變革，這種變革除了在人們?nèi)粘Ｉ钪械玫搅梭w現(xiàn)外，更重要的是在工業(yè)生產(chǎn)方面的突出表現(xiàn)，其中，在工業(yè)方面隨著PLC控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，更是讓原本的繼電器接觸器控制系統(tǒng)暗淡無光，目前，PLC控制系統(tǒng)在現(xiàn)代

7、化工業(yè)設(shè)計(jì)、工程建設(shè)等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)愈加廣泛，其帶來的便利也具體的在我們的生活中得到了體現(xiàn)，我們經(jīng)常在生活中見到PLC控制系統(tǒng)的成功應(yīng)用，例如：酒店的感應(yīng)自控門、酒店供水系統(tǒng)、鍋爐的系統(tǒng)控制、防盜系統(tǒng)等。隨著PLC控制系統(tǒng)的日益成熟，PLC控制系統(tǒng)今后在我們的生活中會(huì)帶來更多的便利。所謂的PLC控制系統(tǒng)就是通過大規(guī)模集成電路組成的順序控制器應(yīng)用系統(tǒng)，它具有程序容易變更、程序存儲(chǔ)量大、通用性強(qiáng)、性能穩(wěn)定等突出特點(diǎn)。目前PLC控制系統(tǒng)經(jīng)常被應(yīng)用于冶金、鍋爐、礦山設(shè)備、化工、石油等生產(chǎn)領(lǐng)域，這些領(lǐng)域所需的設(shè)備經(jīng)常是處于高溫、高濕度等惡劣條件下，而PLC的應(yīng)用正好能夠解決該問題，它真正的提高了產(chǎn)品的質(zhì)

8、量、減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、有效地保證了生產(chǎn)中的正常安全的運(yùn)行，所以我們可以看到PLC控制系統(tǒng)具有可靠性高、通用性強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單以及便于操作和安裝的優(yōu)點(diǎn)。隨著它被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)和生活，人們對(duì)PLC的設(shè)計(jì)和與之相關(guān)的技術(shù)人員的需求也日益波切。目前，PLC正朝著小型化、廉價(jià)化、標(biāo)準(zhǔn)化、高速化、智能化以及大容量化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，而在發(fā)展的過程中PLC控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)結(jié)合后形成了工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)的開發(fā)將會(huì)給PLC控制系統(tǒng)帶來更加廣闊的發(fā)展。今天，我們將PLC可編程控制器應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，而本文正是把PLC可編程控制系統(tǒng)應(yīng)用到了上世紀(jì)齊齊哈爾第一

9、機(jī)床廠生產(chǎn)的“萬能車床”的C5225雙柱立式車床中，使用德國西門子PLC可編程控制器將原型車床中繼電器接觸器控制系統(tǒng)改造為PLC可編程控制系統(tǒng)，本文中會(huì)用大量的說明配合電氣圖、流程圖等詳細(xì)的說明改造的過程和方法。第一章 車床的歷史及C5225雙柱立式車床概述1.1車床發(fā)展史古代樹木機(jī)床公元前二千多年出現(xiàn)的樹木車床是機(jī)床最早的雛形。工作時(shí)，腳踏繩索下端的套圈，利用樹枝的彈性使工件由繩索帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，手拿貝殼或石片等作為刀具，沿板條移動(dòng)工具切削工件。中世紀(jì)的彈性桿棒車床運(yùn)用的仍是這一原理。  十五世紀(jì)的機(jī)床雛形十五世紀(jì)由于制造鐘表和武器的需要，出現(xiàn)了鐘表匠用的螺紋車床和齒輪加工機(jī)床

10、，以及水力驅(qū)動(dòng)的炮筒鏜床。1501年左右，意大利人列奧納多·達(dá)芬奇曾繪制過車床、鏜床、螺紋加工機(jī)床和內(nèi)圓磨床的構(gòu)想草圖，其中已有曲柄、飛輪、項(xiàng)尖和軸承等新機(jī)構(gòu)。中國明朝出版的天工開物中也載有磨床的結(jié)構(gòu)，用腳踏的方法使鐵盤旋轉(zhuǎn)，加上沙子和水來剖切玉石。工業(yè)革命導(dǎo)致了各種機(jī)床的產(chǎn)生和改進(jìn)十八世紀(jì)的工業(yè)革命推動(dòng)了機(jī)床的發(fā)展。1774年，英國人威爾金森發(fā)明了較精密的炮筒鏜床。次年，他用這臺(tái)炮筒鏜床鏜出的汽缸，滿足了瓦特蒸汽機(jī)的要求。為了鏜制更大的汽缸，他又于1775年制造了一臺(tái)水輪驅(qū)動(dòng)的汽缸鏜床，促進(jìn)了蒸汽機(jī)的發(fā)展。從此，機(jī)床開始用蒸汽機(jī)通過曲軸驅(qū)動(dòng)。1797年，英國人莫茲利創(chuàng)制成的車床由絲

11、杠傳動(dòng)刀架，能實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)進(jìn)給和車削螺紋，這是機(jī)床結(jié)構(gòu)的一次重大變革。莫茲利也因此被稱為“英國機(jī)床工業(yè)之父”。19世紀(jì)，由于紡織、動(dòng)力、交通運(yùn)輸機(jī)械和軍火生產(chǎn)的推動(dòng)，各種類型的機(jī)床相繼出現(xiàn)。1817年，英國人羅伯茨創(chuàng)制龍門刨床；1818年美國人惠特尼制成臥式銑床；1876年，美國制成萬能外圓磨床；1835和1897年又先后發(fā)明滾齒機(jī)和插齒機(jī)。十九世紀(jì)最優(yōu)秀的機(jī)械技師應(yīng)數(shù)惠特沃斯，他于1834年制成了測(cè)長機(jī)，該測(cè)長機(jī)可以測(cè)量出長度誤差萬分之一英寸左右。這種測(cè)長機(jī)的原理和千分尺相同，通過轉(zhuǎn)動(dòng)分度板可以進(jìn)出的螺紋夾持住工件，使用滑尺讀出分度板上的分度。1835年，惠特沃斯在他32歲時(shí)發(fā)明滾齒機(jī)。除此以外

12、，惠特沃斯還設(shè)計(jì)了測(cè)量圓筒的內(nèi)圓和外圓的塞規(guī)和環(huán)規(guī)。建議全部的機(jī)床生產(chǎn)業(yè)者都采用同一尺寸的標(biāo)準(zhǔn)螺紋。后來，英國的制定工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)接受了這一建議，從那以后直到今日，這種螺紋作為標(biāo)準(zhǔn)螺紋被各國所使用。工業(yè)技術(shù)發(fā)展的中心，從十九世紀(jì)起，就悄悄從英國移向美國。把英國的技術(shù)聲望奪過去的人中，惠特尼堪稱佼佼者?；萏啬崧敺f過人，具有遠(yuǎn)見卓識(shí)，他率先研究出了作為大規(guī)模生產(chǎn)的可更換部件的系統(tǒng)。至今還很活躍的惠特尼工程公司，早在19世紀(jì)四十年代就研制成功了一種轉(zhuǎn)塔式六角車床。這種車床是隨著工件制做的復(fù)雜化和精細(xì)化而問世的，在這種車床中，裝有一個(gè)絞盤，各種需要的刀具都安裝在絞盤上，這樣，通過旋轉(zhuǎn)固定工具的轉(zhuǎn)塔，就可

13、以把工具轉(zhuǎn)到所需的位置上。隨著電動(dòng)機(jī)的發(fā)明，機(jī)床開始先采用電動(dòng)機(jī)集中驅(qū)動(dòng)，后又廣泛使用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。二十世紀(jì)初，為了加工精度更高的工件、夾具和螺紋加工工具，相繼創(chuàng)制出坐標(biāo)鏜床和螺紋磨床。同時(shí)為了適應(yīng)汽車和軸承等工業(yè)大量生產(chǎn)的需要，又研制出各種自動(dòng)機(jī)床、仿形機(jī)床、組合機(jī)床和自動(dòng)生產(chǎn)線。1900年*精密化時(shí)期19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，單一的車床已逐漸演化出了銑床、刨床、磨床、鉆床等等，這些主要機(jī)床已經(jīng)基本定型，這樣就為20世紀(jì)前期的精密機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械化和半自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。在20世紀(jì)的前20年內(nèi)，人們主要是圍繞銑床、磨床和流水裝配線展開的。由于汽車、飛機(jī)及其發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的要求，在大批加工形狀復(fù)雜、高

14、精度及高光潔度的零件時(shí)，迫切需要精密的、自動(dòng)的銑床和磨床。由于多螺旋線刀刃銑刀的問世，基本上解決了單刃銑刀所產(chǎn)生的振動(dòng)和光潔度不高而使銑床得不到發(fā)展的困難，使銑床成為加工復(fù)雜零件的重要設(shè)備。被世人譽(yù)為“汽車之父”的福特，提出：汽車應(yīng)該是“輕巧的、結(jié)實(shí)的、可靠的和便宜的”。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須研制高效率的磨床，為此，美國人諾頓于1900年用金剛砂和剛玉石制成直徑大而寬的砂輪，以及剛度大而牢固的重型磨床。磨床的發(fā)展，使機(jī)械制造技術(shù)步入了精密化的新階段。1920年半自動(dòng)化時(shí)期在1920年以后的30年中，機(jī)械制造技術(shù)步入了半自動(dòng)化時(shí)期，液壓和電器元件在機(jī)床和其他機(jī)械上逐漸得到了應(yīng)用。1938年，液壓

15、系統(tǒng)和電磁控制不但促進(jìn)了新型銑床的發(fā)明，而且在龍門刨床等機(jī)床上也推廣使用。30年代以后，行程開關(guān)電磁閥系統(tǒng)幾乎用到各種機(jī)床的自動(dòng)控制上了。1950年進(jìn)入自動(dòng)化時(shí)期第二次世界大戰(zhàn)以后，由于數(shù)控和群控機(jī)床和自動(dòng)線的出現(xiàn)，機(jī)床的發(fā)展開始步入了自動(dòng)化時(shí)期。數(shù)控機(jī)床是在電子計(jì)算機(jī)發(fā)明之后，運(yùn)用數(shù)字控制原理，將加工程序、要求和更換刀具的操作數(shù)碼和文字碼作為信息進(jìn)行存貯，并按其發(fā)出的指令控制機(jī)床，按既定的要求進(jìn)行加工的新式機(jī)床。世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床（銑床）誕生（1951年）數(shù)控機(jī)床的方案，是美國的帕森斯在研制檢查飛機(jī)螺旋槳葉剖面輪廓的板葉加工機(jī)時(shí)向美國空軍提出的，在麻省理工學(xué)院的參加和協(xié)助下，終于在1949年

16、取得了成功。1951年，他們正式制成了第一臺(tái)電子管數(shù)控機(jī)床樣機(jī)，成功地解決了多品種小批量的復(fù)雜零件加工的自動(dòng)化問題。以后，一方面數(shù)控原理從銑床擴(kuò)展到銑鏜床、鉆床和車床，另一方面，則從電子管向晶體管、集成電路方向過渡。1958年。美國研制成能自動(dòng)更換刀具，以進(jìn)行多工序加工的加工中心。 世界第一條數(shù)控生產(chǎn)線誕生（1968年）1968年，英國的毛林斯機(jī)械公司研制成了第一條數(shù)控機(jī)床組成的自動(dòng)線，不久，美國通用電氣公司提出了“工廠自動(dòng)化的先決條件是零件加工過程的數(shù)控和生產(chǎn)過程的程控”，于是，到70年代中期，出現(xiàn)了自動(dòng)化車間，自動(dòng)化工廠也已開始建造。1970年至1974年，由于小型計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用

17、于機(jī)床控制，出現(xiàn)了三次技術(shù)突破。第一次是直接數(shù)字控制器，使一臺(tái)小型電子計(jì)算機(jī)同時(shí)控制多臺(tái)機(jī)床，出現(xiàn)了“群控”；第二次是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，用一支光筆進(jìn)行設(shè)計(jì)和修改設(shè)計(jì)及計(jì)算程序；第三次是按加工的實(shí)際情況及意外變化反饋并自動(dòng)改變加工用量和切削速度，出現(xiàn)了自適控制系統(tǒng)的機(jī)床。 經(jīng)過100多年的風(fēng)風(fēng)雨雨，機(jī)床的家族已日漸成熟，真正成了機(jī)械領(lǐng)域的“工作母機(jī)”。1.2 車床的種類按用途和結(jié)構(gòu)的不同，車床主要分為臥式車床和落地車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、單軸自動(dòng)車床、多軸自動(dòng)和半自動(dòng)車床、仿形車床及多刀車床和各種專門化車床，如凸輪軸車床、曲軸車床、車輪車床、鏟齒車床。在所有車床中，以臥式車床應(yīng)用最為廣

18、泛。臥式車床加工尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT8IT7，表面粗糙度Ra值可達(dá)1.6m。近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛運(yùn)用到機(jī)床制造業(yè)，隨之出現(xiàn)了數(shù)控車床、車削加工中心等機(jī)電一體化的產(chǎn)品。（1）普通車床加工對(duì)象廣，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的調(diào)整范圍大，能加工工件的內(nèi)外表面、端面和內(nèi)外螺紋。這種車床主要由工人手工操作，生產(chǎn)效率低，適用于單件、小批生產(chǎn)和修配車間。（2）轉(zhuǎn)塔和回轉(zhuǎn)車床具有能裝多把刀具的轉(zhuǎn)塔刀架或回輪刀架，能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序，適用于成批生產(chǎn)。（3）自動(dòng)車床按一定程序自動(dòng)完成中小型工件的多工序加工，能自動(dòng)上下料，重復(fù)加工一批同樣的工件，適用于大批、大量生產(chǎn)。（4）多刀半自動(dòng)車

19、床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下，用于加工盤、環(huán)和軸類工件，其生產(chǎn)率比普通車床提高35倍。（5）仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸，自動(dòng)完成工件的加工循環(huán)(見仿形機(jī)床)，適用于形狀較復(fù)雜的工件的小批和成批生產(chǎn)，生產(chǎn)率比普通車床高1015倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型。（6）立式車床主軸垂直于水平面，工件裝夾在水平的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，刀架在橫梁或立柱上移動(dòng)。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件，分單柱和雙柱兩大類。（7）鏟齒車床在車削的同時(shí)，刀架周期地作徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附

20、件，由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小砂輪鏟磨齒面。（8）專門化車床加工某類工件的特定表面的車床，如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。（9）聯(lián)合車床主要用于車削加工,但附加一些特殊部件和附件后還可進(jìn)行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有"一機(jī)多能"的特點(diǎn)，適用于工程車、船舶或移動(dòng)修理站上的修配工作。（10）馬鞍車床馬鞍車床在車頭箱處的左端床身為下沉狀，能夠容納直徑大的零件。車床的外形為兩頭高，中間低，形似馬鞍，所以稱為馬鞍車床。馬鞍車床適合加工徑向尺寸大，軸向尺寸小的零件，適于車削工件外圓、內(nèi)孔、端面、切槽和公制、英制、模數(shù)、經(jīng)節(jié)螺紋，還可進(jìn)行鉆孔、鏜孔、鉸孔等工

21、藝，特別適于單件、成批生產(chǎn)企業(yè)使用。馬鞍車床在馬鞍槽內(nèi)可加工較大直徑工件。機(jī)床導(dǎo)軌經(jīng)淬硬并精磨，操作方便可靠。車床具有功率大、轉(zhuǎn)速高，剛性強(qiáng)、精度高、噪音低等特點(diǎn)。1.2.11車床技術(shù)安全操作規(guī)范（1）工作前按照規(guī)定潤滑劑床，檢查各手柄是否到位，并將車床調(diào)節(jié)至慢車試車五分鐘，確認(rèn)一切正常方能進(jìn)行后續(xù)操作。（2）卡盤夾頭要確認(rèn)上牢固，開機(jī)時(shí)扳手不能夠遺留在卡盤或者夾頭上以免出現(xiàn)事故。（3）工件與刀具裝夾必須保證安裝到位且牢固，刀桿不應(yīng)該伸出過長（鏜孔時(shí)除外），轉(zhuǎn)動(dòng)小刀架時(shí)應(yīng)該停車，以防止刀具與卡盤、工件等碰撞，更要避免與操作人員的碰撞。（4）工件在車床上運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，操作者不能正對(duì)工件戰(zhàn)力，身體不

22、能依靠在車床上，操作者的腳不能踩踏在車床的任何部位。（5）在車床進(jìn)行高速切削的時(shí)候應(yīng)該使用斷屑器以及檔護(hù)屏進(jìn)行外部安全的防范，并且在安全條件允許的時(shí)候清楚切削出來并且遺留在工件上隨工件高速旋轉(zhuǎn)的鐵屑。（6）在車床高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候嚴(yán)禁高速反剎車，退車和停車需要平穩(wěn)進(jìn)行，以免發(fā)生事故。（7）在清除工作臺(tái)或者工件上的鐵屑時(shí)應(yīng)使用刷子或者專用的鐵鉤。（8）使用銼刀打光工件的時(shí)候，必須右手在前左手在后，而用砂布打光工件的時(shí)候應(yīng)使用“手夾”等必要的工具對(duì)工件進(jìn)行固定，以免發(fā)生絞傷。（9）一切將會(huì)使用的工具、量具、刃具應(yīng)該放置在附近的安全位置，如工具柜（或固定的鐵架）等，而且要做到整齊有序。（10）車床在未停

23、穩(wěn)的時(shí)候嚴(yán)禁在車頭上進(jìn)行取工件或者測(cè)量工件的工作。（11）車床工作的時(shí)候，嚴(yán)禁打開或者卸下安全防護(hù)裝置。（12）在使用車床完畢之后應(yīng)該對(duì)車床進(jìn)行清潔，除了清掃和擦拭車床外，還需要經(jīng)尾座和溜板箱倒退至車床的最右邊。1.3 C5225雙柱立式車床簡(jiǎn)介C5225雙柱立式車床是一種雙車床，其中包含旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置、兩根立柱、沿立柱導(dǎo)軌上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的橫梁和眼橫梁導(dǎo)軌水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)的立刀架，所述的額立柱的旁側(cè)設(shè)立了一個(gè)橫梁的液壓平衡裝置，該橫梁液壓平衡裝置包括分別位于所述的兩根立柱中部的橫梁液壓平衡缸裝置，所述的每個(gè)橫梁液壓平衡缸包括固定位于地面的平衡缸底座、缸套和活塞，缸套在上端與橫梁通過固定件固接。此車床

24、使用這樣的結(jié)構(gòu)是為了是橫梁在上升和下降的過程中負(fù)荷反差減小，從而達(dá)到是車床性能更加穩(wěn)定，延長車床使用壽命的目的，這樣做的同時(shí)也減少了今后的維護(hù)工作量，減少了維護(hù)成本和加工成本并且使工作臺(tái)具有了良好的運(yùn)動(dòng)精度和更大的抗載能力。C5225雙柱立式車床是一種“萬能”雙柱立式車床，它用途廣泛適用于各種汗液的機(jī)械設(shè)備加工，該車床有兩個(gè)刀架可用于工件的車削、亦可用于內(nèi)外圓柱面、圓錐面、端面、內(nèi)控、切槽、切斷等，因?yàn)槭褂玫氖庆o壓導(dǎo)軌，主軸徑向采用的是圓柱滾子軸承，因此，該車床的工作臺(tái)承載能力大，回轉(zhuǎn)精度高，所以該車床也可在一定精度內(nèi)對(duì)大工件進(jìn)行精加工。為了提高車床的可靠性，車床使用了裝有五角刀臺(tái)的垂直刀架、

25、鼠齒盤定位、而側(cè)刀架也采用了四方刀臺(tái)，刀架均采用了液壓平衡。下圖為洛陽中信發(fā)電機(jī)設(shè)備有限公司車間中的C5225雙柱立式車床。雙柱立車主要規(guī)格參數(shù)參數(shù)名稱單位C5225E×H/10 C5225E×H/12 C5225E×H/16 最大車削直徑mm2500 2500 2500 工作臺(tái)直徑mm2250 2250 2250最大工件高度Hmm1600/2100/2600 1600/2100/2600 1600/2100/2600最大工件重量t10 12 16右垂直刀架最大切削力kn35 35 35左垂直刀架最大切削力kn30 30 30工作臺(tái)最大扭矩kn

26、.m63 63 2-63工作臺(tái)轉(zhuǎn)速范圍（16級(jí)）r/min2-63 2-63 垂直刀架搬度極限±30。 ±30。 ±30刀架進(jìn)給量范圍（18級(jí)）mm/min0.25-90 0.25-90 0.25-90橫梁行程mm1250/1750/2250 1250/1750/2250 1250/1750/2250橫梁移動(dòng)速度mm/min350 350 350 右垂直刀架垂直行程mm1000/1250 1000/1250 1000/1250右垂直刀架水平行程mm1400 1400 1400 左垂直刀架垂直行程mm1000/1250 1000/125

27、0 1000/1250左垂直刀架水平行程mm1400 1400 1400 刀架快速移動(dòng)速度mm/min1560 1560 1560刀桿截面尺寸（寬*高）mm40*50 40*50 40*50主電動(dòng)機(jī)功率Kw55 55 55機(jī)床外形尺寸（長*寬*高）cm504*440*（435/485/585） 504*440*（435/485/585） 504*440*（435/485/585）機(jī)床重量t32/34/35.5 32/34/35.5 32/34/36第二章 C5225型車床的PLC改造設(shè)計(jì)2.1 C5225型車床實(shí)現(xiàn)的功能立式車床屬于大型機(jī)械設(shè)備，用于加工徑向尺寸大而軸向尺寸相對(duì)較小，

28、形狀復(fù)雜的大型和重型工件。如各種盤，輪和套類工件的圓柱面，端面，圓錐面，圓柱孔，圓錐孔等。亦可借助附加裝置進(jìn)行車螺紋，車球面，仿形，銑削和磨削等加工。與臥式車床相比，工件在臥式車床的夾裝飾里面上的夾裝。而立式車床主軸軸線為垂直布局，工作臺(tái)臺(tái)面處于水平平面內(nèi)，因此工件的夾裝與找正比較方便。這種布局減輕了主軸及軸承的荷載，因此立式車床能夠較長期的保持工作精度。2.2 C5225型立式車床的電氣控制要求及工作原理2.2.1 原始電氣線路圖工作說明合上車床刀閘開關(guān)“DK”機(jī)床得電，所有電器元件進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。工作臺(tái)啟動(dòng)，點(diǎn)動(dòng)以及停止：當(dāng)啟動(dòng)油泵電動(dòng)機(jī)“B”之后，壓力繼電器“XK-Y”動(dòng)作，信號(hào)燈“X

29、D”亮?xí)r說明機(jī)床潤滑良好，同時(shí)接通控制線路電源。按壓?jiǎn)?dòng)按鈕“4A”，中間繼電器1J得電，其接觸點(diǎn)接通2SJ、CZ1（同時(shí)切斷變速控制回路，以免在開車過程當(dāng)中由誤操作而變速）從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床工作臺(tái)的星形聯(lián)接啟動(dòng)，角型聯(lián)接工作。3A是停止按鈕。按壓“3A”，2SJ失電，切斷CZ回路，由于速度繼電器“JD”的連通和CZ1失電，因此當(dāng)放松3A時(shí)，CZ3接通能耗制動(dòng)投入，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)制動(dòng)停止。按壓“5A”（或“6A”）實(shí)現(xiàn)星形連接下工作臺(tái)的正反點(diǎn)。松開“5A”（或者“6A”）工作臺(tái)停止。工作臺(tái)轉(zhuǎn)速變換工作臺(tái)轉(zhuǎn)速變換是通過十六級(jí)變速開關(guān)、電磁鐵、再通過液壓傳動(dòng)推動(dòng)齒輪軸完成的。在變速的時(shí)候，首先轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕站上的

30、變速開關(guān)至所需的轉(zhuǎn)速位置，然后按壓按鈕“0A”通過中間繼電器3J，使定位電磁鐵5CT動(dòng)作，從而開關(guān)“XRS”被機(jī)械鎖桿壓合，中間繼電器2J，時(shí)間繼電器3SJ，4SJ得電，信號(hào)燈“XD”熄滅，變速電磁鐵動(dòng)作，機(jī)床主軸自動(dòng)伺服，以達(dá)到齒輪更好地嚙合。當(dāng)變到所需轉(zhuǎn)速并且吃喝好后，機(jī)械鎖桿脫開，“XKS”復(fù)位，2J、3SJ、4SJ斷電，信號(hào)燈“XD”亮，伺服停止，變速完成，對(duì)定位磁鐵5CT接通時(shí)間控制借助5SJ時(shí)間繼電器達(dá)到，對(duì)于5SJ時(shí)間的調(diào)整是主軸自動(dòng)伺服3次（大約七秒）總的時(shí)間為宜。橫梁升降控制橫梁上升按壓“13A”，5J得電，接通6CT,使得橫梁放松。限位開關(guān)XK1JXK4J閉合，1CH接通，

31、橫梁開始上升。松開“13A”橫梁上升停止。橫梁下降按壓“14A”，時(shí)間繼電器9SJ得電，10SJ幾桶，5J得電，2CH接通，則衡量開始下降。當(dāng)松開“14A”時(shí)，由于9SJ，10SJ延時(shí)，則橫梁有下降轉(zhuǎn)為上升一段，這種上升我們稱之為“回升”，回升的目的是為了消除蝸輪與蝸桿之間的嚙合間隙。刀架控制左右立刀架控制線路基本相同，下面僅以左刀架為例進(jìn)行說明：快速控制：首先用十字開關(guān)“2SK”選擇方向，例如向左，將2SK搬到左側(cè)，這樣就接通了“2JZ”。2JZ的觸點(diǎn)，接通向左離合器2DLZ，并為1CZ的接通做好準(zhǔn)備，只要再按壓“11A”，1CZ接通，快速電機(jī)1Z起動(dòng)左刀架向左移動(dòng)。松開“11A”，刀架移動(dòng)

32、停止。進(jìn)給控制：基本上與快速控制相同，只是在啟動(dòng)時(shí)是按“12A”；停止進(jìn)給是按“10A”。為可實(shí)現(xiàn)在進(jìn)給中手動(dòng)操作，在按鈕站上裝有“1BK”，“2BK”選擇開關(guān)，在快速和進(jìn)給不需要手動(dòng)操作的時(shí)候，將選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到離合器的“制動(dòng)”位置，反之則將選擇開關(guān)搬到“斷開”位置。接地裝置在安裝機(jī)床時(shí)，最后應(yīng)使機(jī)床可靠地接地，在車床標(biāo)有“接地處”安裝有接地螺釘、接地線，并接入車間接地網(wǎng)，平時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查其接地作用。電磁鐵1ZK開關(guān)接觸點(diǎn)22.53.15456.381012.516202531.54050631CT1ZK1-+-+-+-+-+-+-+-+2CT1ZK2+-+-+-+-3CT1ZK3+-+-4CT1

33、ZK4+-2.3 C5225型車床的PLC改造2.3.1 車床電氣控制分析C5225型立式車床由7臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)：主軸電動(dòng)機(jī)M1、油泵電動(dòng)機(jī)M2、橫梁升降電動(dòng)機(jī)M3、右立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M4、右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M5、左立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M6、左立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M7。從圖3-1(b)、(c)可知，只有在油泵電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)運(yùn)行、機(jī)床潤滑狀態(tài)良好的情況下，其它電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。(1) 油泵電動(dòng)機(jī)M2控制按下按鈕SB4，接觸器KM4通電閉合，油泵電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)14區(qū)接觸器KM4的常開觸點(diǎn)閉合，接通了其它電動(dòng)機(jī)控制電路的電源，為其它電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)運(yùn)行作好了準(zhǔn)備。(2)主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)Ml控制主拖動(dòng)電

34、動(dòng)機(jī)M1可采用Y降壓?jiǎn)?dòng)控制，也可采用正、反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制，還可采用停車制動(dòng)控制由主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)的工作臺(tái)還可以通過電磁閥的控制來達(dá)到變速的目的。(3)主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)MI的Y降壓?jiǎn)?dòng)控制。按下按鈕SB4(15區(qū))，中間繼電器KI閉合并自鎖，接觸器KMl線圈(17區(qū))通電閉合，繼而接觸器KMY線圈(24區(qū))通電閉合，同時(shí)時(shí)間繼電器KTl線圈(21區(qū))通電閉合，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1開始Y-降壓?jiǎn)?dòng)。經(jīng)過一定的時(shí)間，時(shí)間繼電器KTl動(dòng)作，接觸器KTl線圈斷電釋放，接觸器KMY線圈斷電，接觸器KMA線圈(26區(qū))通電閉合，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1接法全壓運(yùn)行。(4)主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)MI正、反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制。按下正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕

35、SB5(17區(qū))，接觸器KMl線圈通電閉合，繼而接觸器KMY通電閉合，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1正向Y接法點(diǎn)動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。按下反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕SB6(20區(qū))，接觸器KM2線圈(20區(qū))通電閉合繼而觸器KMY通電閉合，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1反向Y接法點(diǎn)動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。(5)主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1停車制動(dòng)控制。當(dāng)主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器KS的常開觸點(diǎn)(22區(qū))閉合。按下停止按鈕SB3(15區(qū))，中間繼電器K1、接觸器KMl、時(shí)間繼電器KTl、接觸器KMA線圈失電釋放，接觸器KM3線圈通電閉合，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1能耗制動(dòng)。當(dāng)速度下降至100rmin時(shí)，速度繼電器的常開觸點(diǎn)(22區(qū))復(fù)位斷開，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1制動(dòng)停車完

36、畢。(4)工作臺(tái)的變速控制。工作臺(tái)的變速由手動(dòng)開關(guān)SA控制，改變手動(dòng)開關(guān)SA的位置(電路圖中3538區(qū))，電磁鐵YAl一YA4有不同的通斷組合，可得到工作臺(tái)各種不同的轉(zhuǎn)速。表3-1列出了C5225型立式車床轉(zhuǎn)速表。說明：表中“+”表示接通狀態(tài)，“-”表示斷開狀態(tài)。將SA扳至所需轉(zhuǎn)速位置，按下按鈕SB7(3l區(qū))，中間繼電器K3、時(shí)間繼電器KT4線圈通電吸合，繼而電磁鐵YA5線圈通電吸合，接通鎖桿油路，鎖桿壓合行程開關(guān)STI(28區(qū))閉合，使中間繼電器K2、時(shí)間繼電器KT2線圈通電吸合，變速指示燈HL2亮，相應(yīng)的變速電磁鐵(YAlYA4)線圈通電，工作臺(tái)得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。時(shí)間繼電器KT2閉合后，經(jīng)

37、過一定的時(shí)間，KT3線圈通電閉合，使接觸器KMl、KMY通電吸合，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1做短時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行，促使變速齒輪嚙合。變速齒輪嚙合后，STl復(fù)位，中間繼電器K2、時(shí)間繼電器·KT2、KT3、電磁鐵YAl一YA4失電釋放，完成工作臺(tái)的變速過程。(6)橫梁升、降控制1)橫梁上升控制。按下橫梁上升按鈕SBl5(68區(qū))，中間繼電器K12線圈通電吸合，繼而橫梁放松電磁鐵YA6(33區(qū))通電吸合，接通液壓系統(tǒng)油路，橫梁夾緊機(jī)構(gòu)放松，然后行程開關(guān)ST7、ST8、ST9、STl0(63區(qū))復(fù)位閉合，接觸器KM9線圈(64區(qū))通電閉合，橫梁升降電動(dòng)機(jī)M3正向啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)橫梁上升。松開按鈕SBl5，橫

38、梁停止上升。2)橫梁下降控制。按下橫梁下降按鈕SBl4(66區(qū))，時(shí)間繼電器KT8(66區(qū))、KT9(67區(qū))及中間繼電器K12(68區(qū))線圈通電吸合，繼而橫梁放松電磁鐵YA6(33區(qū))通電吸合，接通液壓壓系統(tǒng)油路，橫梁夾緊機(jī)構(gòu)放松，然后行程開關(guān)ST7、ST8、ST9、STl0(63區(qū))復(fù)位閉合，接觸器KMl0線圈(65區(qū))通電閉合，橫梁升降電動(dòng)機(jī)M3反向啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)橫梁下降。松開按鈕SBl4，橫梁下降停止。(7)刀架控制1)右立刀架快速移動(dòng)控制。將十字手動(dòng)開關(guān)SAl扳至“向左”(47區(qū)一50區(qū))位置，中間繼電器K4(47區(qū))通電吸合，繼而右立刀架向左快速離合器電磁鐵YCl線圈(72區(qū))通電

39、吸合。然后按下右立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M4的啟動(dòng)按鈕SB8(39區(qū))，接觸器KM5通電吸合，右立刀架電動(dòng)機(jī)M4啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)右立刀架快速向左移動(dòng)。松開按鈕SB8，右立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M4停轉(zhuǎn)。同理，將十字手動(dòng)開關(guān)SAl扳至“向右”、“向上”、“向下”位置，分別可使右立刀架各移動(dòng)方向電磁離合器電磁鐵YC2一YC4(74區(qū)一79區(qū))線圈吸合，從而控制)S.立刀架向右、向上、向下快速移動(dòng)。與右立刀架快速移動(dòng)控制的原理相同，左立刀架快速移動(dòng)通過十字手動(dòng)開關(guān)SA2(59區(qū)一62區(qū))扳至不同位置來控制電磁離合器電磁鐵YC9一YCl2的通斷。按下左立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M6啟動(dòng)按鈕SBll(51區(qū))控制左立刀

40、架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M6的啟停來實(shí)現(xiàn)。2)右立刀架進(jìn)給控制。在工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1肩動(dòng)的前提下，將手動(dòng)開關(guān)SA3(43區(qū))扳至接通位置，按下右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M5啟動(dòng)按鈕SBl0，接觸器KM6通電吸合，右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M5啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)右立刀架工作進(jìn)給。按下右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M5的停止按鈕SB9，右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M5停轉(zhuǎn)。左立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M7的控制過程相同。 (8)左、右立刀架快速移動(dòng)和工作進(jìn)給制動(dòng)控制。當(dāng)右立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3或右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M4啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，時(shí)間繼電器KT6通電閉合，80區(qū)瞬時(shí)閉合延時(shí)斷開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)松開右立刀架快速進(jìn)給移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的點(diǎn)動(dòng)按鈕SB8或按下右立刀架進(jìn)給電

41、動(dòng)機(jī)M4的停止按鈕SB9時(shí)，接觸器KM5或KM6失電釋放，由于KT6為斷電延時(shí)，因而80區(qū)中的時(shí)間繼電器KT6的瞬時(shí)閉合延時(shí)斷開觸點(diǎn)仍然閉合，此時(shí)按下右立刀架水平制動(dòng)離合器按鈕SBl6(80區(qū))，·右立刀架水平制動(dòng)離合器電磁鐵YC5、YC6線圈通電吸合，使制動(dòng)離合器動(dòng)作，對(duì)右立刀架的快速進(jìn)給及工作進(jìn)給進(jìn)行制動(dòng)。左立刀架快速移動(dòng)和工作進(jìn)給制動(dòng)控制的工作過程相同。電磁鐵1ZK開關(guān)接觸點(diǎn)22.53.15456.381012.516202531.5405063YA1SA1-+-+-+-+-+-+-+-+YA2SA2+-+-+-+-YA3SA3+-+-YA4SA4+-2.3.2 具體功能的動(dòng)作

42、順序圖2.3.3 I/O分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)總停止按鈕SB1I0.0潤滑指示燈HL1Q0.0總起動(dòng)開關(guān)、按鈕SB2、QF1、QF2I0.1變速指示燈HL2Q0.1電動(dòng)機(jī)M1停止按鈕SB3I0.2主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)接觸器KM1Q0.2電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)按鈕SB4I0.3主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)接觸器KM2Q0.3電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)SB5I0.4主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1制動(dòng)接觸器KM3Q0.4電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)SB6I0.5主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)Y起動(dòng)接觸器KMYQ0.5工作臺(tái)變速按鈕SB7I0.6主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)接觸器KMQ0.6右力刀架快速移動(dòng)按鈕SB8I0.7油泵電動(dòng)機(jī)M2接觸

43、器KM4Q0.7右力刀架進(jìn)給停止按鈕SB9I1.0右力刀架快速移動(dòng)電機(jī)接觸器KM5Q1.0右力刀架進(jìn)給起動(dòng)SB10、SA13I1.1右力刀架進(jìn)給電機(jī)接觸器KM6Q1.1左力刀架快速移動(dòng)按鈕SB11I1.2左力刀架快速移動(dòng)電機(jī)接觸器KM7Q1.2左力刀架進(jìn)給停止按鈕SB12I1.3左力刀架進(jìn)給電機(jī)接觸器KM8Q1.3左力刀架進(jìn)給起動(dòng)SB13、SA4I1.4橫梁上升接觸器KM9Q1.4橫梁下降按鈕SB14I1.5橫梁下降接觸器KM10Q1.5橫梁上升按鈕SB15I1.6工作臺(tái)變速電磁鐵YA1Q1.6右力刀架制動(dòng)按鈕SB16I1.7工作臺(tái)變速電磁鐵YA2Q1.7左力刀架制動(dòng)按鈕SB17I2.0工作臺(tái)

44、變速電磁鐵YA3Q2.0工作臺(tái)變速選擇SA-1I2.1工作臺(tái)變速電磁鐵YA4Q2.1SA-2I2.2定位電磁鐵YA5Q2.2SA-3I2.3橫梁放松電磁鐵YA6Q2.3SA-4I2.4右力刀架向左離合器電磁鐵YC1Q2.4右力刀架向左SA1-1I2.5右力刀架向右離合器電磁鐵YC2Q2.5右力刀架向右SA1-2I2.6右力刀架向上離合器電磁鐵YCQQ2.6右力刀架向上SA1-3I2.7右力刀架向下離合器電磁鐵YC4Q2.7右力刀架向下SA1-4I3.0右力刀架水平制動(dòng)離合器電磁鐵YC5Q3.0左力刀架向左SA2-1I3.1右力刀架垂直制動(dòng)離合器電磁鐵YC6Q3.1左力刀架向右SA2-2I3.2

45、左力刀架水平動(dòng)離合器電磁鐵YC7Q3.2左力刀架向上SA2-3I3.3左力刀架垂直制動(dòng)離合器電磁鐵YC8Q3.3左力刀架向下SA2-4I3.4左力刀架向左離合器電磁鐵YC8Q3.4速度繼電器KSI3.5左力刀架向右離合器電磁鐵YC10Q3.5壓力繼電器KPI3.6左力刀架向上離合器電磁鐵YC11Q3.6自動(dòng)伺服行程開關(guān)SQ1I3.7左力刀架向下離合器電磁鐵YC12Q3.7右力刀架向左限位開關(guān)SQ3I4.0右力刀架向右限位開關(guān)SQ4I4.1左力刀架向左限位開關(guān)SQ5I4.2左力刀架向右限位開關(guān)SQ6I4.3橫梁上升下降行程開關(guān)SQ7、SQ8、SQ9、SQ10I4.4橫梁上升限位行程開關(guān)SQ11I

46、4.5橫梁下降限位行程開關(guān)SQ12I4.6第三章 PLC的概述3.1 PLC的背景和發(fā)展在較早的工業(yè)生產(chǎn)中，人們通過使用大量的開關(guān)對(duì)控制設(shè)備的控制，這樣的控制費(fèi)時(shí)費(fèi)力，后來人們發(fā)明了繼電器接觸器的控制方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行邏輯順序的控制，它按照邏輯條件進(jìn)行相應(yīng)的邏輯順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系連鎖，對(duì)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的保護(hù)，以杜絕誤觸等人為的操作失誤帶來的安全隱患。如今我們使用PLC等可編程控制器對(duì)設(shè)備進(jìn)行邏輯控制，這樣的控制完全取代了過去的手動(dòng)控制和繼電器接觸器控制方法。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化

47、的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程控制器，它被稱為Programmable Controller（簡(jiǎn)稱PC）。個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱PC）發(fā)展起來之后，為了方便區(qū)分，同時(shí)也為了反映出可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程控制器被重新命名為Programmable Logic Controller（簡(jiǎn)稱PLC），這也就是現(xiàn)在我們所成的PLC。PLC的定義有很多種。國際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用的是可編程的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、 計(jì)算和算數(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸

48、出，控制各類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程控制器機(jī)器有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。而二十世紀(jì)八十年代到就是年代中期，是PLC高速發(fā)展的是其，在八十年代和九十年代之間的年增長率一直保持在3040%。著這段時(shí)間內(nèi)，PLC在處理模擬量的能力、數(shù)字運(yùn)算的能力以及人機(jī)接口的能力和網(wǎng)絡(luò)能力均得到了大幅度的提升，PLC也在那個(gè)時(shí)期逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用方面逐漸取代了在過程控制領(lǐng)域一直處于主流和統(tǒng)治地位的DCS過程控制系統(tǒng)。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、程序簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制，特別是順序控制中的地位，在可以預(yù)

49、見的將來，一定是無法替代的。3.2可編程控制器的組成3.2.1中央處理器單元PLC的中央處理器單元與雨般的微處理器的概念基本相同，PLC的和見不見是CPU，它負(fù)責(zé)完成邏輯運(yùn)算、數(shù)字運(yùn)算以及協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部個(gè)單元的工作。它按照PLC的系統(tǒng)程序所賦予的功能接收并春初用戶程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行工作，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置發(fā)送過來的狀態(tài)或者數(shù)據(jù)，并存入相關(guān)的寄存器中，同時(shí)，也診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等可能出現(xiàn)的問題。當(dāng)設(shè)備進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，將會(huì)從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，通過運(yùn)算分析后再按照指令規(guī)定的邏輯順序或步驟進(jìn)行產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)并去指揮想用的控制單元進(jìn)行動(dòng)作。

50、CPU主要由運(yùn)算器、控制器、胡純玉并去以及實(shí)現(xiàn)他們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口以及有關(guān)的電路。駐村主要用于存儲(chǔ)程序以及數(shù)據(jù)，是PLC可編程控制器中不可缺少的重要組成部分。而作為一名用戶，我們沒有必要詳細(xì)的分析構(gòu)成CPU的電路，但是我們還是需要對(duì)各部分的運(yùn)行機(jī)制有一定的了解。CPU的控制器控制著CPU的工作，由它來讀取指令、解釋指令以及執(zhí)行指令。但是工作節(jié)奏由振蕩器產(chǎn)生的震蕩信號(hào)來控制，運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或者邏輯運(yùn)算，在控制器的指揮下工作，寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算之間的結(jié)果，它也是在控制器的指揮下進(jìn)行工作的。CPU的運(yùn)算速度和存儲(chǔ)容量是PLC的重要參數(shù)

51、，它們決定著PLC的工作速度，I/O數(shù)量以及軟件容量等重要參數(shù)，因此它也是限制控制規(guī)模發(fā)展的根本因素之一。3.2.2 輸入輸出單元輸入輸出接口是PLC與電氣回路關(guān)聯(lián)的重要接口，而完成PLC與電氣回路之間信號(hào)傳輸?shù)那∏【褪禽斎胼敵鰡卧?，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映了輸入信號(hào)的狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映的是輸出鎖存器的信號(hào)狀態(tài)，輸入模塊將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成為數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC控制系統(tǒng)，而輸出模塊工作過程則和輸入模塊工作恰恰相反。I/O分為開關(guān)量輸入（DI）、開關(guān)量輸出（DO）、模擬量輸入（AI）以及模擬量輸出（AO）等模塊。開關(guān)量是指有開和關(guān)（或只有1和

52、0）兩種狀態(tài)的信號(hào)，模擬量則是指連續(xù)的變化的量。常用的I/O分類如下：開關(guān)量：按電壓水平區(qū)分，有220VAC、110VAC、24VDC，按照隔離方式區(qū)分則有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按照信號(hào)類型區(qū)分，有電流型（420mA和020mA）、電壓型（010V、05V以及-1010V）等、然而按照精度區(qū)分則有，12bit、14bit、16bit等。除了上述的通用的I/O之外，還有一些特殊的I/O模塊，例如：熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。當(dāng)然，如果按照I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格和數(shù)量，I/O模塊則可多可少，但是其最大數(shù)收到了CPU所能管理的基本配置能力的限制，即受最大的地板或機(jī)架槽數(shù)限制。3.2.3 電

53、源單元電源單元試講外接提供的電源轉(zhuǎn)換成PLC的工作電源后提供給PLC使用的電源轉(zhuǎn)換單元，電源用于為PLC的各個(gè)模塊的集成電路提供穩(wěn)定的工作電壓，同時(shí)，還有的需要為輸入電路提供穩(wěn)定的24V的工作電壓，而電源的輸入類型則有：交流電源（220VAC或110VAC）以及直流電源（24VDC）。3.2.4 外部設(shè)備PLC的外部設(shè)備種類很多，但是總體來說可以概括的分為四大類，它們是：編程設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備以及輸入/輸出設(shè)備。大多數(shù)的模塊式PLC使用的底板或者機(jī)架，使用它們的目的是為了：在電氣方面實(shí)現(xiàn)各模塊之間的關(guān)聯(lián)，是CPU可以訪問底板或者機(jī)架上的所有模塊，在機(jī)械上方面則是為了實(shí)現(xiàn)各模塊之間的物理鏈

54、接，是各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。3.3可編程控制器的工作原理3.3.1 采用“順序掃描”和“不斷循環(huán)”的工作方式（1）每次掃描的過程就是集中多輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。（2）輸入刷新過程則是當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序進(jìn)行執(zhí)行階段，輸入端有新狀態(tài)，而新狀態(tài)則不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)新的狀態(tài)才能被讀入圖中的PLC方式卡關(guān)置于RUN（運(yùn)行）時(shí)，執(zhí)行所有階段；當(dāng)方式開關(guān)置于STOP（停止）狀態(tài)時(shí)則不執(zhí)行后面的三個(gè)階段，此時(shí)可進(jìn)行通信處理，例如對(duì)PLC進(jìn)行聯(lián)機(jī)操作或者離線編程等。圖1-1 PLC的工作原理然而一個(gè)掃描周期分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新PLC程序執(zhí)行原理圖如下圖所示。3.3.2 PLC的技術(shù)原理PLC利用1.6M打牌30M頻帶范圍傳輸信號(hào)。在發(fā)送時(shí)，利用GMSK或者OFDM調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，然后在電力線上進(jìn)行傳輸，在接收端，經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號(hào)濾出，然后在經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器的解調(diào)就能夠得到原通信信號(hào)。目前因?yàn)樵O(shè)備之間的差異，可達(dá)到的通信速率也在4.5M45M之間。而在PLC設(shè)備分局端和調(diào)制解調(diào)器中，局端負(fù)責(zé)與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和外部網(wǎng)絡(luò)的鏈接，然而在通信