畢業(yè)設(shè)計(jì)----車床控制線路的PLC改造-畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、車床控制線路的PLC改造系別電氣工程系專業(yè)電氣自動化技術(shù)班級電氣0903姓名惠碩先學(xué)號09040335指導(dǎo)教師郭繼紅日期 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：車床控制線路的PLC改造設(shè)計(jì)要求1.分析CA6140臥式普通車床的工作原理；2.設(shè)計(jì)PLC對CA6140臥式普通車床進(jìn)行改造的硬件電路；3.設(shè)計(jì)PLC對CA6140臥式普通車床進(jìn)行控制的軟件程序；4.進(jìn)行調(diào)試,找出問題,并改進(jìn)設(shè)計(jì)；5.撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。設(shè)計(jì)進(jìn)度要求：第一周： 確定題目、準(zhǔn)備資料、講解課題；第二周： 收集CA6140臥式普通車床的資料；第三、四周： 方案設(shè)計(jì)；第五、六周： 調(diào)試修正；第七周： 寫設(shè)計(jì)說明書；第八周： 打印報(bào)告、準(zhǔn)備答辯。

2、指導(dǎo)教師（簽名）： 摘要可編程控制器（PLC Programmable Logic Controller)是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，逐漸發(fā)展起來的以微處理器為核心，集微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)為一體，以工業(yè)自動化控制為目標(biāo)的新型控制裝置。PLC應(yīng)用技術(shù)具有控制能力強(qiáng)可靠性高配置靈活編程簡單使用方便易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以取代繼電器控制系統(tǒng)，還可以進(jìn)行復(fù)雜的生產(chǎn)過程控制以及應(yīng)用于工廠自動化網(wǎng)絡(luò)，它已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的四大支柱技術(shù)（可編程控制器技術(shù)機(jī)器人技術(shù)CAD/CAM技術(shù)和數(shù)控技術(shù)）之一。PLC的功能主要是：控制功能、數(shù)據(jù)采集、儲存與處理功能、通信、聯(lián)網(wǎng)功能、輸入/輸

3、出接口調(diào)理功能、人機(jī)界面功能。在系統(tǒng)構(gòu)成時，可由一臺計(jì)算機(jī)與多臺PLC構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是利用PLC對CA6140型車床的電氣控制部分進(jìn)行改造。首先我對本設(shè)計(jì)進(jìn)行總體的分析，使自己有一個大致的總體概念，然后仔細(xì)分析CA6140車床，對車床主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動還有其它的輔助運(yùn)動，進(jìn)行分析。最后根據(jù)控制電路的線路圖，編譯PLC的梯形圖，編譯通過后，利用PLC實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真。此次設(shè)計(jì)還從被控對象的I/O點(diǎn)數(shù)和性價比高、綜合成本低這幾個主要原則出發(fā)，主要進(jìn)行了控制裝置選型和導(dǎo)線的選擇。改造后的機(jī)床在實(shí)現(xiàn)機(jī)床原有功能的基礎(chǔ)上還增加

4、了自動加工、自動換刀等多種功能。關(guān)鍵詞：可編程控制器，CA6140車床，電氣控制系統(tǒng)目錄摘要分析CA6140車床的工作原理、用途、對車床的機(jī)械傳動系統(tǒng)進(jìn)行原理分析第一章 CA6140型臥式車床簡介及電路分析CA6140型臥式車床簡介CA6140型臥式車電路分析第二章 普通車床控制線路改造的意義第三章 CA6140 車床的改造的硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)PLC的選型I/O分配表PLC控制系統(tǒng)外部接線圖的設(shè)計(jì)CA6140車床的PLC控制梯形圖設(shè)計(jì)第四章 控制電路電氣元件的型號選擇附錄 元器件清單結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)分析CA6140車床的工作原理、用途，對車床機(jī)械傳動進(jìn)行原理分析ca6140普通車床屬于通用機(jī)床

5、，是升降臺型臥式銑床，ca6140主要用于單件小批生產(chǎn)和工具修理，也可用于成批生產(chǎn)中，是四川長征機(jī)床廠的傳統(tǒng)產(chǎn)品。該機(jī)床基礎(chǔ)鑄件剛性好，精度保持性好，主軸傳動和進(jìn)給傳動均采用18級齒輪變速，具有較寬的變速范圍，因而機(jī)床具有很寬的加工范圍。該銑床可以利用圓柱銑刀、端銑刀、片銑刀、角度銑溝槽刀及成形銑刀加工各種平面等，ca6140若使用萬能銑頭圓工作臺、分度頭等附件時，可以擴(kuò)大機(jī)床加工范圍；利用插頭，還可以完成插削工作。 由于ca6140是傳統(tǒng)的普通車床，自動化程度不高，無法加工復(fù)雜型面，工作效率低，機(jī)床且使用年限已久，強(qiáng)電控制電路的很多元件都已呈現(xiàn)老化現(xiàn)象，故障率高。機(jī)床的導(dǎo)軌以及滑動絲杠、支承

6、軸承等也有不同程度的磨損。各進(jìn)給系統(tǒng)采用的是法蘭盤式電動機(jī)，調(diào)速范圍窄，ca6140無法實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。加工精度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求。 現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)向著低消耗、高效率的方向發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)與改造也成為工業(yè)發(fā)展的一個重要方向，通過機(jī)床數(shù)控改造使普通機(jī)床具有好的加工精度、高的生產(chǎn)效率。作為機(jī)床改造的用戶，希望能夠在選用軟、硬件上具有較大的自由度。而作為機(jī)床生產(chǎn)廠商，機(jī)床面對市場的快速變化的需求，希望通過對數(shù)控系統(tǒng)性能的提高和低的價格來吸引客戶的眼光。企業(yè)重新引進(jìn)設(shè)備時都會遇到因不了ca6140解新設(shè)備是否能滿足其加工要求，而引發(fā)一系列干擾正常生產(chǎn)的情況。改造則不然，可以精確地計(jì)算出機(jī)床的加工能力；

7、另外，由于多年使用，操作者對機(jī)床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓(xùn)時間短、見效快，改造的機(jī)床一安裝好，ca6140就可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。綜上所述，對ca6140普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造，可擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，充分發(fā)揮該機(jī)床的加工能力，提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。 數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，對X6132A的數(shù)控化改造，是為了使其能適應(yīng)同零件的自動加工，工序更加集中，更高的生產(chǎn)效率和加工精度，并且能完成復(fù)雜型面的加工，減輕人的勞動強(qiáng)度。 對機(jī)床進(jìn)行改造，要求改造后的機(jī)床具有以下功能。 1)縱向(X軸)、橫向(Z軸)、垂直(Y軸)三個方向能實(shí)現(xiàn)3軸聯(lián)動。X、Y、Z三個方向上同時可以動作，

8、可以取得很高的效率，對加工曲面、球面可以取得比較高的精度。 2)主軸能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，啟停系統(tǒng)自動控制和變速調(diào)節(jié)功能。數(shù)控機(jī)床要求主軸要有一定的轉(zhuǎn)速和調(diào)速范圍，以便采用不同的刀具、材料及加工不同要求的工件。與普通銑床相比，數(shù)控銑床的主軸在結(jié)構(gòu)上相對比較簡單，沒有復(fù)雜的齒輪箱傳動，變速功能全部或大部分由主軸電動機(jī)的無級調(diào)速來實(shí)現(xiàn)。 3)在X、Y、z三個軸的正、負(fù)極限位置設(shè)置硬件限位保護(hù)。機(jī)床在運(yùn)動過程中，三個軸的方向都必須有限位裝置，防止超程而導(dǎo)致程序出現(xiàn)錯誤，無法正常完成加工。 4)為了提高加工精度需設(shè)置回零參考點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床回零參考點(diǎn)是CNC在進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算時的一個重要依據(jù)。要準(zhǔn)確加工出設(shè)計(jì)程序所

9、需要的型面，必須要有零點(diǎn)參考，不然無法進(jìn)行計(jì)算。一般機(jī)床零點(diǎn)都設(shè)在X、Y、Z三軸的正方向最大行程點(diǎn)上。數(shù)控化改造并不將原有機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行大量改動，而是在原有機(jī)床架構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行加裝數(shù)控裝置，更換電動機(jī)，重新布置電氣柜等。因此，改造后機(jī)床分布與原來的機(jī)床沒有很大的差別。主傳動系統(tǒng)    數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)包括主軸電機(jī)、傳動系統(tǒng)和主軸部件。由于數(shù)控銑床的變速功能全部或大部分由主軸電機(jī)的無級調(diào)速來完成，所以與普通銑床相比較，其主傳動系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上相對比較簡單，省去了復(fù)雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，或者只有二級或三級的齒輪變速系統(tǒng)用以擴(kuò)大電動機(jī)無級變速的范圍。  &

10、#160; 主軸軸承配置。數(shù)控機(jī)床的主軸軸承配置形式主要有高剛度型和高速型兩種。    I高剮度型。前支承采用雙列短圓柱滾于軸承和60。角接觸雙向推力球軸承組合，后支承采用短圓柱鑲子軸承，此配置形式大幅度提高了主軸的綜合剛度，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力切削，但60。角的轉(zhuǎn)速限制，因此多應(yīng)用于中低速的數(shù)控機(jī)床的主軸上。    高速型。前后軸承采用高精度調(diào)心滾子軸承，該軸承具有良好的高速性能，主軸轉(zhuǎn)速值可達(dá)1×106m塒但是它的承載能力小因而適用于高速、輕載和精密的數(shù)控機(jī)床主軸中。上述兩種軸承要有合適的預(yù)緊量。預(yù)緊量的大小影響主軸的剛度，但過大

11、的預(yù)緊量會增加功耗和發(fā)熱，過小的預(yù)緊量會降低主軸剛度。    主軸軸承的潤滑與冷卻。主軸軸承的潤滑和冷卻是保證主軸正常工作的必要措施。為了盡可能減少主軸部件溫升引起的熱變形對機(jī)床工作精度的影響，通常利用潤滑油循環(huán)系統(tǒng)把主軸部件的熱量帶走，使主軸部件與箱體保持恒定的溫度。在某些數(shù)控機(jī)床上，采用專用的冷卻裝置，控制主軸箱溫升。有些主軸軸承用高級油脂潤滑，每加一次油脂可以使用710年。對于某些主軸要采用油氣潤滑、噴注潤精和突人滾道潤滑等措施，以保證在高速時的正常冷卻、潤滑效果。進(jìn)給傳動系統(tǒng)    滾珠絲杠螺母副。在數(shù)控機(jī)床上將回轉(zhuǎn)運(yùn)動與直線

12、運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置一般采用滾珠絲杠螺母副。滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：    a傳動效率高，一般為”一0 92098。    b傳動靈敏，摩擦力小，不易產(chǎn)生爬行。    c具有可逆性，不僅可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動，而且可以將直線運(yùn)動變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。    d軸向運(yùn)動精度高，施加預(yù)緊力后，可消除軸向間隙，反向時無空行程。    e使用壽命長，制造成本高，不能自鎖，垂直安裝時需有平裝置。    導(dǎo)軌副。導(dǎo)軌

13、副是數(shù)控機(jī)床的重要部件之一，它在很大程度上決定數(shù)控機(jī)床的剛度、精度與精度保持性。目前數(shù)控機(jī)床上的導(dǎo)軌形式主要有3種：滑動導(dǎo)軌、直線滾動導(dǎo)軌、液體靜壓導(dǎo)軌。    I滑動導(dǎo)軌?；瑒訉?dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、剛度好、抗震性高等優(yōu)點(diǎn)，因此在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用廣泛。若采用金屬對金屬形式，則靜摩擦系數(shù)大，動摩擦系數(shù)隨速度變化而變化，在低速時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。為提高導(dǎo)軌的耐磨性改善摩擦特性，可通過選用合適的導(dǎo)軌材料、熱處理方法等。    目前多數(shù)使用金屬對塑料形式，稱為貼塑導(dǎo)軌。貼塑滑動導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是塑料化學(xué)成分穩(wěn)定、摩擦系數(shù)小、耐磨性好、耐腐蝕性強(qiáng)、

14、抗震性好、相對密度小、加工成形簡單，能在任何液體或無潤滑條件工作；其缺點(diǎn)是耐熱性差、熱導(dǎo)率低、熱膨脹系數(shù)比金屬大、在外力作用下易產(chǎn)生變形、剛性差、吸濕性大、影響尺寸穩(wěn)定性。    直線滾動導(dǎo)軌。直線蒗導(dǎo)軌由一根長導(dǎo)軌(導(dǎo)軌條)和一個或幾個精塊組成。當(dāng)滑塊相對導(dǎo)軌條移動時，每一組滾珠都在各自的滾道內(nèi)循環(huán)運(yùn)動，其所受的負(fù)荷形式與滾動軸承類似。1溜板部分的機(jī)動進(jìn)給操作 CA6140型車床的縱、橫向機(jī)動進(jìn)給(feed)和快速移動采用單手柄操縱。自動進(jìn)給手柄在溜板箱右側(cè)，可沿十字槽縱、橫扳動，手柄扳動方向與刀架運(yùn)動方向一致。手柄在十字槽中央位置時，停止進(jìn)給運(yùn)動。在自動進(jìn)給手

15、柄頂部有一快進(jìn)按鈕，按下此鈕，快移電動機(jī)工作，床鞍或中滑板按手柄扳動方向作縱向或橫向快速移動；松開按鈕，快移電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動快速移動中止。溜板箱正面右側(cè)有一開合螺母操作手柄，用于控制溜板箱與絲杠之間的運(yùn)動聯(lián)系。車削非螺紋表面時，開合螺母手柄位于上方；車削螺紋時，壓下開合螺母手柄，使開合螺母閉合并與絲杠嚙合，將絲杠的運(yùn)動傳遞給溜板箱，使溜板箱、床鞍按預(yù)定的螺距(或?qū)С?作縱向進(jìn)給。車完螺紋應(yīng)立即將開臺螺母手柄扳回原位。 (1)用自動進(jìn)給手柄作床鞍的縱向和中滑板的橫向進(jìn)給的機(jī)動進(jìn)給練習(xí)。 (2)用手動進(jìn)給手柄和手柄頂部的快進(jìn)按鈕作縱向、橫向的快速移動操作。 (3)操作進(jìn)給箱上的絲杠、光杠變換手柄，使

16、絲杠回轉(zhuǎn)，將溜板箱向右移動足夠遠(yuǎn)的距離，扳下開臺螺母，觀察床鞍是否按選定螺距作縱向進(jìn)給。扳下和抬起開合螺母的操作應(yīng)果斷有力，練習(xí)中體會手的感覺。 (4)左手操作中滑板手柄，右手操作開合螺母兩手配合動作練習(xí)每次車完螺紋時的橫向退刀。 4操作車床主軸變速手柄得到各擋轉(zhuǎn)速按車床主軸轉(zhuǎn)速銘牌上的主軸轉(zhuǎn)速標(biāo)記，轉(zhuǎn)動車床主軸變速手柄，調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速分別為16 r皿n、450 rmln和1 400，確認(rèn)后啟動車床并觀察。2操作車床進(jìn)給量手柄得到各擋進(jìn)給量 按車床進(jìn)給量銘牌確定選擇縱向進(jìn)給量為0 46 mmr、橫向進(jìn)給量為0 20 mmr時手輪和手柄的位置，并進(jìn)行調(diào)整。按前面步驟調(diào)整車床進(jìn)給量手輪和手柄，使車床

17、得到各擋進(jìn)給量。 6操作車床尾座 尾座的結(jié)構(gòu)中套筒用來安裝頂尖、鉆頭(drill)等工具。 (1)沿床身導(dǎo)軌手動縱向移動尾座至合適位置，逆時針方向扳動尾座緊固手柄將尾座固定。注意移動尾座時用力不要過大。 (2)逆時針方向轉(zhuǎn)動套筒鎖緊手柄(松開)，搖動手輪，使套筒作進(jìn)、退移動。順時針方向轉(zhuǎn)動套筒鎖緊手柄，將套筒固定在選定的位置。3手動操作車床床鞍、中滑板、小滑板手柄 (1)搖動床鞍手柄，使床鞍向左或向右作縱向移動。手輪軸t的刻度盤圓周等分300格，手輪每轉(zhuǎn)動一格，床鞍縱向移動1 mm。順時針方向轉(zhuǎn)動手柄時，床鞍向右運(yùn)動；逆時針方向轉(zhuǎn)動手柄時，床鞍向左運(yùn)動。 (2)用左手、右手分別按順時針和逆時針

18、方向搖動中滑板手柄，使中滑板作橫向進(jìn)給和退出移動。中滑板絲杠上的刻度盤圓周等分100格，手柄每轉(zhuǎn)過1格，中滑板橫向移動o05 mm。順時針方向轉(zhuǎn)動手柄時，中滑板向遠(yuǎn)離操作者方向運(yùn)動(即橫向進(jìn)刀)；逆時針方向轉(zhuǎn)動手柄時，中滑板向靠近操作者方向運(yùn)動(即橫向退刀)。 (3)用雙手交替搖動小滑板手柄，使小滑板作縱向短距離的左、右移動。小滑板絲杠上的刻度盤圓周等分100格，手柄每轉(zhuǎn)過1格，小滑板縱向移動0 05 mm。小滑板手柄順時針方向轉(zhuǎn)動時，小滑板向左運(yùn)動；小滑板手柄逆時針方向轉(zhuǎn)動時，小滑板向右運(yùn)動。 (4)左手搖動車床床鞍手柄，右手同時搖動中滑板手柄，縱、橫向快速趨近和快速退離工件。 (5)左手搖

19、動中滑板手柄，右手同時搖動小滑板手柄。4啟動車床 (1)檢查車床各變速手柄是否處于空擋位置離合器(clutch)是否處于正確位置，操縱桿是否處于停止?fàn)顟B(tài)，確認(rèn)無誤后，合上車床電源總開關(guān)。 (2)按下床鞍上的綠色啟動按鈕，電動機(jī)(elettdc molor)啟動。 (3)向上提起溜板箱右側(cè)的操縱桿手柄，主軸正轉(zhuǎn)；操縱桿手柄回到中間位置，主軸停止轉(zhuǎn)動；操縱桿手柄下壓，主軸反轉(zhuǎn)。 (4)按下床鞍上的紅色停止按鈕，電動機(jī)停止工作。第一章 CA6140型臥式車床簡介及電路分析第一節(jié)CA6140型臥式車床簡介CA6140型臥式車床，其結(jié)構(gòu)具有典型的臥式車床布局，它的通用性程度較高。加工范圍較廣，適合于中小

20、型的各種軸類和盤套類零件的加工；能車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、各種環(huán)槽、成形面及端面；能車削常用的米制、英制、模數(shù)制及徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋，也可以車削加大螺距螺紋、非標(biāo)準(zhǔn)螺距及較精密的螺紋；還可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、滾花和壓光等工作。CA6140型臥式車床主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動情況CA6140型普通車床的主要組成部件有：主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。 圖1-1 CA6140外形結(jié)構(gòu)圖車床對電力拖動的要求（1）主電動機(jī)Ml(功率為30kw)，完成主軸主運(yùn)動和刀具進(jìn)給運(yùn)動的驅(qū)動，電動機(jī)采用直接起動的方式起動，可正反兩個方向旋轉(zhuǎn)，并可進(jìn)行正反兩個旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動。為加工調(diào)整方便，還

21、具有點(diǎn)動功能。 （2）電動機(jī)M2拖動冷卻泵，在加工時提供切削液，采用直接起動停止方式并且為連續(xù)工作狀態(tài)。 （3）快速移動電動機(jī)M3，電動機(jī)可根據(jù)使用需要，隨時手動控制起停?？刂凭€路特點(diǎn)與電氣線路概述（1）控制線路的特點(diǎn)控制線路裝設(shè)有起動按鈕和停止按鈕。主電路、控制線路及照明線路的電源引入開關(guān)均采用隔離開關(guān)。由于電動機(jī)容量較小，所以三臺異步電動機(jī)均采用直接起動控制線路。M1、M2采用熱繼電器做過載保護(hù)。控制線路采取了電氣措施，以防止發(fā)生電源短路事故。（2）電氣線路概述 主電路由三臺三相異步交流電動機(jī)及其附屬電路元件組成。三臺異步電動機(jī)均采用接觸器直接起動M1是主軸電機(jī)，功率為7.5KW，由交流接

22、觸器KM1控制其起動與停止。熱繼電器FR1是過載保護(hù)電器。M2是冷卻泵電動機(jī)，功率為125W，由交流接觸器KM2控制M2，熱繼電器FR2是過載保護(hù)電器。M3是快速移動電動機(jī)，功率為250W接觸器KM3控制M3。主電路電源電壓為交流380v，隔離開關(guān)QS作為電源引入開關(guān)。短路保護(hù)電器是FU1?？刂凭€路電源電壓為交流110v，照明電壓為36v，由控制變壓器TC提供電源。控制線路、照明電路均由相應(yīng)的熔斷器作為短路保護(hù)電器。 CA6140型臥式車床電路分析（3）主電路分析圖3.2所示的主電路中有三臺電動機(jī)，隔離開關(guān)QS將380V的三相電源引入。主電路接線分三部分：第一部分由交流接觸器KM1控制電動機(jī)M

23、1；第二部分由交流接觸器KM2控制電動機(jī)M2；第三部由交流接觸器KM3控制電動機(jī)M3。為保證主電路的正常運(yùn)行，主電路中還設(shè)置了熔斷器的短路保護(hù)環(huán)節(jié)和熱繼電器的過載保護(hù)環(huán)節(jié)。（4）控制電路分析 控制電路可分為主電動機(jī)M1電動機(jī)M2電動機(jī)M3的控制電路以及照明燈和控制電路工作指示燈的控制電路部分。有圖3.2可知，按下按鈕SB2， 接觸器KM1線圈通電，常開主觸頭閉合，電動機(jī)M1通電。同時，并聯(lián)在按鈕SB2兩端的常開輔助觸頭也閉合。當(dāng)松開按鈕SB2時，由于常開輔助觸頭是閉合的，所以接觸器KM1線圈繼續(xù)保持通電狀態(tài)，從而保證了電動機(jī)M1連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。要使電動機(jī)M1停止運(yùn)轉(zhuǎn)，可按下停止按鈕SB1，切斷線圈K

24、M1電源，常開主觸頭與輔助觸頭均斷開，電動機(jī)M1及控制電路均斷電，電動機(jī)體制運(yùn)行。按下按鈕SB3，接觸器KM2線圈通電，電動機(jī)M2通電。當(dāng)松開按鈕SB3時，接觸器KM2線圈斷電，使電動機(jī)M2停住運(yùn)行。在電動機(jī)M1運(yùn)行的情況下，合上開關(guān)SA2，接觸器KM3線圈通電，電動機(jī)M3通電。斷開開關(guān)SA2，接觸器KM3線圈斷電，電動機(jī)M3停止運(yùn)行。合上開關(guān)SA1，照明燈EL亮，斷開開關(guān)SA1，照明燈EL熄滅。在隔離開關(guān)QS合上后，控制電路指示燈HL被點(diǎn)亮。在隔離開關(guān)QS斷開后，控制電路指示燈HL熄滅?？刂齐娐分甘緹鬑L的狀態(tài)受隔離開關(guān)QS的控制，與控制電路無關(guān)。第二章 普通車床控制線路改造的意義控制系統(tǒng)改

25、造為PLC控制的意義普通車床是應(yīng)用非常廣泛的金屬切削工具，目前采用傳統(tǒng)的繼電器控制的普通車床在中小型企業(yè)仍大量使用。由于繼電器系統(tǒng)接線復(fù)雜，故障診斷與排除困難，并存在：觸點(diǎn)易被電弧燒壞而導(dǎo)致接觸不良，機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)的觸點(diǎn)控制反映速度慢，繼電器的控制功能被固定在線路中，功能單一、 靈活性差等缺點(diǎn)。因而造成了這些企業(yè)的生產(chǎn)率低下，效益差，反過來這些企業(yè)又沒有足夠的資金購買新的數(shù)控車床。因此，當(dāng)務(wù)之急就是對這些普通車床進(jìn)行技術(shù)改造，以提高企業(yè)的設(shè)備利用率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。由于可編程控制器（PLC）具有：通用性、適應(yīng)性強(qiáng)，完善的故障自診斷能力且維修方便，可靠性高及柔性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且小型PLC的價格目

26、前亦很便宜，因此在普通車床的控制電路改造中發(fā)揮了及其重要的作用?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）以其完善的功能，很強(qiáng)的通用性，體積少及高可靠性等特點(diǎn)在各工礦企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。在工廠自動化系統(tǒng)中，PLC被廣泛采用為核心的控制器件。它既可組成功能齊全的自控系統(tǒng)控制整個工廠的運(yùn)行，亦可單獨(dú)使用作單機(jī)自動控制。它還是繼電器控制柜的理想替代物。在生產(chǎn)工藝控制、過程控制、機(jī)床控制、組合機(jī)床自動控制等場合，PLC占有舉足輕重的地位。特別是在數(shù)控機(jī)床及大量的機(jī)床改造和老設(shè)備改造中，PLC應(yīng)用極其廣泛。PLC是20世紀(jì)70年代以來以微處理器為核心，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制，

27、被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，因?yàn)樗哂袔讉€突出的特點(diǎn)：可靠性高，抗干擾強(qiáng)；編程簡單，易于掌握；功能完善，靈活方便；體積小，質(zhì)量輕，功耗低。第3章 CA6140車床的改造的硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)PLC（即可編程邏輯控制器，Programmable Logic Controller）是用來取代用于電機(jī)控制的順序繼電器電路的一種器件（圖1-1）。是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要

28、求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運(yùn)行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計(jì)數(shù)器，在程序運(yùn)行過程中，每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動加1，程序從起始步起，依次執(zhí)行到最終步，然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理，16位為一個模擬量。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量的運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給PLC的控制器。相同I/O點(diǎn)數(shù)

29、的系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低一些。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)成本比DCS要低很多。一個PLC的控制器，可以接收幾千個I/O點(diǎn)。如果被控對象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。PLC在實(shí)際中用的很多。只要有工業(yè)的地方，就有PLC存在的機(jī)會。如果你就在機(jī)器制造、包裝、物料輸送、自動裝配等行業(yè)中工作，那么你可能已經(jīng)在使用它了。如果沒有的話，你就是正在浪費(fèi)金錢和時間。幾乎所有需要電氣控制的地方都需要PLC。可編程控制器得以迅速發(fā)展和廣泛使用的原因是由于它具有繼電器接觸器控制裝置和通

30、用計(jì)算機(jī)以及其他控制系統(tǒng)所不具有的特點(diǎn)：(1) 運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)(2) 設(shè)計(jì)使用和維護(hù)方便(3) 編程御苑直觀易學(xué)(4) 與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合(5) 體積小、質(zhì)量輕、能耗低2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述2.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求PLC的內(nèi)部控制結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)、微機(jī)相似，但其接口電路不同,編程語言也不一致。因此PLC控制系統(tǒng)與微機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)過程不完全相同，需要根據(jù)PLC本身的特點(diǎn)、性能進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)被控對象的工藝要求，以及生產(chǎn)效率和產(chǎn)品產(chǎn)量的進(jìn)一步提高最大限度地發(fā)揮PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。2.1.1 流程圖功能說明（1）根據(jù)生產(chǎn)的工藝分析控制要求：如需要完成的動作（動作順序、動

31、作條件及必須的保護(hù)和聯(lián)鎖）、操作方式（手動、自動；連續(xù)、單周期及單步等）；（2）根據(jù)控制要求確定所需要的用戶輸入、輸出設(shè)備、據(jù)此確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)；（3）選擇PLC；（4）分配PLC的I/O接口，設(shè)計(jì)I/O電氣接口接圖；（5）進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，同時可進(jìn)行控制臺（柜）的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。在設(shè)計(jì)傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)時，必須在控制線路（接線程序）設(shè)計(jì)完成后，才能進(jìn)行控制臺（柜）設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。采用PLC控制，可以使整個工程的周期縮短。2.1.2 PLC程序設(shè)計(jì)的步驟（1）繪制系統(tǒng)流程圖；（2）設(shè)計(jì)梯形圖；（3）根據(jù)梯形圖編制程序清單；（4）用編程其將程序鍵入到PLC的用戶程序存儲器中，并檢驗(yàn)后鍵入

32、的程序是否正確；（5）調(diào)試和修改程序，直到滿足要求為止；（6）控制臺現(xiàn)場施工完成后進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試；（7）編制技術(shù)文件。2.2 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖 2.3 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 （1）擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書的形式來確定，它是整個設(shè)計(jì)的依據(jù)；（2）選擇電氣傳動形式和電動機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)；（3）選定PLC的型號； （4）編制PLC的輸入/輸出分配表或繪制輸入/輸出端子接線圖；（5）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫軟件規(guī)格說明書，然后再用相應(yīng)的編程語言（常用圖形）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)； （6）了解并遵循用戶認(rèn)知心理學(xué)，重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)人與機(jī)器之間

33、的友善關(guān)系；（7）設(shè)計(jì)操作臺、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件； （8）編寫設(shè)計(jì)說明書和使用說明書。 2.3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟：（1）深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求 被控對象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程?？刂埔笾饕缚刂频幕痉绞?、應(yīng)完成的動作、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個獨(dú)立部分，這種可化繁為簡，有利于編程和調(diào)試。（2）確定I/O設(shè)備 根據(jù)被控對象對PLC控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)

34、備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。（3）選擇合適的PLC類型 根據(jù)已確定的用戶I/O設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號和輸出信號的點(diǎn)數(shù)，選擇合適的PLC類型，包括機(jī)型、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。 （4）分配I/O點(diǎn) 分配PLC的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入/輸出分配表或者畫出輸入/輸出端子的接線圖。接著九可以進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，同時可進(jìn)行控制柜或操作臺的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。（5）設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序 根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。（6

35、）將程序輸入PLC 當(dāng)使用簡易編程器將程序輸入PLC時，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程時，可通過上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到PLC中去。 （7）進(jìn)行軟件測試程序輸入PLC后，應(yīng)先進(jìn)行測試工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過程中，難免會有疏漏的地方。因此在將PLC連接到現(xiàn)場設(shè)備上去之前，必需進(jìn)行軟件測試，以排除程序中的錯誤，同時也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。 （8）應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試 在PLC軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行整個系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，如果控制系統(tǒng)是由幾個部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制調(diào)試中

36、發(fā)現(xiàn)的問題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。（9）編制技術(shù)文件 系統(tǒng)技術(shù)文件包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、PLC梯形圖。（10）分配輸入/輸出點(diǎn) 一般輸入點(diǎn)和輸入信號、輸出點(diǎn)和輸出控制是一一對應(yīng)的。 分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號，分配給每一個輸入信號和輸出信號，即進(jìn)行編號。在個別情況下，也有兩個信號用一個輸入點(diǎn)的，那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián)），然后再接到輸入點(diǎn)。（11）確定I/O通道范圍不同型號的PLC，其輸入/輸出通道的范圍是不一樣的，應(yīng)根據(jù)所選PLC型號，查閱相應(yīng)的編程手冊，決不可“張冠李戴”。必須參閱有關(guān)操作手冊。 （12）內(nèi)部

37、輔助繼電器內(nèi)部輔助繼電器不對外輸出，不能直接連接外部器件，而是在控制其他繼電器、定時器/計(jì)數(shù)器時作數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù)處理用。從功能上講，內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。未分配模塊的輸入/輸出繼電器區(qū)以及未使用1：1鏈接時的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設(shè)計(jì)的需要，應(yīng)合理安排PLC的內(nèi)部輔助繼電器，在設(shè)計(jì)說明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途，避免重復(fù)使用。參閱有關(guān)操作手冊。 （13）分配定時器/計(jì)數(shù)器 PLC的定時器/計(jì)數(shù)器數(shù)量分別見有關(guān)操作手冊。PLC軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及步驟，PLC軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。在了解了PLC程序結(jié)構(gòu)之后，就要具體地編制程序了。編

38、制PLC控制程序的方法很多，這里主要介紹幾種典型的編程方法。圖解法編程，圖解法是靠畫圖進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)。為此，不少PLC生產(chǎn)廠家在自己的PLC中增加了步進(jìn)順控指令。在畫完各個步進(jìn)的狀態(tài)流程圖之后，可以利用步進(jìn)順控指令方便地編寫控制程序。2.3.3 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是通過PLC編程軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、離線或在線編程、離線仿真和在線調(diào)試等等。使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上離線或在線編程、在線調(diào)試，使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序的存取、加密以及形成EXE運(yùn)行文件。 2.3.4 編制控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖 從邏輯關(guān)系圖上，可以反應(yīng)出某一邏輯關(guān)系的結(jié)果是什么，

39、這一結(jié)果又導(dǎo)出哪些動作。這個邏輯關(guān)系可以是以各個控制活動順序?yàn)榛鶞?zhǔn)，也可能是以整個活動的時間節(jié)拍為基準(zhǔn)。邏輯關(guān)系圖反映了控制過程中控制作用與被控對象的活動，也反應(yīng)了輸入與輸出的關(guān)系。2.3.5 繪制各種電路圖 繪制各種電路的目的，是把系統(tǒng)的輸入輸出所設(shè)計(jì)的地址和名稱聯(lián)系起來。這是很關(guān)鍵的一步。在繪制PLC的輸入電路時，不僅要考慮到信號的連接點(diǎn)是否與命名一致，還要考慮到輸入端的電壓和電流是否合適，也要考慮到在特殊條件下運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定條件等問題。特別要考慮到能否把高壓引導(dǎo)到PLC的輸入端，把高壓引入 PLC輸入端，會對PLC造成比較大的傷害。在繪制PLC的輸出電路時，不僅要考慮到輸出信號的連接

40、點(diǎn)是否與命名一致，還要考慮到PLC輸出模塊的帶負(fù)載能力和耐電壓能力。此外，還要考慮到電源的輸出功率和極性問題。在整個電路的繪制中，還要考慮設(shè)計(jì)的原則努力提高其穩(wěn)定性和可靠性。雖然用PLC進(jìn)行控制方便、靈活。但是在電路的設(shè)計(jì)上仍然需要謹(jǐn)慎、全面。因此，在繪制電路圖時要考慮周全，何處該裝按鈕，何處該裝開關(guān)，都要一絲不茍。 2.3.6 編制PLC程序并進(jìn)行模擬調(diào)試 在繪制完電路圖之后，就可以著手編制PLC程序了。當(dāng)然可以用上述方法編程。在編程時，除了要注意程序要正確、可靠之外，還要考慮程序要簡捷、省時、便于閱讀、便于修改。編好一個程序塊要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，這樣便于查找問題，便于及時修改，最好不要整個程序

41、完成后一起算總帳。 PLC的選型 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。選型的基本原則是：所選的PLC應(yīng)能夠滿足控制系統(tǒng)的功能需要。選型的基本內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個方面：(1)PLC結(jié)構(gòu)的選擇在相同功能和相同I/O點(diǎn)數(shù)的情況下，整體式PLC比模塊式PLC價格低。(2)PLC輸出方式的選擇不同的負(fù)載對PLC的輸出方式有相應(yīng)的要求。繼電器輸出型的PLC可以帶直流負(fù)載和交流負(fù)載；晶體管型與雙向晶閘管型輸出模塊分別用于直流負(fù)載和交流負(fù)載。(3)I/O響應(yīng)時間的選擇PLC的響應(yīng)時間包括輸入濾波時間、輸出電路的延遲和掃描周期引起的時間延遲。(4)聯(lián)網(wǎng)通信的選擇

42、若PLC控制系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡(luò)，則所選用的PLC需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，既要求PLC應(yīng)具有連接其它PLC、上位計(jì)算機(jī)及CRT等接口的能力。(5)PLC電源的選擇 電源是PLC干擾引入的主要途徑之一，因此應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)電源以助于提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性。一般可選用畸變較小的穩(wěn)壓器或帶有隔離變壓器的電源，使用直流電源是要選用橋式全波整流電源。(6)I/O點(diǎn)數(shù)及I/O接口設(shè)備的選擇PLC程序存儲器的容量通常以字或步為單位，用戶程序存儲器的容量可以作粗略的估算。一般情況下用戶程序所需的存儲器容量可按照如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：程序容量 = K×總輸入點(diǎn)數(shù) / 總輸出點(diǎn)數(shù)對于簡單的控制系統(tǒng)，K=6；

43、若為普通系統(tǒng)，K=8；若為較復(fù)雜系統(tǒng)，K=10；若為復(fù)雜系統(tǒng)，則K=12。在選擇內(nèi)存容量是同樣應(yīng)留有裕量，一般是運(yùn)行程序的25% 。不應(yīng)單純追求大容量，在大多數(shù)情況下，滿足I/O點(diǎn)數(shù)的PLC，內(nèi)存容量也能滿足。車床電氣控制系統(tǒng)所需的I/O點(diǎn)總數(shù)在256以下，屬于小型機(jī)的范圍，控制系統(tǒng)只需要邏輯運(yùn)算等簡單功能。主要用來實(shí)現(xiàn)條件控制和順序控制。為實(shí)現(xiàn)C650車床上述的電氣控制要求，所以PLC可以選擇西門子公司的S7-200系列。它的價格低，體積小，非常適用于單價自動化控制系統(tǒng)，該機(jī)床的輸入信號是開關(guān)量信號，輸出是負(fù)載三相交流電動機(jī)接觸器等。車床電氣控制系統(tǒng)需要5個外部輸入信號，4個輸出信號。PLC

44、所具有的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)一般要比所需冗余30%，以便系統(tǒng)的完整和今后的擴(kuò)展預(yù)留。所以本系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)為14個，輸出點(diǎn)為10個?，F(xiàn)選擇西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列的CPU224型PLC，24V直流14點(diǎn)輸入10輸出。S7-200系列PLC可提供5個不同的基本型號的8種CPU可供使用。特性CPU 221CPU 222CPU 224CPU 224XPCPU 226本機(jī)I/O 數(shù)字量 模擬量6入/4出-8入/6出-14入/10出-14入/10出2入/1出24入/16出-最大擴(kuò)展模塊數(shù)量  0個模塊2個模塊7個模塊7個模塊7個模塊數(shù)據(jù)存儲區(qū)2048字節(jié)2048字節(jié)819

45、2字節(jié)10240字節(jié)10240字節(jié)掉電保持時間50小時50小時100小時100小時100小時程序存儲器： 可在運(yùn)行模式下編輯 不可在運(yùn)行模式下編輯4096字節(jié)4096字節(jié)4096字節(jié)4096字節(jié)8192字節(jié)12288字節(jié)12288字節(jié)16384字節(jié)16384字節(jié)24576字節(jié)高速計(jì)數(shù)器單相雙相4路30KHz2路20KHz4路30KHz2路20KHz6路30KHz4路20KHz4路30KHz2路200KHz3路20KHz1路100KHz6路30KHz4路20KHz脈沖輸出（DC）2路20KHz2路20KHz2路20KHz2路100 KHz2路20KHz模擬電位器11222實(shí)時

46、時鐘配時鐘卡配時鐘卡內(nèi)置內(nèi)置內(nèi)置通訊口1×RS-4851×RS-4851×RS-4852×RS-4852×RS-485浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算有有有有有I/O映象區(qū)256 128入/128出256 128入/128出256 128入/128出256 128入/128出256 128入/128出布爾指令執(zhí)行速度0.22s /指令0.22s /指令0.22s /指令0.22s /指令0.22s /指令外形尺寸（）90×80×6290×80×62120.5×80×62140×80×62

47、190×80×62在選用PLC上，考慮到只是對CA6140型車床做電氣控制部分的改造，輸出端口需要4個，輸入端口需要5個，且改造后并不通過網(wǎng)絡(luò)或其他方式做遠(yuǎn)程控制。因此，考慮到經(jīng)濟(jì)，實(shí)用，穩(wěn)定等方面因素。我們決定選用SIMATIC S7-200 系列的S7222 作為本次設(shè)計(jì)的PLC。3.2 I/O分配表 類型功能符號端子所占點(diǎn)數(shù)(個）輸入設(shè)備主電機(jī)啟動按鈕SB21主電機(jī)停止按鈕SB11快速移動按鈕SB31冷卻泵按鈕SA21照明燈開關(guān)SA11輸出設(shè)備主電機(jī)接觸器KM11冷卻泵接觸器KM21快速移動接觸器KM31照明燈EL13.3 PLC控制系統(tǒng)外部接線圖的設(shè)計(jì)3.4 CA6

48、140車床的PLC控制梯形圖設(shè)計(jì)第四章 CA6140臥式車床控制電路電氣元件的型號選擇由于根據(jù)生產(chǎn)需要CA6140臥式車床需要三臺電動機(jī)，即主電動機(jī)（Y132M-47.5KW 56.8A1470r/min）冷卻電動機(jī)(AOB-25、0.125KW 0.43A 1420r/min)快速電機(jī)(Y100L1-4 250W 5A 1420r/min )考慮到主電路中三臺電動機(jī)都需要的斷路、過流、過載保護(hù),所以必須在各自電路上接入斷路器、過載保護(hù)等元器件。空氣斷路器的選擇斷路器的額定電流電壓不應(yīng)小于被控制線路的計(jì)算負(fù)載電流的被控網(wǎng)絡(luò)的額定電壓。斷路器的脫扣額定電流不小于線路的計(jì)算電流。斷路器的極限通斷能

49、力應(yīng)補(bǔ)小于被控網(wǎng)絡(luò)的最大短路電流。斷路器欠電壓脫扣額定值應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)的額定電壓相等。網(wǎng)絡(luò)末端單相對地短路電流應(yīng)不小于1.25倍的斷路器瞬時（或短時）脫扣整流電流。電動機(jī)保護(hù)用斷路器應(yīng)滿足條件：長延時，電流整定值等于電動機(jī)額定電流；6倍長延時，電流整定值的可返回時間不小于電動機(jī)實(shí)際啟動時間（鼠籠式電動機(jī)）；鼠籠式電動機(jī)瞬時整定電流等于8-15倍的脫扣器額定電流，繞線式電動機(jī)瞬時整定電流等于3-6倍的脫扣器額定電流。電源開關(guān)的選擇：用于照明或電熱電路，轉(zhuǎn)換開關(guān)的額定電流應(yīng)等于或大于被控制電路中各負(fù)載電流的總和。用于電動機(jī)電路，組合開關(guān)的額定電流一般取電動機(jī)額定電流的1.5-2.5倍。電源開關(guān)QS主要用

50、于M1、M2、M3電動機(jī)提供電源，而在控制變壓器的二次側(cè)的電器在變壓器的一次側(cè)產(chǎn)生的電流不大，因此QS的選擇主要考慮M1 、M2、M3電動機(jī)的額定電流和啟動電流。由前面已知M1 、M2、M3的額定電流分別為56.8A、0.43A和5A易計(jì)算額定電流之和為62.23A，由于功率最大的主軸電動機(jī)M1為輕載起動，并且M3為短時間工作，因而電源開關(guān)的額定電流應(yīng)選擇在稍大60A，轉(zhuǎn)換開關(guān)的型號常用的組合開關(guān)見表型號額定電流（A）極數(shù)HZ510、20、40、601、2、3HZ1010、25、60、1001、2、3具體：三極轉(zhuǎn)換開關(guān)（組合開關(guān)），HZ10-100/3型的，額定電流100A照明燈及開關(guān)選擇 照

51、明燈EL和燈開關(guān)SA成套購置，EL可選用JC2型，交流36V，40W。熔斷器的選擇常用熔斷器有瓷插式、螺旋式、無填料封閉管式、有填料封閉管式等。熔斷器型號按鈕的選擇根據(jù)使用場合，選擇按鈕的型號的形式，灰塵較多的環(huán)境和電動葫蘆不宜選用LA18和LA19系列按鈕。根據(jù)用途選用合適的形式。按工作狀態(tài)指示和工作情況的要求，選擇按鈕和指示燈的顏色。按控制回路的需要確定按鈕。按鈕的型號交流接觸器的選擇根據(jù)接觸器所控制負(fù)載回路的電壓、電流及所需觸點(diǎn)的數(shù)量來選擇接觸器，根據(jù)M1的額定電流及額定電壓可求得M1主回路交流接觸器KM1、KM2和KM3主觸點(diǎn)的額定電流需要主觸點(diǎn)三對，輔助常閉觸點(diǎn)一對，所以選擇CJT1

52、-100型接觸器，主觸點(diǎn)電流為100A。線圈電壓220V。同理可得M2回路交流接觸器KM4的主觸點(diǎn)的額定電流為的范圍，所以選擇交流接觸器CJT1-10，線圈電壓220V 。KM5的主觸點(diǎn)的額定電流范圍值為，選擇型號為CJT1-10，線圈電壓220V。接觸器的選擇接觸器是用于遠(yuǎn)距離頻繁接通或分?jǐn)嘟弧⒅绷麟娐?，具有控制容量大、能?shí)現(xiàn)連鎖控制和失壓及欠壓保護(hù)功能，接觸器廣泛應(yīng)用于自動控制電路，其主要控制對象是電動機(jī)，也可用于控制其他負(fù)載。交流接觸器型號 中間繼電器的選擇中間繼電器是在自動控制電路中起控制與隔離作用的執(zhí)行部件，廣泛應(yīng)用于遙控、遙測、通訊、自動控制、機(jī)電一體化及電力電子設(shè)備中，是最重要的

53、控制元件之一。繼電器一般都有能反映一定輸入變量如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等的感應(yīng)機(jī)構(gòu)輸入部分；有能對被控電路實(shí)現(xiàn)“通”、“斷”控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出部分；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對輸入量進(jìn)行耦合隔離、功能處理和對輸出部分進(jìn)行驅(qū)動的中間機(jī)構(gòu)驅(qū)動部分。在工程實(shí)際中，中間繼電器主要有兩個作用：一是隔離作用；二是增加輔助接點(diǎn)。觸頭的額定電壓及額定電流應(yīng)大于控制線路所使用的額定電壓及控制線路的工作電流。觸頭的種類和數(shù)目應(yīng)滿足控制線路的需要。電磁線圈的電壓等級應(yīng)與控制線路電源電壓相等。中間繼電器的型號熱繼電器的選擇熱繼電器只能作為電動機(jī)的過載保護(hù)，不能作為短路保護(hù)，常與

54、接觸器和熔斷器組合使用。一般情況下，可選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，當(dāng)電網(wǎng)電壓對稱性差，工作環(huán)境差或很少有人看管的電動設(shè)備，應(yīng)選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，對于三角形連接的電動機(jī)，應(yīng)選用帶繼電保護(hù)的熱繼電器。熱繼電器的整定電流等于電動機(jī)的額定電流。熱繼電器熱元件的額定電流應(yīng)略大于電動機(jī)額定電流。熱繼電器型號原則上熱繼電器的額定電流應(yīng)按電動機(jī)的額定電流選擇，熱繼電器的額定電流為電動機(jī)額定電流的60%80%。選擇如下：FR1應(yīng)選用JR16-60/3D型熱繼電器，熱元件額定電流為56.8A，額定電流調(diào)整范圍為40.063.0A，工作時調(diào)整在58.6A。FR2選用JR16-20/3D熱繼電器，熱元件額定電流為0.64A，額定電流調(diào)整范圍為0.400.64A. 工作時調(diào)整在0.43A。熔斷器的選擇從熔體電流和熔斷器兩方面考慮。熔體電流的選擇對電爐照明等負(fù)載，熔體的額定電流應(yīng)略大于或等于負(fù)載的額定電流。對于輸配電線路，熔體的額定電流應(yīng)略大于或等于安全電流。對于電動機(jī)的短路保護(hù)，如果是一臺電動機(jī)，熔體的額定電流應(yīng)等于1.52.5倍的電動機(jī)的額定電流。對于多臺電動機(jī)，熔體的額定電流應(yīng)大于或等于其中最大容量的一臺電動機(jī)的額定電流的1.52.5倍，加上