畢業(yè)設(shè)計-c650車床的控制線路用plc改造設(shè)計

1、<p>　　題目：C650車床控制線路用PLC改造設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　一、設(shè)計題目C650車床的控制線路用PLC改造設(shè)計。</p><p><b>　　二、設(shè)計目的：</b></p><p>　　1）掌握C650車床的電氣控制功能。&l

2、t;/p><p>　　2）掌握PLC改造電器設(shè)備的方法選擇。</p><p>　　3）掌握電氣控制元件的選擇與計算方法。</p><p>　　三、設(shè)計要求：結(jié)合有關(guān)教材選擇合適的用PLC的設(shè)計改造電氣控制</p><p>　　1）原有的動作順序及功能不變</p><p>　　2）各種聯(lián)鎖關(guān)系不變</p>&l

3、t;p>　　3）增有工作狀態(tài)指示</p><p><b>　　四、完成任務(wù) </b></p><p>　　1）選擇PLC型號，分配I/O端口、設(shè)計I/O電路、選擇元件、繪制梯形圖、編制語句表。</p><p>　　2）畢業(yè)設(shè)計說明書（10000字以上）。</p><p><b>　?。?） 設(shè)計題目&l

4、t;/b></p><p>　　（2） 控制原理說明設(shè)計</p><p>　?。?） 主要器件選擇依據(jù)與計算</p><p><b>　　五、主要參考文獻：</b></p><p>　　工廠電氣控制技術(shù) 機械工業(yè)出版社 主編 方承遠</p><p>　　工廠電氣控制設(shè)備 機械工

5、業(yè)出版社 主編 許廖</p><p>　　機床電氣控制技術(shù) 機械工業(yè)出版社 主編 王炳實</p><p>　　可編程控制器的應(yīng)用技術(shù) 機械工業(yè)出版社 主編 王兆義</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1．摘要</b></p>

6、<p><b>　　2.改造方案確定</b></p><p>　　3.C650車床I/O分配圖</p><p><b>　　4.PLC的選型</b></p><p>　　5.C650主控制線路的設(shè)計</p><p>　　6.C650車床各電機的控制</p><p>

7、;<b>　　7.指令表</b></p><p><b>　　8.調(diào)試運行 </b></p><p>　　9.PLC的日常維護</p><p><b>　　10.總結(jié)</b></p><p><b>　　11.參考文獻</b></p>&l

8、t;p><b>　　摘要：</b></p><p>　　針對現(xiàn)有普通車床C650車床存在的缺點提出PLC改造方案和基于控制系的統(tǒng)設(shè)計，提高了機床的加工精度，擴大了機床的使用范圍，并提高了生產(chǎn)率。本論文說明了普通車床的數(shù)控化改造的設(shè)計過程，較詳盡地介紹了普通車床C650車床設(shè)計。如PLC的選型、存儲器和I/O擴展電路設(shè)計、其它輔助電路設(shè)計、系統(tǒng)管理程序、零件加工源程序的輸入處理程序、插補

9、程序、伺服控制程序、診斷以及鍵盤操作和顯示處理程序的設(shè)計。本設(shè)計采用FX2三零PLC控制系統(tǒng)，由I/O接口輸出步進脈沖，經(jīng)一級齒輪傳動減速后，帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)縱向、橫向的兩軸聯(lián)動進給運動。-    To remedy the defects of ordinary latherC650, a design of data processing system and its single chip

10、 microcomputer system program is put forward to raise the processing precision and extend the machine’s usage, and to improve pro</p><p>　　主要介紹了利用PLC對C650臥式車床的改造，詳細的系統(tǒng)改造方案，同時根據(jù)C650臥式車床的控制要求和特點，確定PLC的輸入輸出分配。在

11、繼電器控制線路的基礎(chǔ)上，設(shè)計出梯形圖并進行現(xiàn)場調(diào)試。關(guān)鍵詞：PLC；車床；改造  </p><p>　　三菱FX2N系列PLC對C650臥式的改造 </p><p><b>　　前言：</b></p><p>　　普通車床是應(yīng)用非常廣泛的金屬切削工具，目

12、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：①觸點易被電弧燒壞而導(dǎo)致接觸不良，②機械方式實現(xiàn)的觸點控制反映速度慢，③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。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，當務(wù)之急就是對這些普通車床進行技術(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（P

13、LC）具有：①通用性、適應(yīng)性強，②完善的故障自診斷能力且維修方便，③可靠性高及柔性強等優(yōu)點，且小型PLC的價格目前亦很便宜，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</p><p>　　PLC是20世紀70年代以來以微處理器為核心，綜合計算機技術(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，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，因為它具有幾個突出的特點：可靠性高，抗干擾強；編程簡單，易于掌握；功能完善，靈活方

14、便；體積小，質(zhì)量輕，功耗低。</p><p><b>　　1.1PLC簡介：</b></p><p>　　1 、 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類：</p><p>　　1

15、）.開關(guān)量邏輯控制</p><p>　　取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。</p><p><b>　　2）.工業(yè)過程控制</b></p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速

16、度等連續(xù)變化的量（即模擬量），PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　3）.運動控制</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。一般使用專用的運動控

17、制模塊，如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。</p><p><b>　　4）.數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　PLC具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。

18、</p><p><b>　　5）.通信及聯(lián)網(wǎng)</b></p><p>　　PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。</p><p>　　3、PLC的應(yīng)用特點：</p><p>　　1）.可靠性高，抗干擾能力強</p>&

19、lt;p>　　高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)

20、備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)將極高的可靠性。</p><p>　　2）.配套齊全，功能完善，適用性強</p><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC

21、通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p>　　3）.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎</p><p>　　PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><

22、p>　　4.）系統(tǒng)的設(shè)計，工作量小，維護方便，容易改造</p><p>　　PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時日常維護也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。</p><p><b>　?。?）安裝與布線</b></p>

23、;<p>　　● 動力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙膠線連接。將PLC的IO線和大功率線分開走線，如必須在同一線槽內(nèi)，分開捆扎交流線、直流線，若條件允許，分槽走線最好，這不僅能使其有盡可能大的空間距離，并能將干擾降到最低限度。</p><p>　　● PLC應(yīng)遠離強干擾源如電焊機、大功率硅整流裝置和大型動力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個開關(guān)

24、柜內(nèi)。在柜內(nèi)PLC應(yīng)遠離動力線（二者之間距離應(yīng)大于200mm）。與PLC裝在同一個柜子內(nèi)的電感性負載，如功率較大的繼電器、接觸器的線圈，應(yīng)并聯(lián)RC消弧電路。</p><p>　　● PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。模擬量信號的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10.</p><p>　　● 交流輸出線和直流輸出線不要用同一根

25、電纜，輸出線應(yīng)盡量遠離高壓線和動力線，避免并行。</p><p>　?。?）I/O端的接線</p><p><b>　　輸入接線</b></p><p>　　● 輸入接線一般不要太長。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當長些。</p><p>　　● 輸入/輸出線不能用同一根電纜，輸入/輸出線要分開。<

26、/p><p>　　● 盡可能采用常開觸點形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。</p><p><b>　　輸出連接</b></p><p>　　● 輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。</p><p>

27、;　　● 由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負載短路，將燒毀印制電路板。</p><p>　　● 采用繼電器輸出時，所承受的電感性負載的大小，會影響到繼電器的使用壽命，因此，使用電感性負載時應(yīng)合理選擇，或加隔離繼電器。</p><p>　　● PLC的輸出負載可能產(chǎn)生干擾，因此要采取措施加以控制，如直流輸出的續(xù)流管保護，交流輸出的阻容吸收電路，晶

28、體管及雙向晶閘管輸出的旁路電阻保護。</p><p><b>　　PLC的選型</b></p><p>　　下面為三菱系列型號表</p><p>　　在此次課程設(shè)計中我選用的是FX2N-48MR，因為它的編程相對簡單易懂，是理想的可編程控制器。而在設(shè)計中的I/O點數(shù)在4以下，則用的是微型PLC。其基本單元中的輸入點按照X000—X007,X01

29、0—X017… 這樣的八進制進行編號，而輸出點按照YOOO—Y007,Y010—Y017…這樣的八進制進行編號，內(nèi)部繼電器可多次使用，定時器將1ms,10ms,100ms等脈沖進行加法計數(shù)，計數(shù)器可進行向上向下計數(shù)。 車床是最常見的一種機床,它的主運動為主軸回轉(zhuǎn)運動,刀架的移動為進給運動,車削加工一般不要求反轉(zhuǎn),但加工螺紋時,為避免亂扣,需要反轉(zhuǎn)退刀,并保證工件的轉(zhuǎn)速與刀具的移動速度之間具有嚴格的比例關(guān)系,溜板箱與主軸

30、箱之間通過齒輪傳動系統(tǒng)連接, C650臥式車床是其中較為常見的一種,其原控制電路為繼電器控制,接觸觸點多.故障多.操作人員維修任務(wù)較大.針對這種情況,我們用PLC控制改造其繼電器控制電路,克服了以上缺點,降低了設(shè)備故障率,提高了設(shè)備使用效率,運行效果良好.</p><p>　?。ǘ?改造方案的確定1、原車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

31、系統(tǒng)控制元件包括(按鈕.行程開關(guān).熱繼電器.接觸器)，作用與原電氣線路相同；4、主軸和進給起動.制動.低速.高速和變速沖動的操作方法不變；5、改造原繼電器控制中的硬件接線，改為PLC編程實現(xiàn)。</p><p>　?。ㄈ?、C650臥式車床主電路設(shè)計 </p><p>　　主電動機 M1 ： KM1 、 KM2 兩個接

32、觸器實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)， FR1 作過載保護， R 為限流電阻，電流表 PA 用來監(jiān)視主電動機的繞組電流，由于主電動機功率很大，故 PA 接入電流互感器 TA 回路。當主電動機起動時，電流表 PA 被短接，只有當正常工作時，電流表 PA 才指示繞組電流。 KM3 用于短接電阻 

33、R 。冷卻泵電機 M2 ： KM4 接觸器控制冷卻泵電動機的起停， FR2 為 M2 的過載保護用熱繼電器。 快速電機 M3 ： KM5 接觸器控制快速移動電動機 M3 的起停，由于 M3 點動短時運轉(zhuǎn)，故不設(shè)置熱繼電器。</p><p

34、>　　二、利用三菱FX2N系列PLC對C650臥式車床的改造。 圖1  C650臥式車床PLC改造I/O分配表</p><p><b>　　圖1 </b></p><p>　　2.3、   主控電路圖設(shè)計 </p><p>　　C650型臥式車床共有三臺電動機,主軸電動機

35、M1由接觸器KM1、KM2、KM3控制，冷卻泵電動機M2由接觸器KM4控制，快速移動電動機M3由接觸器KM5控制。其中主軸電動機M1可以正、反轉(zhuǎn)控制，也可以點動控制，還可以雙向反接制動控制。</p><p><b>　　2.4電氣控制要求</b></p><p>　　根據(jù)切削加工工藝，對電氣控制提出下列要求：</p><p>　　（1）主電動機

36、選用籠型異步電動機，采用降壓起動，為調(diào)整車床位置，應(yīng)能實現(xiàn)點動控制。    （2）主軸的正、反轉(zhuǎn)由主電動機的正、反轉(zhuǎn)控制實現(xiàn)。    （3）為實現(xiàn)快速停車，主電動機采用反接制動</p><p>　?。?）主電動機M1，冷卻泵電動機M2，快移電動機M3，這3臺電動機的起動順序依次為：M1-M2-M3，停機順序為：M3-M2-M1。</p>

37、<p>　?。?）當暫停加工時，也可單獨停下快移電動機和冷卻泵電動機。</p><p>　?。?）3臺電動機都應(yīng)有必要的短路和過載保護，任一臺電動機過載，所有電動機均不能工作。</p><p>　?。?）應(yīng)有急停按鈕，防止起動或運行時發(fā)生意外。</p><p>　　（8）車床的工作狀態(tài)由相應(yīng)的指示燈指示。 </p><p>　　2

38、.4主電路   改進后的C650車床的主電路圖，如圖2示。共有3臺電動機，主電動機，冷卻泵電動機和快移電動機，KM1-KM6為接觸器。KM1控制主電動機正轉(zhuǎn)，KM4控制主電動機反轉(zhuǎn)，KM2控制主電動機Y起動與運行，KM3控制主電動機Δ起動與運行，KM5控制冷卻泵電動機，KM6控制快移電動機，KI為欠流繼電器，F(xiàn)R1-FR3為熱保護元件，SR為速度繼電器。本電路圖在原圖的基礎(chǔ)上增加了Y／Δ降壓起動和節(jié)能運行轉(zhuǎn)換

39、。原因是主電動機的功率為20 kW，屬中型電動機，應(yīng)采取降壓起動。另外，在車床的拖動系統(tǒng)中，電動機的額定功率是按照車床的最大切削量來配置的，而實際應(yīng)用中，車床并不總是滿負荷運行，因而在很大程度上存在大馬拉小車的現(xiàn)象，本電路圖采用欠流繼電器控制電動機作Y／Δ節(jié)能轉(zhuǎn)換，當重載時，欠流繼電器不動作，接觸器KM1、KM3吸合，電動機作Δ運行；當輕載時，欠流繼電器動作打開，KM1、KM2吸合，電動機換接成Y運行，從而實現(xiàn)車床節(jié)能運行。改進后的主電

40、路具有性能穩(wěn)定、可靠，節(jié)電效果明顯的優(yōu)點。</p><p>　　下圖為c650普通車床的電氣控制原理圖</p><p><b>　　圖3-</b></p><p>　　5是C650型臥式車床電氣控制原理圖。該車床共有三臺電動機：M1為主軸電動機，拖動主軸旋轉(zhuǎn)并通過進給機構(gòu)實現(xiàn)進給運動，主要有正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)控制、停車制動時快速停轉(zhuǎn)、加工調(diào)整時點動操作

41、等電氣控制要求。M2是冷卻泵電動機，驅(qū)動冷卻泵電動機對零件加工部位進行供液，電氣控制要求圖兔是加工時起動供液，并能長期運轉(zhuǎn)。M3是快速移動電動</p><p>　　2.7 650車床工作原理</p><p>　　C650車床共有三臺電動機：M1為主軸電動機，拖動主軸旋轉(zhuǎn)，并通過進給機構(gòu)實現(xiàn)進給運動</p><p>　　M2為冷卻泵電動機，提供切削液。M3為快速移動

42、電動機，拖動刀架的快速移動。</p><p>　　2．8主軸電動機M1的點動控制</p><p>　　工作過程如下：調(diào)整車床時，M1點動控制合上QS，按啟動按鈕SB2，接觸器KM1得電， M1串接限流電阻R低速轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)點動。</p><p>　　松開SB2，接觸器KM1得電，M1停止轉(zhuǎn)動。</p><p>　　2.9主軸電動機M1的正反轉(zhuǎn)控

43、制</p><p><b>　?。?） 正轉(zhuǎn)控制</b></p><p>　　合上刀開關(guān)QS，按啟動按鈕SB3，接觸器KM和時間繼電器KA得電，接觸器KM1得電，M1短接電阻R正向啟動。</p><p>　?。?）主軸電動機M1的反轉(zhuǎn)控制</p><p>　　合上刀開關(guān)QS，按啟動按鈕SB4，接觸器KM和時間繼電器KT得

44、電，中間繼電器KA得電接觸器KA得電，接觸器KM2得電KM2主觸頭閉合，電動機M1與電源反向連接M1短接電阻R反向啟動。</p><p>　　在以上M1的正反轉(zhuǎn)控制中，主電路通過電流互感器LA接電流表A，為了防止啟動時啟動電流對電流表的沖擊，啟動時利用時間繼電器KT常閉觸頭把電流表A短接，啟動結(jié)束后，KT的常閉觸頭斷開，電流表A開始工作。</p><p>　　（3）M1主軸電動機的停止&l

45、t;/p><p>　　按停止按鈕SB1，控制線路的電源全部切斷，電動機M1停轉(zhuǎn)。</p><p>　　2．9．2反接制動控制 </p><p>　　C650型車床采用速度繼電器實現(xiàn)電氣反接制動，速度繼電器KS與電動機M1同軸連接，正轉(zhuǎn)時，速度繼電器正向觸頭KSF動作，反轉(zhuǎn)時，速度繼電器反向頭KSR動作。</p><p>　　2．9.3刀架快

46、速移動控制</p><p>　　轉(zhuǎn)動刀架手柄壓下限位開關(guān)SQ，接觸器KM4通電，KM4主觸頭閉合，電動機M3轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)刀架的快速移動。</p><p>　　2．9．4冷卻泵電動機控制</p><p>　　按啟動按鈕SB6，接觸器KM 3得電，KM3主觸頭閉合，電動機M2得電轉(zhuǎn)動，提供切削液。按停止按鈕SB5時KM3斷電主觸頭斷開，M2停止轉(zhuǎn)動。</p>

47、<p>　　為實現(xiàn)上述車床的電氣控制要求，選用日本三菱公司生產(chǎn)的F1- 40MR型PLC ,其I/O分配，如圖3示。</p><p><b>　　圖3    </b></p><p>　　圖3中，SB1為急停按鈕，SB2為正轉(zhuǎn)起動按鈕，SB3為點動按鈕，SB4為反轉(zhuǎn)起動按鈕，SB5、SB6為M2、M3順序起動，逆序停機按鈕，S

48、RF、SRR為正、反轉(zhuǎn)速度繼電器，F(xiàn)R1-FR3為M1-M3的熱繼電器，KI為欠流繼電器，HL1-HL6為系統(tǒng)運行狀態(tài)指示燈，H為電源指示燈，它直接與電源相接，不占輸出點。</p><p>　　3.梯形圖的設(shè)計3.1梯形圖主要有以下特點</p><p>　　a.為了避免M1電動機正反轉(zhuǎn)時造成相間短路，除采用程序上軟繼電器的觸點聯(lián)鎖外，還在KM1和KM2的線圈支路上采用了接觸器常閉觸點的電

49、路聯(lián)鎖；</p><p>　　b.為了防止合上QS后有人轉(zhuǎn)動卡盤，使速度繼電器的常開觸點X10（或X11）閉合，造成Y1或Y2吸合，M1突然轉(zhuǎn)動起來造成事故，特引入內(nèi)部輔助繼電器的M1、M2，在M1或M2沒有接通的情況下，SR的常開觸點即使閉合，電機M1也不可能運轉(zhuǎn)。</p><p>　　3.1主軸電動機正轉(zhuǎn)控制 按下主軸電動機正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1,第一邏輯行中X0閉合，Y0接通并自鎖

50、，T0接通并開始計時；第3邏輯行X0閉合，通用繼電器M1接通。第2邏輯行Y0常閉觸點閉合，通用繼電器M0接通；第5邏輯行M0,M1常開觸點閉合Y3接通，主軸電動機正向啟運轉(zhuǎn)。當主軸電動機正向旋轉(zhuǎn)速度達到一定值時，第6邏輯行X11常開觸點閉合，為主軸電動機正向旋反向制動作好準備。T0計時5秒后動作，第9邏輯行T0常開觸閉合，接通Y5，電流表A開始監(jiān)測主軸電動機的電流。3.2 主軸電動機反轉(zhuǎn)控制   按下

51、主軸電動機正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2，第2邏輯行中X1閉合，Y0接通并自鎖，T0接通并開始計時；第4邏輯行X1閉合，通繼電器M2常開觸點閉合，Y4接通,Y 4接通，主軸電動機反向起動運轉(zhuǎn)。當主軸電動機反向旋轉(zhuǎn)速度達到一定值時，第5邏輯行X12常開閉合， 為主軸電動機反向制動做好準備。T0計時經(jīng)過5秒后動作，第9邏輯行常開觸點閉合接通Y5，電流表A開始監(jiān)測主軸電動機的電流。3.3 主軸電動機點動控制 

52、0;按下主軸電動機點動控制按鈕SB6，第5邏輯行常開觸點閉合，Y3接通，主軸電動機串電阻</p><p>　　3.6 冷卻泵電動機控制 按下冷卻泵電動機的啟動按鈕SB3，第7邏輯行 X2常開觸點閉合，Y1接通，冷卻泵電動機啟動運轉(zhuǎn)。3.7 快速移動電動機控制 按下位置開關(guān)ST,第8邏輯行X6常開觸點閉合，Y2接通，快速移動電動機啟動運行。3.8 其他輔助線路

53、  監(jiān)視主回路負載的電流表是通過電源互器接入的。為防止電動機起動、點動和制動電流對電流表的沖擊，線路中采用一個時間繼電器  。點動和制動時，電流表對電路進行監(jiān)控?？刂齐娐返碾娫床捎昧丝刂谱儔浩鱐C低壓供電，這樣使之更安全了。為了方便工作還設(shè)置了工作照明燈。 </p><p>　　4、指令表01       LD

54、0;   X0 22 LD      X3</p><p>　　02  OR    X1 23 OR      Y3

55、 </p><p>　　03  OR    M0 24 AND     X12</p><p>　　04  ANI   X3 25 ORB

56、 </p><p>　　05  AND   X3 26 AND    X7 </p><p>　　06    OUT   Y0 27 ANI &

57、#160;   Y4 </p><p>　　07 OUT   T0 28 OUT    Y3</p><p>　　08 K50 29 LD  

58、60;   M0 </p><p>　　09 LD     Y0 30 AND    M2 </p><p>　　10 OUT    

59、; M0 31 LD      X3 </p><p>　　11 LD      X0 32 OR      Y4 </

60、p><p>　　12 OR      M1 33 AND    X11 </p><p>　　13 ANI     X3 35 AND

61、0;    X7 </p><p>　　14 OUT     M1 36 ANI     Y3

62、 15 LD      X1 37 OUT     Y4

63、 16 OR      M2 38 LD      X2 17 ANI  &#

64、160;  X3 39 OR      Y1 </p><p>　　18 OUT     M2 40 ANI     X5</p>

65、<p>　　19 LD      M0 41 AND    X1020 AND    M1 42 OUT    Y1 21 OR&#

66、160;     X5 43 LD      X644 OUT    Y2 </p><p>　　45 LD      T0 <

67、/p><p>　　46 OUT    Y5</p><p>　　47 END </p><p>　　5 改造后車床的PLC調(diào)試過程</p><p>　　可編程控制器控制系統(tǒng)調(diào)試主要步驟：</p><p><b>　　如下圖所示：</b>&

68、lt;/p><p>　　5.1 主軸電動機正轉(zhuǎn)控制</p><p>　　按下主軸電動機正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1， X0閉合，Y0接通并自鎖，T0接通并開始計時；通用繼電器M1接通。Y0常閉觸點閉合，通用繼電器M0接通； M0、M1常開觸點閉合，Y3接通(因X7的常開觸點在PLC通電后即為閉合狀態(tài))，主軸電動機正向啟動運轉(zhuǎn)。</p><p>　　當主軸電動機正向旋轉(zhuǎn)速度達到12

69、0 r/min時， X11常開觸點閉合，為主軸電動機正向旋轉(zhuǎn)反向制動作好準備。</p><p>　　T0計時經(jīng)過5?s后動作， T0常開觸點閉合，接通Y5，電流表A開始監(jiān)測主軸電動機的電流。 </p><p>　　5.2 主軸電動機反轉(zhuǎn)控制</p><p>　　按下主軸電動機正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2， X1閉合，Y0接通并自鎖，T0接通并開始計時；通用繼電器M2接通。Y0

70、常閉觸點閉合，通用繼電器M0接通； M0、M2常開觸點閉合，Y4接通，主軸電動機反向啟動運轉(zhuǎn)。</p><p>　　當主軸電動機反向旋轉(zhuǎn)速度達到120 r/min時， X12常開觸點閉合，為主軸電動機反向旋轉(zhuǎn)正向制動作好準備。</p><p>　　T0計時經(jīng)過5?s后動作， T0常開觸點閉合，接通Y5，電流表A開始監(jiān)測主軸電動機的電流。 </p><p>　　5.3

71、 主軸電動機點動控制</p><p>　　按下主軸電動機點動按鈕SB6， X5常開觸點閉合，Y3接通，主軸電動機串聯(lián)電阻R啟動運行。</p><p>　　5.4 主軸電動機正向啟動運行反向制動停止控制</p><p>　　當Y0、Y3、T0、Y5閉合，主軸電動機正向運轉(zhuǎn)時，按下停止按鈕SB4， X3常閉觸點斷開，Y0、T0失電，M1失電； M1常開觸點復(fù)位斷開，Y3

72、失電，主軸電動機停止正轉(zhuǎn)。同時， X3常開觸點閉合，Y4接通，給主軸電動機通入反轉(zhuǎn)電源，使之產(chǎn)生一個反轉(zhuǎn)力矩制動主軸電動機的正向旋轉(zhuǎn)，主軸電動機的正轉(zhuǎn)速度迅速下降。當正轉(zhuǎn)速度下降至100?r/min時，速度繼電器KS1觸點斷開，X11常開觸點復(fù)位斷開，Y4掉電，完成主軸電動機的正向啟動運行反向制動停止過程。 </p><p>　　5.5 主軸電動機反向啟動運行正向制動停止控制</p><p&g

73、t;　　當Y0、Y4、T0、Y5閉合，主軸電動機反向運轉(zhuǎn)時，按下停止按鈕SB4， X3常閉觸點斷開，Y0、T0失電， M2失電； M2常開觸點復(fù)位斷開，Y4失電，主軸電動機停止反轉(zhuǎn)。同時， X3常開觸點閉合，Y3接通，給主軸電動機通入正轉(zhuǎn)電源，使之產(chǎn)生一個正轉(zhuǎn)力矩制動主軸電動機的反向旋轉(zhuǎn)，主軸電動機的反轉(zhuǎn)速度迅速下降。當反轉(zhuǎn)速度下降至100?r/min時，速度繼電器KS2觸點斷開，X12常開觸點復(fù)位斷開，Y3掉電，完成主軸電動機的反向啟

74、動運轉(zhuǎn)正向制動停止過程, 當主軸電動機過載，熱繼電器KR1動作時， X7的常開觸點復(fù)位斷開，Y0、Y3、Y4掉電，主軸電動機停止運行。</p><p>　　5.6 冷卻泵電動機控制</p><p>　　按下冷卻泵電動機的啟動按鈕SB3， X2常開觸點閉合，Y1接通，冷卻泵電動機啟動運轉(zhuǎn)。</p><p>　　5.7 快速移動電動機控制</p><

75、p>　　按下位置開關(guān)ST,X6常開觸點閉合，Y2接通，快速移動電動機啟動運行。</p><p><b>　　日常維護：</b></p><p>　　PLC是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動化控制的設(shè)備，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，盡管有如上所述的可靠性較高，抗干擾能力較強，但當生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，就可能造成程序錯

76、誤或運算錯誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會造成設(shè)備的失控和誤動作，從而不能保證PLC的正常運行，要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力；另一方面，要求設(shè)計、安裝和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強系統(tǒng)的抗干擾性能。因此在使用中應(yīng)注意以下問題：</p><p><b>　　1.）工作環(huán)境</b></p><p

77、><b>　?。?）溫度</b></p><p>　　PLC要求環(huán)境溫度在0~55oC，安裝時不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風散熱的空間應(yīng)足夠大。</p><p><b>　?。?）濕度</b></p><p>　　為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對濕度應(yīng)小于85%（無凝露）。</p><p

78、><b>　?。?）震動</b></p><p>　　應(yīng)使PLC遠離強烈的震動源，防止振動頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動。當使用環(huán)境不可避免震動時，必須采取減震措施，如采用減震膠等。</p><p><b>　?。?）空氣</b></p><p>　　避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較

79、多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。</p><p><b>　?。?）電源</b></p><p>　　PLC對于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴重的環(huán)境中，可以安裝一臺帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。一般PLC都有直流24V輸出提供給輸入端，當輸入端使用外接直流[來電源時，應(yīng)選

80、用直流穩(wěn)壓電源。因為普通的整流濾波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯誤信息。 </p><p>　　2.控制系統(tǒng)中干擾及其來源</p><p>　　現(xiàn)場電磁干擾是PLC控制系統(tǒng)中最常見也是最易影響系統(tǒng)可靠性的因素之一，所謂治標先治本，找出問題所在，才能提出解決問題的辦法。因此必須知道現(xiàn)場干擾的源頭。（1）干擾源及一般分類</p><p>　　影響PLC控制系

81、統(tǒng)的干擾源，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，其原因是電流改變產(chǎn)生磁場，對設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射；磁場改變產(chǎn)生電流，電磁高速產(chǎn)生電磁波。通常電磁干擾按干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓疊加所形成。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的主要原因），這種共模干擾可為直流，

82、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種干擾疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。</p><p>　?。?）PLC系統(tǒng)中干擾的主要來源及途徑</p><p><b>　　強電干擾</b></p><p>　　PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆

83、蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，刀開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。</p><p><b>　　柜內(nèi)干擾</b></p><p>　　控制柜內(nèi)的高壓電器，大的電感性負載，混亂的布線都容易對PLC造成一定程度的干擾。</p><p&g

84、t;　　來自信號線引入的干擾</p><p>　　與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴重的。由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。</p>

85、<p>　　來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾</p><p>　　接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的干擾信號，使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。</p><p>　　來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾</p><p>　　主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)

86、生，如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。</p><p><b>　　變頻器干擾</b></p><p>　　一是變頻器啟動及運行過程中產(chǎn)生諧波對電網(wǎng)產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾，引起電網(wǎng)電壓畸變，影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量；二是變頻器的輸出會產(chǎn)生較強的電磁輻射干擾，影響周邊設(shè)備的正常工作。</p><p>&

87、lt;b>　　3.主要抗干擾措施</b></p><p>　?。?）電源的合理處理，抑制電網(wǎng)引入的干擾</p><p>　　對于電源引入的電網(wǎng)干擾可以安裝一臺帶屏蔽層的變比為1：1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾，還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。</p><p>　?。?）正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)</p><p&g

88、t;　　良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點

89、接地，如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時，地線電流將更大。</p><p>　　此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)又會出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低

90、，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。</p><p>　　● 安全地或電源接地</p><p>　　將電源線接地端和柜體連線接地為安全接地。如電源漏電或柜體帶電，可從安全接地導(dǎo)入地下，不會對人造成傷害。</p><p><b>　　●

91、系統(tǒng)接地</b></p><p>　　PLC控制器為了與所控的各個設(shè)備同電位而接地，叫系統(tǒng)接地。接地電阻值不得大于4Ω，一般需將PLC設(shè)備系統(tǒng)地和控制柜內(nèi)開關(guān)電源負端接在一起，作為控制系統(tǒng)地。</p><p><b>　　● 信號與屏蔽接地</b></p><p>　　一般要求信號線必須要有唯一的參考地，屏蔽電纜遇到有可能產(chǎn)生傳導(dǎo)干

92、擾的場合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地環(huán)路”。信號源接地時，屏蔽層應(yīng)在信號側(cè)接地；不接地時，應(yīng)在PLC側(cè)接地；信號線中間有接頭時，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進行絕緣處理，一定要避免多點接地；多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏蔽電纜連接時，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理，選擇適當?shù)慕拥靥巻吸c接點。</p><p>　　5）對變頻器干擾的抑制</p><p>　　變頻器的干擾處理

93、一般有下面幾種方式：</p><p>　?。?）加隔離變壓器，主要是針對來自電源的傳導(dǎo)干擾，可以將絕大部分的傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前。</p><p>　　（2）使用濾波器，濾波器具有較強的抗干擾能力，還具有防止將設(shè)備本身的干擾傳導(dǎo)給電源，有些還兼有尖峰電壓吸收功能。</p><p>　?。?）使用輸出電抗器，在變頻器到電動機之間增加交流電抗器主要是減少變頻器輸

94、出在能量傳輸過程中線路產(chǎn)生電磁輻射，影響其它設(shè)備正常工作。</p><p>　　總結(jié) 將以上設(shè)計好的PLC程序輸入到FX2N-48MR主機后，連接好輸入輸出分配和主電路，按照以上的步驟進行調(diào)試，調(diào)試過程全部通過，完全滿足車床的控制要求；C650臥式車床原繼電器電路經(jīng)三菱FX2N系列PLC改造后，雖然一次性投資較大，但改造后的設(shè)備大

95、大降低了運行的故障率，提高了設(shè)備運行的穩(wěn)定性和效率，減輕了工人的勞動強度，降低了日常維護成本，并可避免因誤操作而引起的事故，通過實驗運行結(jié)果表明，用PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電—接觸器控制能達到很好的效果，節(jié)省大量電氣元件、導(dǎo)線與原材料，縮短設(shè)計周期，減少維修工作量，提高加工零件合格率，具有整體技術(shù)經(jīng)濟效益。改造后的設(shè)備經(jīng)實際使用表明效果非常好。    此設(shè)計，在“電機拖動”這門課程的基礎(chǔ)上，對電動機的

96、各種起動，制動，調(diào)速方法所對應(yīng)的控制線路進行分析，研究。同時，也對電氣控制，典型機床和重機械控制線路進行了詳細的分析和講解。期間，我們認識了各種元器件。（繼電器，熔斷器，主令電氣等）畢業(yè)設(shè)計，讓我們有很多的機會實際運用一下所學(xué)的知識，在對電氣原理圖，安裝圖等的</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　工廠電氣控制技術(shù) 機械工業(yè)出版社

97、 主編 方承遠</p><p>　　工廠電氣控制設(shè)備 機械工業(yè)出版社 主編 許廖</p><p>　　機床電氣控制技術(shù) 機械工業(yè)出版社 主編 王炳實</p><p>　　可編程控制器的應(yīng)用技術(shù) 機械工業(yè)出版社 主編 王兆義</p><p>　　可編程控制器的原理及程序設(shè)計 電子工業(yè)出版社 主編