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洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 I 摘 要 針對(duì)現(xiàn)有普通車床 C650 車床存在的缺點(diǎn)提出 PLC 改造方案和基 于控制系的統(tǒng)設(shè)計(jì) 提高了機(jī)床的加工精度 擴(kuò)大了機(jī)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(jì)過程 較詳盡地介紹了普通車床 C650 車床設(shè)計(jì) 如 PLC 的選型 存儲(chǔ)器和 I O 擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) 其它輔助電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)管理程序 零件加工源 程序的輸入處理程序 插補(bǔ)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(jì) 本設(shè)計(jì)采用 FX2 三零 PLC 控制系統(tǒng) 由 I O 接口輸出步進(jìn)脈沖 經(jīng)一級(jí)齒輪傳動(dòng)減速后 帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng) 從 而實(shí)現(xiàn)縱向 橫向的兩軸聯(lián)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 主要介紹了利用 PLC 對(duì) C650 臥式車床的改造 詳細(xì)的系統(tǒng)改造方案 同時(shí)根據(jù) C650 臥式車 床的控制要求和特點(diǎn) 確定 PLC 的輸入輸出分配 在繼電器控制線路 的基礎(chǔ)上 設(shè)計(jì)出梯形圖并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 關(guān)鍵詞 PLC 車床 改造 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 II ABSTRACT To remedy the defects of ordinary latherC650 a design of data processing system and its single chip microcomputer system program is put forward to raise the processing precision and extend the machine s usage and to improve production rate This paper presents the process of designing numerical control reform and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms Such as the choice of the main controller PLC the design of the memorizes the I O expand electric circuit and other assistance electric circuit Also the design of the system management procedure the interpolation procedure the servocontrol procedure the diagnose and keyboard operation and display procedure We adopt control system which has PLC to cope with the signal and output the step pulse through the I O interface After transmitting and slowing down by force 1 gear the step pulses drive the leading screw to roll Thus achieve the vertical movement and the crosswise movement KEY WORDS PLC Later transformation 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 III 目 錄 前 言 1 第 1 章 概述 2 1 1 電氣系統(tǒng)改造為 PLC 控制的意義 2 1 1 1 PLC 相關(guān)概述 2 1 1 2 PLC 在 C650 臥式車床中的應(yīng)用 4 1 1 3 車床的發(fā)展史 4 第 2 章 C650 車床的主要結(jié)構(gòu)與控制要求 6 2 1 C650 車床的主要結(jié)構(gòu) 6 2 1 1 C650 車床的控制要求 6 2 1 2 繼電器電氣線路的分析 7 2 2 主電路分析 7 2 2 1 控制電路分析 8 第 3 章 C650 車床改造為 PLC 控制的硬件設(shè)計(jì) 10 3 1 統(tǒng)計(jì) I 0 的點(diǎn)數(shù) 10 3 1 1 PLC 的選型 11 3 1 2 PLC 的硬件組成與各部分的作用 11 3 2 PLC 的技術(shù)指標(biāo) 14 3 3 I O 分配表及外部接線圖 17 第 4 章 C650 車床改造為 PLC 控制的軟件設(shè)計(jì) 20 4 1 電動(dòng)機(jī) M1 正 反轉(zhuǎn)控制梯形圖的設(shè)計(jì) 20 4 1 1 電動(dòng)機(jī) M1 正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制及反接制動(dòng)控制的設(shè)計(jì) 22 4 1 2 電動(dòng)機(jī) M1 的正 反轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動(dòng)的設(shè)計(jì) 26 4 2 梯形圖 28 4 3 語句表 30 第 5 章 調(diào)試 33 5 1 M1 的正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)調(diào)試 34 5 1 1 M1 正轉(zhuǎn)調(diào)試 35 5 1 2 反轉(zhuǎn)調(diào)試 36 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 IV 5 2 反轉(zhuǎn)制動(dòng)調(diào)試 37 5 2 1 M2 的起動(dòng)調(diào)試 38 5 2 2 M2 的停止調(diào)試 38 5 2 3 M3 的停止調(diào)試 39 結(jié) 論 40 謝 辭 41 參考文獻(xiàn) 42 外文資料翻譯 43 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 前 言 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(duì)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(jià)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 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(dòng)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(dòng)控制 被廣泛 應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域 因?yàn)樗哂袔讉€(gè)突出的特點(diǎn) 可靠性高 抗干擾強(qiáng) 編程簡(jiǎn)單 易于掌握 功能完善 靈活方便 體積小 質(zhì)量輕 功耗 低 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 第 1 章 概述 1 1 電氣系統(tǒng)改造為 PLC 控制的意義 傳統(tǒng)的繼電器 接觸器控制系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 容易掌握 價(jià)格便宜 在 一定的范圍內(nèi)能滿足控制要求 因而使用面甚廣 在工業(yè)控制領(lǐng)域中曾占主導(dǎo)地 位 但是繼電器 接觸器控制有著明顯的缺點(diǎn) 設(shè)備體積大 壽命短 可靠性差 動(dòng)作速度慢 功能少 程序不可變 因此對(duì)于程序固定 控制過程不太復(fù)雜的系 統(tǒng)還是適合的 但是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng) 接線復(fù)雜 所以當(dāng)生產(chǎn) 工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí) 原有的接線和控制柜就要改接或更改 通用性和靈活性較差 但可編程序控制器 PC 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(dòng)化系統(tǒng)中 PC 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(gè)工廠的運(yùn)行 亦可單 獨(dú)使用作單機(jī)自動(dòng)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(dòng)控制等場(chǎng)合 PC 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 PC 應(yīng)用極廣 1 1 1 PLC 相關(guān)概述 現(xiàn)代化生產(chǎn)的水平 產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益等各項(xiàng)指標(biāo)在很大程度上取決于生 產(chǎn)設(shè)備的先進(jìn)性和電氣化程度 隨著大規(guī)模集成電路及微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展 給 電氣控制技術(shù)開辟了新的前景 可編程控制器是近幾十年發(fā)展起來的一種新興工 業(yè)控制器 由于它將計(jì)算機(jī)的編程靈活 功能齊全 應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)與繼電器系 統(tǒng)的控制簡(jiǎn)單 使用方便 抗干擾力強(qiáng) 價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來 而其本身又 具有體積小 重量輕 耗電省等特點(diǎn) 因此在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中的應(yīng)用越來越 廣泛 在實(shí)際生產(chǎn)中 由于大量存在一些用開關(guān)量控制的簡(jiǎn)單的程序控制過程 而實(shí) 際生產(chǎn)工藝和流程又是經(jīng)常變化的 因而傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)常不能滿足這 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 種要求 電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的出現(xiàn) 提高了電氣控制的靈活性和通用性 其控制 功能和控制精度都得到很大的提高 然而在其初期 存在著系統(tǒng)復(fù)雜 使用不便 抗 干擾能力差 成本高等缺陷 尤其對(duì)上述簡(jiǎn)單的過程控制有大材小用和不經(jīng)濟(jì)等問 題 因而 在 20 世紀(jì) 60 年代出現(xiàn)了一種能夠根據(jù)生產(chǎn)需要 方便地改變控制程序 而又遠(yuǎn)比電子計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 價(jià)格低廉的自動(dòng)化裝置 順序控制器 它是通過 組合邏輯元件插接或編程來實(shí)現(xiàn)繼電器接觸控制線路功能的裝置 它能滿足程序 經(jīng)常改變的控制要求 使控制系統(tǒng)具有較大的靈活性和通用性 但它還是使用硬件 手段 裝置體積大 功能也受到一定限制 隨著大規(guī)模集成電路和微處理技術(shù)的發(fā) 展和應(yīng)用 上述控制技術(shù)也發(fā)生了根本的變化 在 20 世紀(jì) 70 年代出現(xiàn)了用軟件手 段來實(shí)現(xiàn)各種控制功能以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器 可編程控制器 這種器件完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境 由于它兼?zhèn)淞擞?jì)算機(jī)控制和繼電器控制 系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點(diǎn) 故目前在世界各國以作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普遍應(yīng)用于工 業(yè)控制 PC 出現(xiàn)后就受到普遍的重視 其應(yīng)用發(fā)展也十分的迅速 原因在于現(xiàn)有的各種 控制方式相比 它有一系列受用戶歡迎的特點(diǎn) 主要是 1 可靠性高 抗干擾能力強(qiáng) 在惡劣的 工業(yè)環(huán)境下工業(yè)生產(chǎn)對(duì)控制設(shè)備的可 靠性提出很高的要求 PC 是專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì) 由于采取了一系列措施 使 PC 控 制系統(tǒng)的平均無故障間隔時(shí)間一般能達(dá)到 4 5 萬 h 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)繼電器控制和 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 可以說 到目前為止尚無任何一種工業(yè)控制系統(tǒng)的可靠性能達(dá)到 和超過 PC 保證 PC 工作的可靠性高 抗干擾能力強(qiáng)的主要措施是 1 采用循環(huán)掃描 集中采樣 集中輸出的工作方式 2 硬件設(shè)計(jì)采用模塊式結(jié)構(gòu)并采取屏蔽 濾波 隔離 聯(lián)鎖等一系列抗干 擾技術(shù) 同時(shí)增加輸出聯(lián)鎖 環(huán)境檢測(cè)與故障診斷等提高可靠性電路 3 軟件設(shè)計(jì)中設(shè)置實(shí)時(shí)監(jiān)控 自診斷 信息保護(hù)與恢復(fù)等程序與硬件電路 配合實(shí)現(xiàn)各種故障的診斷 處理 報(bào)警顯示及保護(hù)功能 因此 PC 優(yōu)于微機(jī)控制的 首要特點(diǎn)是它能適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境 2 編程簡(jiǎn)單 易于掌握 這是 PC 優(yōu)于微機(jī)的另一個(gè)特點(diǎn) 梯形圖編程方式 是 PC 最常用的編程語言 它與繼電器控制原理圖類似 具有直觀 清晰 修改 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 方便 易掌握等優(yōu)點(diǎn) 3 組合靈活使用方便 由于它采用標(biāo)準(zhǔn)化得到通用模塊結(jié)構(gòu) 能靈活方便 地組合成各種不同規(guī)模 不同功能的控制系統(tǒng) 4 功能強(qiáng) 通用性好 現(xiàn)代 PC 具備很強(qiáng)的信息處理功能和輸出控制能力 它既可以對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制又可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制 5 開發(fā)周期短 功率高 6 體積小 重量輕 工耗低 隨著電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大 PC 技術(shù)及其產(chǎn)品仍在繼續(xù)發(fā)展 其結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn) 功能日益增強(qiáng) 性價(jià)比越來越高 1 1 2 PLC 在 C650 臥式車床中的應(yīng)用 利用日本三菱公司生產(chǎn)的微型 FX 系列可編程邏輯控制器 PLC 結(jié)合電氣 控制技術(shù) 實(shí)現(xiàn)了對(duì) C650 臥式車床控制系統(tǒng)的改進(jìn) 分析了系統(tǒng)的硬件及軟件 設(shè)計(jì) 提供了主要的硬件原理圖和軟件梯形圖 實(shí)踐結(jié)果證明 改進(jìn)后的 C650 臥式車床控制系統(tǒng)功能先進(jìn) 實(shí)用 具有良好的應(yīng)用前景 1 1 3 車床的發(fā)展史 在上個(gè)世紀(jì)中頁 40 年代 美國首先開始研究數(shù)控車床 1952 年 美國麻省 理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室成功研制出第一臺(tái)數(shù)控銑床 并于 1957 年投入使用 這是制造技術(shù)發(fā)展過程中的一個(gè)重大突破 標(biāo)志著制造領(lǐng)域中數(shù)控加工時(shí)代的開 始 數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ) 這一發(fā)明對(duì)于制造行業(yè)而言 具有劃時(shí)代 的意義和深遠(yuǎn)的影響 世界上主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家都十分重視數(shù)控加工技術(shù)的研究 和發(fā)展 我國于 1958 年開始研制數(shù)控車床 成功試制出配有子管數(shù)控系統(tǒng)的數(shù) 控車床 1965 年開始批量生產(chǎn)配有晶體管數(shù)控系統(tǒng)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床 經(jīng)過幾十 年的發(fā)展 目前的數(shù)控車床已實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制并在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用 在模 具制造行業(yè)的應(yīng)用尤為普及 經(jīng)過時(shí)代的發(fā)展 人類不斷進(jìn)步 第一次世界大戰(zhàn)后 由于軍火 汽車和其 他機(jī)械工業(yè)的需要 各種高效自動(dòng)車床和專門化車床迅速發(fā)展 20 世紀(jì)初出現(xiàn)了 由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶有齒輪變速箱的車床 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 第 2 章 C650 車床的主要結(jié)構(gòu)與控制要求 2 1 C650 車床的主要結(jié)構(gòu) 普通車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削機(jī)床 能夠車削外圓 內(nèi)圓 端面 螺紋和定型表面 并可以通過尾架進(jìn)行鉆孔 鉸孔 攻螺紋等加工 C650 臥式普通車床屬中型車床 加工工件回轉(zhuǎn)直徑最大可達(dá) 1020mm 長(zhǎng)度可 達(dá) 3000mm 其結(jié)構(gòu)主要由床身 主軸變速箱 進(jìn)給箱 溜板箱 刀架 尾架 絲 桿和光桿等部分組成 車床有兩種運(yùn)動(dòng) 一是軸卡盤帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 稱為主運(yùn)動(dòng) 切削運(yùn)動(dòng) 另一種四溜板刀架頂針帶動(dòng)刀具的直線運(yùn)動(dòng) 稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 兩種運(yùn)動(dòng)由同一 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)并通過各自的變速箱調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速或進(jìn)給速度 此外 為提高效率 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 便于對(duì)刀和減小輔助工時(shí) C650 車床的刀架還能快速移動(dòng) 稱為 輔助運(yùn)動(dòng) C650 車床車床由三臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng) 即主電動(dòng)機(jī) M1 冷卻電動(dòng) 機(jī) M2 和刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) M3 2 1 1 C650 車床的控制要求 從車削工藝要求出發(fā) 對(duì)各電動(dòng)機(jī)的控制要求主要是 主電動(dòng)機(jī) M1 30KW 由它完成主運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng) 要求 直接起動(dòng)連續(xù)運(yùn)行方 式并有點(diǎn)動(dòng)功能以便調(diào)整 能正反轉(zhuǎn)以滿足螺紋加工需要 由于加工工件轉(zhuǎn)動(dòng)慣 性大 停車時(shí)帶有電氣制動(dòng) 此外 還要顯示電動(dòng)機(jī)的工作電流以監(jiān)視切削狀況 冷卻電動(dòng)機(jī) M2 用以加工時(shí)提供冷卻液 采用直接起動(dòng) 單向運(yùn)行 連續(xù)工 作方式 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) M3 單向點(diǎn)動(dòng) 短時(shí)工作方式 要求有局部照明和必要的電氣保護(hù)與聯(lián)鎖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 6 2 1 2 繼電器電氣線路的分析 圖 2 1 C650 車床電氣控制原理圖 2 2 主電路分析 該機(jī)床共配置三臺(tái)電動(dòng)機(jī) M1 M2 和 M3 主電動(dòng)機(jī) M1 功率為 30kW 完成主軸主運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng) 采用 直接啟動(dòng)方式 可正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn) 并可進(jìn)行正反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的電氣制動(dòng)停 車 為加工調(diào)整方便 還具有點(diǎn)動(dòng)功能 電動(dòng)機(jī) M1 控制電路分為四個(gè)部分 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 由正轉(zhuǎn)控制接觸器 KM1 和反轉(zhuǎn)控制接觸器 KM2 的兩組主觸點(diǎn)構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn) 電路 電流表 PA 經(jīng)電流互感器 TA 接在主電動(dòng)機(jī) M1 主運(yùn)動(dòng)上 以監(jiān)視電動(dòng)機(jī) 繞組工作電流變化 為防止電流表被啟動(dòng)電流沖擊損壞 利用時(shí)間繼電器 KT 的 動(dòng)斷觸頭 在啟動(dòng)的短時(shí)間內(nèi)將電流表暫時(shí)短接 串聯(lián)電阻限流控制部分 接 觸器 KM3 的主觸點(diǎn)控制限流電阻 R 的接入和切除 在進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)調(diào)整時(shí) 為防止連 續(xù)的啟動(dòng)電流造成電動(dòng)機(jī)過載而串入了限流電阻 R 以保證電路設(shè)備正常工作 速度繼電器 KS 的速度檢測(cè)部分與電動(dòng)機(jī)的主軸相聯(lián) 在停車制動(dòng)過程中 當(dāng) 主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí) 其動(dòng)合觸頭可將控制電路中反接制動(dòng)的相應(yīng)電路切斷 完成停車制動(dòng) 電動(dòng)機(jī) M2 提供切削液 采用直接啟動(dòng)停止方式 為連續(xù)工作狀態(tài) 由接觸 器 KM4 的主觸點(diǎn)控制其主電路的接通與斷開 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) M3 由交流接觸器 KM5 控制 根據(jù)使用需要 可隨時(shí)手動(dòng)控 制啟停 為保證主電路的正常運(yùn)行 主電路中還設(shè)置了采用熔斷器的短路保護(hù)環(huán)節(jié)和 采用熱繼電器的電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)環(huán)節(jié) 2 2 1 控制電路分析 電源 由控制變壓器 TC 380V 110V 36V 的接線和參數(shù)標(biāo)注可知各接觸器 繼電器線圈電壓等級(jí)為 110V 而照明為 36V 安全電壓由主令開關(guān) SA 控制 主電動(dòng)機(jī) M1 控制 接通電源 QS 正向點(diǎn)動(dòng) SB1 KM1 無自保 M1 串 R 正向點(diǎn)動(dòng) SB1 表示按 SB1 并保 持 正向起動(dòng) SB2 KM3 KT 短接 R KA KM1 自保 M1 全壓正向起 動(dòng) 當(dāng) n 120r min 時(shí) KS 1 KT 延時(shí)到 起動(dòng)完成 轉(zhuǎn)速達(dá) nN 電流表 A 接 入 正向停止制動(dòng) SB0 KM1 KM3 KT KA 當(dāng) KS 1 時(shí) KM2 M1 串 R 反 接制動(dòng) n 當(dāng) n 100r min 時(shí) KS 1 KM2 反向制動(dòng) 接 SB3 與停車制動(dòng) KS 2 過程與正向類似 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 采用控制流程來表達(dá)電路的過程具有簡(jiǎn)單 一目了然的優(yōu)點(diǎn) 其基本步驟是 各自受控點(diǎn)動(dòng)作后出現(xiàn)的控制結(jié)果 利用坐標(biāo)標(biāo)注檢索可避免遺漏 冷卻泵電動(dòng)機(jī) SQ6 KM4 自保 M2 起動(dòng) 快速電動(dòng)機(jī) SQ 刀架手柄壓動(dòng) KM5 M3 起動(dòng) 整機(jī)線路聯(lián)鎖與保護(hù) 由 KM1 與 KM2 各自的常閉觸點(diǎn)串接于對(duì)方工作電路以實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行互鎖 由 FU 及 FU1 FU6 實(shí)現(xiàn)短路保護(hù) 由 FR1 與 FR2 實(shí)現(xiàn) M1 與 M2 的過載保護(hù) 根據(jù) M1 與 M2 額定電流分別整定 KM1 KM4 等接觸器采用按鈕與自?？刂品绞?因 此使 M1 與 M2 具有欠電壓與零電壓保護(hù) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 9 第 3 章 C650 車床改造為 PLC 控制的硬件設(shè)計(jì) 3 1 統(tǒng)計(jì) I 0 的點(diǎn)數(shù) 根據(jù)第 2 章的主電路分析 統(tǒng)計(jì) I 0 的點(diǎn)數(shù)如表 3 1 所示 表 3 1 I 0 點(diǎn)數(shù)的統(tǒng)計(jì) 類 型 功能 所占點(diǎn)數(shù) 個(gè) M1 的停止按鈕 1 M1 的點(diǎn)動(dòng)按鈕 1 M1 的正轉(zhuǎn)按鈕 1 M1 的反轉(zhuǎn)按鈕 1 M2 的停止按鈕 1 M2 的啟動(dòng)按鈕 1 M3 的限位開關(guān) 1 M1 的熱繼電器動(dòng)合觸電 1 M2 的熱繼電器動(dòng)合觸電 1 速度繼電器正轉(zhuǎn)觸點(diǎn) 1 輸 入 設(shè) 備 速度繼電器反轉(zhuǎn)觸點(diǎn) 1 M1 的正轉(zhuǎn)接觸器 1 M1 的反轉(zhuǎn)接觸器 1 M1 的制動(dòng)接觸器 1 M2 接觸器 1 M3 接觸器 1 輸 出 設(shè) 備 電流表接入中間繼電器 1 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 10 3 1 1 PLC 的選型 根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知 PLC 點(diǎn)數(shù)的選擇 不管是輸入點(diǎn)數(shù)還是輸出點(diǎn)數(shù)都要留 有 10 的余量 根據(jù) I O 口分配情況可知 輸入信號(hào)有 11 個(gè) 輸出信號(hào)有 6 個(gè) 根據(jù) I O 點(diǎn)數(shù)可選擇 FX2N 24MR 可編程控制器 以滿足控制要求 而且輸入輸 出都留有一定的余量 3 1 2 PLC 的硬件組成與各部分的作用 可編程控制器 PLC 是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng) 專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用 而設(shè)計(jì) 它采用可編程序的存貯器 用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 11 圖 3 1 PLC 硬件基本組成的簡(jiǎn)化框圖 算 順序控制 定時(shí) 計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令 并通過數(shù)字的 模擬的輸 入和輸出 控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程 可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備 都 應(yīng)按易于與工業(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) 其結(jié)構(gòu)如 圖 3 1 所示 由圖可見 PLC 的硬件是由主機(jī) 基本單元 I O 擴(kuò)展模塊以及各種外部設(shè) 備組成 通過各自的端口聯(lián)成一個(gè)整體 其主要組成及各部分作用是 1 CPU CPU 是 PLC 的核心 起神經(jīng)中樞的作用 主要由運(yùn)算器 控制器 寄 存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(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 總線接口及有關(guān)電路 每套 PLC 至少有一個(gè) CPU 它按 PLC 的系統(tǒng)程序賦予 的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù) 用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來的狀 態(tài)或數(shù)據(jù) 并存入規(guī)定的寄存器中 同時(shí) 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 進(jìn)入運(yùn)行后 從用戶程序存貯器中逐條讀取指令 經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào) 去指揮有關(guān)的控制電路 2 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器 用戶存儲(chǔ)器包括用戶程序存 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩種 前者用于存放用戶程序 后者用來存放用戶程序執(zhí)行過 程中使用 NO OFF 狀態(tài)量或數(shù)值量 以生成用戶數(shù)據(jù)區(qū) 用戶存儲(chǔ)器內(nèi)容由用戶根 據(jù)控制需要可讀可寫 可任意修改 刪除 可采用高密度 低功耗的 CMOS RAM 或 EPROM 與 EEPROM 他在 PLC 技術(shù)指標(biāo)中的內(nèi)存容量系指用戶存儲(chǔ)器容量 是 PC 等級(jí)的一項(xiàng)重要指標(biāo) 系統(tǒng)存儲(chǔ)器用于固化 PLC 生產(chǎn)廠家編寫的各種系統(tǒng)工作程 序 相當(dāng)于單片機(jī)的監(jiān)控程序或個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng) 在很大程度上他決定該 種 PC 的性能和質(zhì)量 用戶無法更改或調(diào)用 3 輸入 輸出單元 I O 單元 I O 口單元稱為 I O 接口電路 PLC 程序執(zhí)行 過程中需要用的各種開關(guān)量 數(shù)字量或模擬量等各種外部設(shè)備或設(shè)定量 都通過 輸入電路進(jìn)入 PLC 而程序執(zhí)行結(jié)果又是通過輸出電路送到控制現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)外部控 制功能 由于生產(chǎn)過程當(dāng)中的信號(hào)電平 頻率是多種多樣的 外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需 的電平 頻率也是千差萬別的 而 CPU 處理的信號(hào)只是標(biāo)準(zhǔn)電平 其工作節(jié)拍又 與外部環(huán)境不一樣 所以 PLC 與通用計(jì)算機(jī) I O 電路有著類似的作用 即電平變 換 速度匹配 驅(qū)動(dòng)功率放大 信號(hào)隔離等 不同的是 PC 產(chǎn)品的 I O 單元是顧 及其工作環(huán)境和各種要求而經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和制造的 通用計(jì)算機(jī)則要求擁護(hù)根據(jù) 使用條件自行開發(fā) 其可靠性 抗干擾能力往往達(dá)不到系統(tǒng)要求 1 輸入接口電路 各種 PLC 輸入電路大致相同 其輸入方式有三種類型 一種是直流輸入 DC12V 或 24V 另一種是交流輸入 AC100 120V 或 200 240V 第三種是交 直流輸入 交直流 12V 或 24V 外部輸入器件可以是無源觸點(diǎn) 如按鈕 行程開 關(guān) 主令開關(guān)等 也可以是有源器件 如各類傳感器 集電極開路的晶體管接近 開關(guān) 光電開關(guān)等 在 PLC 內(nèi)部電源容量允許前提下 有源輸入器件可采用 PLC 輸出電源 否則必須外設(shè)電源 當(dāng)輸入信號(hào)為模擬量時(shí) 信號(hào)必須經(jīng)過專用的模 擬量輸入模塊進(jìn)行 A D 轉(zhuǎn)換 然后通過輸入電路進(jìn)行 PLC 輸入信號(hào)是通過輸入 斷子經(jīng) RC 濾波 光電隔離進(jìn)入內(nèi)部電路 圖 1 2 是一個(gè)直流 24V 輸入連路的內(nèi)部 原理線路 由裝在 PLC 面板上的來顯示某一輸入點(diǎn)是否有信號(hào)輸入 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 圖 3 2 24V 輸入接口電路 2 輸出接口電路 為適應(yīng)不同負(fù)載需求 各類 PLC 的輸出有三種方式 即繼電器輸出 晶體管 輸出和晶閘管輸出 繼電器輸出最常用 適用交直流負(fù)載 其特點(diǎn)是帶負(fù)載能力 強(qiáng) 但動(dòng)作頻率和響應(yīng)速度慢 晶體管適應(yīng)直流負(fù)載 其特點(diǎn)是動(dòng)作頻率高 響 應(yīng)速度快 但帶負(fù)載能力小 晶閘管輸出使用交流負(fù)載 響應(yīng)速度快 帶載能力 不大 外部負(fù)載直接與 PLC 輸出端子相聯(lián) 輸出電路的負(fù)載電源由用戶根據(jù)負(fù)載要 求自行分配 輸出電路僅是提供輸出通道 同時(shí)考慮不同類型 不同性質(zhì)負(fù)載的 接線要求 通常 PLC 輸出端口的公共端子是分組設(shè)置的 每 4 8 點(diǎn)共一個(gè) COM 端 子 各組相互隔離 在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該注意各類 PLC 輸出端子的輸出電流不能超 出其額定值 同時(shí)還要注意輸出電流與負(fù)載性質(zhì)有關(guān) 例如 FX2 型 PLC 繼電器輸 出的負(fù)載能力在電源電壓 250V 以下時(shí) 電阻性負(fù)載為 2A 點(diǎn) 感性負(fù)載為 80VA 點(diǎn) 燈負(fù)載為 100W 點(diǎn) 4 電源單元 PLC 對(duì)供電電源要求不高 可直接采用普通單相交流電 允許 24V輸 入 口 COM接 近 開 關(guān) LED內(nèi)部電源 PC 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 電源電壓額定值在 10 15 范圍內(nèi)波動(dòng) 也有用直流 24V 供電 PLC 內(nèi)部有一 個(gè)高質(zhì)量開關(guān)型穩(wěn)壓電源 用于對(duì) CPU I O 單元供電 還可以為外部傳感器提供 DC24V 電源 3 2 PLC 的技術(shù)指標(biāo) 1 FX2系列小型PC一般技術(shù)指標(biāo) 一般技術(shù)指標(biāo)主要是指PLC產(chǎn)品的工作條件與一般工作環(huán)境的適應(yīng)程度 PLC 是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的 充分考慮了工業(yè)環(huán)境種種惡劣因數(shù) 其技術(shù)指標(biāo)如表3 2所示 表3 2 一般技術(shù)指標(biāo) 環(huán)境溫度 0 55 環(huán)境濕度 35 85 RH 不結(jié)露 抗震 JIS C0911 標(biāo)準(zhǔn) 10 55Hz 0 55mm 最大 2g 3 軸 方向各 2h 抗沖擊 JIS C0912 標(biāo)準(zhǔn) 10g 3 軸方向各 3 個(gè) 抗噪音干擾 用噪音仿真器產(chǎn)生電壓為 1000Vp p 噪音脈沖寬度 為 1 s 頻率為 30 100Hz 噪音 在此噪音干擾下 PLC 正常工作 耐壓 1500AC 1min 絕緣電壓 5M 以上 500V DC 接地 第 3 種接地 不能接地時(shí) 亦可浮空 使用環(huán)境 禁止腐蝕性氣體 嚴(yán)禁塵埃 2 性能技術(shù)指標(biāo) 性能技術(shù)指標(biāo)標(biāo)志某種 PLC 在硬件和軟件反面所具備功能 不同機(jī)型差異較 大 在 PLC 選型時(shí)要逐一考慮該項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)能否滿足要求 PLC 的性能包括 輸入指標(biāo) 輸出指標(biāo)和電源指標(biāo)方面 如表 3 3 3 4 3 5 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 所示 表 3 3 輸入技術(shù)指標(biāo) 輸入電壓 24V DC 隔離 光電耦合 輸出電流 7mA 響應(yīng)時(shí)間 10ms 表 3 4 輸出技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目 繼電器輸出 SSR 輸出 晶體管輸出 外部電源 250V AC 30V DC 85 242V AC 5 30V DC 電阻負(fù) 載 2A 點(diǎn) 0 3A 點(diǎn) 0 8A 4 點(diǎn) 0 5A 1 點(diǎn) 0 8A 4 點(diǎn) 感性負(fù) 載 80VA 15VA 100V AC 30VA 240V AC 12W 24V DC 最 大負(fù)載 燈負(fù)載 100W 30W 1 5W 24V DC 開路漏電流 1mA 100V AC 2 4mA 240V AC 0 1mA 30V DC 最小負(fù)載 0 4VA 100V AC 2 3VA 240V AC OFF NO 約 10ms 1ms 以下 0 2ms 以下響 應(yīng)時(shí)間 NO OFF 約 10ms 最大 10 ms 0 2ms 以下 隔離方式 繼電器隔離 光電晶閘管 隔離 晶體管隔離 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 表 3 5 電源技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目 FX 16M FX 24M FX 32M FX 32E FX 48M FX 48E FX 64M FX 80M 電源 電壓 100 240V 10 15 AC 50 60Hz 120 240V 電源系統(tǒng) 瞬間 斷電允許 時(shí)間 對(duì)于 10ms 以下的瞬間斷電控制動(dòng)作不受影響 電源 熔絲 250V 2A 5mm 20mm 250V 5A 5mm 20mm 電力 消耗 VA 30 35 40 50 60 70 傳感 器無擴(kuò)展 模塊電源 有擴(kuò)展模 塊 24V DC 250mA 以下 24V DC 100mA 以下 擴(kuò)展 16 點(diǎn)時(shí) 24V DC 400 mA 以下 24V DV 150 mA 擴(kuò)展 32 點(diǎn)時(shí) 3 3 I O 分配表及外部接線圖 根據(jù)所統(tǒng)計(jì)的 I O 口與所選的 PLC 的型號(hào)可列出其 I O 分配如表 3 6 所示 表 3 6 PLC I O 分配表 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 代 號(hào) 功能 PLC 輸入繼電 器 代 號(hào) 功能 PLC 輸出繼電 器 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 SB0 M1 的停止按 鈕 X0 KM1 M1 的正轉(zhuǎn) 接觸器 Y0 SB1 M1 的點(diǎn)動(dòng)按 鈕 X1 KM2 M1 的反轉(zhuǎn) 接觸器 Y1 SB2 M1 的正轉(zhuǎn)按 鈕 X2 KM3 M1 的制動(dòng) 接觸器 Y2 SB3 M1 的反轉(zhuǎn)按 鈕 X3 KM4 M2 接觸器 Y3 SB4 M2 的停止按 鈕 X4 KM5 M3 接觸器 Y4 SB5 M2 的啟動(dòng)按 鈕 X5 KA 電流表接 入中間繼電器 Y5 SQ M3 的限位開 關(guān) X6 FR1 M1 的熱繼電 器動(dòng)合觸電 X7 FR2 M2 的熱繼電 器動(dòng)合觸電 X10 KS1 速度繼電器 正轉(zhuǎn)觸點(diǎn) X11 KS2 速度繼電器 反轉(zhuǎn)觸點(diǎn) X12 3 3 外部接線圖 3 3 外部接線圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 3 3 外部接線圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 第 4 章 C650 車床改造為 PLC 控制的軟件設(shè)計(jì) 4 1 電動(dòng)機(jī) M1 正 反轉(zhuǎn)控制梯形圖的設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī) M1 由接觸器 KM1 KM3 控制 PLC 中控制 KM1 KM3 的輸出繼電 器分別為 Y0 Y2 Y0 Y2 分別位于梯形圖的第 6 9 10 梯級(jí) 在第 Y0 6 Y1 9 線圈電路中 分別串 Y1 Y0 的動(dòng)斷觸點(diǎn) Y0 Y1 實(shí)現(xiàn)互鎖 還分別串聯(lián)有定時(shí)繼電器 T1 T2 的動(dòng)合觸點(diǎn) T1 T2 以控制 Y0 Y1 延時(shí)啟動(dòng) 在第 5 第 8 梯級(jí)分別設(shè)計(jì) T1 T2 的線圈電路 它們分別由 輔助繼電器 M101 M102 的動(dòng)合觸點(diǎn) M101 M102 控制 在第 4 第 7 梯級(jí)分別設(shè)計(jì)輔助繼電器 M101 M102 線圈電路 除用動(dòng)斷觸點(diǎn) M101 M102 進(jìn)行互鎖外 還分別受輸入繼電器 X2 X3 的動(dòng)合觸點(diǎn) 動(dòng)斷觸 點(diǎn)控制 由 I O 分配表可知 輸入繼電器 X2 X3 分別為啟動(dòng)按鈕 SB2 反轉(zhuǎn)啟 動(dòng)按鈕 SB3 控制 由此可知 輔助繼電器 M101 M102 分別為正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn)啟動(dòng)輔 助繼電器 在第 Y2 10 線圈電路中 串接有 M101 M102 的動(dòng)合觸點(diǎn) M101 M102 的 并聯(lián)支路 因此只有輔助繼電器 M101 或 M102 得電 輸出繼電器 Y2 得電 才能 使 KM3 得電吸合 短接電阻 R 這樣得到電動(dòng)機(jī)正 反轉(zhuǎn)控制梯形圖如上圖 4 1 所示 M1 正反轉(zhuǎn)控制的轉(zhuǎn)換是由接觸器 KM1 和 KM2 的主觸點(diǎn)切換電源的相序?qū)崿F(xiàn)的 在切換時(shí) 必須防止電源相間短路 例如 由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)時(shí) 當(dāng) KM1 主觸點(diǎn)斷 開 產(chǎn)生瞬時(shí)電弧 KM1 主觸點(diǎn)仍為導(dǎo)通狀態(tài) 如果此時(shí) KM2 主觸點(diǎn)閉合 就會(huì) 使電源發(fā)生短路 要避免電源短路 必須在完全沒有電弧的情況下使 KM2 主觸點(diǎn) 閉合 在繼電器接觸器控制中 通常采用 KM1 和 KM2 互鎖的方法來避免電源的短 路 PLC 控制與繼電器接觸器控制不同 PLC 在循環(huán)掃描進(jìn) 執(zhí)行程序的速度是 非?？斓?Y0 和 Y1 觸點(diǎn)切換是在毫秒級(jí)瞬間完成的 幾乎沒有時(shí)間延時(shí) 因而 必須采取防止電源短路的措施 在梯形圖中 定時(shí)器 T1 與 T2 用來控制正 反 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 圖 4 1 電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制梯形 轉(zhuǎn)切換的延時(shí)時(shí)間 延時(shí)時(shí)間設(shè)定為 0 5 秒 待電弧熄滅之后 再接通反方向 接觸器 假定 M1 在正轉(zhuǎn) 即 Y0 為接通 現(xiàn)在要反轉(zhuǎn) 按反轉(zhuǎn)按鈕 SB3 輸入繼 電器 X3 得電 X3 的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合 使反向輔助繼電器 M102 得電并自鎖 與此同 時(shí) X3 的動(dòng)斷點(diǎn)斷觸點(diǎn)斷開 使 M101 失電 M101 的動(dòng)合觸點(diǎn) 5 復(fù)位斷開 使 T1 失電 T1 的動(dòng)合觸點(diǎn) 6 斷開 使 Y0 失電 接觸器 KM1 失電釋放 電動(dòng) 機(jī)正轉(zhuǎn)停止運(yùn)行 M102 的動(dòng)合觸點(diǎn) 8 閉合 使 T2 得電 經(jīng) 0 5 秒延時(shí) 其 動(dòng)合觸點(diǎn) 9 閉合 使 Y1 接通 接觸器 KM2 得電吸合 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn) 這樣 Y0 線圈失電后延時(shí) 0 5 秒 再接通 Y1 線圈 這樣就防止了電源短路 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 電動(dòng)機(jī) M1 正轉(zhuǎn)動(dòng)作順序如下所示 2 得電 2 閉合 輔助 1 0 1 常 開觸點(diǎn)閉 合 開 始計(jì) 時(shí) 1 0 1 常閉觸 點(diǎn) 斷 開 得電 繼電 器 1 0 1 得 電 1 得電 3 得 電 吸合 主觸 點(diǎn)閉合 短接電阻 常閉觸 點(diǎn)斷開 互鎖 1 記時(shí)到 1 常開觸 點(diǎn) 閉合 0 得電 0 常 閉觸點(diǎn) 斷開 互鎖 1 得 電 吸合 主觸點(diǎn)閉 合 電動(dòng)機(jī) 正 轉(zhuǎn) 啟動(dòng)運(yùn) 行 轉(zhuǎn)速大于 2 r m i n 時(shí) 速度繼電器的 正轉(zhuǎn)觸點(diǎn) 按下 正 轉(zhuǎn) 啟動(dòng)按鈕 2 為反接制動(dòng) 作準(zhǔn)備 1 閉合 M1 反轉(zhuǎn)的工作過程與正轉(zhuǎn)的工作過程相同 不再贅述 4 1 1 電動(dòng)機(jī) M1 正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制及反接制動(dòng)控制的設(shè)計(jì) 圖 4 2 為 M1 的點(diǎn)動(dòng)及反接制動(dòng)控制梯形圖 這里使用了 MC 主控指令 和 MCR 主控復(fù)位指令 點(diǎn)動(dòng)控制是在接觸器 KM2 和 KM3 不動(dòng)作 即輸出繼電器 Y1 和 Y2 的動(dòng)斷 觸點(diǎn) Y1 3 Y2 3 閉合 的情況下 按點(diǎn)動(dòng)按鈕 SB1 輸入繼電器 X1 得 電 其動(dòng)合觸點(diǎn) X1 1 X1 3 閉合 使輔助繼電器 M103 1 和 M100 3 得電 而且 M103 自鎖 由于未按下停止按鈕 SB X0 未得電 熱繼電器 FR 未動(dòng) 作 X7 未得電 因此它們的動(dòng)斷觸點(diǎn) X0 2 X7 2 閉合 使輔助繼電器 M2 2 得電 其動(dòng)合觸點(diǎn) M2 3 閉合 則執(zhí)行 MC MCR 之間的主控程序 由 于 M100 得電 其動(dòng)合觸點(diǎn) M100 6 閉合 輸出繼電器 Y0 6 得電 使 KM1 動(dòng)作 電動(dòng)機(jī) M1 串電阻 R 正向運(yùn)轉(zhuǎn) 松開 SB1 即 X1 的動(dòng)合觸點(diǎn) X1 3 斷開 M103 3 和 Y0 6 失電 由于 M100 Y0 均無自鎖 KM1 的主觸點(diǎn)切 斷正相 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 22 序電源 由于電動(dòng)機(jī)的慣性作用 速度繼電器正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn) KS1 仍閉合 X11 仍得電 X11 13 仍閉合 另外由于 Y0 6 失電 其動(dòng)斷觸點(diǎn) Y0 9 Y0 13 復(fù)位閉合 由于輔助繼電器 M103 1 得電并自鎖 其動(dòng)合觸點(diǎn) M103 13 閉合 啟動(dòng)定時(shí)器 T3 13 通過定時(shí)器 T3 延時(shí) 0 5 秒 其動(dòng)合觸 點(diǎn) T3 9 閉合 使 Y1 9 得電 KM2 得電 電動(dòng)機(jī) M1 定子繞組串入電阻 R 進(jìn) 行反接制動(dòng) 當(dāng) M1 轉(zhuǎn)速接近零時(shí) 動(dòng)合觸點(diǎn) KS1 斷開 X11 失電 X11 13 斷 開 T3 13 失電 T3 9 斷開 使 Y1 9 失電 制動(dòng)結(jié)束 由此可見 點(diǎn) 動(dòng)結(jié)束時(shí) 自動(dòng)進(jìn)入反接制動(dòng) 圖 4 2 M1 的點(diǎn)動(dòng)及反轉(zhuǎn)控制梯形 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 23 電動(dòng)機(jī) M1 的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行動(dòng)作順序如下 按下正轉(zhuǎn)點(diǎn) 動(dòng)按鈕 1 1 得電 1 常開 觸點(diǎn)閉合 輔助 繼 電器 1 0 3 得電 1 0 3 常 開觸點(diǎn)閉合 為 3 得電 作 準(zhǔn)備 常 開觸點(diǎn)閉合 1 1 0 得電 1 1 0 常開觸 點(diǎn)閉合 1 0 0 得電 1 0 0 常開 觸點(diǎn)閉 合 0 得電 0 常閉觸點(diǎn) 斷開 接觸 器 1 得電吸合 主觸 點(diǎn)閉合 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟 動(dòng)運(yùn)行 轉(zhuǎn)速大 于 2 r m i n 時(shí) 速度繼電 器的正轉(zhuǎn)觸 點(diǎn) 1 閉合 為反接制動(dòng) 作準(zhǔn)備 電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)停車反接制動(dòng)控制動(dòng)作順序如下所示 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 24 松開正轉(zhuǎn) 點(diǎn)動(dòng)按鈕 1 1 失 電 的常開觸 點(diǎn)斷開 輔助 繼電器 1 0 0 失電 1 0 0 常 開觸點(diǎn)斷 開 失電 接觸器 1 失電釋放 主觸點(diǎn) 斷 開 電動(dòng)機(jī) 正轉(zhuǎn)停止運(yùn) 行 由于 電動(dòng)機(jī)有 慣性 正轉(zhuǎn)剛 停機(jī)時(shí) 速度繼 電器的正 轉(zhuǎn)觸點(diǎn) 1 閉 合 0 常閉 觸點(diǎn)閉合 3 得 電 開始延 時(shí) 延時(shí) 時(shí)間到 3 常開觸點(diǎn)閉 合 1 得電 接觸 器 2 得 電吸合 主觸 點(diǎn) 閉合 電動(dòng) 機(jī) 反 轉(zhuǎn)啟動(dòng) 進(jìn)行反接 制動(dòng) 轉(zhuǎn)速 低于 r m i n 時(shí) 速度繼 電器的正 轉(zhuǎn)觸點(diǎn) 1 斷 開 3 失電 3 常開 觸點(diǎn)斷開 1 失 電 接 觸器 2 失電 主觸 點(diǎn) 閉合 電動(dòng) 機(jī) 停轉(zhuǎn) 反接 制 動(dòng)結(jié)束 4 1 2 電動(dòng)機(jī) M1 的正 反轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動(dòng)的設(shè)計(jì) 按動(dòng)一下停止按鈕 SB0 X0 失電 X0 2 斷開 M2 2 失電 M2 3 斷開 不執(zhí)行 MC N0 MCR N0 之間的程序 同時(shí) X0 1 閉合 使 M103 線圈導(dǎo) 通并自鎖 假設(shè)停車之前電動(dòng)機(jī) M1 為正轉(zhuǎn) 速度繼電器正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn) KS1 仍閉 合 X11 仍得電 X0 1 仍閉合 當(dāng)松開停止按鈕 SB 時(shí) X0 失電 X0 2 又閉合 M2 2 得電 M2 3 閉合 執(zhí)行 MC N0 MCR N0 之間的程序 這時(shí) 定時(shí)器 T3 13 延時(shí) 0 5 秒 T3 9 閉合 Y1 9 得電 使電動(dòng)機(jī) M1 定子 繞組串入電阻 R 進(jìn)行反接制動(dòng) 當(dāng)電動(dòng)機(jī) M1 的轉(zhuǎn)速接近零時(shí) 速度繼電器正轉(zhuǎn) 動(dòng)合觸點(diǎn) KS1 X11 斷開 Y1 失電 制動(dòng)結(jié)束 反轉(zhuǎn)時(shí)的反接制動(dòng)類同正轉(zhuǎn) 不同的是采用 KS2 X12 T4 和 Y0 來控制 在反接制動(dòng)中接入輔助繼電器 M103 在梯形圖中若沒有 M103 的話 當(dāng)車床 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 25 合上電源開關(guān)后 如果有人用手轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤的話 則速度繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合 那么就有可能使電動(dòng)機(jī) M1 突然轉(zhuǎn)動(dòng)起來 可能發(fā)生人身事故 為防止這種事故 引入通用輔助繼電器 M103 電動(dòng)機(jī) M1 正轉(zhuǎn)停止的動(dòng)作順序如下 按下停止 按鈕 0 得電 常開觸 點(diǎn)閉合 輔 助繼電器 1 0 3 得 電 1 0 3 常 開觸點(diǎn) 閉合 自鎖 常閉觸 點(diǎn)斷開 1 1 0 失 電 1 1 0 常 閉觸點(diǎn)斷 開 不執(zhí) 行 與 之間的程序 0 失 電 1 失電 主 觸點(diǎn) 斷開 電動(dòng)機(jī)脫離正 轉(zhuǎn)電源 電動(dòng)機(jī)慣性 運(yùn)行 轉(zhuǎn) 速 大于 2 r m i n 時(shí) 速度 繼電器的正轉(zhuǎn)觸 點(diǎn) 閉合 為反轉(zhuǎn) 制動(dòng)作準(zhǔn)備 電動(dòng)機(jī) M1 正轉(zhuǎn)停止反接制動(dòng)動(dòng)作順序如下 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 26 松開 正 轉(zhuǎn) 停止按鈕 0 失 電 常 閉觸點(diǎn)斷開 常 開觸點(diǎn)閉合 輔助繼 電 器 1 1 0 得 電 1 1 0 常 開 觸 點(diǎn)閉合 接通 間 的主控電 路 由于 1 0 3 仍 閉合 1 0 3 常開觸點(diǎn) 閉合 常 開觸點(diǎn)已閉 合 1 1 常 閉 觸點(diǎn)仍 保 持閉合 因此 3 得電 開始計(jì)時(shí) 計(jì) 時(shí)時(shí)間到 常開觸 點(diǎn)閉合 得電 得電吸合 主 觸點(diǎn)閉合 電動(dòng)機(jī)反 轉(zhuǎn) 啟 動(dòng) 進(jìn)行反 接 制 動(dòng) 轉(zhuǎn)速低 于 r m i n 時(shí) 速 度繼電器 的正轉(zhuǎn)觸點(diǎn) 1 斷開 1 1 失 電 T 3 失電 3 常 開觸點(diǎn) 斷開 失電 2 失電 主觸點(diǎn)斷 開 電動(dòng)機(jī) 停轉(zhuǎn) 反接制 動(dòng)結(jié)束 4 2 梯形圖 根據(jù)以上的各模塊的設(shè)計(jì) 可得整體的梯形圖如圖 4 3 所示 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 27 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 28 圖 4 3 C650 車床梯形圖 4 3 語句表 LD X0 M1 停止 OR X1 M1 點(diǎn)動(dòng) LD M103 正反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)停車控制 ANI M101 ANI M102 ORB OUT M103 LDI X0 執(zhí)行 MC 指令 ANI X7 M1 啟動(dòng)或停車 MC N0 M2 LD X1 M1 正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制 ANI Y1 ANI Y2 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 29 OUT M100 LD X2 正轉(zhuǎn)啟動(dòng)輔助繼電器 OR M101 ANI X3 ANI M102 OUT M101 LD M101 OUT T1 K5 正轉(zhuǎn)延時(shí)控制 LD T1 M1 正轉(zhuǎn) OR M100 M1 點(diǎn)動(dòng) OR T4 M1 反接制動(dòng) ANI Y1 OUT Y0 LD X3 OR M102 ANI X2 ANI M101 OUT M102 反轉(zhuǎn)啟動(dòng)輔助繼電器 LD M102 反轉(zhuǎn)延時(shí)控制 OUT T2 K5 LD T2 反轉(zhuǎn) OR T3 ANI Y0 OUT Y1 LD M101 OR M102 OUT Y2 短接電阻 R LD M101 OR M102 OUT T5 K5 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 30 LD T5 電流表控制 OUT Y5 LD M103 正轉(zhuǎn)反接制動(dòng) ANI M101 AN X11 ANI Y0 OUT T3 K5 LD M103 反轉(zhuǎn)反接制動(dòng) ANI M102 AN X12 ANI Y1 OUT T4 K5 NCR N0 主控結(jié)束 LD X5 M2 控制 OR Y3 ANI X4 ANI X10 OUT Y3 LD X6 M3 控制 OUT Y4 END 程序結(jié)束 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 31 第 5 章 調(diào)試 實(shí)驗(yàn)室的調(diào)試系統(tǒng)為 FX2N 32MR PLC 輸入輸出各 16 點(diǎn) 而我所設(shè)計(jì)的輸入點(diǎn) 數(shù)為 11 輸出點(diǎn)數(shù)為 6 因此滿足要求 實(shí)驗(yàn)箱中有正反轉(zhuǎn)模塊 交通燈模塊 電梯模塊 混料罐模塊和物料傳輸模塊 由于實(shí)驗(yàn)箱中沒有熱繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn) 和速度繼電器的正反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)的傳感器 因此我把 M1 的熱繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn) FR1 M2 的熱繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn) FR2 和速度繼電器的正轉(zhuǎn)觸點(diǎn) KS1 速度繼電器 的反轉(zhuǎn)觸點(diǎn) KS2 分別用兩個(gè)按鈕和兩個(gè)開關(guān)代替 FXGP WIN C 編程軟件是 FX 系統(tǒng) PLC 專用的編程軟件 其編程界面和幫助文 檔均已漢化 占用空間小 安裝好后僅占用 1MB 的空間 功能較強(qiáng) 在 Windows98 2000 XP 系統(tǒng)下均可運(yùn)行 調(diào)試軟件的操作如下所述 1 打開編程軟件 點(diǎn)擊 開始 所有程序 MELSEC F FX Applications FXGP WIN C 2 新建項(xiàng)目文件 在編程界面 點(diǎn)擊 文件 新文件 在出現(xiàn)的畫 面中選擇與機(jī)型相對(duì)應(yīng)的 PLC 型號(hào) 在此選擇 FX2N 然后按 確認(rèn) 3 輸入程序 把所設(shè)計(jì)的程序輸入到計(jì)算機(jī)中 4 程序的轉(zhuǎn)換 在編寫程序的過程中 點(diǎn)擊 工具 轉(zhuǎn)換 可對(duì)所 編寫的程序進(jìn)行表面檢查 5 程序的下載 對(duì) PLC 操作前 首先使用編程通信轉(zhuǎn)換接口電纜 SC 09 將 編程電腦的串口和平 PLC 的 RS 422 編程接口連接好 在下載程序參數(shù)前把 PLC 的 RUM STOP 開關(guān)扳到 STOP 位置 點(diǎn)擊 PLC 傳送 寫出 在彈出 的 范圍設(shè)置 中輸入 2000 即可 6 遙控運(yùn)行 停止 程序參數(shù)下載到 PLC 后 在編程界面點(diǎn)擊 PLC 遙控運(yùn)行 停止 在彈出的遙控運(yùn)行 停止命令窗口中選擇 運(yùn)行 或 停止 7 PLC 的監(jiān)控和測(cè)試 在編程界面點(diǎn)擊 監(jiān)控 測(cè)試 開始監(jiān)控 進(jìn) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 32 行程序運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控界面 5 1 M1 的正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)調(diào)試 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 33 5 1 1 M1 正轉(zhuǎn)調(diào)試 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 34 5 1 2 反轉(zhuǎn)調(diào)試 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 35 5 2 反轉(zhuǎn)制動(dòng)調(diào)試 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 36 5 2 1 M2 的起動(dòng)調(diào)試 5 2 2 M2 的停止調(diào)試 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 37 5 2 3 M3 的停止調(diào)試 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 38 結(jié) 論 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收獲不少 在系統(tǒng)全面總結(jié)以前所學(xué)知識(shí)的同時(shí) 又學(xué)到 了新的知識(shí) 不僅鍛煉了思考能力 也提高了總結(jié) 歸納 綜合運(yùn)用的能力 是畢 業(yè)前對(duì)所學(xué)的知識(shí)的回顧和檢驗(yàn) 無論是基礎(chǔ)知識(shí)方面還是軟件應(yīng)用 繪圖方面都 有提高 對(duì)可編程控制器有了更深一步的理解 C650 車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削機(jī)床 能夠車削外圓 內(nèi)圓 端面 螺紋和定型表面 并可以通過尾架進(jìn)行鉆孔 鉸孔 攻螺紋 采用傳統(tǒng)的繼電器 接觸器控制 其技術(shù)落后 可靠性差 工作效率低 故障診斷和排除困難 已嚴(yán) 重影響了企業(yè)的生產(chǎn)效率 而可編程控制器是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上 開發(fā)的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置 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)用設(shè)計(jì)的 它具有可靠性高 設(shè)計(jì)施工周期 短 維修方便 價(jià)格也很便宜等 優(yōu)點(diǎn) 因而用 PLC 改造其繼電器 接觸器成了一種必然的選擇 本設(shè)計(jì)主要是用程序的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)其傳統(tǒng)的繼電器 接觸器線路 以實(shí)現(xiàn) C650 車床的各項(xiàng)控制要求 詳細(xì)介紹了電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制 電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng) 控制及其反接制動(dòng)控制 電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動(dòng)控制等的設(shè)計(jì) 并分析 了其工作過程 用文字 圖表 動(dòng)作的順序的標(biāo)示的形式展現(xiàn)出來 增加了可讀 性 最后對(duì)程序進(jìn)行了調(diào)試 通過調(diào)試的結(jié)果證明 此程序是可行的 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 39 謝 辭 走的最快的總是時(shí)間 來不及感嘆 大學(xué)生活已近尾聲 三年多的努力與付 出 隨著本次論文的完成 將要?jiǎng)澫峦昝赖木涮?hào) 本論文設(shè)計(jì)在黨保華老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成 從課題選擇到 具體的寫作過程 論文初稿與定稿無不凝聚著黨保華老師的心血和汗水 在我的 畢業(yè)設(shè)計(jì)期間 黨保華老師為我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性 的建議 黨老師一絲不茍的作風(fēng) 嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度使我深受感動(dòng) 沒有這樣的幫 助和關(guān)懷和熏陶 我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì) 在此向黨保華老師表示深深 的感謝和崇高的敬意 在臨近畢業(yè)之際 我還要借此機(jī)會(huì)向在這三年中給予我諸多教誨和幫助的各 位老師表示由衷的謝意 感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘?不積跬步何以至千里 各 位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé) 在他們的悉心幫助和支持下 我能夠很好的掌握和運(yùn)用專 業(yè)知識(shí) 并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn) 順利完成畢業(yè)論文 同時(shí) 在論文寫作過程中 我還參考了有關(guān)的書籍和論文 在這里一并向有 關(guān)的作者表示謝意 我還要感謝同系的各位同學(xué)以及我的各位室友 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里 你們給了我很多的啟發(fā) 提出了很多寶貴的意見 對(duì)于你們幫助和支持 在此我 表示深深地感謝 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 40 參考文獻(xiàn) 1 方承遠(yuǎn) 工廠電氣控制技術(shù) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 2 史國生 控制與可編程控制器技術(shù) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 3 廖常初 可程控制器的編程方法與工程應(yīng)用 M 重慶 重慶大學(xué)出版社 2001 4 江志鋒 編程控制器原理與應(yīng)用 M 西安 西安電子科技大學(xué)出版社 2004 5 丁煒 編程控制器在工業(yè)控制中的應(yīng)用 M 杭州 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 6 鄭鳳翼 鄭丹丹 趙春江 圖解 PLC 控制系統(tǒng)梯形圖和語句表 M 北京 人民郵電出版社 2006 7 張運(yùn)剛 宋小春 郭武強(qiáng) 從入門到精通 三菱 FX2N PLC 技術(shù)與應(yīng)用 M 北京 人民郵電出版社 2007 8 陳洪濤主編 數(shù)控加工工藝與編程 北京 高等教育出版社 2003 9 9 李佳主編 數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用 北京 清華大學(xué)出版社 2001 7 10 金齡 機(jī)床電氣控制 M 北京 中國勞動(dòng)出版社 1990 9 11 華亞軍廖常初 PLC 基礎(chǔ)及應(yīng)用 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 8 12 方承遠(yuǎn) 工廠電氣控制技術(shù) M 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 13 許廖 工廠電氣控制設(shè)備 M 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 14 王兆義 可編程控制器的應(yīng)用技術(shù) M 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 15 張鳳珊 電氣控制及可編程控制器 M 北京 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