毕业设计（论文）-基于PLC对卧式车床C650的电气改造与设计.doc

四川工程职业技术学院毕业论文1摘要实现了用PLC改造原有的继电器/接触器控制系统。详细分析了该控制系统的工作原理和硬件接线，PLC编程调试。本次设计介绍了C650卧式车床电气控制系统的工作原理及其运动形式，在不改变原控制系统电气操作方法和按钮、手柄等操作元件的功能的前提下，调试出了一台由西门子小型PLC控制工作效率高且结构简单、操作方便的C650卧式车床的样机。同时画出了电路原理图和编写了PLC控制梯形图程序。经反复调试，该项技术可推广应用于自动化其他领域的控制系统中，系统运行情况良好，车削精度更高，进一步验证了这一改进的优势。关键词：卧式车床；继电器；可编程逻辑控制器AbstractRealizethetransformationwithPLCoftheoriginalrelay/contactorcontrolsystem.Detailedanalysisoftheworkingprincipleofthecontrolsystem,PLCprogrammingandhardwarewiringcommissioning.ThisdesignC650horizontallathesintroducedtheworkingprincipleofelectriccontrolsystemanditsmovementforms,notchangingtheoriginalcontrolsystemelectricoperationmethodsandbutton,handlethefunctionofoperatethecomponents,underthepreconditionofcommissioningasmallbySiemensPLCcontrolhighefficiencyandsimplestructure,convenientoperationoftheprototypeC650horizontallathes.MeanwhiledrawthecircuitprinciplediagramandcompiledthePLCcontrolladder-diagramprogram.Afterrepeatedcommissioning,thetechnologycanbepopularizedtootherareasofautomationcontrolsystemsingoodcondition,theoperationofthesystem,turninghigheraccuracy,furtherverifiedtheimprovementofadvantage.Keywords:horizontallathe；Relays；Programmablelogiccontroller（PLC）四川工程职业技术学院毕业论文2目录前言4第一章车床介绍4一改造方案的确定4二机床介绍51.C650车床的主要结构52.C650车床的电气原理5主电路分析5控制电路分析83.主要电气元件的选择114.主要保护元件的选择12第二章PLC的介绍12一PLC的简单介绍121.PLC的工作原理132.PLC用于C650车床的特点13第三章PLC对C650车床的改造14一PLC的选型及I/O分配表14二附件14第四章改造后车床的调试14一通电前检查14二硬件检查15三综合调试14结束语17致谢18四川工程职业技术学院毕业论文3参考文献18附件19附件19附件21附件21四川工程职业技术学院毕业论文4前言本论文先介绍了PLC的基础知识，包括PLC的组成、原理，PLC和传统的由继电器接触器构成的控制装置，这两者的运行方式的不同点。然后介绍了机床的基础知识，接着介绍PLC在普通机床继电器改造中的应用，对机床的电气控制原理以及如何运用PLC对机床进行改造，做了具体的分析。使实际复杂的问题变得简单，最终把实际问题解决，不仅给企业带来了经济性，而且提高了生产效率。目前，PLC的品种繁多，但其基本结构、原理相同，基本功能、指令系统及编程方法也很类似。本论文从实际应用出发，主要以西门子（SIEMENS）中小型PLC为背景进行编写程序。学习、掌握及应用PLC技术对提高我国工业自动化水平和生产效率有着十分重要的意义。并且提出了利用PLC控制系统实现车床启动、正转反转、反接制动、点动操作，刀架快速移动，冷却泵启动、停止等一系列功能，改由PLC控制后，其控制系统大大的简单化,并且维修方便,易于检查，节省大量的继电器元件,机床的各项性能有了很大的改善，工作效率有了明显提高。经反复调试，该项技术可推广应用于自动化其他领域的控制系统中，系统运行情况良好，车削精度更高。由此可以看出，PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。在写论文之前查阅了大量的资料通过反复的修改，最后完成本论文。本论文试图从理论到实践对这一课程进行系统而简明的简述。本论文共有三章。重要介绍如上所述。任彦仰老师对全论文进行了认真的审阅，本论文在编写过程中得到了同学和老师的大力支持，在此表示致谢。由于作者水平所限，论文中缺点、错误在所难免，请老师、评审指出和指导。第一章车床介绍一、改造方案的确定1、原车床的工艺加工方法不变；2、在保留主电路的原有元件的基础上，不改变原控制系统电气操作方法；3、电气控制系统控制元件（包括按钮、行程开关、热继电器和接触器等），作用与原电气线路中作用相同；4、主轴和进给启动、制动、低速、高速和变速冲动的操作方法不变；5、改造原继电器控制中的硬件接线，改为PLC编程实现；6、原电路中用于短接电流表的时间继电器KT由中间继电器KA代替，由PLC内部时间继电气控制PLC输出点带动中间继电器KA动断触点按成主电动机正反转启动时短接电流表的任务；7、使用变频器或直流驱动器作为主轴电机驱动器。四川工程职业技术学院毕业论文5二、机床介绍1、C650车床的主要结构C650卧式车床属于中型车床，床身的最大工件回转半径为1020mm，最大工件长度为3000mm。主电动机功率为30kw，为提高工作效率，该机床采用了反接制动。为了减少制动电流，制动时在定子回路串入了限流电阻R。拖动溜板箱快速移动的2.2kw电动机是为了减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间而专门设计的。各部分结构如图1所示。图1C650卧式车床图1是C650型卧式车床电气控制原理图。该车床共有三台电动机：M1为主轴电动机，拖动主轴旋转并通过进给机构实现进给运动，主要有正转与反转控制、停车制动时快速停转、加工调整时点动操作等电气控制要求。M2是冷却泵电动机，驱动冷却泵电动机对零件加工部位进行供液，电气控制要求是加工时起动供液，并能长期运转。M3是快速移动电动机，拖动刀架快速移动，要求能够随时手动控制起动与停止。2、C650车床的电气原理C650卧式车床控制电路原理图如附录所示。图中主要分为主电路，冷却电路，快速移动电路等三部分。.主电路分析1）主轴电动机电路四川工程职业技术学院毕业论文6电源引入与故障保护三相交流电源L1、L2、L3经熔断器FU后，由QS隔离开关引入C650车床主电路，主电动机电路中，FU1熔断器为短路保护环节，FR1是热继电器加热元件，对电动机M1起过载保护作用。主电动机正反转KM1与KM2分别为交流接触器KM1与KM2的主触头。根据电气控制基本知识分析可知，KM1主触头闭合、KM2主触头断开时，三相交流电源将分别接入电动机的U1、V1、W1三相绕组中，M1主电动机将正转。反之，当KM1主触头断开、KM2主触头闭合时，三相交流电源将分别接入M1主电动机的W1、V1、U1三相绕组中，与正转时相比，U1与W1进行了换接，导致主电动机反转。主电动机全压与减压状态当KM3主触头断开时，三相交流电源电流将流经限流电阻R而进入电动机绕组，电动机绕组电压将减小。如果KM3主触头闭合，则电源电流不经限流电阻而直接接入电动机绕组中，主电动机处于全压运转状态。四川工程职业技术学院毕业论文7图1C650型卧式车床电气控制电路绕组电流监控