T68镗床PLC电气改造毕业设计.doc

湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书 2015届毕业设计说明书课题名称：t68 镗床plc电气改造所在学院 铁道牵引与动力学院 班 级 司乘123班 姓 名 刘俊 学 号 201213250326 指导老师 陈湘令 完成日期 2014年12月 毕业设计评分标准与答辩记录班级司乘123学号201213250326姓名刘俊总得分课题名称 t68镗床plc电气改造考核项目及分值考核内容分值评分标准得分设计过程20选题的应用性、工艺性、综合性、先进性、和经济性。查阅文献资料、参考书、使用工具书的能力。55432分析和解决问题方面的能力，创造性，独立工作能力。55432工作态度与遵守纪律情况。1010864设计结果40文字的简洁性、通畅性，条理性与逻辑性。1010864论据正确充分、分析计算准确、使用公式与引用数据的正确性。1010864完成设计任务，贯彻国家标准，图样、数据表格、说明书质量。1010864设计方案比较选择的正确合理性，设计理念、设计方法、设计思路方面的独到性和创新性。1010864答辩情况40阐述课题的设计思路、主要依据、结论、体会和改进意见。1010864回答问题的准确性、敏锐性、全面性，语言表达能力，逻辑条理性。3030241812指导老师评价指导教师签名答辩记录与答辩评价答辩教师签名2015届毕业设计任务书一、课题名称：t68 镗床plc电气改造二、指导老师：陈湘令三、设计内容与要求1、课题概述：传统的机床电气控制是采用接触器、继电器等机床电器实现逻辑控制功能的，不但接线复杂，而且经常出现故障，可靠性低，维修麻烦。与之相比，plc具有可靠性高，编程灵活，开发周期短，故障诊断排查容易，特别适合于机床逻辑控制系统的开发与应用。使用plc设计机床控制电路，可以减少电器元件的数量，减少繁杂的接线和调试过程，提高控制系统的稳定性和可靠性，从而提高产品的质量和生产效率。本设计要求对t68型卧式镗床的电气控制过程进行分析，对接触器继电器控制系统提出plc改造方案，plc型号可以选取西门子s7200型或三菱fx2n型。2、设计目的1）掌握t68型卧式镗床的用途。2）掌握t68型卧式镗床的电气控制功能、原理。3）熟悉一种plc（西门子或三菱）可编程逻辑控制程序。4）掌握plc改造t68型卧式镗床的整体设计思路。5）掌握plc改造t68型卧式镗床的基本方法。3、设计要求1）不改变原控制系统的电气功能，即原有的电器开关动作与顺序不变、逻辑关系不变。2）行程开关、按钮、接触器、热继电器等元器件数目不变。3）原控制系统中过载保护用的热继电器动断触点不变。4）原控制系统中指示灯不变。5）将原接触器、继电器等元器件的辅助触点用plc触点替代。6）将时间继电器用plc的时间继电器替代。7）将原控制电路的接线改为用plc软件编程实现。4、设计内容1）简单介绍t68型镗床。2）说明t68型卧式镗床的主电路和控制电路实现的功能。3）详细分析t68型卧式镗床的电气控制原理。4）介绍一种plc逻辑控制器件，包括型号、基本指令、程序的编写方法等。5）进行plc改造：a)选择plc型号；b)选择plc元器件，列写元器件改造前和改造后的对照表；c)分配i/o端口，列写i/o端口分配表；d)设计i/o端口电路接线图；e)绘制梯形图；f)编写语句表四、设计参考书目1）电机控制及plc应用华满香 北京大学出版社2）三菱fx2n系列plc应用技术 刘建华 机械工业出版社3）s7-200西门子plc基础教程 王淑英 人民邮电出版社五、设计说明书要求1封面2目录3内容摘要（200400字左右，中英文）4引言 5正文（设计方案比较与选择、设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点）6结束语7附录（参考文献、图纸、材料清单等）六、毕业设计进程安排1第1-3周 ，进行相关资料收集，了解设计原理，选定设计方案，进行初步设计；2第4周 ， 进行中期检查，集中指导；3第5-8周 ， 进行调研、论证、细致深化设计过程；49周论文编写初稿完成；510周完成设计任务书；6准备毕业设计答辩。七、毕业设计答辩与论文要求1毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导老师审阅，由指导老师写出审阅意见。学生答辩对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。答辩小组质询课题的关键问题、质询与课题密切相关的基础理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法、鉴别学生独立工作能力、创新能力。2毕业设计论文要求文字要求：说明书要求打印（除图纸外），不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图。程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。2014年5月摘 要由于plc在与继电器的比较中有着许多的功能胜过或者是优于继电器，从而使plc逐步取代继电器，使得其自动化控制有了更进一步的发展，无论从操作，维修，保养还是从线路的简化等方面都更加的方便，其优点更加的突出！根据以上问题，我们进行了t68镗床的plc电气改造。本文就根据plc的优点对t68镗床进行电器线路改造.机床原有的操作方式不变,机床的主电路不变,从而使机床的控制线路简化了,机床故障率降低了。本文首先提出电路改进的总体构思,然后分析原有的镗床，讲解了老式镗床的机械结构和工作形式，以及电气工作原理。对于plc进行介绍和相关讲解，然后根据本次毕业设计需要进行选择，并提出其选择的原因。后面是t68镗床的plc电器改造，设计出了plc的io分配表、接线图、梯形图及指令表等plc语言,后面重点分析了电路的调试过程。最后是本次毕业设计的总结与感谢。关键词：plc改造 t68镗床 梯形图abstractas the plc in comparison with the relay has many superior features than either relay, so that gradually replace the relay plc, making its automation and control has been further developed to simplify the terms of operation, maintenance, or from the line etc. are more convenient, more prominent advantages! according to the above questions, we conducted a plc electrical transformation t68 boring machine.in this paper, the advantage of the t68 boring plc based electrical line transformation. machine unchanged original mode of operation, the machines main circuit constant, so that the machine control circuit is simplified, machine failure rate is reduced. firstly, to improve the overall concept proposed circuit, and then analyze the original boring to explain the structure and forms of work boring old-fashioned mechanical, and electrical works. for plc are introduced and related explanations, then need to be selected according to this graduation project, and the reasons put forward their choice. followed plc electrical transformation t68 boring, designed the plc i o allocation table, wiring diagrams, tables, etc. plc ladder language and instruction, followed by analyzes the debugging process circuit. finally, this graduation project summary and thanks.keywords:t68 boring plc transformation ladder diagram2目 录目 录1第1章 课题概述11.1 t68卧式镗床11.2可编程逻辑控制器1第2章 t68型卧式镗床控制原理32.1 t68型卧式镗床的主要结构32.2 t68型卧式镗床的运动形式42.3 t68型卧式镗床原有电器控制42.4 t68型卧式镗床电器控制的改造42.5电动机的选择5第3 章plc对t68卧式镗床的改造83.1 plc的概述83.2 plc的基本结构83.3 plc的语言93.4 plc对t68镗床的设计整体设计简介9第4章 调试说明224.1主轴正转低速224.2主轴正转高速224.3主轴正转点动224.4主轴反转低速224.5主轴反转高速224.6主轴反转点动224.7正向反接制动234.8反向反接制动234.9主轴变速和进给变速控制234.10联锁保护装置24结 论25谢 辞26参考文献2710第1章 课题概述1.1 t68卧式镗床卧式镗床具有万能特点，主要用于孔的精加工，可以进行钻孔、镗孔、扩孔、铰孔及加工端平面等。传统继电-接触器控制的卧式镗床，在控制线路上的一些复杂性、故障率高、维护工作量大、可靠性差、灵活性差等缺点，给生产与维护带来诸多不便，严重地影响生产。而plc以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程序可变、体积小、质量轻、功能强和价格低廉等特点，在机械制造、冶金等领域得到了广泛的应用。因此，选用plc对t68卧式镗床进行改造不仅在工艺控制要求的情况下大大提高了生产效率，同时还克服了手动操作所带来的一些人为的干扰因素，取得了良好的经济效益。通过机械部分的系统主电路设计，t68镗床用2台电动机，主轴电机m1拖动主轴的旋转和工作进给，m2电动机实现工作台的快移。m1电动机是双速电动机，低速用接法，高速是yy接法，主轴旋转和进给都有齿轮变速，停车时采用反接制动、主轴和进给的齿轮变速采用断续自动低速冲动。同时根据t68镗床的控制要求和特点，确定plc的输入、输出分配，设计出梯形图并进行调试，采用mcgs软件进行监控。若选择了合适的plc控制器，分配好i/o端子口，用梯形图来实现主电动机的正转、反转的点动控制、主轴停车迅速、准确；主轴变速时有低速和断续变速设置；有必要的联锁与保护环节；故障的自检测和自诊断功能。并用mcgs软件对其工程进行监控，故可实现电控系统的快速性、准确性、合理性，更好地满足了实际生产的需要，提高了经济效益。1.2可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（plc）包括输入模块或输入点、中央处理单元（cpu）以及输出模块或输出点。它实际上是一个由可编程微处理器构成，通过专门计算机语言编程的设备。可编程控制器通过监视输入，根据程序得到结果，控制输出自动控制过程或机器。输入单元可接收来自不同现场设备（传感器）的各种数字或模拟信号，然后将它们转换为cpu可以使用的逻辑信号。cpu根据存储器中的程序指令做出判断，然后执行指令，输出模块将来自cpu的控制指令转换为现场控制的各个设备（执行机构）所能使用的数字或逻辑信号。编程设备用于输入期望指令，由这些指令来决定对于特定的输入plc做什么。操作界面能够显示过程信息及输入新的控制参数。在这个简单的例子里，连接到plc输入端的按钮（传感器），通过电动机的启动器（执行机构）可以启动和停止与plc链接的电动机。以前，可编程逻辑控制器用类似于继电器逻辑电路图的梯形图来编程。现代可编程逻辑控制器通常可用梯形图语言、basic语言及c语言中的任何一种语言来编程。通常将程序写在个人计算机的开发环境中，通常链接的电缆直接下载到可编程逻辑控制器里，将程序存储在固定存储器里。可编程逻辑控制器用于商业和工业领域，它们已经为工厂的自动化做出了巨大贡献。早期的自动化系统不得不使用数以千计的单个继电器和凸轮定时器，但是所有工业系统的继电器和定时器都可用一个可编程逻辑控制器来代替。今天，可编程逻辑控制器有许多功能，包括基本的延时控制、运动控制、过程控制及复杂的网络控制，也用于分布控制系统中。plc的语言并不是我们所想象的汇编语言或c语言来进行编程，而是采用原有的继电器控制的梯形图，使得电气工程师在编写程序时很容易就理解了plc的语言，而且很多的非电气专业人士也对plc很快认识并深入。plc的最大特点在于：电气工程师已不再电气的硬件上花费太多的心计，只要将按钮开关或感应器的输入点连接到plc的输入点上就能解决问题，通过输出点连接接触器或继电器来控制大功率的启动设备，而小功率的输出设备直接连接就可以。以上仅仅是plc的优点之一，这也是人们比较容易理解的一部分，在很多的设备中，人们已不再希望看到太多的控制按钮，它们不但容易损坏而且极易产生人为的失误，小的并不是主要的失误也许你还能够接受；但过大的甚至是致命的失误是我们无法容忍的。新的技术总是为了给我们带来更安全和便捷的操作，使得我们面临的一大堆问题一扫而光。第2章 t68型卧式镗床控制原理2.1 t68型卧式镗床的主要结构t68卧式镗床的结构如图2-1所示，主要由床身、前立柱、镗床架、后立柱、尾座、下溜板、上溜板、工作台等部分组成。图2-1 t68卧式镗床结构示意图1-床身 2-镗头架 3-前立柱 4-平旋盘5-镗轴 6-工作台 7-后立柱8-尾座 9-上溜板 10-下溜板 11-刀具溜板床身是一个整体的铸件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直导轨上装有镗床架，镗床架可沿导轨垂直移动。镗床架上装有主轴、主轴变速箱、进给变速箱与操纵机构等部件。切削刀具固定在镗轴前端的锥形孔里，或装在平旋盘的刀具溜板上。在镗削加工时，镗轴一面旋转，一面沿轴向作进给运动。平行盘只能旋转，装在其上的溜板作径向进给运动。镗轴和平行盘轴径由各自的传动链传动，因此可以独自旋转，也可以不同转速同时旋转。在床身的另一端装有后立柱，后立柱可沿床身导轨在镗轴轴线方向调整位置。在后立柱导轨上安装有尾座，用来支撑镗轴的末端，尾座与镗头架同时升降，保证两者的轴心在同一水平线上。安装工件的工作台安放在床身中部的导轨上，它由下溜板、上溜板与可转动的工作台组成。下溜板可沿床身导轨作纵向运动，上溜板可沿下溜板的导轨作横向运动，工作台相对于上溜板可作回转运动。2.2 t68型卧式镗床的运动形式主运动：镗轴和平旋盘的旋转运动。进给运动：镗轴的轴向进给，平旋盘刀具溜板的径向进给，镗头架的垂直进给，工作台的纵向进给和横向进给。辅助运动：工作台的回转，后立柱的轴向移动，尾座的垂直移动及各部分的快速移动等。t68型卧式镗床运动对电气控制电路的要求：(1)主运动与进给运动由一台双速电动机拖动，高低速可选择；(2)主电机用低速时，可直接启动；但用高速时，则由控制线路先起动到低速，延时后再自动转换到高速，以减少起动电流；(3)主电动机要求正反转以及点动控制；(4)主电动机应设有快速准确的停车环节；(5)主轴变速应有变速冲动环节；(6)快速移动电动机采用正反转点动控制方式；(7)进给运动和工作台不平移动两者只能取一，必须要有互锁。2.3 t68型卧式镗床原有电器控制t68卧式镗床原有电器控制电路为继电器控割方式，其触点多、线路复杂、故障多、操作人员维修任务繁重的问题。目前，部分中小型企业及高校仍广泛使用传统的继电器控制机床，这些机床经历了比较长的历史，虽然它能在一定范围内满足单机和自动生产线的需要，但由于它的电控系统是以继电器、接触器的硬连接为基础的，技术上比较落后，特别是其触点的可靠性问题，直接影响了产品质量和生产效率。2.4 t68型卧式镗床电器控制的改造对t68镗床的电气控制线路进行了分析与研究后，t68镗床具有主轴转速高、调速范围宽等功能外；t68镗床的电气控制系统，还存在控制线路上一些复杂性、故障率高、维护工作量大、可靠性差、灵活性差等缺点；给生产与维护带来诸多不便，严重地影响生产。现利用可编程序控制器(plc) 可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程序可变、体积小、质量轻、功能强和价格低廉等特点，对t68镗床传统的电气控制系统进行改造，在实际生产线上有着明显的效率，这也使整个生产系统带来推动的力量。plc对t68镗床控制改造的设计梯形图，提高了t68镗床电气控制系统的可靠性和抗干扰能力；然而plc对t68镗床的继电器接触式控制系统进行技术改造，从而保证了电控系统的快速性、准确性、合理性，更好地满足了实际生产的需要，提高了经济效益。2.5电动机的选择t68卧式镗床的运动情况比较复杂，控制电路中使用了较多的行程开关。它们都安装在床身的相应位置上。主电路有两台电动机。由于主轴旋转与进给量都有较大的调速范围，主运动与进给运动由一台电动机拖动，为简化传到机构所以本次设计中所选用的是双速笼型异步电动机。功率为5.5/7.5kw，转速为1460/2880r/min。主电动机高低速的变换由主轴孔盘变速机构内的限位开关sq控制。其工作原理，用按钮和接触器控制双速电动机：先合上电源开关按下低速起动按钮a，接触器1线圈通电，联锁触头断开，自锁触头闭合，接触器1主触头闭合，电动机定子线圈三角形联结低速运转。如需换为高速运转，可按下高速起动按钮b，接触器1线圈断电，主触头断开、自锁触头断开，联锁触头闭合，同时接触器2和3线圈获电主触头闭合，使电动机定子线圈接成双星形并联，电动机高速运转。电动机高速运转是2和3两个接触器控制，把它们的常开辅助触头串联起来作为自锁，只有当两个接触器都闭合时，才允许工作。由此分析可知其运行方式是非常安全的，可以满足t68镗床所要求的高低速切换动作，并且使其传动机构得到了简化。1 控制按钮和开关的选型按钮是短时切换小电流控制电路的开关，依据控制功能，选择按钮的结构形式及颜色，如果急操作选择蘑菇形钮帽的紧急按钮，特殊需要选择带指示灯的按钮，停止按钮用红色，启动按钮用绿色。可根据同时控制的路数，通或断选择触头对数及种类，确定所需型号的按钮。2 接触器的选型接触器是用来接通和切断电动机或其它负载主电路的一种控制电器。接触器具有强大的执行机构，大容量的主触头及迅速的熄灭电弧的能力。当系统发生故障时，能根据故障检测元件所给出的动作信号，迅速可靠的切断电源，并有低压释放功能。用于电机的控制及保护。根据国标选择km1-km7为cj20-16。3 热继电器的选择热继电器是用于电动机或其它电气设备、电气线路的过载保护的保护电器。(1)类型选择：一般情况下，可选用两相结构的热继电器，但当三相电压的均衡性较差，工作环境恶劣或无人看管的电动机，宜选用三相结构的热继电器。对于三角形接线的电动机，应选用带断相保护装置的热继电器。(2)热继电器额定电流选择： 热继电器的额定电流应大于电动机额定电流。然后根据该额定电流来选择热继电器的型号。(3)热元件额定电流的选择和整定： 热元件的额定电流应略大于电动机额定电流。当电动机启动电流为其额定电流的6倍及启动时间不超过5s时，热无件的整定电流调节到等于电动机的额定电流；当电动机的启动时间较长、拖动冲击性负载或不允许停车时，热元件整定电流调节到电动机额定电流的1.1-1.15倍。热继电器选择jr-60/3型。4 速度继电器的选择速度继电器又称反接制动继电器。它的主要结构是由转子、定子及触点三部分组成。速度继电器主要用于三相异步电动机反接制动的控制电路中，它的任务是当三相电源的相序改变以后，产生与实际转子转动方向相反的旋转磁场，从而产生制动力矩。因此，使电动机在制动状态下迅速降低速度。在电机转速接近零时立即发出信号，切断电源使之停车（否则电动机开始反方向起动）。由于继电器工作时是与电动机同轴的，不论电动机正转或反转，电器的两个常开触点，就有一个闭合，准备实行电动机的制动。一旦开始制动时，由控制系统的联锁触点和速度继电器的备用的闭合触点，形成一个电动机相序反接（俗称倒相）电路，使电动机在反接制动下停车。而当电动机的转速接近零时，速度继电器的制动常开触点分断，从而切断电源，使电动机制动状态结束。5 熔断器的选择熔断器是一种过电流保护电器。熔断器主要由熔体和熔管两个部分及外加填料等组成。使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，起到保护的作用。 熔体额定电流的选择 由于各种电气设备都具有一定的过载能力，允许在一定条件下较长时间运行；而当负载超过允许值时，就要求保护熔体在一定时间内熔断。还有一些设备起动电流很大，但起动时间很短，所以要求这些设备的保护特性要适应设备运行的需要，要求熔断器在电机起动时不熔断，在短路电流作用下和超过允许过负荷电流时，能可靠熔断，起到保护作用。熔体额定电流选择偏大，负载在短路或长期过负荷时不能及时熔断；选择过小，可能在正常负载电流作用下就会熔断，影响正常运行，为保证设备正常运行，必须根据负载性质合理地选择熔体额定电流。 (2)电动机： 1)单台直接起动电动机熔体额定电流(1.52.5)电动机额定电流。 2)多台直接起动电动机总保护熔体额定电流(1.52.5)各台电动机电流之和。 第3 章plc对t68卧式镗床的改造3.1 plc的概述可编程控制器（programmable controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（programmable logic controller），简称plc，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称pc。但是为了避免与个人计算机（personal computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称plc。plc是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。plc与普通微机一样，以通用或专用cpu作为字处理器，实现通道(字)的运算和数据存储，另外还有位处理器(布尔处理器)，进行点(位)运算与控制。plc控制一般具有可靠性高、易操作、易维修、编程简单、灵活性好等特点。 3.2 plc的基本结构1 中央处理单元(cpu)plc实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与计算机相同，plc硬件结构如图3-1所示： 图3-1 plc硬件结构中央处理单元(cpu)是plc的控制中枢。它按照plc系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、i/o以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当plc投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入i/o映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入i/o映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将i/o映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。2 存储器plc常用的存储器类型有：ram、eprom、eeprom，由于ram是一种读/写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。所以本次设计选用此种存储器类型。plc存储空间的分配虽然各种plc的cpu的最大寻址空间各不相同，但是根据plc的工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域：(1)系统程序存储区(2)系统ram存储区（包括i/o映象区和系统软设备等）(3)用户程序存储区系统程序存储区：在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。由制造厂商将其固化在eprom中，用户不能直接存取。它和硬件一起决定了该plc的性能。系统ram存储区：系统ram存储区包括i/o映象区以及各类软设备，如：逻辑线圈；数据寄存器；计时器；计数器；变址寄存器；累加器等存储器。3.3 plc的语言不同的商家的plc有不同的编程语言，但就某个商家而言，plc的编程语言有顺序功能图、梯形图、语句表、功能块图。本次设计所用的是西门子plc的编程语言，因梯形图与继电器电路很相似，具有直观易懂得的特点很容易被熟悉继电器控制的电气人员所掌握，所以本次设计选用的编程语言是梯形图。3.4 plc对t68镗床的设计整体设计简介在本设计中原镗床的工艺加工方法不变， 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，电气控制系统控制元件（包括按钮、行程开关、热继电瑞、接触器），作用与原电气线路相同，主轴和进给起动、制动、低速、高速和变速冲动的操作方法不变，改造原继电器控制中的硬件接线，改为plc编程实现。本机床的电力拖动系统由两台三相交流异步电动机组成。因为功率较小，所以均采用接触器直接起动控制线路。m1是主电动机，由主轴电动机m1正转接触器km1与主轴电动机m1反转接触器km2控制其正向转动和反向转动的起动与停止。交流接触器km3用来短路限流电阻r。m1的过载保护电器是fr。m2是主轴箱和工作台的快速移动电动机，功率为2.2kw，转速为1460r/min。因为快速移动是短时间工作，所以不设过载保护。一工作控制步骤1主轴正反转点动控制正转时：按下sb4km1得电km4也得电。由于此时ka1、km3、kt都没有通电，所以m1（双速电动机）只能接成d形进行低速转动；松开按钮sb4后，因电路没有自锁作用，而且sb1的常开触点没有闭合，则km1和km4都失电，使m1停转。反转时：按下sb5km2得电km4得电。由于此时ka2、km3、kt都没有通电，所以m1只能接成三角形进行低速转动；松开按钮sb5后，因电路没有自锁作用，而且sb1的常开触点没有闭合，则km2和km4都失电，使m1停转。2主轴正反转低速控制正转时：按下sb2中间继电器ka1得电且自锁此时sq1、sq3处于闭合状态接触器km3得电ka1和km3的常开触点都吸合km1得电其常开触点吸合km4得电m1（双速电动机）接成三角形低速正向运行。反转时：按下sb3，继电器和接触器的通电顺序ka2km3km2km4，使m1（双速电动机）接成三角形形低速反向运行。3主轴正反转高速控制正转时：将变速手柄扳在“高速”位置，即微动开关shy受压而闭合，为kt和km3的工作做准备；当按下sb2时ka1得电且自锁km3和kt都得电km1得电，m1（双速电动机）先低速正向起动；当kt延时1s后kt的常闭触点断开km4失电，同时kt的常开触点闭合km5得电m1接成双y形切换为高速运转反转时：将变速手柄扳在“高速”位置，使微动开关shy受压而闭合，为kt和km3的工作做准备；当按下sb3时ka2得电且自锁km3和kt都得电km2得电，m1（双速电动机）先低速反向起动；当kt延时（1s）后kt的常闭触点断开km4失电m1停转，同时kt的常开触点闭合km5得电m1接成双y形切换为高速运转。4 正反向反接制动正转时：采用速度继电器来实现反接制动，当电动机按正常速度正向运转时，速度继电器srz的常开触点闭合，为反接制动做准备。若按下停止按钮sb1，其常闭触点先断开，ka1、kt、km1、km3和km5都断电，使控制线路按以下动作进行反接制动。具体过程：1）kt断电：kt的常开触点断开km5断电m1（双速电动机）只能三角形低速运行；kt的常闭触点闭合km4通电，为m1反接制动做准备2） km3断电km3主触点断开m1定子绕组接入电阻r；km1常闭触点闭合为km2工作做准备3） km1断电：km1主触点断开m1断电，靠惯性运转4） m1惯性运转的初速很高，使srz常开触点还闭合km2得电，开始反接制动 5）km2得电: km2常闭触点断开它与km1联锁，使km1不能得电;km2常开触点闭合自锁sb1松开后使km2还通电，m1继续制动6） 当m1速度120r/min时srz常开触点断开km2、km4断电m1停转，制动结束。反转时：m1（双速电动机）反转时使srf的常开触点闭合，同样为反接制动做准备。在按下停止按钮sb1时，制动过程与正向反接制动相同。5. 主轴变速和进给变速控制主轴变速和进给变速可以在电动机m1 或m2运转时进行。1） 主轴变速控制：当主轴变速手柄拉出时，与主轴变速手柄有机械联系的行程开关sq1不再受压而分断，使sq1的常开触点断开，常闭触点闭合，而使行程开关sq2因不受压而闭合。其中，常开sq3断开，使km3和kt断电而释放，km1或km2随之断电释放，m1（双速电动机）断电作惯性转动；而常闭触点闭合，且srf或srz常开触点仍处于闭合状态，使km2或km1、km4通电吸合，m1在低速状态下串入电阻r反接制动。当制动结束，srz或srf的常开触点分断，便可转动变速操作盘进行变速。变速后，应将手柄推回原位，使sq1、sq2的触点恢复到与原来状态，使km3、km1或km2、km4相继通电吸合，电动机可以按原定的转向起动，而主轴则以新选定的转速运转。2）进给变速控制 它与主轴变速控制过程相同，但由进给变速操作手柄控制，压合的是行程开关sq3和sq2。3）快速进给控制为了缩短辅助时间，加快调整的速度，机床各移动部件都可快速移动。采用一台快速移动电动机m2单独拖动，通过不同的齿轮齿条等连接来完成各方向的快速移动，这些均由快速移动操作手柄控制。当将快速移动操作手柄向里推时，行程开关sq5被压合，接触器km6通电吸合，m2正向起动，通过齿轮、齿条等实现快速正向移动；松开操作手柄，则sq5复位，km6失电，m2停转。反之，将快速移动操作手柄向外拉时，压合sq6，使km7通电吸合，m2反向起动，实现快速反向移动。6.联锁保护为了防止在工作台或主轴箱快速进给时又将主轴进给手柄扳倒自动快速进给的误操作，就采用了与工作台和主轴箱进给手柄有机械连接的行程开关sp1，与主轴进给手柄连接的是行程开关sp2。电动机m1、m2必须在sp1、sp2两个都不闭合的情况下才能启动。其中sp1（与工作台与镗头架自动进给手柄联动的行程开关）sp2（与主轴和平旋盘自动进给手柄联动的行程开关）。1 t68镗床的电气原理图图3-2 t68镗床的电气原理图2 电器元件表符号名称及用途m1主轴电动机,拖动主运动和进给运动m2快速移动用机qf空气开关，限流、欠压保护fu熔断器，短路保护km1主电机m1正转接触器km2主电机m1反转接触器km3短接限流电阻用接触器km4主电机的高速用接触器km5主电机的低速用接触器km6快速移动电机正传用接触器km7快速移动电机反转用接触器sb1主电机的停止按钮sb2、sb3按钮开关，主电机正反转长车按钮sb4、sb5按钮开关，主电机正反转用点动按钮r点动，高速启动，制动用限流电阻srf速度继电器ka1ka2中间继电器fr热继电器，过载保护kt时间继电器shy高低速转换行程开关sq1、sq3主轴变速开用行程开关sq2、sq4进给用变速行程开关sp1工作台或主轴箱机动进给限位sp2主轴或花盘刀架机动进给限位sq5、sq6快速移动电机用正反转限位开关表3-1 电器元件表 3. i/o分配表本次设计一共用了16个输入，11个输出；使用了五个输入按钮，分别为停止按钮；电动机m1正、反转启动按钮；电动机m1正、反转点动按钮；用了十二个开关量，分别为高低速转换行程开关；主轴变速、啮合开关；进给变速、啮合开关；工作台或主轴箱机动进给开关；工作台或平旋盘机动进给开关；主轴或平旋盘机动进给开关；m2快速正、反转开关；主轴过载动作；速度继电器正、反转开关。使用了十个输出量分别为：主轴电动机m1正、反转接触器；主轴定子短接电阻接触器；主轴电动机m1高、低速运转接触器；快速移动电动机m2正、反转接触器；时间继电器；主轴电动机m1正、反转i/o分配表如表3-2所示：表3-2 输入输出分配表输入/输出点分配表输入输出元件名称、代号输入点元件名称、代号输出点主轴停、制动sb1x0主轴正转km1y1主轴正转sb2x1主轴反转km2y2主轴反转sb3x2主轴制动km3y3主轴正转点动sb4x3主轴低速km4y4主轴反转点动sb5x4主轴高速km5y5主轴转速切换shyx5工作台快速正转km6y6行程开关sp1与sp2常闭并联x6工作台快速反转km7y7主轴转速、进给量变换sq1与sq3常闭并联x7主轴正转中间单元ka1m1主轴转速、进给量变换sq1与sq3常开串联x10主轴反转中间单元ka2m2主轴转速、进给量变换sq2与sq4常开并联x11时间继电器kttimt0工作台快速正转行程开关sq6x12工作台快速反转行程开关sq5x13速度继电器（正转）srzx14速度继电器（反转）srfx15热继电器frx164 外部接线图如图3-3所示为t68卧式镗床的外部接线图，图中输入量与相应的按钮和开关进行链接，其中，shy为高低速转换开关，sq1、sq3主轴变速开用行程开关，sq2、sq4进给用变速行程开关。用此开关对其进行一个变速的设置。sp1、sp2在此设置中起到一个保护的作用，这两个开关一旦同时动作此工作台将停止工作。其输出量与相应的接触器进行链接。图3-3 外部接线图5梯形图在t68卧式镗床的梯形图与指令表中，有用到ld取指令、lai取反指令、and与指令、ani与非指令、or或指令、ori或非指令、orb电路块或指令、anb电路块与指令、mps进栈指令、mrd读栈指令、mpp出栈指令、mc主控指令、mcr主控复位指令、out输出指令等指令共同完成梯形图和写出指令语句表。图3-4梯形图(a) 图3-4梯形图(b) 图3-4梯形图(c)6指令表表3-3 指令表0ldix00636orb1anix01637anix0002mcn038orbspm10039ldiy0025ldx00140outy0016orm141ldx0147anim242andm38anix00043ldy0039outm144andm210ldx00245orx00411orm246orb12anim147anix00013anix00048orb14outm249ldiy00115ldm150outy00216orm251ldm317andx01052anit018anix00153aniy00519mps54outy00420outy00355ldm321mpp56andt022ldx00557aniy00423outt058outy00524ldx00059ldix01225orix00760and01326ory00161aniy00727ory00262outy00628outm363ldx01229ldx01664anix01330andm365aniy00631ldx01166outy00732anix01467mcrn033ldy00368end34andm16935orx00370第4章 调试说明（准备：将sq1与sq3常开串联（x10），sq1与sq3常闭并联（x7）置1）4.1主轴正转低速按下sb2（x001）中间继电器ka1（m1）得电且自锁接触器km3（y3）得电ka1和km3的常开触点都吸合km1（y1）得电其常开触点吸合km4（y4）得电m1（双速电动机）接成三角形低速正向运行。4.2主轴正转高速将变速手柄扳在“高速”位置，使微动开关shy（x5）受压而闭合，为kt（t0）和km3（y3）的工作做准备；当按下sb2（x1）时ka1（m1）得电且自锁km3和kt都得电km1得电，m1（双速电动机）先低速正向起动；当kt延时1s后kt的常闭触点（t0）断开km4（y4）失电，同时kt的常开触点（t0）闭合km5（y5）得电m1接成双y形切换为高速运转。4.3主轴正转点动按下sb4（x3）km1（y1）得电km4（y4）得电。由于此时ka1（m1）、km3（y3）、kt（t0）都没有通电，所以m1（双速电动机）只能接成d形进行低速转动；松开按钮sb4后，因电路没有自锁作用，而且sb1（x0）的常开触点没有闭合，则km1和km4都失电，使m1停转。4.4主轴反转低速按下sb3（x2），继电器和接触器的通电顺序ka2（m2）km3（y3）km2（y2）km4（y4），使m1（双速电动机）接成三角形形低速反向运行。4.5主轴反转高速将变速手柄扳在“高速”位置，使微动开关shy（x5）受压而闭合，为kt（t0）和km3（y3）的工作做准备；当按下sb3（x2）时ka2（m2）得电且自锁km3和kt都得电km2（y2）得电，m1（双速电动机）先低速反向起动；当kt延时（1s）后kt的常闭触点（t0）断开km4（y4）失电m1停转，同时kt的常开触点（t0）闭合km5（y5）得电m1接成双y形切换为高速运转。4.6主轴反转点动按下sb5（x4）km2（y2）得电km4（y4）得电。由于此时ka2（m2）、km3（m3）、kt（t0）都没有通电，所以m1只能接成三角形进行低速转动；松开按钮sb5后，因电路没有自锁作用，而且sb1（x0）的常开触点没有闭合，则km2和km4都失电，使m1停转。4.7正向反接制动采