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CA6140车床PLC控制改造实践是检验真理的唯一标准。
在课堂上, 我们学习了很多理论知识, 但是如果我们在实际当中不能灵活运用, 那就等于没有学。
实习就是将我们在课堂上学的理论知识运用到实战中。
我们怎样才能把课本上的知识灵活恰当的运用到生活、工作当中去, 成为对别人对社会有用的人才？我们怎样才能适应当今飞速发展的社会, 怎样才能确定自己的人生目标, 实现自己的人生价值？抱着这种想法, 我走进了中国北车集团大同电力机车有限责任公司。
一工艺分析和操作要求1运动分析——主运动2控制对象分析——电机三台3操作要求——主电机启停、冷却泵电机顺序控制要求、进给电机点动等。
特别说明: 过载保护纳入PLC控制范畴二PLC初步选型控制过程分析: 开关量控制特殊功能分析: 无估算点数: IN约OUT约选型: FX2N速度及容量判断: 满足控制要求型号确定: FX2N20M三输入地址分配表四输出地址分配表五PLC正式选型FX2N16—MR输出形式为继电器输出方式只需要基本单元可完成控制要求六接线图七地址分配八梯形图九指令表•0 LD X0• 1 OR Y0• 2 ANI X3• 3 ANI X5• 4 ANI X6• 5 OUT Y0• 6 LD X2•7 OR Y2•8 AND Y0•9 OUT Y2•10 LD X1•11 ANI X5•12 ANI X6•13 OUT Y1•14 LDI M10•15 OUT Y3•16 LD X4•17 OUT Y4•18 END通过这次实习, 是我了解了企业的工作流程和各岗位的职责任务, 提高岗位的适应能力, 学会了一各种方式学习, 提高观察问题、发现问题、解决问题的能力, 提高了我的中和素质, 并在规范有序的实际工作中养成努力专研、吃苦耐劳的精神。
这次实习带给我的不仅仅是一种社会经验, 更是我人生的一笔财富。
更可喜的是我在实习期间还结实了一些好朋友, 他们给予我不少的帮助, 俗语说: 纸上得来终觉浅。
教学项目二 CA6140车床继电接触控制线路安装及PLC改造一、项目导入普通车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。
电气控制系统是机械设备的重要组成部分，是保证机械设备各种运动的准确与协调、生产工艺各项要求得以满足的重要手段。
目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业仍大量使用,由于继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在一下问题：①触点易被电弧烧坏而导致接触不良；②机械方式实现的触点控制反映速度慢；③继电器的控制被固定在线路中，功能单一、灵活性差。
可编程控制器（PLC）应用于机床电气控制电路，有如下的特点：①通用性、适应性强，②完善的故障自诊断能力且维修方便③可靠性高及柔性强当前，小型PLC的价格亦很便宜，因此在普通车床的控制电路改造中发挥了及其重要的作用，特别是在数控机床及大量的机床改造和老设备改造中，PLC应用极其广泛。
二、项目分析1.CA6140车床控制要求CA6140型卧式车床，其结构具有典型的卧式车床布局，它的通用性程度较高。
加工范围较广，适合于中小型的各种轴类和盘套类零件的加工；能车削内外圆柱面、圆锥面、各种环槽、成形面及端面；能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种标准螺纹，也可以车削加大螺距螺纹、非标准螺距及较精密的螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花和压光等工作。
CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。
图1-1 CA6140外形结构图1．床腿 2.进给箱 3.主轴箱 4.床鞍 5.中滑板 6.刀架7.回转盘 8.小滑板 9.尾座 10.床身 11.挂轮 12.光杠 13.丝杠 14.溜板箱从车削工艺要求出发，对各电动机的控制要求主要有：1）主电动机Ml(功率为30kw)，完成主轴主运动和刀具纵、横向进给运动的驱动，电动机为不可调速的鼠笼型异步电动机，采用直接启动方式，主轴采用机械变速，正反转采用机械换向。
CA6140车床的PLC改造、MCGS制作动画摘要随着可编程序控制器（简称PLC）技术的发展，由于其功能强大、容易使用、高可靠性，广泛的工业现场适应性和方便的工艺扩展性能，PLC在工业自动控制过程中得到了越来越广泛的应用，常常被用来作为现场数据的采集和设各的控制。
组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，在PC机上可开发出友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。
本次设计正是在这种背景下，运用西门子S7-200PLC对普通机床进行的现代化程控改造，讨论了控制流的选择，然后运用组态软件对PLC控制系统进行人机界面的监控。
关键词：可编程序控制器，控制流，组态软件ABSTRACTWith the Programmable Logic Controller (PLC) technology, because of its powerful, easy to use, high reliability, wide adaptability and convenience of industrial processes on site scalability, PLC in industrial automation during the process of the Yue and more widely used, often used as a field data collection and set the control. Configuration software technology as a function of user customizable software platform tool, PC, a friendly interface that can be developed through the PLC automation equipment can be "intelligent" control.The design is in this context, using Siemens S7-200PLC modernization of the ordinary program-controlled machine tools for transformation, discussed the control flow of the choice and then use the configuration software on the PLC control system man-machine interface control.KEY WORDS: programmable logic controller, control flow, configuration software目录摘要 (1)前言 (5)第1章绪论 (6)1.1 程控机床的发展前景及意义 (6)1.2 机床改造方案的确定及系统的选择 (7)1.2.1 CA6140车床的概述 (7)1.2.2 对CA6140车床控制系统的选择 (9)第2章控制系统设计 (17)2.1 控制要求 (20)2.2 控制流的选择 (20)2.3 系统的控制过程 (22)第3章系统的硬件设计 (23)3.1 系统的组成 (23)3.2 系统主电路的设计............... 错误！未定义书签。
目录摘要 (I)前言 (1)1 CA6140车床的概述 (2)1.2 CA6140车床的主要运动形式及控制要求 (2)1.2.2进给运动 (3)1.2.3辅助运动 (3)1.3 CA6140车床所用的电动机 (3)2 CA6140车床电气控制电路分析 (4)2.1 主回路分析 (5)2.2控制回路分析 (5)3 PLC控制系统的设计 (6)3.2 PLC控制系统设计的步骤 (6)3.3 PLC的相关介绍 (8)3.3.1 PLC基本组成 (8)3.3.2 PLC工作原理 (12)3.3.3. PLC控制系统 (15)3.3.4. PLC工作过程 (18)3.4 PLC控制程序设计 (20)3.4.1 PLC的选择 (20)4 PLC控制系统及其实现 (22)4.1 控制系统硬件 (22)4.2 I/O的分配及其接线 (23)4.3 梯形图程序与分析 (24)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)CA6140型普通车床电气控制系统的PLC改摘要可编程控制器是在继电气控制和计算机技术的基础上，逐渐发展起来的以微处理器为核心，集微电子技术、自动化技术、计算机技术通信技术为一体，以工业自动化控制为目标的新型控制装置。
它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。
据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。
专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD\CAM将成为工业生产的三大支柱。
由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富。
它的功能主要是：控制功能、数据采集、储存与处理功能、通信、联网功能、输入/输出接口处理功能、人机界面功能。
在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。
本设计的内容主要是利用PLC(Programmable Logic Controller)对CA6410型车床的电气部分进行改造。
CA6140车床的PLC改造设计摘要：本文主要论述了对CA6140车床进行PLC改造设计的相关内容。
首先对车床基本结构及现有控制系统进行分析，然后针对现有系统的缺陷和不足，提出了PLC改造设计的具体方案，并介绍了PLC的选择和配置、传感器的选择和布置以及控制逻辑的设计等关键内容。
最后对整个改造方案进行了验证和评估。
关键词：CA6140车床；PLC改造设计；控制系统；传感器；控制逻辑1.引言CA6140车床是一种通用的金属切削机床，广泛应用于汽车、冶金等行业。
然而，现有的车床控制系统存在一些缺陷和不足，如运行速度慢、操作繁琐等。
为了提高车床的工作效率和操作便捷性，本文提出了对CA6140车床进行PLC改造设计的方案。
2.车床基本结构及现有控制系统分析3.PLC改造设计方案3.1PLC选型与配置对于CA6140车床的PLC改造设计，我们选择了一款功能强大且易于操作的PLC，确保能够满足车床的各种需求。
同时，我们还对PLC进行了适当的配置，以提高其运行效率和稳定性。
3.2传感器的选择与布置为了实现对车床运行状态的监测和控制，我们选用了多个传感器，如温度传感器、压力传感器等。
这些传感器能够实时监测车床各部件的工作状态，并将相关数据传输给PLC进行处理和判断。
为了确保传感器的准确性和可靠性，我们对其进行了合理的布置和防护措施。
3.3控制逻辑设计在PLC改造设计中，我们需要设计合理的控制逻辑，以实现对车床运行和工件加工过程的自动化控制。
具体来说，我们需要设计启动/停止控制、速度调节控制、位置控制等功能模块，并通过PLC对这些模块进行编程和调试。
此外，还需要编写相应的人机界面程序，方便操作员进行参数设定和监测。
4.改造方案的验证和评估为了验证和评估PLC改造设计的效果，我们进行了一系列实际的测试和试验。
结果表明，通过PLC改造设计，CA6140车床的运行速度明显提升，操作便捷性和工作效率也有了显著的改善。
此外，改造后的车床还具备了更高的自动化程度和可靠性，能够适应不同的生产需求。
第七章CA6140数控车床的电气系统设计及PLC控制7.1 改造背景CA6140卧式车床能车削外圆、端面内圆、螺纹和螺杆，还能够车削一些定型的表面，而且可以用铰刀或者钻头等刀具进行钻不同的孔、镗孔、倒角、割槽及切断等加工工作。
传统的CA6140车床采用继电器接触器电路实现电气控制，它们的控制方式采用硬接线逻辑，利用电气元件触点的串联或者并联组合成逻辑电路进行控制，不仅接线多，而且非常复杂，体积大，功耗大，如果一旦系统构成以后，想要再改变或者增加其他功能都是非常困难的。
还有，继电器触点数目有限，所以其灵活性和扩展性比较差。
PLC是为工业的快速发展而制成的装置，它自从被开发出来之后，一直被广泛应用，主要原因是它的出现能够克服继电器的很多缺点，使工业环境大大改善，使性能提高很多。
因此，我们将CA6140卧式车床电气控制的方案改成用可编程控制器PLC来控制，可以提高整个电气系统的工作性能，从而可以减少维护和维修的工作量。
7.2 CA6140卧式车床的运动分析CA6140卧式车床的主运动主要是指卡盘或者顶尖带动工件的旋转运动，进给运动是指溜板箱带动刀架的纵向或者横向直线运动。
它的辅助运动是指刀架的快速进给和快速退回，车床的调速采用变速箱调速的方式。
CA6140卧式车床的电力拖动运动形式包括主轴的旋转运动、刀架的进给运动。
刀架的快速移动等等。
1. 主轴的旋转运动CA6140卧式车床的主运动是工件的旋转运动，由主电机拖动，其功率为30kw。
主电机由接触器控制实现正反转，为提高工作效率，主电机采用反接制动。
2. 刀架的进给运动溜板箱带着刀架的直线运动称为进给运动。
刀架的进给运动由主轴电动机带动，并且使用走刀箱调节加工时的纵向和横向走刀量。
3. 刀架的快速移动为了提高工作效率，车床刀架的快速移动由一台单独的快速移动电动机拖动，其功率为2.2KW，并且采用点动控制。
4. 冷却系统车床内装有一台不调速、单向旋转的三箱异步电动机拖动冷却泵，供给刀具切削时使用的冷却液。
C A6140车床电气控制改造P L C控制四川职业技术学院《数控机床电气控制与PLC》课程设计所属系部机械工程系所属专业数控技术所属班级数控1班学号02学生姓名王倩林指导教师刘帅完成日期2015/4/20任务书摘要数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。
但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。
如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。
因此，普通机床的数控化改造大有可为。
针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。
本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。
采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。
通过对CA6140A普通车床的数控改造，使其加工精度明显提高，定位准确可靠，操作方便，性能价格比高。
这种方法对中小企业设备的数控改造有一定的借鉴与推广作用。
本次改造主要针对车床的主轴系统、刀架系统、进给系统、反馈环节、电器控制柜及数控系统进行了改造，改造方法简单、改造操作步骤便于实施。
而且掌握了一些CAM、CAD等制图软件的应用和论文的撰目录摘要 (4)目录 (5)1绪论 (7)1.1设计目的及意义 (7)1.2CA6140的现状 (7)2.1CA6140车床电气控制原理 (8)2．1.1 电气控制原理 (8)2.1. 2CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求 (9)2.2 PLC改造控制电路设计 (11)2.2.1控制电路设计 (11)2.2.2 照明电路 (13)2.2.3 指示电路 (13)2.3I/O统计 (13)3.硬件选型 (14)3.1电气元件明细表 (14)3.1.1电动机的选择 (16)3.1.2电源引入开关Q (16)3.1.3 热继电器FR1、FR2 (17)3.1.4 熔断器FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6 (17)3.1.5 接触器KM1,KM2及KM3 (17)3.1.6 控制变压器TC1 (17)3.1.7 开关SA1,SA2 (18)3.1.8导线的选择 (18)3.1.9 制定3.10 电器位置图 (19)3.2PLC的I/O接线 (20)4.1 PLC控制过程分析 (21)5 系统调试 (22)6总结 (23)参考文献 (24)[1]刘祖其.机床电气控制与PLC[M].北京：高等教育出版社，2009. (24)CA6140车床电气控制电路原理图 (25)1绪论1.1设计目的及意义20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气传动随电动机的发展而发展。
编号：单位代码： 14439电气控制综合设计题目：CA6140 车床的 PLC改造设计系部：机械电子工程学院专业：电气工程及其自动化班级：15级 2 班学生姓名：徐兴东学生学号：21指导教师：林立松完成日期：2018/06/30山东农业工程学院制*CA6140车床的 PLC改造设计一、认识 CA6140车床CA6140车床的先祖是 C620老式机床，由于功能的缺陷，后经过机械制造行业的升级变成了如今新型的卧式机床；它被称为CA6140原因是其中的 C 表示车床， A 代表改良的型号， 6 指车床为卧式结构， 1 为基本型， 40 则象征最大旋转直径，是机械设备企业加工材料所需的设备之一。
CA6140 型车床也是众多机床中的一类，主要负责金属切削方面，对于各种内外圆、端面、定型表面、螺纹螺杆等具有很好的切削技术支持，被普遍的运用于金属加工行业中。
该机床有两个起主要作用的运动部分: 一种是卡盘或顶尖带动工件的回旋转动，即车床主轴运动；另一种是由滑盘驱动的带动刀架的直线运动，即车床进给运动。
CA6140 型普通车床是我国独立研发的最大车削半径为200mm的新式卧式车床，极大的促进了中国机械加工行业的进步。
CA6140 车床的形状构造如下图所示，它主要由主轴箱、进给箱、纵横溜板箱、挂轮变速机构、刀架、尾架、光杠、丝杠、床身、床脚和冷却装置等其它部分组成[3]。
二、CA6140车床改造原因针对传统的继电器控制系统故障频繁的特点，对 CA6140车床的电气控制系统进行了技术改造，采用可编程逻辑控制器（ PLC）代替原有的继电器，设计了PLC 控制系统的硬件组成及其控制程序。
改造后车床运行稳定，降低了故障率，提高了使用效率。
我校现有的 CA6140车床采用传统的继电器控制系统，由于使用了大量的继电器与接触器，经常造成接触不良，而且元件老化快，设备故障频繁，不便于维修，影响到学生正常的实习教学。
根据实际条件，采用可编程控制器（PLC）对原有继电接触器控制系统进行改造，使机床的故障率下降，可靠性和灵活性大大提高。
编号：单位代码：14439电气控制综合设计题目：CA6140车床的PLC改造设计系部：机械电子工程学院专业：电气工程及其自动化班级：15级2班学生姓名：徐兴东学生学号：1502120221指导教师：林立松完成日期：2018/06/30山东农业工程学院制*CA6140车床的PLC改造设计一、认识CA6140车床CA6140车床的先祖是C620老式机床，由于功能的缺陷，后经过机械制造行业的升级变成了如今新型的卧式机床；它被称为CA6140原因是其中的C表示车床，A代表改良的型号，6指车床为卧式结构，1为基本型，40则象征最大旋转直径，是机械设备企业加工材料所需的设备之一。
CA6140型车床也是众多机床中的一类，主要负责金属切削方面，对于各种内外圆、端面、定型表面、螺纹螺杆等具有很好的切削技术支持，被普遍的运用于金属加工行业中。
该机床有两个起主要作用的运动部分:一种是卡盘或顶尖带动工件的回旋转动，即车床主轴运动；另一种是由滑盘驱动的带动刀架的直线运动，即车床进给运动。
CA6140型普通车床是我国独立研发的最大车削半径为200mm的新式卧式车床，极大的促进了中国机械加工行业的进步。
CA6140车床的形状构造如下图所示，它主要由主轴箱、进给箱、纵横溜板箱、挂轮变速机构、刀架、尾架、光杠、丝杠、床身、床脚和冷却装置等其它部分组成[3]。
主轴箱进给箱溜板箱丝杠尾架光杠床身挂轮架方刀架纵、横溜板操纵手柄左车床右车床二、CA6140车床改造原因针对传统的继电器控制系统故障频繁的特点，对CA6140车床的电气控制系统进行了技术改造，采用可编程逻辑控制器（PLC）代替原有的继电器，设计了PLC控制系统的硬件组成及其控制程序。
改造后车床运行稳定，降低了故障率，提高了使用效率。
我校现有的CA6140车床采用传统的继电器控制系统，由于使用了大量的继电器与接触器，经常造成接触不良，而且元件老化快，设备故障频繁，不便于维修，影响到学生正常的实习教学。
车床车刀线速度恒定初探摘要：随着制造业的迅猛发展，企业要在激烈的市场竞争中生存和发展，就需要以最低的价格，最好的质量和最短的时间去生产满足市场的产品。
而工厂的现有加工设备直接影响着产品质量的优劣，制造周期的快慢，生产成本的高低。
因此，提高企业加工制造装备的数控化率则是主要途径。
但是，由于我国的大部分企业自身的资金问题，要进行大规模添置或更换新型的数控机床还比较困难。
加之替换下来的机床闲置会造成资源的浪费。
所以，普通机床的数控化改造便成为企业提高其数控化率的有效途径。
关键字：PLC、车刀、线速度第一章：车床的介绍一、选题意义科学技术和社会生产的不断发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。
机械加工工艺过程的自动化是实现上述要求的最重要措施之一，它不仅能够提高生产效率，降低生产成本，还能够大大改善工人的劳动条件。
全功能的数控系统虽然功能丰富，但成本高，我国一般的中小型企业购置困难，但是中小型企业为了发展生产，希望对原有机床进行改造，进行数控化、自动化改造，以提高生产效率。
目前各企业都有大量的普通机床，完全用数控机床替换根本不可能，而且替代下来的机床闲置起来又会造成浪费，要解决这些问题，应走普通机床的数控改造之路。
从美国、日本等国家工业化进程看，机床的数控改造也必不可少，数控改造机床占有较大比例。
如日本的大企业中有26%的机床经过数控改造，中小企业则是74%，在美国有许多数控专业化公司，为世界各地提供机床数控改造服务。
因此，普通机床的数控改造不但有存在的必要，而且大有可为，尤其对一些中小企业更是如此。
图1-1 CA6140型普通车床实物图数控改造一般是对普通机床某些部位做一定的改造，配上数控装置，从而使机床具有数控加工能力，其改造的目的有以下几点：1、从提高资本效率出发，改造闲置设备，发挥机床的原有功能和改造后的新功能，提高机床的使用价值。
2、为了提高生产效率进行数控改造。
3、为了适应多品种，小批量零件生产而进行数控改造。
教学项目二CA6140车床继电接触控制线路安装及PLC改造一、项目导入普通车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。
电气控制系统是机械设备的重要组成部分，是保证机械设备各种运动的准确与协调、生产工艺各项要求得以满足的重要手段。
目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业仍大量使用,由于继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在一下问题：①触点易被电弧烧坏而导致接触不良；②机械方式实现的触点控制反映速度慢；③继电器的控制被固定在线路中，功能单一、灵活性差。
可编程控制器（PLC）应用于机床电气控制电路，有如下的特点：①通用性、适应性强，②完善的故障自诊断能力且维修方便③可靠性高及柔性强当前，小型PLC的价格亦很便宜，因此在普通车床的控制电路改造中发挥了及其重要的作用，特别是在数控机床及大量的机床改造和老设备改造中，PLC应用极其广泛。
二、项目分析1.CA6140车床控制要求CA6140型卧式车床，其结构具有典型的卧式车床布局，它的通用性程度较高。
加工范围较广，适合于中小型的各种轴类和盘套类零件的加工；能车削内外圆柱面、圆锥面、各种环槽、成形面及端面；能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种标准螺纹，也可以车削加大螺距螺纹、非标准螺距及较精密的螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花和压光等工作。
CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。
图1-1 CA6140外形结构图1．床腿 2.进给箱 3.主轴箱 4.床鞍 5.中滑板 6.刀架7.回转盘8.小滑板9.尾座10.床身11.挂轮12.光杠13.丝杠14.溜板箱从车削工艺要求出发，对各电动机的控制要求主要有：1）主电动机Ml(功率为30kw)，完成主轴主运动和刀具纵、横向进给运动的驱动，电动机为不可调速的鼠笼型异步电动机，采用直接启动方式，主轴采用机械变速，正反转采用机械换向。
CA6140车床的PLC改造、MCGS制作动画摘要随着可编程序控制器（简称PLC）技术的发展，由于其功能强大、容易使用、高可靠性，广泛的工业现场适应性和方便的工艺扩展性能，PLC在工业自动控制过程中得到了越来越广泛的应用，常常被用来作为现场数据的采集和设各的控制。
组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，在PC机上可开发出友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。
本次设计正是在这种背景下，运用西门子S7-200PLC对普通机床进行的现代化程控改造，讨论了控制流的选择，然后运用组态软件对PLC控制系统进行人机界面的监控。
关键词：可编程序控制器，控制流，组态软件ABSTRACTWith the Programmable Logic Controller (PLC) technology, because of its powerful, easy to use, high reliability, wide adaptability and convenience of industrial processes on site scalability, PLC in industrial automation during the process of the Yue and more widely used, often used as a field data collection and set the control. Configuration software technology as a function of user customizable software platform tool, PC, a friendly interface that can be developed through the PLC automation equipment can be "intelligent" control.The design is in this context, using Siemens S7-200PLC modernization of the ordinary program-controlled machine tools for transformation, discussed the control flow of the choice and then use the configuration software on the PLC control system man-machine interface control.KEY WORDS: programmable logic controller, control flow, configuration software目录摘要 (1)前言 (5)第1章绪论 (6)1.1 程控机床的发展前景及意义 (6)1.2 机床改造方案的确定及系统的选择 (7)1.2.1 CA6140车床的概述 (7)1.2.2 对CA6140车床控制系统的选择 (9)第2章控制系统设计 (17)2.1 控制要求 (20)2.2 控制流的选择 (20)2.3 系统的控制过程 (22)第3章系统的硬件设计 (23)3.1 系统的组成 (23)3.2 系统主电路的设计............... 错误！未定义书签。
1绪论1.1设计目的及意义20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气传动随电动机的发展而发展。
电气传动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。
最初采用手动控制。
最早的自动控制是20世纪20、30年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。
它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作可靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。
它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。
为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在20世纪60年代出现了顺序控制器。
它是继电器和半导体元件综合应用的控制装置，具有程序改变容易、通用性较强等优点，广泛用于组合机床、自动线上。
随着计算技术的发展，又出现了以微型计算机为基础的具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器PLC【1】。
1.2CA6140的现状CA6140是一种应用广泛的金属切削机床，目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业任大量使用。
能够车削外圆、内圆、螺纹、螺杆等，它采用继电器接触器电路来实现电气控制系统。
但由于大量的使用了继电器与接触器，再加上继电器系统接线复杂，经常造成接触不良，而且原件老化快，设备故障频繁，不便于维修，故障诊断与排除困难，并存在：（1）触电容易被电弧烧坏而导致接触不良（2）机械方式实现的触点控制反映速度慢（3）继电器的控制功能被固定在线路中，功能单一、灵活性差影响到实际的生产运用。
因此当务之急就是对ca6140车床进行技术改造，以提高企业的设备利用率，提高产品的质量和产量。
11.3设计内容根据设计条件，采用可编程控制器（PLC）对原有继电接触器控制系统进行改造，使机床故障率下降，可靠性和灵活性大大的提高，实现一定的自动化，具体设计要求如下：（1）按下启动按钮SB3，主轴电机M1控制接触器得电，主轴电机启动起来（2）按下停止按钮SB4，主轴电机M1控制接线器失电，主轴电机停止（3）主轴电机启动后，搬动冷却泵电机手动控制开关SB10致闭合位置，冷却泵电机控制继电器KA得电，冷却泵电机启动起来（4）主轴电机启动后，搬动冷却泵电机M2手动控制开关SB10致断开位置，冷却泵电机控制继电器失电，冷却泵电机停止（5）按下点动控制按钮SB12，进刀电机M3控制继电器得电，进刀电机启动运行（6）按下点动控制按钮SB12，进刀电机M3控制继电器失电，进刀电机停止工作（7）过载、短路保护热继电器FR1\FR2任何一个触电断开，接触器KM1、继电器KM2断电，所以电机停止工作2.CA6140车床电气PLC改造方案设计设计要求：1）主轴电机M1先启动，有过载保护，主轴电机M1能控制整个线路的启动和停止2）冷却泵电机M2实现电动和常动，有过载保护，冷却泵电机能独立的启动和停止3）进刀电机M3能独立的启动和停止2.1CA6140车床电气控制原理2．1.1 电气控制原理根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KM3分别控制电动机M1、M2、M3，具体电路图如图2-1所示。
2图2-1主控制电路设计在主电路中，M1为主轴电动机，拖动主轴的旋转并通过传动机构实现车刀的进给。
主轴电动机M1的运转和停止由接触器KM1的三个常开主触点的接通和断开来控制，电动机M1只需作正转，而主轴的正反转是由摩擦离合器改变传动链来实现的。
电动机M1的容量小于10KW，所以采用直接启动。
M2为冷却泵电动机，进行车削加工时，刀具的温度高，需用冷却液来进行冷却。
为此，车床备有一台冷却泵电动机拖动冷却泵，喷出冷却液，实现刀具的冷却。
冷却泵电动机M2由接触器KM2的主触点控制。
M3为快速移动电动机，由接触器KM3的主触点控制。
M2、M3的容量都很小，加装熔断器FU1作短路保护。
热继电器FR1和FR2分别作M1和M2的过载保护，快速移动电动机M3是短时工作的，所以不需要过载保护。
带钥匙的低压短路器QF是漏电自动开关。
为了防止电动机外壳带电发生人身事故，电动机外壳均与底线连接。
电源经熔断器用QF引入。
该开关为漏电自动开关。
在自动开关旁有一小孔，其内有漏电实验按钮，以备检查漏电是否正常；电器箱盖内有漏电开关SQ2，当电器箱盖打开，则SQ2的触点闭合，是漏电电阻R通电，电源开关QF自动跳闸；当车床钥匙开关SA2在闭合状态时，操作者把机床关断，使SA2闭合，则机床电源开关合不上，车床无法开动。
欲开车床，需用钥匙把SA2触点打开，方可运行【2】。
32.1.2 CA6140车床的主要功能、结构及型号意义CA6140车床的主要功能CA6140车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等。
CA6140车床的结构（1）车床外部结构如图3-2 所示。
车床结构：三箱：主轴箱1：内装有主轴实现主运动，主轴端部有三爪或四爪卡盘以夹持工件。
进给箱10：作用是变换进给量，并把运动传给溜板箱。
溜板箱8：带动刀架实现纵向、横向进给，快速移动或车螺纹。
刀架2：装四组刀具，按需要手动转位使用。
尾座3：支持工件或安装钻头等孔加工刀具。
床身4：部件都安装在床身上，以保持部件间相互位置精度图3-2 CA6140车床外形图1-主轴箱；2-刀架；3-尾座；4-床身；5、9-床腿；6-光杠；7-丝杠；8-溜板箱；10-进给箱；11-挂轮4（2）车床内部结构如图 3-3 所示：图3-3 CA6140车床内部结构图CA6140车床的型号意义CA6140车床的型号意义如图3-4所示：图3-4 CA6140车床的型号意义所以CA6140车床为卧式机床，最大工件回转直径为40mm。
（ [注] 主轴内孔直径50mm；最大棒料直径48mm）。
52.1.3 CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求主运动运动形式：主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动：控制要求：（1）主轴电动机选用三相笼型异步电动机，不进行调速，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速（2）车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方法实现，主轴电动机只作单向旋转（3）主轴电动机的容量不大，可采用直接启动进给运动运动形式：刀架带动刀具的直线运动控制要求：进给运动也由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力通过挂轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。
加工螺纹时，要求刀具移动和主轴转动有固定的比例关系辅助运动（1）运动形式：刀架的快速移动控制要求：由刀架快速移动电动机拖动，该电动机可直接启动，也不需要正反转和调速（2）运动形式：尾架的纵向移动控制要求：由手动操作控制（3）运动形式：工件的夹紧与放松控制要求：由手动操作控制（4）运动形式：加工过程的冷却控制要求：冷却泵电动机和主轴电动机要实现顺序控制，冷却泵电机也不需要正反转和调速2.2 PLC改造控制电路设计2.2.1控制电路设计控制电路采用110V交流电压供电，通过控制变压器TC得到，由熔断器FU6作短路保护。
具体电路图如图2-2所示。
6图2-2 控制电路设计（1）电源开关的控制电源开关是带有开关锁SA2的低压断路器QF，当要合上电源开关时，首先用开关钥匙将开关锁SB右旋，再扳动断路器QF将其合上。
若用开关钥匙将开关锁SB 左旋，其触点闭合，QF线圈通电，断路器QF将自动跳开。
若出现误操作，又将QF 合上，QF将在0.1s内再次自动跳闸。
由于机床的电源开关采用了钥匙开关，接通电源时要先用钥匙打开开关锁，再合断路器，增加了安全性，同时在机床控制配电盘的壁龛门上装有安全行程开关SQ2，当打开配电盘壁龛门时，行程开关的触点SQ2闭合，QF的线圈通电，QF自动跳闸，切除机床的电源，以确保人身安全。
（2）主轴电动机M1的控制SB4是红色蘑菇型的停止按钮，SB3是绿色的启动按钮。
按一下启动按钮SB3，KM1线圈通电吸合并自锁，KM1的主触点闭合，主轴电动机M1启动运转。
按一下SB4，接触器KM1断电释放，其主触点和自锁触点都断开，电动机M1断电停止运行。
（3）冷却泵电动机的控制当主轴电动机启动后，KM的常开触点闭合，这时若按下按钮SB10，则KM2线圈通电，其主触点闭合，冷却泵电动机M2点动启动，提供冷却液。
当按下SB7时，中7间继电器M0得电自锁，后KM2线圈得电，冷却泵电动机M2长动启动，按下SB11时可使冷却泵解除长动状态，当主轴电动机M1停车时，KM常开触头断开，冷却泵电动机M2随即停止。
M1和M2之间存在联锁关系。
（4）快速移动电动机M3的控制快速移动电动机M3是由接触器KM3进行的点动控制。
按下按钮SB12，接触器KM3线圈通电，其主触点闭合，电动机M3启动，拖动刀架快速移动；松开SB12，M3停止。
快速移动的方向通过装在溜板箱上的十字手柄扳到所需要的方向来控制。
(5） SQ1是机床床头的挂轮架皮带罩处的安全开关。
当装好皮带罩时，SQ1（1-2）闭合，控制电路才有电，电动机M1、M2、M3才能启动。
当打开机床床头的皮带罩时，SQ1（1-2）断开，使接触器KM1，KM2、KM3断电释放，电动机全部停止转动，以确保人身安全。
2.2.2 照明电路照明电路采用24V安全交流电压。
照明电路由开关SA1接24V低压灯泡EL组成，灯泡的另一端必须接地，以防止变压器原绕组和副绕组间发生短路时发生触电事故。
故熔断器FU5是照明电路的短路保护器件。
2.2.3 指示电路指示电路采用6V交流电压供电。
指示灯泡HL接低压6V，熔断器FU4是指示电路的短路保护器件。
CA6140车床电气控制原理图如图2-3所示。
图2-3 CA6140车床电气控制电路原理图82.3I/O统计控制电路中，8个输入信号，3个输出信号。
其输入/输出电器及PLC的I/O配置如表2-1所示。
3.硬件选型3.1电气元件明细表电气元件明细表要注明各元器件的型号、规格及数量等，如表3-1所示。
9103.1.1电动机的选择M1主轴电动机：Y系列电动机具有体积小、重量轻、运行可靠，结构坚固，外形美观等特点，起动性能好，具有效率高等特点，达到了节能效果。
而且噪声低、寿命长、经久耐用。
Y系列电动机适用于空气中不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所。
Y132-4-B3型号电动机功率为7.5kW，频率为50Hz，转速为1450r/min，功率因素COSφ为，0.85效率为87%，堵转转矩为2.2n.m，最大转矩为2.3n.m，所以此类型电动机能符合电路配置，并能有效完成工作【3】。
M2冷却泵电动机：AOB-25机床冷却泵是一种浸渍式的三相电泵，它由封闭式三相异步电动机与单极离心泵组合而成，具有安装简单方便.运行安全可靠.过负荷能力强.效率高.噪声低等优点，适合作为各种机床输送冷却液、润滑液的动力。
