c650普通车床plc控制系统设计课程设计说明书-毕设论文
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西南科技大学毕业设计题目:C650卧式车床电气操纵系统的PLC改造摘要车床是机床中应用最普遍的一种,它能够用于切削各类工件的外圆、内孔、端面及螺纹。
车床在加工工件时,随着工件材料和材质的不同,应选择适合的主轴转速及进给速度。
但目前中小型车床多采纳不变速的异步电动机拖动,它的变速是靠齿轮箱的有级调速来实现的,因此它的操纵电路比较简单。
为知足加工的需要,主轴的旋转运动有时需要正转或反转,那个要求一样是通过改变主轴电动机的转向或采纳聚散器来实现的。
有的为了提高效率,刀架的快速运动由一台进给电动机单独拖动。
更新改造旧机床是最近几年进展起来的一个新兴产业,该设计是对C650卧式车床的操纵系统的PLC操纵改造的研究设计。
采纳连线少、体积小、功耗小、操纵速度快、靠得住性高、功能完善的PLC操纵系统,来代替电气操纵系统中继电器操纵逻辑,配以适合的数控系统,可使机床操纵功能加倍丰硕,自动化水平大大提高。
这次设计从被控队象的I/O点数和性价比高、综合本钱低这几个要紧原那么动身,要紧进行了操纵装置选型,PLC的地址分派和用梯形图编辑的PLC 操纵程序设计。
改造后的机床在实现机床原有功能的基础上还增加了自动加工、自动换刀等多种功能。
【关键词】C650卧式车床;PLC操纵;继电器;梯形图AbstractResearch and Design for C650 horizontal type lathe Reconstruction on PLC Control ABSTRACT Retrofitting obsolete old machine tools is an industry developed in the recent years this design makes a reconstruction towards Research and Design for C650 horizontal type lathe Reconstruction on PLC Control My purpose is to use the state of PLC memorizer unit to replace the relay mechanical touch in series or parallel connection in electric control system Systems controlled by PLC have few line connected and small cubage little power cost and high control speed as well as precision and that PLC have count function which the electric control system don’t have comm. only. This design on the principle of the number of I/O spot in object controlled and high performance to price ratio and low comprehensive cost. PLC’s address distribution and PLC control edited by ladder diagram is mainly designed. On the basis of carrying out machine tools’ intrinsic functions other functions such as autom atic machining and automatic tool change is added after reconstruction.【Key words】C650 horizontal;relay;PLC; ladder program目录前言 (1)一、项目介绍 (2)项目设计内容 (2)概述 (2)1.1.2 PLC 简介 (3)项目设计具体要求 (4)1. C650 车床的操纵要求 (4)1.2.2 PLC 操纵系统的设计大体要求 (6)二、整体方案设计 (8)方案的提出与比较 (8)方案的选择与论证 (9)系统整体设计 (11)三、操纵系统的整体设计 (13)系统工作流程分析 (13)I/O信号分析 (13)PLC选型 (14)PLC输入输出线路设计 (14)四、操纵系统的软件设计 (16)系统程序流程分析 (16)梯形图程序设计及说明 (22)五、操纵系统的硬件设计 (25)主电路的设计及元件选型 (25)操纵电路的设计及元件选型 (28)操纵柜及面板图的设计 (32)六、系统调试 (33)程序的调试 (33)操纵系统的调试 (33)七、设计总结 (39)参考文献 (41)附录 1 (42)前言更新改造旧机床是最近几年进展起来的一个新兴产业,在国外己形成必然规模和市场,涌现出了许多专门从事机床改造的公司。
C650卧式普通车床PLC电气改造设计说明书1可编程控制器概述及构成原理1.1 可编程控制器的产生及定义1.1.1 可编程控制器的产生20世纪是人类科学技术迅速发展的一个世纪,电器控制技术也由继电器控制过度到计算机控制系统。
各种工业用计算机控制产品的出现,对提高机械设备自动控制性能起到关键的作用。
进入21世纪,各种自动控制产品在向控制可靠、操作简单、通用性强、价格低廉的方向发展,是自动控制的实现越来越容易。
自动控制装置的研究,是为了最大限度的满足人们对机械设备的要求。
在1969年,美国数字设备公司(DEC)首先研制出第一台符合要求的控制器,即可编程逻辑控制器,并在美国GE公司的汽车自动装置上试用成功。
此后,这项研究技术迅速发展,从美国、日本、欧洲普及到全世界。
我国从1976年开始研制,1977年应用与工业控制。
目前已有型号数百种。
可编程控制器应具备的10项指标:(1)编程简单,可在现场修改和调试程序;(2)维护方便,采用插入式,模块结构;(3)可靠性高于继电器控制系统;(4)体积小于继电器控制柜;(5)成本可与继电器控制系统相竞争;(6)能与管理中心计算机系统进行通信;(7)输入量是115V交流电压(美国电网电压110);(8)输出量为115V,输出电流在2A以上,能直接驱动电磁阀;(9)系统扩展时,原系统只需要作很小改动;(10)用户程序存储器容量至少4KB。
1.1.2 可编程控制器的定义IEC在1987年对可编程控制器下的定义是:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计;它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术操作等面向用户的指令;并通过数字式或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外部设备,都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。
1.2 可编程控制器的特点1.2.1 可编程控制器的特点(1)软硬件功能强PLC的功能非常强大,其内部具备很多功能,如时序、计数器、主控继电器、移位寄存器及中间寄存器等,能够方便地实现延时、锁存、比较、跳转和强制I/O等功能。
封面作者:PanHongliang仅供个人学习《机电控制综合设计》课程设计设计说明书设计题目:C650普通车床PLC控制系统设计院系名称:机电工程学院专业班级:机制F09学生姓名:学号:20094805指导教师:2012年 12 月 14日内容摘要传统的C650卧式车床采用继电器实现电气控制,接线多且复杂,体积大,功耗大,一旦系统构成,想改变或增加功能很困难,其工作性能已不能达到现代生产的要求。
因此,以PLC取代常规的继电器,可提高工作性能,并且达到车床的控制要求。
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,编写了PLC控制梯形图程序和指令表程序。
利用PLC控制系统,实现了车床启动、正转反转、反接制动、刀架快速移动、冷却泵在作等一些列功能,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。
关键词: PLC;卧式车床;继电器目录第1章引言11.1C650型卧式车床简介11.2PLC在电气控制系统中的应用11.3C650型卧式车床发展趋势2第2章系统总设计3 2.1PLC控制系统的设计基本内容32.2PLC控制系统设计原则与步骤32.2.1PLC控制系统设计的基本原则32.2.2PLC 控制系统设计与调试步骤4第3章系统硬件设计4 3.1主要电气元件的选择53.1.1交流接触器和中间继电器的选择53.1.2保护电器的选择53.1.3控制电器的选择63.2C650卧式车床控制原理电路图概述及原理分析6 3.3PLC的选型83.4I/O地址的分配93.5I/O接线图10第4章系统软件设计11 4.1PLC的系统结构和基本工作原理114.1.1PLC的系统结构114.1.2PLC的基本工作原理114.1.3PLC编程语言124.2本设计用到的PLC的基本功能和指令124.2.1PLC的基本功能124.2.2PLC基本指令124.3控制系统的梯形图程序设计13第5章系统调试15 5.1硬件检查155.2系统综合调试15结束语16致谢18参考文献19附录Ⅰ主要电气元件表20附录II 控制电路原理图21附录IIIPLC控制程序清单22第1章引言1.1C650型卧式车床简介C650 普通车床属于中型车床,用于切削工件外圆、内孔和端面等。
河南科技大学课程设计说明书课程名称电气控制与PLC应用技术题目 C650普通车床PLC控制系统设计学院车辆与动力工程学院班级农电101 日期2013年7月5日C650普通车床PLC控制系统设计摘要本次设计介绍了C650卧式车床电气控制系统的工作原理及其运动形式,编写了PLC控制梯形图程序和指令表程序。
利用PLC控制系统,实现了车床启动、正转反转、反接制动、刀架快速移动、冷却泵工作等一些列功能,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。
另外,本设计具有性能可靠,外围电路简单等优点,设计思路清晰,程序简单明了。
C650车床控制系统利用了西门子STC-200系列PLC的特点,对按扭、开关等其他一些输入/输出点进行控制,实现了车床过程的自动化。
此外PLC 可以重复使用,降低了测试经费。
它的灵活性、操作方便性也方便测试者随时输入、调试和修改控制程序。
PLC 又设有串行接口,方便地与计算机进行连接,组成测控系统,给系统的维护和使用带来了很大方便。
关键词:卧式车床;PLC控制;目录第一章绪论 (1)1.1 C650型卧式车床简介 (1)1.2 PLC在电气控制系统中的应用 (3)1.3 C650型卧式车床发展趋势 (4)第二章系统总体方案设计 (6)2.1 C650卧式车床控制要求 (6)2.2 C650卧式车床控制原理分析 (6)2.2.1主电路分析 (6)2.2.2主电动机点动控制分析 (7)2.2.3主电动机的正反转控制分析 (7)2.2.4主电动机反接制动分析 (8)2.2.5快速电动机与冷却泵电动机控制分析 (8)2.3 辅助电路分析 (9)2.3.1照明电路和控制电源分析 (9)2.3.2电流表保护电路 (10)第三章PLC控制系统的设计 (11)3.1 PLC的选型 (11)3.2 I/O地址的分配 (12)3.3 I/O接线图 (13)3.4 PLC控制原理图 (14)3.5 元器件清单 (15)第四章系统软件设计 (16)4.1 控制系统的梯形图程序设计 (16)4.2 PLC控制程序流程图如下 (18)第五章系统调试 (19)5.1 硬件检查 (19)5.2 系统综合调试 (19)第六章结论 (21)参考文献 (22)第一章绪论本设计采用可编程控制器代替继电器对机床进行控制,因为可编程控制器组成的控制系统在设计、安装、调试和维修等方面,不仅减少了工作量,而且减少了开支,缩减了成本,效益更高。
毕业设计题目基于PLC的C650卧式车床控制系统设计学生所在学院电气信息学院专业电气工程及其自动化学号12155989学生姓名指导教师起止日期毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时):理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),。
C650卧式车床的PLC改造设计毕业论文目录摘要:............................................................ 错误!未定义书签。
目录 (1)前言 (2)1 PLC控制系统设计与概述 (2)1.1 PLC控制系统设计的基本原则 (2)1.1.1 流程图功能说明 (2)1.1.2 PLC系统设计流程图 (2)1.2 可编程控制器控制系统设计的基本方法 (4)1.2.1 系统设计的主要容 (4)1.2.2 系统设计的基本步骤 (4)2 C650卧室车床电气功能的主要分析和特点 (5)2.1 C650型卧式车床的主要结构及运动情况 (5)2.2 车床对电力拖动的要求 (5)2.3 控制线路特点 (6)2.4 C650卧式车床电气原理图 (7)2.5 电气控制线路改造分析 (8)3 C650卧式车床PLC改造硬件及软件的概述 (8)3.1 项目分析 (8)3.2 选配PLC型号 (9)3.3 外部接线图 (11)3.4 硬件的设计 (12)3.5 梯形图 (13)4 硬件电路的组装工艺 (15)5 注意事项 (16)6 系统调试 (16)结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附件 (21)附件Ⅰ车床原理图及PLC外部硬件接线图 (21)附件Ⅱ实物照片及试验箱仿真照片 (23)前言普通车床是应用非常广泛的金属切削工具,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: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继电器的控制功能被固定在线路中,功能单一、灵活性差等缺点。
因而造成了这些企业的生产率低下,效益差,反过来这些企业又没有足够的资金购买新的数控车床。
因此,当务之急就是对这些普通车床进行技术改造,以提高企业的设备利用率,提高产品的质量和产量。
由于可编程控制器(PLC)具有: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可靠性高及柔性强等优点,且小型PLC的价格目前亦很便宜,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PLC是20世纪70年代以来以微处理器为核心,综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制,被广泛应用于各个领域,因为它具有几个突出的特点:可靠性高,抗干扰强;编程简单,易于掌握;功能完善,灵活方便;体积小,质量轻,功耗低。
辽宁工业大学PLC技术与应用课程设计(论文)题目:C650卧式车床的PLC控制系统设计院(系):电气工程学院专业班级:自动化学号:学生:指导教师:(签字)起止时间:2013.12.9~2013.12.18课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院教研室:自动化注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要传统的C650卧式车床采用继电器实现电气控制,接线多且复杂,体积大,功耗大,一旦系统构成,想改变或增加功能很困难,其工作性能已不能达到现代生产的要求。
本设计以西门子S7-200系列PLC取代常规的继电器,根据C650普通卧式车床原控制要求,利用PLC控制系统,实现了车床启动、正转反转、反接制动、刀架快速移动、冷却泵工作等一些列功能,确定了PLC的I/O地址分配,PLC控制系统的I/O外部接线图,设计了梯形图并进行现场模拟调试,绘制组态监控画面对车床的运行状态进行监控。
C650卧式车床改由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,车床的各项性能有了很大的改善,工作效率有了明显提高。
系统运行情况良好,车削精度更高该项技术可推广应用于自动化其他领域的控制系统中。
关键词: PLC;卧式车床;继电器;组态监控目录第1章绪论1第2章系统设计方案12.1系统功能12.2系统组成总体结构1第3章硬件设计33.1PLC系统设计33.1.1 主电路设计33.1.2 系统输入/输出信号选择43.1.3 PLC选择43.1.4 I/O分配表及PLC外部接线6第4章软件设计74.1组态设计74.2程序设计8第5章实验模拟调试及分析12第6章总结15参考文献16第1章绪论随着社会生产力的发展,传统的继电器控制系统已经不能满足当今迅猛发展的社会的现代化生产要求,小型PLC在普通车床的控制电路中发挥了及其重要的作用。
本设计以C650卧式车床的控制系统为例,采用西门子S7-200系列PLC作为控制器,代替了C650卧式车床传统控制系统。
基于PLC的C650型车床控制系统设计1 系统概述1.1 C650型卧式车床简介C650 普通车床属于中型车床,用于切削工件外圆、内孔和端面等。
该车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工。
主轴由三相异步电动机拖动,主轴通过卡盘带动工件的旋转运动;进给运动,溜板带动刀架的纵向和横向直线运动,其中纵向运动是指相对操作者向左或向右的运动,横向运动是指相对于操作者向前或向后的运动;辅助运动,包括刀架的快速移动、工件的夹紧与松开等。
工作过程如下:⑴正常加工时一般不需反转,但加工螺纹时需反转退刀,且工件旋转速度与刀具的进给速度要保持严格的比例关系,为此主轴的转动和溜板箱的移动由同一台电动机拖动。
主电动机M1(功率为20kW),采用直接起动的方式,可正反两个方向旋转,为加工调整方便,还具有点动功能。
由于加工的工件比较大,加工时其转动惯量也比较大,需停车时不易立即停止转动,必须有停车制动的功能,C650-2车床的正反向停车采用速度继电器控制的电源反接制动。
⑵电动机M2拖动冷却泵。
车削加工时,刀具与工件的温度较高,需设一冷却泵电动机,实现刀具与工件的冷却。
冷却泵电动机M2单向旋转,采用直接起动、停止方式,且与主电动机有必要的联锁保护。
⑶快速移动电动机M3。
为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间,利用M3带动刀架和溜板箱快速移动。
电动机可根据使用需要,随时手动控制起停。
⑷采用电流表检测电动机负载情况。
⑸车削加工时,因被加工的工件材料、性质、形状、大小及工艺要求不同,且刀具种类也不同,所以要求切削速度也不同,这就要求主轴有较大的调速范围。
车床大多采用机械方法调速,变换主轴箱外的手柄位置,可以改变主轴的转速。
传统的机床控制系统是硬连线方式的继电一接触器控制系统,但该系统连线复杂,体积大,可靠性差,自动化水平低,难以满足现代化生产的需求。
现代工业生产中,中小批量零件的生产占产品数量的比例越来越高,零件的复杂性和精度要求迅速提高,传统的普通磨床已经越来越难以适应现代化生产的要求,制造业的竞争已从早期降低劳动力成本、产品成本,提高企业整体效率和质量的竞争,发展到全面满足顾客要求、积极开发新产品的竞争,将面临知识—技术—产品的更新周期越来越短,产品批量越来越小,而对质量、性能的要求更高,同时社会对环境保护、绿色制造的意识不断加强,因此敏捷先进的制造技术将成为企业赢得竞争和生存、发展的主要手段。
C650卧式车床PLC控制_毕设论文.txt我不奢望什么,只希望你以后的女人一个不如一个。
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沈阳航空工业学院北方科技学院毕业设计(论文)摘要传统的 C650 卧式车床采用继电器实现电气控制,接线多且复杂,体积大,功耗大,一旦系统构成,想改变或增加功能很困难,其工作性能已不能达到现代生产的要求。
因此,以PLC 取代常规的继电器,可提高工作性能,并且达到车床的控制要求。
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,编写了 PLC 控制梯形图程序和指令表程序。
利用 PLC 控制系统,实现了车床启动、正转反转、反接制动、刀架快速移动、冷却泵在作等一些列功能,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。
关键词: PLC;卧式车床;继电器I沈阳航空工业学院北方科技学院毕业设计(论文)AbstractThe traditional C650 horizontal lathe adopts relays electrical control realization .Wiring and complex, big volume and power consumption .Once composition the systems, it is very difficult to change or add function. Its performance cannot reach the requirement of modern production. Therefore, replace relay of conventional PLC, it is can improve the working performance and achieve the lathe control requirements. This design recommends C650 horizontal lathes are introduced the working principle of electric control system and the forms of exercise. Write a PLC control procedures and instructions ladder-diagram form program. Using PLC control system, realized the lathe, are turning inversion, reverse connect braking, cutter in fast moving, cooling pump and some function. By PLC control, the control system of large and convenient maintenance, simple, easy to check and save a lot of relays, various properties of machine elements have greatly improved, work efficiency was obviously improved. After repeated testing, the technology can be applied to other areas of automation control system, the system operation condition, turning a higher precision.Key word:PLC;Horizontal lathe;RelayII沈阳航空工业学院北方科技学院毕业设计(论文)目1录引言...... 1 1.1 1.2 1.3 C650 型卧式车床简介...... 1 PLC 在电气控制系统中的应用...... 2 C650 型卧式车床发展趋势 (3)2系统总设计...... 6 2.1 2.2 PLC 控制系统的设计基本内容...... 6 PLC 控制系统设计原则与步骤 (6)2.2.1 PLC 控制系统设计的基本原则…… 6 2.2.2 PLC 控制系统设计与调试步骤……7 3 系统硬件设计...... 9 3.1 主要电气元件的选择...... 9 电动机的选择...... 9 交流接触器和中间继电器的选择...... 10 保护电器的选择...... 11 控制电器的选择 (11)3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 4C650 卧式车床的主要结构和运动形式...... 12 C650 卧式车床控制原理电路图概述及原理分析...... 13 PLC 的选型...... 15 I/O 地址的分配...... 16 I/O 接线图 (16)系统软件设计...... 17 4.1 PLC 的系统结构和基本工作原理 (17)4.1.1 PLC 的系统结构...... 17 4.1.2 PLC 的基本工作原理...... 17 4.1.3 PLC 编程语言...... 18 4.2 PLC 的基本功能和基本指令 (18)III沈阳航空工业学院北方科技学院毕业设计(论文)4.2.1 PLC 的基本功能...... 18 4.2.2 PLC 基本指令...... 20 4.3 5 控制系统的梯形图程序设计 (20)系统调试...... 24 5.1 5.2 硬件检查...... 24 系统综合调试 (24)结束语...... 25 致谢 (26)参考文献...... 27 附录Ⅰ主要电气元件表......错误!未定义书签。
武汉职业技术学院毕业论文课题名称:C650型普通卧式车床电气控制系统的PLC改造姓名:刘璇学号:09022784班级:JD09302专业:机电一体化技术指导老师:姜新桥时间:2012年4月8日论文标题:C650型普通卧式车床电气控制系统的PLC改造摘要:本设计主要介绍了利用PLC 对C650 车床的改造,详细介绍了基于PLC的电气控制系统改造过程,即根据C650 车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。
实践表明,基于PLC 的控制系统具有可靠性高,使用方便等优点。
关键词:车床控制系统PLC目录摘要: (2)第一章绪论 (1)一、PLC的基础知识 (1)二、PLC工作原理 (2)三、PLC控制系统与电气控制系统的比较 (3)四、电气系统改造为PLC控制的意义 (4)五、PLC相关概述 (5)第二章车床总体改造方案 (6)一、C650车床的主要结构 (6)二、改造方案的确定 (7)三、车床改造方案和要求 (7)第三章PLC 对C650 卧式车床的改造 (8)一、主电路 (8)二、C650 卧式车床PLC 改造I/O 分配图 (9)三、C650 卧式车床PLC 改造接线图。
(下图2) (10)四、C650 卧式车床PLC 改造梯形图 (11)第四章调试 (14)一、M1的正转点动调试 (15)二、M1正转调试 (16)三、反转调试 (17)四、反转制动调试 (17)五、M2的起动调试 (19)六、M2的停止调试 (19)七、M3的起动调试 (19)第五章结论 (20)致谢 (21)参考文献: (22)第一章绪论一、PLC 的基础知识PLC (即可编程逻辑控制器,Programmable Logic Controller )是用来取代用于电机控制的顺序继电器电路的一种器件(图1-1)。
是由模仿原继电器控制原理发展起来的,二十世纪七十年代的PLC 只有开关量逻辑控制,首先应用的是汽车制造行业。
河南科技大学课程设计说明书课程名称电气控制与PLC应用技术题目 C650普通车床PLC控制系统设计学院车辆与动力工程学院班级农电101 日期2013年7月5日C650普通车床PLC控制系统设计摘要本次设计介绍了C650卧式车床电气控制系统的工作原理及其运动形式,编写了PLC控制梯形图程序和指令表程序。
利用PLC控制系统,实现了车床启动、正转反转、反接制动、刀架快速移动、冷却泵工作等一些列功能,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。
另外,本设计具有性能可靠,外围电路简单等优点,设计思路清晰,程序简单明了。
C650车床控制系统利用了西门子STC-200系列PLC的特点,对按扭、开关等其他一些输入/输出点进行控制,实现了车床过程的自动化。
此外PLC 可以重复使用,降低了测试经费。
它的灵活性、操作方便性也方便测试者随时输入、调试和修改控制程序。
PLC 又设有串行接口,方便地与计算机进行连接,组成测控系统,给系统的维护和使用带来了很大方便。
关键词:卧式车床;PLC控制;目录第一章绪论 (1)1.1 C650型卧式车床简介 (1)1.2 PLC在电气控制系统中的应用 (3)1.3 C650型卧式车床发展趋势 (4)第二章系统总体方案设计 (6)2.1 C650卧式车床控制要求 (6)2.2 C650卧式车床控制原理分析 (6)2.2.1主电路分析 (6)2.2.2主电动机点动控制分析 (7)2.2.3主电动机的正反转控制分析 (7)2.2.4主电动机反接制动分析 (8)2.2.5快速电动机与冷却泵电动机控制分析 (8)2.3 辅助电路分析 (9)2.3.1照明电路和控制电源分析 (9)2.3.2电流表保护电路 (10)第三章PLC控制系统的设计 (11)3.1 PLC的选型 (11)3.2 I/O地址的分配 (12)3.3 I/O接线图 (13)3.4 PLC控制原理图 (14)3.5 元器件清单 (15)第四章系统软件设计 (16)4.1 控制系统的梯形图程序设计 (16)4.2 PLC控制程序流程图如下 (18)第五章系统调试 (19)5.1 硬件检查 (19)5.2 系统综合调试 (19)第六章结论 (21)参考文献 (22)第一章绪论本设计采用可编程控制器代替继电器对机床进行控制,因为可编程控制器组成的控制系统在设计、安装、调试和维修等方面,不仅减少了工作量,而且减少了开支,缩减了成本,效益更高。
通过使用PLC改造该机床电气系统后,去掉了原机床的中间继电器,时间继电器等等,使线路简化,维修方便。
同时要达到的要求有:(1)车床正反向工作及反接制动;(2)主电动机点动;(3)刀架快速移动及冷却泵工作;(4)对主电动机进行电流监控;设计PLC控制系统首先要对控制要求进行分析,选择最佳的系统方案,然后对系统硬件设计进行选择,比如:交流接触器;中间继电器;保护电器等。
最关键的是选择合适的PLC,对I/O地址分配,再进行梯形图设计。
1.1 C650型卧式车床简介C650卧式车床属于中型车床,可加工的最大工件回转直径为1020mm,最大工件长度为30000mm,它主要由床身、主轴变速箱、尾座、进给箱、丝杆、光杆、刀架和溜板箱等组成,如图1-1。
图1-1 C650卧式车床结构图C650车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工,车床的主轴、冷却泵、刀架快速移动均由三相异步电动机拖动。
车床有三种运动形式:车削加工的主运动是主轴通过卡盘或者鸡心夹头带动工件的旋转运动,它承受车削加工时的主要切削功率;进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向运动;辅助运动为溜板箱的快速移动,尾座的移动和工件的夹紧与放松。
主轴的旋转运动由主电动机,经传动机构实现。
机床车削加工时,要求车床主轴能在较大范围内变速。
通常根据被加工零件的材料性能、零件尺寸精度要求、车刀材料、冷却条件及加工方式等来选择切削速度,采用机械变速方法。
车床纵、横两个方向的进给运动由主轴变速箱的输出轴,经挂轮箱、进给箱、光杆传入溜板箱而获得,其运动方式有手动与机动两种。
其工作过程过程如下:(1) 正常车削加工时一般不要求反转,但在加工螺纹时,为保证螺纹的加工质量,为避免乱扣,加工完毕后要求反转退刀,且工件旋转速度与刀具的移动速度之间保持严格的比例关系。
因此,C650卧式车床溜板箱与主轴变速箱之间通过齿轮传动来连接,由同一台电动机拖动。
(2) C650卧式车床通过主电动机的正、反转来实现主轴的正、反转,当主轴反转时,刀架也跟着后退。
(3) 电流表A经电流互感器TA接在主电动机M1的动力回路上,用来监测电动机的负载情况。
(4) 车削加工近似于恒功率负载,主电动机M1通常选用普通笼型异步电动机(功率为30KW),完成主轴运动和刀具进给运动的驱动。
M1电动机采用直接启动的方式,可正反两个方向旋转,为加工方便,还具有点动功能。
由于加工的工件比较大,加工时其转动惯量也比较大,需停车时不易立即停止转动,必须有停车制动动能,C650车床的正反停车采用速度继电器控制电源的反接制动,以提高生产效率。
(5) 车削加工中,为防止刀具和工件的温度过高,延长刀具使用寿命,提高加工质量,车床附有一台单方向旋转的冷却泵电动机M2,功率为0.18KW。
(6) C650卧式车床的床身较长,为了提高生产效率、减轻工人的劳动强度,专门设置了一台功率为2.2KW的电动机来拖动溜板箱快速移动。
电动机可根据使用需要,随时手动控制起停。
(7) C650在进行车削加工时,因被加工的工件材料、形状、大小、性质及工艺要求不同,且使用的刀具也不同,所以要求切削速度也不同,这就要求主轴有较大的调速范围。
车床大多采用机械方法调速,变换主轴箱外的手柄位置,可改变主轴的转速。
1.2 PLC在电气控制系统中的应用PLC 是先进的工业化国家通用的标准工业控制设备,在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术,现在已经成为现代工业控制三大技术支柱(PLC,CAD/CAM,ROBOT) 之一,可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作电子系统。
它采用了可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字量、模拟量的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物,它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点,充分利用了微处理器的优点。
用PLC 控制改造其继电器控制电路, 可靠性高、逻辑功能强、体积小,降低了设备故障率, 提高了设备使用效率, 运行效果良好。
随着我国电力体制改革的深化,电力市场竞争将更加激烈,降低资源损耗和提高管理效益成为各发电企业的迫切需求。
为此,对火电厂辅助车间自动控制水平提出了更高的要求。
经过科技人员的不断引进、开发、研究, 我国大型火电站的辅助系统(输煤、化水、除灰、除渣、燃油泵房、循环水泵房等)已由继电器控制过渡到完全由PLC 监控。
PLC 是一种专为工业生产自动化控制设计的,一般而言,无须任何保护措施就可以直接在工业环境中使用。
然而,当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,就可能造成程序错误或运算错误,从而产生误输入并引起误输出,这将会造成设备的失控和误动作,从而不能保证PLC 的正常运行。
要提高PLC 控制系统可靠性,一方面生产厂家要提高PLC 的抗干扰能力;另一方面,要在设计、安装和使用维护中引起高度重视,多方配合,减少及消除干扰对PLC 的影响。
在新的时代,PLC 会有更大的发展,产品的品种会更丰富、规格更齐全,通过完美的人机界面、完备的通信设备、成熟的现场总线通信能力会更好地适应各种工业控制场合的需求,PLC 作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分,将在我国发电厂的电气自动化建设中发挥越来越大的作用。
1.3 C650型卧式车床发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,它对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。
当前数控车床呈现以下发展趋势。
1. 高速、高精密化高速、精密是机床发展永恒的目标。
随着科学技术突飞猛进的发展,机电产品更新换代速度加快,对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。
为满足这个复杂多变市场的需求,当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展,加工精度也在不断地提高。
另一方面,电主轴和直线电机的成功应用,陶瓷滚珠轴承、高精度大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市,也为机床向高速、精密发展创造了条件。
数控车床采用电主轴,取消了皮带、带轮和齿轮等环节,大大减少了主传动的转动惯量,提高了主轴动态响应速度和工作精度,彻底解决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题。
采用电主轴结构可使主轴转速达到10000r/min以上。
直线电机驱动速度高,加减速特性好,有优越的响应特性和跟随精度。
用直线电机作伺服驱动,省去了滚珠丝杠这一中间传动环节,消除了传动间隙(包括反向间隙),运动惯量小,系统刚性好,在高速下能精密定位,从而极大地提高了伺服精度。
直线滚动导轨副,由于其具有各向间隙为零和非常小的滚动摩擦,磨损小,发热可忽略不计,有非常好的热稳定性,提高了全程的定位精度和重复定位精度。
通过直线电机和直线滚动导轨副的应用,使机床的快速移动速度由目前的10~20m/mim提高到60~80m/min,甚至高达120m/min。
2. 高可靠性数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。
数控机床能否发挥其高性能、高精度和高效率,并获得良好的效益,关键取决于其可靠性的高低。
3. 数控车床设计CAD化、结构设计模块化。
随着计算机应用的普及及软件技术的发展,CAD技术得到了广泛发展。
CAD不仅可以替代人工完成繁琐的绘图工作,更重要的是可以进行设计方案选择和大件整机的静、动态特性分析、计算、预测及优化设计,可以对整机各工作部件进行动态模拟仿真。
在模块化的基础上在设计阶段就可以看出产品的三维几何模型和逼真的色彩。
采用CAD,还可以大大提高工作效率,提高设计的一次成功率,从而缩短试制周期,降低设计成本,提高市场竞争能力。
通过对机床部件进行模块化设计,不仅能减少重复性劳动,而且可以快速响应市场,缩短产品开发设计周期。
4. 功能复合化功能复合化的目的是进一步提高机床的生产效率,使用于非加工辅助时间减至最少。