C650车床说明书电气图

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。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章引言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，于是我们在选毕业设计课题之际，一切从实际出发，选定了毕业设计课题——车床PLC控制系统设计。

我们选定了C650车床为改造对象，进行传统控制系统的改造，以PLC控制系统取代之前的传统控制系统。

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，节省了大量空间，机床的各项性能有了很大的改善，工作效率有了明显提高。

1.1 C650型普通卧式车床简介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、光杆、丝杆、尾座、刀架、主轴变速箱、进给箱、和溜板箱等组成，如图1-1。

图1-1 C650卧式车床结构图工艺过程：为了加工各种旋转表面，车床具有切削运动(主运动和进给运动)和辅助运动。

主运动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件作旋转运动。

进给运动是溜板带动刀架的纵向和横向的直线运动。

辅助运动是指刀架的快速移动及工件的加紧与放松。

C650型卧式车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工，车┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊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1.2 C650卧式车床改造主要内容（1）主电动机M1采用全压空载直接启动。

4第章机床电气控制电路主轴电动机M1[2]完成主轴主运动和刀具的纵横向进给运动的驱动，电动机为不调速笼型异步电动机，主轴采用机械变速，正反向运行采用机械换向机构。

冷却泵电动机M2[3]加工时提供冷却液，防止刀具和工件的温升过高。

电动机M3[4]为刀架快速移动电动机，可根据使用需要，随时手动点动控制启动、停止。

由于电动机M1、M2、M3功率小于10kW，均采用全压直接启动，皆为接触器控制的单向运行控制电路。

三相交流电源通过转换开关QS引入，接触器KM1的主触点控制M1的启动和停止。

接触器KM2的主触点控制M2的启动和停止。

接触器KM3的主触点控制M3的启动和停止。

KM1由按钮SB1、SB2控制，KM3由SB3进行点动控制，KM2用开关SA1控制。

主轴的正、反向运行由摩擦离合器实现。

M1、M2为连续运行的电动机，分别采用热继电器FR1、FR2作过载保护；M3为短期工作电动机，因此未设过载保护。

熔断器FU1～FU4分别对主电路、控制电路和辅助电路实行短路保护。

【看图实践】关于主电路，在前面【看图思路】中已作过介绍，现仅介绍控制电路如何对主电路进行控制。

控制电路的电源为由控制变压器TC次级输出的110V电压。

（1）主轴电动机M1的控制采用了具有过载保护全压启动控制的典型环节。

按下启动按钮SB2[6]→接触器KM1[6]得电吸合→主触点闭合[2]→主轴电动机M1[2]启动运行→动合触点KM1（7-9）[7]闭合，自锁→动合触点KM1（13-15）[9]闭合，作为KM2[9]得电的先决条件按下停止按钮SB1[6]，接触器KM1失电释放，电动机M1停转。

（2）冷却泵电动机M2的控制采用两台电动机M1、M2顺序连锁控制的典型环节，以满足生产要求，使主轴电动机启动后，冷却泵电动机才能启动；当主轴电动机停止运行时，冷却泵电动机也自动停止运行。

主轴电动机M1启动后，即在接触器KM1得电吸合的情况下，其辅助动合触点KM1（13-15）[9]闭合，因此合上开关SA1[9]，使接触器KM2线圈得电吸合，冷却泵电动机M2[3]才能启动。

绪论车床是机械加工中最广泛的金属切削机床，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面、螺纹、螺杆及车削定型表面等。

现代生产机械多采用机械、电气、液压、气动结合的控制技术。

其中电气控制技术起联接中枢作用，应用最为广泛。

电气控制系统是生产机械设备的重要组成部分，是保证J机械设备按生产工艺要求，完成各种运动状态与协调工作，并保证机械设备安全可靠工作以及实现操作自动化。

本设计的主要任务是根据车床的工作情况确定电气设计的技术条件、电力拖动形式的选择、电动机的选择及其他电器元件、电气控制原理图，绘制机电设备的位置图和接线图，最后按要求写出设计报告，绘出设计图样。

第一章车床的运动形式1．1主运动车床的主运动是工件的旋转运动，它是由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。

电动机的动力通过主轴箱传给主轴，主轴一般只要单方向的旋转运动，只有在车螺纹时才需要用反转来退刀。

1．2进给运动车床的进给运动是溜板带动刀具作纵向或横向的直线移动，也就是使切削能连续进行下去的运动。

所谓纵向运动是指相对于操作者的左右运动，横向运动是指相对于操作者的前后运动。

车螺纹时要求主轴的旋转速度和进给的移动距离之间保持一定的比例，所以主运动和进给运动要由同一台电动机拖动，主轴箱和车床的溜板箱之间通过齿轮传动来联接，刀架再由溜板箱带动，沿着床身导轨作直线走刀运动。

1．3辅助运动车床的辅助运动包括刀架的快进与快退，尾架的移动与工件的夹紧与松开等。

第二章电力拖动的特点及控制要求2．1电力拖动的特点（1）采用传统的继电器接触器控制系统。

（2）传动方式采用多电动机拖动，即一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机构。

这种拖动方式不仅大大简化了生产机械的传动机构，而且控制灵活，为生产机械的自动化提供了有利的条件，现代化机电传动基本上均采用这种拖动形式。

（3）机床主运动和进给运动由主轴电动机M1集中传动，主轴电动机选用三相笼式异步电动机，不进行电气调速，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速，由车床主轴箱通过变速箱与主轴电动机的连接来完成（为减小振动，主拖动电动机通过几条传动皮带将动力传递到主轴箱）；刀架的给进运动方式有手动和自动两种，在进行螺纹加工时，工作的旋转与刀架的进给速度之间应有严格的比例关系，因此，车床刀架的纵向或横向两个方向进给运动是由主轴箱输出轴依次经挂轮箱、进给箱、光杠传入溜板箱而获得的。

C650车床继电触摸器操控电路图阐明C650中型卧式车床，可加工最大工件直径为1020mm，最大工件长度为3000mm。

如下图所示为C650通常车床继电触摸器操控电路，下表为电路电气元件的称谓及用处。

C650中型卧式车床的主轴电动机功率为30kW，主轴电动机驱动主轴箱的动力轴翻滚，经过变速齿轮股动夹有工件的主轴翻滚。

由于工件较方，为使其能活络接连翻滚，有必要设有泊车制动功用，该机床选用反接制动，为削减制动电流，定子回路串入了限流电阻R。

装在滑板箱上的刀架与滑板箱，由主轴箱中的传动轴来驱动，使其沿着主轴线方向移动，结束刀架的进给。

为减轻工人劳作强度和节约辅佐作业时刻，专门设置一台2.2kW的拖动溜板箱的活络移动电动机。

在切削进程中还需要油液冷却，由一台液压泵供应。

图中三台电动机，M1为主轴电动机，其央求是能够正回转，能制动，泊车快，为了加工调整便当，应能点动操作；M2为液压泵电动机，能长时刻作业，在加工时供应冷却液；M3为活络移动电动机，应能随时手动操控起动和接连。

C650通常车床电气元件表：主电路剖析主电路有三台电动机。

主电动机由三个触摸器操控，其间KM1为正转触摸器，KM2为回转触摸器，KM3为短接反接制动限流电阻触摸器。

M1具有FU1作短路维护、FR1作过载维护、电流表监督电流、速度继电器KS用于反接制动；冷却泵M2由KM4操控；活络移动电动机M3由KM5操控。

M2、M3都选用直接起动，单向作业。

操控电路剖析一、主电动机点动操控：上面的车床电路图中，M1的点动由点动按钮SB2操控。

按下SB2，触摸器KM1得电吸合，其主触点闭合，电动机定子绕组串电阻R与电源接通，电动机在低速下起动。

松开SB2,KM1断电[M1正转时，速度继电器正转常开触点KS1(17-23）已闭合]。

所以KM1常闭触点闭合，使KM2得电吸合，电动机反接制动而接连。

在点动进程中，由于KA、KM3都不得电，因而KM1、KM2就不能自锁。

机床电气控制线路因机床的种类、功能及其加工工艺不同，除了各种切削运动及其辅助运动需电气控制外，还有照明、冷却等许多电气控制内容，电气控制线路较为复杂。

一、电气制图规则采用国家标准规定的电器图形文字符号绘制而成的，用以表达电气控制系统原理、功能、用途以及电气元件之间的布置、连接和安装关系的图形称为电气图。

主要有电气原理图、电气接线图和电气安装图。

电气图绘制必须遵守国家标准局颁布的最新电气制图标准。

目前主要有GB/GT4728—1996~2000《电气简图用图形符号》、GB7159—1987《电气技术中的文字符号制定通则》、GB4026—1992《电器设备接线端子和特定导线线端的识别及应用字母数字系统通则》、GB/T6988.3-1997《电气制图、接线图和接线表》、GB/T6988.1~4—2002《电气技术文件的编制》等。

此外还须遵守机械制图与建筑制图的相关标准。

1. 电气元件绘制规则图1是CW6132车床的电气原理图。

图中包括了该机床所有电气元件导电部件和接线端点之间的连接关系。

图1 CW6132车床电气原理图1）触头图示状态电气图中电气元件触头的图示状态应按该电器的不通电状态和不受力状态绘制。

对于接触器、电磁继电器触头按电磁线圈不通电时状态绘制；对于按钮、行程开关按不受外力作用时的状态绘制；对于低压断路器及组合开关按断开状态绘制；热继电器按未脱扣状态绘制；速度继电器按电动机转速为零时的状态绘制；事故、备用与报警开关等按设备处于正常工作时的状态绘制；标有“OFF”等多个稳定操作位置的手动开关则按拨在“OFF”位置时的状态绘制。

2）文字标注规则电气图中文字标注遵循就近标注规则与相同规则。

所谓就近规则是指电气元件各导电部件的文字符号应标注在图形符号的附近位置；相同规则是指同一电气元件的不同导电部件必须采用相同的文字标注符号（如图1中，交流接触器线圈、主触头及其辅助触头均采用同一文字标注符号KM）。

二、C650车床电气控制图5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。

图5 C650型卧式车床电气控制线路1. 动力电路1）主电动机电路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。

绕组电流监控电流表A在电动机M1主电路中起绕组电流监视作用，通过TA线圈空套在绕组一相的接线上，当该接线有电流流过时，将产生感应电流，通过这一感应电流间显示电动机绕组中当前电流值。

其控制原理是当KT常闭延时断开触头闭合时，TA产生的感应电流不经过A 电流表，而一旦KT触头断开，A电流表就可检测到电动机绕组中的电流。

电动机转速监控KS是和M1主电动机主轴同转安装的速度继电器检测元件，根据主电动机主轴转速对速度继电器触头的闭合与断开进行控制。

日期：2009年12月11 来源：沈阳第一机床厂关键字：车床C650型普通车床采用了主轴电动机功率达30kW的电动机拖动，床身最大工件回转半径为1020mm，最大工件长度达3000mm，属于中型车床。

1．主电路分析主电路中共有三台电动机。

主轴电动机M1的控制较为复杂，其中接触器KM3、KM4分别控制主轴电动机M1的正、普通车床反转，主轴电动机即可点动运行，又可降压启动及正、反转运行。

熔断器FUl为主轴电动机M1的短路保护，热继电器FRl为过载保护，R为限流电阻，在车床主轴电动机M1点动时及反接制动控制时防止连续启动及制动电流对主轴电动机M1的冲击而引起过热。

电流互感器TA和电流表A用以监视主轴电动机M1绕组的电流，时间继电器KT延时断开常闭触点，起到保护电流表A的作用，以防主轴电动机启动时的冲击电流对其损害。

速度继电器SR的转轴和主轴电动机M1的轴连接在一起，当主轴电动机M1正转速度达到120r／min时，速度继电器SR的正转常开触点SRl闭合，普通车床当主轴电动机M1反转速度达到120r／mln以上时，速度继电器SR的反转常开触点SR2闭合，车床为主轴电动机M1的双向反接制动做准备。

熔断器FU2为冷却泵电动机M2及快速移动电动机M3的短路保护，热继电器FR2为冷却泵电动机的过载保护，接触器KMl控制冷却泵电动机M2电源的通断，接触器KM2控制快速移动电动机M3电源的通断。

由于快速移动电动机M3为短时点动控制运行，故未设过载保护。

2．控制电路分析(1)主轴电动机M1的正、反转控制为了清楚起见，将主轴电动机M1的正、普通车床反转控制原理单独画出，如图12—11所示。

SBl为主轴电动机M1的正转启动按钮，SB2为主轴电动机M1的反转启动按钮，SB4为停止按钮。

当按下主轴电动机正转启动按钮SBl时，接触器KM得电，其得电通路为：1号线一FU5—3号线一SB4常闭触点一5号线一SBl常开触点一15号线一KM线圈一8号线一FRl—4号线一FU4—2号线。

C650普通车床电⽓控制系统设计说明书⽬录第1章引⾔ (1)1.1 可编程控制器的简单介绍 (1)1.2 西门⼦S7-200 的简单介绍 (4)1.3 C650卧式车床简述 (5)第2章继电接触器控制系统设计 (7)2.1 C650卧式车床的控制要求 (7)2.2 电⽓控制线路分析 (7)2.3 C650卧式车床电⽓控制线路的特点 (9)第3章 C65O普通车床的PLC 设计过程 (10)3.1 控制要求 (10)3.2 ⽅案说明 (10)3.3 确定I/O信号数量，选择PLC的类型 (10)3.4 C650普通车床PLC控制系统I/O地址分配表 (11)3.5 控制电路设计 (11)3.6 PLC控制程序设计 (13)3.7 C650普通车床控制系统PLC控制程序语句表 (15)3.8 系统调试 (18)结论 (19)设计总结 (20)谢辞 (21)参考⽂献 (22)第1章引⾔本设计主要针对C650普通车床进⾏电⽓控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。

1.1 可编程控制器的简单介绍1.1.1 PLC的⼯作原理PLC 英⽂全称Programmable Logic Controller ,中⽂全称为可编程逻辑控制器，定义是:⼀种数字运算操作的电⼦系统，专为在⼯业环境应⽤⽽设计的。

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，计数与算术操作等⾯向⽤户的指令，并通过数字或模拟式输⼊/输出控制各种机械或⽣产过程。

PLC采⽤循环扫描的⼯作⽅式，即顺序扫描，不断循环这种⼯作⽅式是在系统软件控制下进⾏的。

当PLC运⾏时，CPU根据⽤户按控制要求编写好并存于⽤户存储器中的程序，按序号作周期性的程序循环扫描，程序从第⼀条指令开始，逐条顺序执⾏⽤户的程序直到程序结束。

然后重新返回第⼀条指令，再开始下⼀次扫描；如此周⽽复始。

实际上，PLC扫描⼯作除了执⾏⽤户程序外，还要完成其他⼯作，整个⼯作过程分为⾃诊断、通讯服务、输⼊处理、输出处理、程序执⾏五个阶段。

C650-2普通车床电气原理图分析主要由三台电动机组成，M1为主轴电动机，M2为冷却泵电动机，M3为刀架快速移动电动机。

电路路径:(L12号线)?FU2熔断器?(1号线)?SB1停止按钮1、主轴电动机点动控制常闭触点?(3号线)?SB2点动按钮常开触点?(4号线)?KM2接触器常闭触点?(6号线)?KM1接触器线圈?(7号线)?FR1热继电器常闭触点?(2号线)?FU2熔断器?(L13号线);当按下SB2点动按钮后，KM1接触器吸合(主触点闭合、常开触点闭合、常闭触点断开);主电路路径:(L1号线、L2号线、L3号线)?QS刀开关?(L11号线、L12号线、L13号线)?FU1熔断器?(U11号线、V11号线、W11号线)?KM1接触器主触点?(U21号线、V21号线、W21号线)?FR1热继电器热元件?(U31号线、V31号线、W31号线)?(U1号线、V1号线、W1号线)?电动机M1(主轴旋转); 电阻R2、主轴电动机正转控制电路路径:主轴电动机正转启动按钮SB3使用了2组常开触点。

但启动的先决条件是KM3接触器和KA中间继电器都要保持常时吸合。

路径:(L12号线)?FU2熔断器?(1号线)?SB1停止按钮常闭触点?(3号线)?SB3正转启动按钮常开触点?(8号线)?KM3接触器线圈?(7号线)?FR1热继电器常闭触点?(2号线)?FU2熔断器?(L13号线); KM3接触器吸合(主触点闭合、常开触点闭合、常闭触点断开)?(L12号线)?FU2熔断器?(1号线)?SB1停止按钮常闭触点?(3号线)?KM3接触器常开触点触点?(13号线)?KA中间继电器线圈?FU2熔断器?(L13号线);当KM3接触器和KA中间继电器吸合后，KM3接触器主触点闭合，KA中间继电器常开触点闭合常闭触点断开。

两个器件并保持常时吸合，常时吸合路径:(L12号线)?FU2熔断器?(1号线)?SB1停止按钮常闭触点?(3号线)?KA中间继电器常开触点?(8号线)?K3接触器线圈?FU2熔断器?(L13号线);KM3接触器吸合，那么KA中间继电器也吸合，使用KA中间继电器的常开触点形成一个常时吸合的回路。