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毕业论文课题名称： S7-200 PLC改造T68镗床电气控制设计姓名：罗利平专业：电气自动化班级：电气 0931 班指导老师：梁洪方毕业论文题目： S7-200 PLC改造T68镗床控制设计目录一、S7-200PLC改造T68镗床1.1、T68镗床电路控制图…………………………….1.2、I/O分配表……………………………………………....1.3、PLC梯形图……………………………………………...1.4、PLC硬件接线图………………………………………...1.5、PLC仿真软件…………………………………………...1.6、程序说明…………………………………………………二、电器元件选择2.1、电动机的选择……………………………………………2.2、按钮……………………………………………………….2.3、行程开关………………………………………………………2.4、中间继电器…………………………………………….......2.5、时间继电器………………………………………………...2.6、热继电器…………………………………………………...2.7、交流接触器…………………………………………………2.8、熔断器………………………………………………………2.9、电流互感器………………………………………………….2.10、导线………………………………………………………..2.11、低压断路器………………………………………………..总结………………………………………………………………..谢辞…………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………附录…………………………………………………………………摘要T68 卧式镗床是一种多用途的金属切削机床，传统的镗床采用继电—接触器控制，系统接线复杂，故障率高，可靠性差。

本文介绍采用德国西门子公司216-2AD23-OXBB型PLC进行改造T68镗床。

本文介绍改造程序和调试过程。

根据T68镗床的加工工艺和工作原理，设置PLC的I/O地址，设计外部设备接线，根据原理图、控制要求和特点，设计系统梯形图，连接外部设备进行调试运行，达到系统改造的要求。

关键词：s7-200（德国西门子控制器）、电气元件、T68镗床。

前言本课题探讨了T68型卧是式镗床的PLC改造控制系统的实现方案。

根据实际需要和市场的需求，选择了以德国西门子S7-200系列的PLC是西门子PLC主流产品可编程控制器作为控制方案。

镗床是冷加工中使用比较普遍的设备它主要用于加工精度、光洁度要求较高的孔以及各孔间的距离要求较为精确的零件属于精密机床。

主要用于加工工件上的精密圆柱孔。

这些孔的轴心线往往要求严格地平行或垂直，相互间的距离也要求很准确。

其原控制电路为继电器控制，接触触点多、线路复杂、故障多、操作人员维修任务较大，为了克服以上缺点，降低了设备故障率，提高了设备使用效率，针对这种情况，我们用PLC控制改造其继电器控制电路。

通过对T68型卧式镗床工作原理的分析，设计出PLC改造系统的控制电路，对系统的输入、输出点进行统计，共有17个输入点，8个输出点，输入输出都是开关量。

选用德国西门子公司生产的216-2AD23-OXBB可编程序控制器，分配PLC的I/O地址，设计PLC 外围电路，确定PLC的I/O接线图。

根据镗床的控制要求和特点，列出逻辑代数表达示，采用逻辑设计方法进行梯形图设计。

通过PLC软件进行程序仿真，模拟镗床的现场控制进行仿真调试，达到了系统改造的要求，并且运行效果良好。

可编程控制器是一种为工业机械控制所设计的专用计算机，在各种自动控制系统中有着广泛的应用，它是在继电器控制和计算机控制基础上开发的产品，逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术，通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。

早期的可编程控制器在功能上只能进行逻辑控制，因而称为可编程程序逻辑控制器PLC。

随着技术的发展，其控制功能不断增强，可编程程序控制器还可以进行算术运算，模拟量控制、顺序控制、定时、计数等，并通过数字，模拟的输入、输出控制各种类型的机械生产过程。

2.1、电动机的选择根据《电机与电气控制技术》书得到：电动机的额定电流I=额定功率P/1.732×电压U ×效率×功率因数：一、主电动机M1，完成主轴主运动和刀具进给运动的驱动，采用全压启动的方式，可以实现点动、正反转、反接制动。

主轴电动机功率为20KW,四极，三相电压380V。

因此：主轴电动机额定电流I=20 KW/1.732×380V×88.5%×0.88≈39A，由于主轴电动机需作正反转的运转，即在AC4状态下工作，所以选择50A/380V,型号为Y200L1-6二、冷却泵电动机用以车削加工时提供冷却液，采用直接起动，单向旋转，连续工作的方式，功率为1.5KW，两极，三相电压380V。

根据公式I= 额定功率P/1.732×电压U ×效率×功率因数I=1.5KW/1.732×380V×78%×0.85≈3.4A因此：冷却泵电动机额定电流 I=2P=2×1.5=3.4A冷却泵电动机在AC3状态下工作所以选择型号Y90S-2 规格为：1.5KW/380/3A三、快速移动电动机，单向旋转，点动控制操作，功率为100W，四极，根据公式I=额定功率P/1.732×电压U ×效率×功率因数因此：快速电动机额定电流I=100W/1.732×380V×90%×0.8≈0.2A 2.2、按钮的选择按钮分为：1、常开按钮——开关触点断开的按钮。

2、常闭按钮——开关触点接通的按钮3、常开常闭按钮——开关触点既有接通也有断开的按钮。

也称为按键，是一种电闸(或称开关），用来控制机械或程式的某些功能。

一般而言，红色按钮是用来使某一功能停止，而绿色按钮，则通可开始某一项功能。

按钮的形状通常是圆形或方形。

常用的按钮的规格一般为额定电流为5A，按钮型号C L-530R、额定电压 : 380 V AC。

2.3、行程开关控制线路电流小于5A,常用的按钮的规格一般为额定电流为5A。

采用型号为JLXK-211M双轮防护式行程开关。

2.4、中间继电器中间继电器主要以控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序，实现在动控制和保护作用。

因为电流互感器的二次侧额定电流为5A, 所以选择额定电压380V，额定电流5A的中间继电器。

2.5、时间继电器早期在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器 ,它是利用空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。

它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。

凡是继电器感测元件得到动作信号后，其执行元件（触头）要延迟一段时间才动作的继电器称为时间继电器。

在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器 ,它是利用空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。

它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。

时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型。

空气阻尼型时间继电器的延时范围大(有0.4～60s和0.4～180s两种) ，它结构简单,但准确度较低。

当线圈通电（电压规格有ac380v、ac220v或dc220v、dc24v等）时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动作触点接通或断开。

但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹, 上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。

经过一定时间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推动延时触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。

从线圈通电到延时触点完成动作，这段时间就是继电器的延时时间。

延时时间的长短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变。

吸引线圈断电后，继电器依靠恢复弹簧的作用而复原。

空气经出气孔被迅速排出2.6、热继电器一般情况热继电器的额定电流大于电动机的额定电流。

热继电器的额定电流值为（0.9~1.05）电动机的额定电流。

热继电器额定电流为I﹦1.05×电动机的额定电流I﹦1.05×35.9=37.695A所以主轴电动用的热继电器FR1额定电流I≈1.05×39.7=41.7A; 冷却泵电动机用的热继电器FR2额定电流I≈2×3.4=6.8A根据题意FR1选择60A/380V,型号为JR20-60；FR2选择8A/380V,型号为JR20-8。

2.7、交流接触器交流接触器是广泛用作电力的开断和控制电路。

它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。

主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。

交流接触器的接点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。

2.8、熔断器作用安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。

当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或珍贵器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。

若电路中正确地安置了熔断器，那么，熔断器就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用，假如电路中安装了断路器就可以不用熔断器，热继电器需要与交流接触器配合使用，因过载时热继电器上的触点断开切断控制回路，目前熔断器一般多用于控制回路。

1）熔断器的作用类型的选择熔断器的作用类型应根据负载的保护特性和短路电流大小来选择。

对于保护照明和电动机的熔断器的作用，一般只考虑它们的过载保护，这时，熔体的熔化系数适当小些。

对于大容量的照明线路和电动机，除过载保护外，还应考虑短路时分断短路电流的能力来选择。

当短路电流较大时，还应采用具有高分断能力的熔断器的作用甚至选用具有限流作用的熔断器的作用。

此外，还应根据熔断器的作用所接电路的电压来决定熔断器的作用的额定电压。

2）熔体与熔断器的作用额定电流的确定熔体额定电流大小与负载大小、负载性质有关。

对于负载平稳、无冲击电流，如一般照明电路、电热电路可按负载电流大小来确定熔体的额定电流。

对于有冲击电流的电动机负载，为达到短路保护目的，又保证电动机正常起动，对笼型感应电动机其熔断器的作用熔体的额定电流为：单台电动机INP=（ 1.5 ~ 2.5）INM （1-6）式中，INP为熔体额定电流（A）；INM为电动机额定电流（A）。

多台电动机共用一个熔断器的作用保护INP =（1.5 ~ 2.5）INM max + ∑INM （1-7）式中，INM max为容量最大一台电动机的额定电流（A）；∑INM为其余各台电动机额定电流之和（A）。