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PLC 对立式车床电气控制系统的改造研究随着工业自动化的发展，各种电气自动控制系统也得到了广泛的应用，这其中PLC 控制系统的应用逐渐成为主流。
PLC 即可编程逻辑控制器，采用可编程方式，对工业控制现场进行监测、传感、计算和控制，并实现相应的输出。
PLC 控制系统具有功能强大、反应迅速、可靠性高、维护方便等优点，开发起来也相对简单而快捷，因此被广泛地应用于工业自动化领域。
本文以PLC 对立式车床电气控制系统的改造研究为题，阐述了PLC 控制系统的优势和应用情况，并着重说明了针对立式车床的控制系统改造，改造后的情况对现有车床的优化作用。
一、立式车床原有电气控制系统的缺点立式车床是一种常用的机床类型之一，通常在机械加工过程中起到较为重要的作用。
然而，原有车床的电气控制系统存在一些缺点，还有一定的安全隐患。
1.控制方式单一原有车床的电气控制方式比较单一，往往是通过手动开关、接触器等方式来实现对车床的控制。
这样的方式不仅控制精度低，而且易于引起误操作，使加工效率低下。
2.软件功能不完善原有车床的电气控制系统软件功能较为有限，只能进行简单的操作和控制，不能进行复杂的计算和数据处理，无法满足现代化生产需要。
3.安全性不高原有车床的电气控制系统有一定的安全隐患，比如在零部件加工过程中可能会发生卡死等故障，这会造成不稳定的生产情况，而且容易导致员工的伤害。
二、PLC 控制系统的优势针对原有车床的控制系统缺点，可以采用PLC 控制系统来进行改造，PLC 控制系统具有功能强大、反应迅速、可靠性高、维护方便等优点，这也是为什么PLC 控制系统被广泛应用的原因。
1.功能强大PLC 控制器内置了许多的操作和计算指令，可以完成各种各样的操作和控制任务。
可以实现数学计算、运动控制、逻辑判断、数据处理、通讯控制等多种功能。
2.反应迅速PLC 控制器采用实时操作系统，反应速度非常快。
对于现代化工业生产的要求日益提高，要求生产切换迅速，这是PLC 的一大优势。
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。
PLC在机床电气控制系统改造中的应用摘要：机床电气控制系统是我国工业发展的重要组成，PLC在机床电气控制中的应用提高了电气控制系统的整体运行水平。
文章对PLC技术系统工作原理进行分析，探讨PLC在机床电气控制系统改造中的应用。
关键字：PLC技术；机床电气；电气控制；控制系统引言随着现代社会的发展，社会生产各个领域对于自动化技术的需求逐渐增加，需要通过自动化技术完成对生产链条的升级应用。
而在现代社会发展过程中，电气工程以及电力生产是非常重要的环节，通过对电气生产以及电气工程进行自动化设计管控，可以在最大程度上实现电气工程技术的综合应用，确保PLC技术应用更加合理，也可以在电气工程技术应用中，实现对自动化技术的实施，确保项目应用合理。
PLC技术在电气工程自动化控制中应用，可以完成控制程序编程，同时也可以完成对控制的综合应用分析，提升技术应用效果。
1PLC技术系统工作原理PLC控制系统流程由输入采样、程序执行、输出刷新步骤组成。
在输入采样步骤中，现场传感器将运行参数及监测信号发送至可编程逻辑控制器，装置采取扫描方式按顺序读取输入数据及状态，根据扫描结果将其分类存储至I/O映像区单元，而在输入脉冲信号时，要求脉冲信号宽度超过单个扫描周期，确保输入信号被有效读取，待输入数据及状态读取完毕后，完成输入采样操作。
在程序执行步骤中，按特定顺序扫描梯形图，扫描触点构成控制线路时开展逻辑运算操作，按照运算结果刷新对应的RAM存储区位状态，判断是否执行对应特殊功能指令，在判断结束后完成程序执行操作。
在输出刷新步骤中，系统根据上一步骤的逻辑运算结果，执行特殊功能指令，刷新I/O映像区对应输出锁存电路，经电路驱动外接设备，控制设备生产运动过程。
2PLC架构分析PLC架构主要包括电源系统、终端处理器、存储设备、传输设备以及交换机多个部分，如图2所示，其中终端处理器主要负责处理各种数据信息，并通过传输设备对数据进行加密和传输，交由交换机进行数据解密，最后按照需求发送到控制中心或存储设备，实现数据信息的高效利用。
PLC对机床电气控制的改造分析摘要：传统机床配套的电控系统以继电器、接触器的硬接线为基础。
技术上比较落后。
特别是其触点的可靠性问题，直接影响了产品的质量和生产效率。
本文以Z3050摇臂转床电控进行技术改造为例，详细介绍了PLC对机床电气控制的改造分析。
关键字：继电器电气控制PLC改造传统机床控制系统基本上采用交流继电器接触器控制方式，可靠性较差。
存在触点寿命低、故障率高、线路维护困难等缺点。
可编程控制器(PLC)是以微处理器为基础，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工业自动控制装置，应用灵活、可靠性高、维护方便。
应用PLC对传统机床控制系统进行改造可取得良好效果。
本文试讨论应用西门子公司的200型PLC对z3050型摇臂钻床的继电器一接触器控制线路进行改造的方法。
一、摇臂钻床的主要结构摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成。
内立柱固定在底座的一端，在他的外面套有外立柱，外立柱可绕内立柱回转360度。
摇臂的一端为套筒，它套装在外立柱做上下移动。
由于丝杆与外立柱连成—体，而升降螺母固定在摇臂上，因此摇臂不能绕外立柱转动，只能与外立柱一起绕内立柱回转。
主轴箱是—个复合部件，由主传动电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构、机床的操作机构等部分组成。
主轴箱安装在摇臂的水平导轨上，可以通过手轮操作，使其在水平导轨上沿摇臂移动。
二、电气控制线路分析Z3050型摇臂钻床共有四台电机，除冷却泵电机采用断路器直接启动外，其余三台异步电机均采用直接启动。
M1是主轴电动机，由交流接触器KMl控制，只要求单方向旋转，主轴的正反转由机械手柄操作。
M1装于主轴箱顶部，拖动主轴及进给传动系统运转。
FRI 作为电动机MI的过载及断相保护，短路保护由断路器QF1中的电磁脱扣装置来完成。
M2是摇臂升降电动机，装于立柱顶部，用接触器KM2和KM3控制其正反转。
由于电机M2是间断性工作，所以不设过载保护。
基于PLC的镗床电气系统升级改造设计随着工业自动化水平的不断提高，传统的镗床电气系统已经不能满足目前生产的需求，因此需要对镗床电气系统进行升级改造设计。
本文将介绍基于PLC（可编程逻辑控制器）的镗床电气系统升级改造设计。
一、镗床电气系统的现状分析镗床是一种用于加工大型工件的机床，其电气系统主要由控制系统、驱动系统、传感器系统和操作界面组成。
传统的镗床电气系统主要由接触器、继电器和定时器等组成，控制方式单一、可靠性较低、易损件多、维修保养成本高，无法满足现代工业生产的需求。
二、基于PLC的镗床电气系统升级改造设计1. PLC控制系统设计PLC是一种用于工业控制的通用型电控设备，具有可编程、高可靠性、易维护等优点，能够适应各种工艺流程的需要，因此可以作为镗床电气系统的核心控制设备。
在PLC控制系统设计中，需要根据镗床的工艺要求和功能要求，编写相应的控制程序，实现镗床的自动控制和运行。
2. 驱动系统设计驱动系统是镗床电气系统的重要组成部分，其主要作用是控制镗床的进给、回程、快速移动等运动。
传统的镗床电气系统采用交流伺服电机作为驱动装置，但其控制精度和速度响应较低。
基于PLC的镗床电气系统升级改造设计中，可以采用步进电机或直流伺服电机作为驱动装置，通过PLC实现精确的控制和运动。
4. 操作界面设计操作界面是镗床电气系统的重要组成部分，其主要作用是实现对镗床的操作和监控。
传统的镗床电气系统采用按钮、开关等硬件设备作为操作界面，操作方式单一、操作不便。
基于PLC的镗床电气系统升级改造设计中，可以采用液晶触摸屏作为操作界面，通过PLC实现对镗床的操作和监控，操作方便、直观。
三、基于PLC的镗床电气系统升级改造设计的优势1. 灵活性高基于PLC的镗床电气系统升级改造设计可根据工艺和生产需求，对控制程序进行灵活调整，实现对镗床的自动控制和运行。
2. 可靠性高基于PLC的镗床电气系统升级改造设计采用高可靠性的控制设备和传感器，具有更高的稳定性和可靠性，减少了镗床的故障率和维修保养成本。
PLC对C普通车床的电气改造PLC（可编程逻辑控制器）对C普通车床的电气改造，是一种常见的技术手段。
该方法不仅能提高车床的生产效率和质量，还可以减少人力投入，降低生产成本。
本文将针对PLC对C普通车床的电气改造，进行详细的介绍和分析。
一、C普通车床的电气架构在介绍PLC对C普通车床的电气改造之前，先简要了解一下C普通车床的电气架构。
C普通车床的电气架构一般由以下几个部分组成：（1）电源模块：负责提供车床所需的电源。
（2）驱动模块：负责控制车床的驱动，包括主轴马达、进刀马达等。
（3）控制模块：负责控制车床的运动，包括车床的自动化控制、刀具换刀等。
（4）显示模块：负责显示车床的操作信息，比如车床的转速、进给量等。
二、PLC对C普通车床的电气改造C普通车床的电气架构虽然已经比较完善，但在生产过程中，仍然存在一些问题，比如手动控制存在误差、工序不连续等问题。
这时，PLC对C普通车床的电气改造就能够解决这些问题。
PLC是一种控制系统，可使用多种编程语言，控制机器人、机床、生产线等自动化设备的工作。
PLC对C普通车床的电气改造，主要体现在控制模块上。
改造前，车床是由操作员手动控制车床沿不同方向的线性轴移动，使用不同的钻头进行加工。
而经过PLC的改造后，车床能够自动控制加工和生产，无需人工干预，避免了因人为操作带来的误差。
具体来说，PLC对C普通车床的电气改造，主要有以下几个步骤：（1）设计PLC程序首先，需要编写PLC程序。
PLC程序可以使用Ladder图或是其他编程语言来编写。
在这个程序中，需要包含车床自动化控制、刀具换刀等程序，以及一些错误提示信息等功能。
（2）更换电气元器件经过设计PLC程序后，需要进行电气元器件的更换。
这个过程包括更换马达、更换驱动器等。
（3）搭建PLC控制面板在更换电气元器件之后，需要搭建PLC控制面板。
PLC控制面板包括PLC控制器、操作按钮等。
（4）连接电气元器件和PLC控制面板最后，需要将电气元器件和PLC控制面板进行连接。
目录1绪论.........................................................................................................................1.1 PLC概况........................................................................................1.2可编程控制器的定义 .................................................................1.3 PLC的特点..............................................................................1.4 PLC在机床控制系统中应用的可行性..................................1.5 PLC技术在实际应用中的方法和技巧......................................2 PLC选型..................................................................................................2.1关于PLC的选型的注意事项....................................................3 CB3463-1 .................................................................................................3.1 CB3463—1型半自动转塔车床的结构特点.............................3.2 CB3463-1常见的问题 .............................................................3.2 机床控制要求及工作循环....................................................... 4控制系统的硬件构成..............................................................................5 CB3463-1的工作状态 .........................................................................5.1 转塔刀架部分.............................................................................5.2前刀架部分....................................................................................5.3后刀架部分....................................................................................5.4主轴变速与刹车............................................................................5.5 工件夹紧................................................................................... 6总硬件接线图..........................................................................................PLC 的CPU与一个I/O输入模块和一个I/O输出模块的连接图总接线图 ........................................................................................... 参考文献.....................................................................................................1绪论1.1 PLC概况作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。
PLC对机床电气调控改造
PLC具有比其他控制系统更多的优点,例如:稳定的性能、较强的抗干扰能力;较强的通用适应性;硬件齐全、编程简单、易于操作;功能完善、控制灵活;体积小重量轻、便于携带、能耗低、运行快、易维修等,这些优点导致了PLC在机床电气控制中的运用越来越安全稳定。
而我国目前采用继电器控制系统的普通机床仍然广泛运用在企业中,尤其在一些工业较落后的地区。
由于这些设备在多年使用后易发生故障、可靠性较差、维修困难;其准确度、工作效率、自动化程度已满足不了当前的生产需要,给正常的工业生产带来了严重的影响。
所以用PLC对这类普通机床控制系统进行改造是非常必要的。
1PLC与其他控制系统的比较
1.1PLC与继电器控制系统相比较。
a.组成器件不同;b.控制方式不同;c.工作方式不同;d.经济上有差异。
1.2PLC与微机控制系统相比较。
a.PLC专门为恶劣的施工环境所设计,有体积小、方便携带、耐磨损等优点,更适用于施工现场环境;而且PLC性能稳定,在抗干扰能力方面比微机高。
b.PLC的逻辑语言针对整个控制过程,继电器的逻辑梯形图为它的主要表达方式,图表直观方便、编程操作简单易懂,能让工作人员迅速掌握。
c.PLC大都采用模块式的结构,在对不同对象和控制要求进行改善组合时,灵活性较强,且易于维修。
调试周期较短;能在短时间内培训出大量工作人员,而微机的操作维修方面需要专业的技术人员,且培训难度较大。
1.3PLC与单片机控制系统相比较。
a.单片机对设计人员有一定的技术要求,要具备一些计算机硬件和相关软件知识。
PLC只需操作人员熟悉相关指令和操作方法,就可以直接应用。
b.单片机用来做自动控制时,需要在输入和输出口做大量的工作;而PLC有设计好的I/O端口,可以直接与信号相连接,简单方便。
c.单片机在抗干扰措施上远没有PLC的可靠性高,PLC在硬件和软件上同时采用了控制抗干扰措施,安全稳定。
2PLC改造原理
普通机床主要有两种运动方式:一种是安装在床身主轴箱内的主轴转动;另一种是安装在刀架上的刀具与滑板一起沿主轴轴线方向进给移动。
若加工的工件
较大时,转动惯量也相应比较大,停车时必须有停车制动功能,多采用电气制动。
加工的过程中,为减小工人劳动强度和节省工作时间,在提供切削液的前提下要求溜板箱(带动刀架移动)能够高速的移动。
划分控制电路时,一般分为主电动机和电动机的控制电路。
而主电动机控制电路较复杂,因而可以进一步划分为局部电路:如正反转起动、点动控制电路、停车制动控制电路等。
组合机床一般采用顺序控制,在实际生产过程中,电气控制系统的构成多采用可编程序控制器,它具有体积小,重量轻、工作可靠等特点,并且易于修改。
因为PLC的输出形式有三种,所以要根据负载的工艺要求选择合适形式的输出。
3PLC改造方法及过程
3.1确定控制对象,首先要明确控制任务和相关设计要求,对改造工程和机械运动中各执行元件之间的关系及电控系统的相关要求要做到心中有数,拟定系统设计的条件。
要对改造机床的工作流程做深入全面的了解,分析其控制的几种基本方式以及完成动作的前提关系,了解现有机床的操作控制系统是否需要加以改进,若有需要,在后续设计中应予以特别实现。
整理得出结果后,确定所需要的输入、输出设备能完成预期改造要求,且系统简单经济,能最大限度地使用原有设备,达到降低成本的目的。
3.2制定控制方案和PLC选型。
在生产工艺及机械运动的控制要求前提下,预设出电控系统的工作方式。
由工艺过程和机械运动的步骤和状态,确立信号的输入和输出;由PLC驱动哪些负载,统计出各输入、输出点。
PLC硬件设计的重要部分是机型的选择和I/O配置;以满足控制系统的功能需要为选型原则,统计出被控设备的输入输出点数总需要量。
PLC的输入和输出要有合理的地址编号,能方便PLC系统的系统调整以及硬件、软件的设计。
3.3设计I/O的连接、分配表、以及I/O接线图的绘制。
相同类型的输入或输出点要集中,连续分配,这样有利于编写和阅读程序。
3.4软件设计。
编写用户程序时,可借鉴原有控制电路原理图,在上面加以修改完善,或者灵活应用各种指令和功能指令。
采取其他方法设计PLC的程序,力求做到设计的程序简捷易读。
3.5室内调试。
程序输入PLC后首先要仔细检验,可先在室内做模拟调试,观察各输入量、输出量的变化及逻辑方面是否符合最初设计要求,若调试中有问题
出现要及时、反复改正,直到达到要求再对其进行整理和归档。
3.6现场调试。
在PLC的外部接线准确无误的条件下,反复进行现场调试,发现问题立刻解决,若反复调试仍达不到指定设计要求,需调整硬件和软件系统,一般修改用户程序就可以解决问题。
4PLC改造过程中须注意的问题
4.1首先应详细了解原始资料,明确机床的整个控制过程后再设计改造方案。
了解电力控制的要求与特点,详细分析控制电力线路的原理图,确认各种控制信号含义及其间的相互关系,确定信号是否需要输入PLC或由PLC输出,以经济实用为准则选择PLC主机。
选择过程中要留有余量,以方便日后的系统修改及变更。
4.2在改造中要保证外围设备与选用的PLC输出类型相配套。
4.3为达到更有效、更稳妥的保护措施。
梯形图程序要与接触器、继电器的触点进行连锁结合、互锁保护。
比如在PLC程序中,虽然电动机正反转控制已经进行了互锁保护,但在实际交流中接触器触点会发生熔焊,不能断开,电动机就会造成电源短路。
所以增加正、反转接触器的互锁是避免电源短路的重要方法。
4.4在重要的安全保护部分直接作硬件处理。
例如,设置急停按钮和紧急限位开关等,忽略PLC输入端,采用直接由PLC的输出端接入来保护负载电路。
4.5最大限度的保证控制系统在工作时能安全稳定的进行。
用PLC对一些旧式机床设备进行改造是非常有必要的,从经济和技术来讲也是可行的,改造传统继电器控制系统可以充分发挥PLC可靠性高、抗干扰性强、节能寿命长、维修量少的优点,提高了工作效率,为企业带来了较好的经济效益,是一种行之有效的方法。
