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机电控制与PLC课程设计任务书
设计题目：C650车床电气控制系统P L C改造
设计任务：
1．分析C650车床接触器-继电器控制线路原理图，详细阐述其工作原理。
2．画出主电路图
3．设计I/0接线图
4．根据电气控制要求设计P L C(西门子) 梯形图程序(添加注释)，并调试运行。
5．列出各类元器件清单
6．编写设计说明书
进度安排：
1、查阅资料、分析接触器-继电器控制线路原理图2天
2、可编程控制器外部电路设计2天
3、可编程控制器程序设计3天
4、调试、运行1天
5、手写设计说明书2天
要求发挥独立工作能力和钻研精神！
附C650车床电气原理图（参阅教材）。
目录摘要 (2)前言 (3)一、控制方案的选择 (4)（一）为何采用PLC控制 (4)（二）控制继电器存在的缺点 (4)（三）可编程序控制器的优势、特点及功能 (4)（四）PLC与继电器控制两种控制方法的不同之处 (5)（五）PLC(可编程控制器)与MC(微机)控制的区别 (6)二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤 (7)（一）系统设计的主要内容 (7)（二）系统设计的基本步骤 (7)（三）计算机辅助设计编程 (8)（四）PLC 软件系统设计的步骤 (8)（五）编制控制系统的逻辑关系图 (8)（六）绘制各种电路图 (8)（七）编制PLC 程序并进行模拟调试 (9)（八）制作控制台与控制柜 (9)三、C650卧式车床电气电路分析 (10)（一）主电路分析 (10)（二）控制电路分析 (10)1、主电动机的点动调整控制 (10)2、主电动机的正反转控制 (10)3、主电动机的反接制动控制 (10)4、刀架的快速移动和冷却泵控制 (10)（三）辅助电路分析 (11)1、照明电路和控制电源 (11)2、电流表PA保护电路 (11)（四）C650卧式车床电气控制线路的特点 (11)四、PLC 选型 (12)（一）确定PLC型号 (12)（二）确定IO口分配 (13)1、C650卧式车床PLC控制输入输出点分配表 (13)五、C650卧式车床PLC控制程序 (14)（一）梯形图 (14)（二）指令表 (15)（三）程序设计说明 (15)结束语 (17)致谢 (18)参考文献 (18)摘要摘要:介绍可编程控制器(PLC)的原理、组成以及编程，具体在C650卧式车床改造中的应用，对PLC在数控系统控制下所完成的控制功能作简单阐述, 并介绍了可编程控制器（PLC）应用于车床控制系统的控制原理;系统设计方法;输入、输出点数确定;程序设计及手动操作梯形图设计，并给出了PLC的控制电路接线图和梯形图。
因此，本系统采用经验设计法为主的设计方法，取得了良好的效果。
C650车床的电气控制线路设计C650车床的电气控制线路是整个机床的核心部分，主要负责车床各个部分的电气控制。
本文将从控制电路原理、电路设计、电路元器件选型、电路安全措施等方面详细介绍C650车床的电气控制线路设计。
一、控制电路原理C650车床的电气控制线路采用PLC控制器作为中心控制单元，通过交流变频器对主轴电机进行变频控制，实现主轴转速的调节。
同时通过伺服系统实现两轴的运动控制，分别控制切削刀架和进给系统的运动。
同时，车床还具备自动泄废功能，通过限位开关和气动元件组成的气路控制实现自动泄废，提高作业效率。
二、电路设计1.主轴电机控制电路主轴电机控制电路采用三相异步电机变频控制方式，通过交流变频器调节主轴电机的转速，实现车床的加工和加工精度控制。
2.伺服运动控制电路伺服运动控制电路包括两轴的运动控制，分别控制切削刀架和进给系统的运动。
切削刀架的伺服运动控制采用开环控制，进给系统采用闭环控制。
通过PLC控制器输出PWM信号给伺服电机驱动器，控制伺服电机的运动。
3.自动泄废控制电路自动泄废控制电路采用气动元件组成的气路控制，通过限位开关控制气动元件的执行情况，实现车床自动泄废功能。
三、电路元器件选型1.控制器：C650车床采用PLC控制器作为中央控制单元，控制精度高，可靠性好。
2.交流变频器：交流变频器是控制主轴电机变频的核心元器件，C650车床采用功率适中、控制精度高的变频器，能够满足车床的加工要求。
3.伺服电机：C650车床选用功率合适、控制精度高的伺服电机，能够满足车床的切削刀架和进给系统的运动要求。
4.限位开关：限位开关是气路控制的关键元器件，C650车床选用质量可靠、使用寿命长的限位开关，确保车床的自动泄废功能正常运行。
四、电路安全措施C650车床的电气控制线路设计时需要注意安全问题，速度快、功率大的主轴电机、伺服电机和变频器都存在一定的安全隐患，特别是在操作过程中需要做好以下安全措施：1.在开机前，要做好预检和检查工作，确保电器线路安全可靠，防止因线路问题导致事故。
课程设计报告书目录一、课程设计任务及要求 (1)1 课设任务 (1)2 设计要求 (1)3 给定参数 (1)二、C650车床简介 (1)1 C650型卧式普通车床的简单介绍 (1)2 C650型卧式普通车床的特点及控制要求 (2)1 C650车床的工艺过程 (2)2 C650车床的运动特点 (2)3 C650车床的线路特点 (2)3 C650型卧式普通车床的缺点 (2)三、 PLC简介 (3)1 简单介绍 (3)2 改造优点 (3)四、C650车床的控制要求........................ .. (4)五、C650卧式机床电气原理图 (4)六、机床电气控制原理分析 (5)1主电路分析 (5)2控制电路分析 (5)七、I/O个数统计及PLC型号选择 (7)八、电器元件计算选择 (8)九、元器件选择 (10)十、PLC接口图 (11)十一、C650型普通车床PLC外部接图 (12)十二、电器元件安装位置图 (13)十三、电器安装接线图 (13)十四、PLC控制梯形图及指令表 (14)1、梯形图 (14)2、指令表 (15)十五、结论与心得体会 (16)参考文献 (16)C650卧式车床继电器控制系统的PLC改进设计一、课程设计任务及要求1、课程设计任务（1）收集C650型卧式车床的相关资料，分析其工作过程。
（2）技术参数的计算。
（3）设计机床电气控制系统，分析电气控制电路工作过程。
（4）选择PLC型号，设计PLC控制系统输入输出接线图、梯形图。
（5）完成电气元件计算选择、列出元件清单。
（6）设计机床电气接线施工方案。
2、设计要求选用西门子系列的plc对C650型卧式车床的电气控制系统进行改造设计。
3、给定参数主电动机30KW；冷却泵电动机0.15KW；快进电动机2.2KW。
二、C650车床简介1、C650型卧式普通车床的简单介绍C650卧式车床是机械加工中用得最广泛的一种车床，可以完成切削外圆、内圆、端面、螺纹、倒角、切断及割断槽等加工，并可以装上钻头或绞刀进行钻孔和铰孔等加工。
C650卧式车床的控制系统的PLC控制改造目录第1章摘要 (2)1.1 普通机床改造的意义和前景 (2)1.2 PLC的基础知识 (4)1.3 PLC控制系统与电气控制系统的比较 (5)1.4电气系统改造为PLC控制的意义 (6)1.5 PLC相关概述 (7)第2章C650车床的主要结构与控制要求 (9)2.1 C650车床的主要结构 (9)2.2 C650车床的控制要求 (9)2.3电路分析 (11)第3章C650卧式车床改造为PLC控制的硬件设计 (12)3.1 统计I/0的点数 (12)3.2 PLC的选型 (12)3.3.I/0分配表 (15)3.4PLC控制系统外部接线图的设计 (16)3.5 C650 车床改造PLC程序框图 (17)3.6 C650 车床改造PLC程序流程图 (18)第4章C650卧式车床改造为PLC控制的软件设计 (18)4.1 PLC编程语言 (18)4.2. PLC的基本功能 (19)第5章调试 (24)第6章心得体会 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第1章摘要1.1 普通机床改造的意义和前景从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。
数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。
数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。
数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
更新改造旧机床是最近几年发展起来的一个新兴产业，在国外己形成一定规模和市场，涌现出了许多专门从事机床改造的公司。
国外旧机床改造费用大约为同类型新机床价格的60%，尽管费用较高，但由于机床改造后使用效果好，所以仍然受到机床用户的欢迎。
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。
毕业设计说明书题目： C650卧式车床电气控制系统的 PLC改造专业：年级：学生：学号：指导教师：完成日期： 2014年11月21日可编程控制器是在继电器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/输出接口调理功能、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。
本次设计的内容主要是利用PLC（Programmable Logic Controller）对C650型车床的电气控制部分进行改造。
首先我对本设计进行总体的分析，使自己有一个大致的总体概念，然后仔细分析C650车床，对车床主运动和进给运动还有其它的辅助运动，进行分析。
最后根据控制电路的线路图，编译PLC的梯形图。
因此使C650车床在完成原有的功能特点外，还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。
关键词：可编程控制器，C650车床，梯形图，电气控制。
前言 (1)第一章 C650卧式车床的改造介绍 (2)1.1 C650型卧式车床简介 (2)1.2 C650卧式车床改造主要内容 (3)1.3 C650卧式车床改造要求 (4)第2章总体方案设计 (5)2.1 方案的提出与比较 (5)2.2 方案的选择与论证 (6)2.2.1 PLC介绍 (6)2.1.2 C650改造方案的选择 (8)2.1.3 PLC控制系统与电气控制系统的比较 (8)第三章控制系统的总体设计 (XIV)3.1 系统工作流程分析 (XIV)3.2 PLC I/O 分配表 (XIV)3.3 PLC的选择 (XV)3.4 PLC的I/O电气接线图 (XVII)第四章 C650卧式车床控制系统硬件设计 (XVIII)4.1主电路分析 (XIX)4.2控制电路分析 (XIX)4.2.1 主电动机点动控制分析 (XIX)4.2.2 主电动机的正反转控制分析 (XIX)4.2.3 主电动机反接制动分析 (XX)4.2.4 快速电动机与冷却泵电动机控制分析 (XX)4.3 辅助电路分析 (XXI)4.3.1 照明电路和控制电源分析 (XXI)4.3.2 电流表保护电路 (XXI)4.4 电动机选择 (XXI)4.5 系统元器件的选择 (XXII)4.5.1 交流接触器的选择 (XXII)4.5.2 中间继电器的选择 (XXII)4.5.3 保护电器的选择 (XXII)4.5.4 控制开关电器的选择 (19)4.5.5 速度继电器选择 (XXIV)第五章 C650车床PLC控制的软件设计 (XXV)5.1 程序设计 (XXV)5.2 系统总程序 (XXVIII)第六章系统调试 (29)总结 (XXXIV)参考文献 (XXXV)附录1系统主要元件清单 (XXXVI)附录2 C650卧式车床PLC控制原理图 (XXXVI)前言更新改造旧机床是最近几年发展起来的一个新兴产业，该设计是对C650卧式车床电气控制系统的PLC改造的研究设计。
C650卧式车床电气控制PLC改造引言随着微电子技术的不断发展，制造业现代化水平的不断提高，要求机床数控化率相应提高，根据我国目前国情，采取改造旧机床来提高设备的性能，是一个极其有效地的途径。
通常传统C650卧式车床电气控制采用落后的继电器----接触器式控制方式，因此，其缺点是功能少、寿命短、电路复杂、触点多而造成的故障也多、可靠性差、维修困难等。
可编程序控制器（PLC）是一种以微处理器为核心，综合了计算机技术、通信技术而发展起来的新型通用的自动控制装置，具有结构简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等优点，近年来在工业自动控制、机电一体化，采用PLC替换原有设备控制中庞大而复杂的继电器控制装置，改造传统产业等方面得到了广泛的应用。
本文利用三菱PLC对C650卧式车床继电器---接触器式控制电路进行改造，从而提高设备的可靠性和使用率。
1、C650卧式车床电力拖动的特点及控制要求1.1卧式车床电气控制系统分析卧式车床的工艺特征为对各种回转体类零件进行加工，如各种轴类、套类和盘类零件，可以车削出内外圆柱面、圆锥面及成型回转面、各种常用的螺纹及端面等。
其运动特征为主轴带动工件旋转，形成切削主运动，刀架移动形成进给运动，刀架的进给运动由主电动机提供动力，刀架的快速运动由快速电动机提供，操作形式为点动。
1.2卧式车床的电力拖动及控制要求分析一般卧式车床配置三台三相笼型异步电动机，分别为提供工作进给动力和主运动电动机M1、驱动冷却泵供液的电动机M2、驱动刀架快速移动电动机M3，电动机的控制要求分述如下：1）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，电动机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，为提高工作效率，停车时不易立即停止转动，必须有停车制动的功能。
