基于PLC对卧式车床C650的电气改造与设计

1、摘要摘要 实现了用 PLC 改造原有的继电器/接触器控制系统。详细分析了该控制系 统的工作原理和硬件接线，PLC 编程调试。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，在不改变原控制系统电气操作方法和按 钮、手柄等操作元件的功能的前提下，调试出了一台由西门子小型 PLC 控制工 作效率高且结构简单、操作方便的 C650 卧式车床的样机。同时画出了电路原 理图和编写了 PLC 控制梯形图程序。 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，进一步验证了这一改进的优势。 关键词：卧式车床；继电器；可编程逻辑控制器 Abst

2、ractAbstract Realize the transformation with PLC of the original relay/contactor control system. Detailed analysis of the working principle of the control system, PLC programming and hardware wiring commissioning. This design C650 horizontal lathes introduced the working principle of electric contro

3、l system and its movement forms, not changing the original control system electric operation methods and button, handle the function of operate the components, under the precondition of commissioning a small by Siemens PLC control high efficiency and simple structure, convenient operation of the pro

4、totype C650 horizontal lathes. Meanwhile draw the circuit principle diagram and compiled the PLC control ladder-diagram program. After repeated commissioning, the technology can be popularized to other areas of automation control systems in good condition, the operation of the system, turning higher

5、 accuracy, further verified the improvement of advantage. Keywords: horizontal lathe; Relays; Programmable logic controller （PLC） 目录目录 前 言 4 第一章 车床介绍 4 一 改造方案的确定4 二 机床介绍 5 1. C650 车床的主要结构5 2. C650 车床的电气原理 5 主电路分析 5 控制电路分析 8 3. 主要电气元件的选择 11 4.主要保护元件的选择 12 第二章 PLC 的介绍 12 一 PLC 的简单介绍12 1.PLC 的工作原理 13 2

6、.PLC 用于 C650 车床的特点 13 第三章 PLC 对 C650 车床的改造 14 一 PLC 的选型及 I/O 分配表 14 二 附件 14 第四章 改造后车床的调试 14 一 通电前检查 14 二 硬件检查 15 三 综合调试 14 结束语 17 致谢 18 参考文献 18 附件19 附件19 附件21 附件21 前言前言 本论文先介绍了 PLC 的基础知识，包括 PLC 的组成、原理，PLC 和传统的 由继电器接触器构成的控制装置，这两者的运行方式的不同点。然后介绍了机 床的基础知识，接着介绍 PLC 在普通机床继电器改造中的应用，对机床的电气 控制原理以及如何运用 PLC 对机

7、床进行改造，做了具体的分析。使实际复杂的 问题变得简单，最终把实际问题解决，不仅给企业带来了经济性，而且提高了 生产效率。 目前，PLC 的品种繁多，但其基本结构、原理相同，基本功能、指令系统 及编程方法也很类似。本论文从实际应用出发，主要以西门子（SIEMENS）中 小型 PLC 为背景进行编写程序。学习、掌握及应用 PLC 技术对提高我国工业自 动化水平和生产效率有着十分重要的意义。并且提出了利用 PLC 控制系统实现 车床启动、正转反转、反接制动、点动操作，刀架快速移动，冷却泵启动、停 止等一系列功能，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

8、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。由此可以看出，PLC 在工业自动 化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。 在写论文之前查阅了大量的资料通过反复的修改，最后完成本论文。本论 文试图从理论到实践对这一课程进行系统而简明的简述。本论文共有三章。重 要介绍如上所述。 任彦仰老师对全论文进行了认真的审阅，本论文在编写过程中得到了同 学和老师的大力支持，在此表示致谢。 由于作者水平所限，论文中缺点、错误在所难免，请老师、评审指出和 指导。 第一章第一章 车床介绍

9、车床介绍 一、 改造方案的确定改造方案的确定 1、原车床的工艺加工方法不变； 2、在保留主电路的原有元件的基础上，不改变原控制系统电气操作方法； 3、电气控制系统控制元件（包括按钮、行程开关、热继电器和接触器等） ，作 用与原电气线路中作用相同； 4、主轴和进给启动、制动、低速、高速和变速冲动的操作方法不变； 5、改造原继电器控制中的硬件接线，改为 PLC 编程实现； 6、原电路中用于短接电流表的时间继电器 KT 由中间继电器 KA 代替，由 PLC 内部时间继电气控制 PLC 输出点带动中间继电器 KA 动断触点按成主电动机正 反转启动时短接电流表的任务； 7、使用变频器或直流驱动器作为主轴

10、电机驱动器。 二、二、机床介绍机床介绍 1、C650 车床的主要结构 C650卧式车床属于中型车床，床身的最大工件回转半径为1020mm，最大工 件长度为3000mm。主电动机功率为30kw，为提高工作效率，该机床采用了反接 制动。为了减少制动电流，制动时在定子回路串入了限流电阻R。拖动溜板箱 快速移动的2.2kw电动机是为了减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间而专 门设计的。各部分结构如图1所示。 图 1 C650 卧式车床 图 1 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

11、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。 2、C650 车床的电气原理 C650 卧式车床控制电路原理图如附录所示。图中主要分为主电路，冷 却电路，快速移动电路等三部分。 . 主电路分析主电路分析 1 1）主轴电动机电路）主轴电动机电路 电源引入与故障保护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

12、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主电动机全压与减压状态 当 KM3 主触头断开时，三

13、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。 图图 1 1 C650C650 型卧式车床电气控制电路型卧式车床电气控制电路 绕组电流监控绕组电流监控 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

14、电动机绕组中的电流。 电动机转速监控电动机转速监控 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。 2 2）冷却泵电动机电路）冷却泵电动机电路 冷却泵电动机电路中 FU4 熔断器起短路保护作用，FR2 热继电器则起过载 保护作用。当 KM4 主触头断开时，冷却泵电动机 M2 停转不供液；而 KM4 主触 头一旦闭合，M2 将起动供液。 3 3）快移电动机电路）快移电动机电路 快移电动机电路中 FU5 熔断器起短路保护作用。KM5 主触头闭合时，快移 电动机 M3 起动，而 KM5 主触头断开，快移电动机 M3 停止。 主

15、电路通过 TC 变压器与控制线路和照明灯线路建立电联系。TC 变压器一次侧 接入电压为 380V，二次侧有 36V、110V 两种供电电源，其中 36V 给照明灯线 路供电，而 110V 给车床控制线路供电。 . 控制线路分析控制线路分析 控制线路读图分析的一般方法是从各类触头的断与合与相应电磁线圈 得断电之间的关系入手，并通过线圈得断电状态，分析主电路中受该线圈控制 的主触头的断合状态，得出电动机受控运行状态的结论。 控制线路从 6 区至 17 区，各支路垂直布置，相互之间为并联关系。各线 圈、触头均为原态（即不受力态或不通电态），而原态中各支路均为断路状态， 所以 KM1、KM3、KT、K

16、M2、KA、KM4、KM5 等各线圈均处于断电状态，这一现象 可称为“原态支路常断”，是机床控制线路读图分析的重要技巧。 1 1）主电动机点动控制）主电动机点动控制 按下 SB2，KM1 线圈通电，根据原态支路常断现象，其余所有线圈均处于 断电状态。因此主电路中为 KM1 主触头闭合，由 QS 隔离开关引入的三相交流 电源将经 KM1 主触头、限流电阻接入主电动机 M1 的三相绕组中，主电动机 M1 串电阻减压起动。一旦松开 SB2，KM1 线圈断电，电动机 M1 断电停转。 SB2 是主电动机 M2 的点动控制按钮。 2 2）主电动机正转控制）主电动机正转控制 按下 SB3，KM3 线圈通电

17、与 KT 线圈同时通电，并通过 20 区的常开辅助触 头 KM3 闭合而使 KA 线圈通电，KA 线圈通电又导致 11 区中的 KA 常开辅助触头 闭合，使 KM1 线圈通电。而 1112 区的 KM1 常开辅助触头与 14 区的 KA 常开辅 助触头对 SB3 形成自锁。主电路中 KM3 主触头与 KM1 主触头闭合，电动机不经 限流电阻 R 则全压正转起动。 绕组电流监视电路中，因 KT 线圈通电后延时开始，但由于延时时间还未到达， 所以 KT 常闭延时断开触头保持闭合，感应电流经 KT 触头短路，造成 A 电流表 中没有电流通过，避免了全压起动初期绕组电流过大而损坏 A 电流表。KT 线

18、 圈延时时间到达时，电动机已接近额定转速，绕组电流监视电路中的 KT 将断 开，感应电流流入 A 电流表将绕组中电流值显示在 A 表上。 3 3）主电动机反转控制）主电动机反转控制 按下 SB4，通过 9、10、5、6 线路导致 KM3 线圈与 KT 线圈通电，与正转 控制相类似，20 区的 KA 线圈通电，再通过 11、12、13、14 使 KM2 线圈通电。 主电路中 KM2、KM3 主触头闭合，电动机全压反转起动。KM1 线圈所在支路与 KM2 线圈所在支路通过 KM2 与 KM1 常闭触头实现电气控制互锁。 4 4）主电动机反接制动控制）主电动机反接制动控制 正转制动控制正转制动控制

19、KS2 是速度继电器的正转控制触头，当电动机正转起动至接近额定转速时， KS2 闭合并保持。制动时按下 SB1，控制线路中所有电磁线圈都将断电，主电 路中 KM1、KM2、KM3 主触头全部断开，电动机断电降速，但由于正转转动惯性， 需较长时间才能降为零速。 一旦松开 SB1，则经 1、7、8、KS2、13、14，使 KM2 线圈通电。主电路中 KM2 主触头闭合，三相电源电流经 KM2 使 U1、W1 两相换接，再经限流电阻 R 接入三相绕组中，在电动机转子上形成反转转矩，并与正转的惯性转矩相抵消， 电动机迅速停车。 在电动机正转起动至额定转速，再从额定转速制动至停车的过程中，KS1 反转控

20、制触头始终不产生闭合动作，保持常开状态。 反转制动控制反转制动控制 KS1 在电动机反转起动至接近额定转速时闭合并保持。与正转制动相类似， 按下 SB1，电动机断电降速。一旦松开 SB1，则经 1、7、8、KS1、2、3，使线 圈 KM1 通电，电动机转子上形成正转转矩，并与反转的惯性转矩相抵消使电动 机迅速停车。 5 5）冷却泵电动机起停控制）冷却泵电动机起停控制 按下 SB6，线圈 KM4 通电，并通过 KM4 常开辅助触头对 SB6 自锁，主电路 中 KM4 主触头闭合，冷却泵电动机 M2 转动并保持。按下 SB5，KM4 线圈断电， 冷却泵电动机 M2 停转。 6 6）快移电动机点动控

21、制）快移电动机点动控制 行程开关由车床上的刀架手柄控制。转动刀架手柄，行程开关 SQ 将被压 下而闭合，KM5 线圈通电。主电路中 KM5 主触头闭合，驱动刀架快移的电动机 M3 起动。反向转动刀架手柄复位，SQ 行程开关断开，则电动机 M3 断电停转。 7 7）照明电路）照明电路 灯开关 SA 置于闭合位置时，EL 灯亮。SA 置于断开位置时，EL 灯灭。 C650 卧式车床电气原理图中电气元件符号及名称见下表。 符号名称符号 名称 M1 主电动机 SB1 总停按钮 M2 冷却泵电动机 SB2 主电动机正向点动按钮 M3 快速移动电动机 SB3 主电动机正转按钮 KM1 主电动机正转接触器

22、SB4 主电动机反转按钮 KM2 主电动机反转接触器 SB5 冷却泵电动机停转按钮 KM3 短接限流电阻接触器 SB6 冷却泵电动机起动按钮 KM4 冷却泵电动机起动接触器 TC 控制变压器 KM5 快移电动机起动接触器 FU(1-6) 熔断器 KA 中间继电器 FR1 主电动机过载保护热继电器 KT 通电延时时间继电器 FR2 冷却泵电动机保护热继电器 SQ 快移电动机点动行程开关 R 限流电阻 SA 开关 EL 照明灯 KS 速度继电器 TA 电流互感器 A 电流表 QS 隔离开关 3 3、主要电器元件的选择主要电器元件的选择 电动机（容量）选择的原则电动机（容量）选择的原则 在控制系统运

23、行中，电动机的选择主要是容量的选择，如果电动机的容量 选小了，一方面不能充分发挥机械设备的能力，使生产效率降低，另一方面电 动机经常在过载下运行，会使它过早损坏，同时还出现启动困难、经受不起冲 击负载等故障。如果电动机的容量选大了，则不仅使设备投资费用增加，而且 由于电动机经常在轻载下运行，运行效率和功率因数都会下降。 选择电动机的容量应根据以下三项原则进行。 发热：电动机在运行时，必须保证电动机的实际最高温度等于或 max 稍微小于电动机绝缘的允许最高工作温度，即。 a maxa 过载能力：电动机在运行时，必须具有一定的过载能力。特别是在短 期工作时，由于电动机的热惯性很大，电动机在短期内承

24、受高于额定功率的负 载功率时仍可保证，故此时，决定电动机容量的主要因素不是发热而 maxa 是电动机的过载能力。即所选电动机的最大转矩TL max必须大于运行过程中可 能出现的最大负载转矩,即 (一般为 0.8 ) maxmaxLmN TTT m max / N TT (3.1) 启动能力：由于鼠笼式异步电动机的启动转矩一般较小，为使电动机 可靠启动，必须保证 () LstN TT/ ststN TT (3.2) 电动机的种类、电压和转速的选择电动机的种类、电压和转速的选择 除正确选择电动机的容量外，还需要根据生产机械的要求，技术经济指标 和工作环境等条件，来正确选择电动机的种类、电压和转速。

25、 接触器接触器 在工业电气中，交流接触器的型号很多，电流在 5A-1000A 的不等，常用交流 接触器的型号有 CJ20、CJX1、CJ1 和 CJ10 等系列。在这次控制系统硬件的设 计中，采用了 CJ10 系列的交流接触器，其额定电流应在控制电流的 1.11.3 倍之间 4 4、主要保护元件的选择主要保护元件的选择 熔断器熔断器 熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护线路。熔断器的熔体串接 于被保护的电路中，熔断器以自身产生的热量使熔体熔断，从而自动切断电路， 实现短路保护及过载保护。 热继电器热继电器 热继电器的选型原则：热继电器主要用于电动机的过载保护，使用中应考 虑电动机的工作环

26、境、起动情况、负载性质，等因素。星形接法的电动机可选 用两相或三相结构的热继电器，三角形接法的电动机应选用带断相保护装置三 相结构的热继电器。热继电器的动作电流整定值一般为电动机额定电流的 1.051.1 倍。 第二章第二章 PLCPLC 的介绍的介绍 一、一、 PLCPLC 的简单介绍的简单介绍 可编程逻辑控制器（PLC）是集计算机技术、自动控制技术、通信网络技 术于一体的新型自动控制装置。其性能优越，已被广泛应用于工业控制的各个 领域。目前，PLC 已成为工业自动化的三大支柱技术（PLC 技术、工业机器人 技术、CAD/CAM 技术）之一，PLC 在国内外已成为控制领域的一个潮流，随着 我

27、国科技水平的不断发展和提高，PLC 技术在我国得到更加全面的推广和应用。 长期以来，生产机械的自动化控制技术主要是由“继电器逻辑电路”简称 RLC（Relay Logic Circuit）来完成的，在实际应用中，由于技术水平和 RLC 自身的特点，使得 RLC 电路存在一些难以克服的缺点。如：只能解决简单的逻 辑运算以及定时、计数等有限的控制功能，难以实现复杂的逻辑运算、算术运 算、数据处理以及生产机械自动化的许多特殊功能，体积较大，工作触点有限。 传统的 C650 卧式车床采用继电器实现电气控制，线路连接多而且复杂，故障 率高，体积大，功耗高，可靠性差，一旦系统构成，其功能就难以改变，即柔

28、性很差。其工作性能已不能达到现代生产的要求。因此，现代工业控制系统 PLC 代替传统的继电器控制系统,能够加速产品的更新换代,提高自动化流水线 的生产效率, 提高工作性能，并且达到车床的控制要求。 PLC 可靠性高、抗干扰能力强、灵活性和通用性强、与外部设备连接简单、 使用方便、功能强大、体积小重量轻、易于实现机电一体化等的控制特点。本 章将简单介绍 PLC 的工作原理，以及西门子（SIEMENS）S7-200 系列的常用基 本指令知识、功能指令、PLC 应用的相关知识。 二二 PLCPLC 的工作原理的工作原理 PLC 采用的是循环扫描工作方式。对每个程序，CPU 从第一条指令开始执 行，按

29、指令步序号做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从则从第一 条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如 此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。 输入刷新阶段 在输入刷新阶段，CPU 扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄 存器。完成后关闭输入端口，转入程序执行阶段。 程序执行阶段 在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐条执行，并 将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。 输出刷新阶段 当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存 电路，并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形

30、成 PLC 的实际输出。 三三 PLCPLC 用于用于 C650C650 车床的特点车床的特点 可编程逻辑控制器用于 C650 车床控制系统，既具有控制的一系列优点， 又能够克服继电接触器控制的不足之处。PLC 用于 C650 车床控制的特点如下： 稳定性好，可靠性高。采用高集成器件的 PLC，它与外部均经过光电隔 离，具有很强的抗干扰能力。 控制逻辑。PLC 采用存储器逻辑，其控制逻辑程序方式储存在内存中， 要改变控制逻辑，只需要改变程序即可，而且，PLC 中每只软继电器的触点数 不限，因此具有很强的灵活性和扩展性。 程序编制简单，容易掌握。PLC 所采用的梯形图编程方法简单，极易为 工厂技

31、术人员和工人所掌握。 检修方便。PLC 具有自诊断程序，每次使用都能自行检查，发现故障立 即停机。PLC 与外部接线以插座相连，需要修理时拆卸非常方便，比换一个继 电器要快几倍的时间。 综上所述，PLC 非常适用于 C650 车床。 第三章第三章 PLCPLC 对对 C650C650 车床的改造车床的改造 一 PLC 的选型及 I/O 分配表 车床电气控制系统只需要逻辑运算等简单功能。西门子 S7-200 系列 PLC，不仅能满足控制系统的需求 而且非常适用于单机自动化控制系统。 根据表 1 所知，车床电气控制系统需要 10 个外部输入信号，6 个输出信号。 根据 PLC 所具有的输入点和输出

32、点一般要比所需冗余 30%，以便于系统的 完善和扩展预留的要求。现选择 SIEMENS S7-200 CPU224 型 PLC AC/DC/DC，I/O=10/14。I/O 地址分配表如表一所示。 表 1 I/O 分配表 输入信号输出信号 名称代号输入点名称代号输出点 总停按钮SB1I0 .0 M1 点动接触器 KM1Q0.0 M1 正转点动按钮SB2I0.1 M1 正转接触器 KM2Q0.1 M1 正转启动按钮SB3I0.2 M1 反转接触器 KM3Q0.2 M1 反转启动按钮SB4I0.3 M2 运行接触器 KM4Q0.3 M2 停止按钮 SB5I0.4 M3 运行接触器 KM5Q0.4

33、M2 启动按钮 SB6I0.5 电流表 A 短接中间继电 器 KAQ0.5 M3 起、停位置开关 SQI0.6 M1 过载保护热继电 器 FRI0.7 二 附件 附件 改造后原理图 附件 元件清单 附件 程序框图设计（流程图） 附件 程序设计 第四章第四章 改造后车床的调试改造后车床的调试 一 通电前检查 在调试前我们需要对线路进行检查，按照接线图检查电源线和接地线是否 可靠，主线路和控制线路连接是否正确，绝缘是否良好，各开关是否处于 “0”位，插头和各插接件是否全部插紧；检查工作台等部件的位置是否 合适，防止通电时发生失误。在检查完各部分正确无误后，便可接上设备 的工作电源，开始通电调试了。

34、 二 硬件检查 合上电器柜的电源开关，用万用表测量系统总电源开关进线端的电压，看 一看电压是否正常，有无断相或三相电压特别不平衡的现象。如果一切正常， 便可合上总电源开关 SB1，并用万用表测量电源能供到的各支路终端的电压是 否正常。有无断相。 用万用表测量各硬件的接线情况，看是否有短接，断接和虚连的情况，并与电 路控制原理图一一对照，看是否有无接错的地方。各部分都正确无误的情况下 进行软硬件联调。 三 综合调试 将编写好的 PLC 程序进行编译，下载至 PLC，分别观察各电动机的工作状 态，分步运行无误后，将所有的电动机按照 PLC 接线图连接在一起，分别 观察各个电动机的运行状态，并将调试

35、运行结果一一列举如下表： 程序调试记录表 功能实现出现的问题解决方法 基 本 功 能 主轴电机 正转启动 故障空气开关跳闸 因额定电流计算过小， 导致空气开关跳闸， 经重新计算后，更换 空气开关即解决该问 题 内 容 项 目 主轴电机 正转停止 正常无无 主轴电机 点动 正常无无 主轴电机 正转停止 正常无无 主轴电机 反转停止 正常无 冷却电机 启动 正常无 冷却电机 停止 正常无 快速移动 电机控制 正常无 正、反转 按钮 同时 按下 / 哪个按钮先按下，执行相 应操作 项目任务书中没有详 细说明，且该操作不 会损坏设备，暂时不 作处理 正转启动 按钮与停 止按钮同 时按下 / 哪个按钮先

36、松开，执行相 应操作 项目任务书中没有详 细说明，且该操作不 会损坏设备，暂时不 作处理 / 哪个按钮先松开，执行相 应操作 项目任务书中没有详 细说明，且该操作不 会损坏设备，暂时不 作处理 可 能 出 现 的 误 操 作反转启动 按钮与停 止按钮同 时按下 正转过程 中按下反 转启动按 钮 反转过程 中按下正 / 无。电动机继续正转。无 转启动按 钮 / 无。电动机继续反转。无 是否影响设 备正常工作 出现的问题解决方法 空气湿度无无无 现 场 环 境 电磁干扰有 在实验室中运行良 好的程序无法正常 运行 增加屏蔽罩 结束语结束语 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

37、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， 由于 PLC 的高可靠性，输入输出部分还有信号指示，不仅使电气故障次数大大 减少，而且还给准确判断电器故障的发生部位提供了很大的方便。 设计者可在规格繁多、品种齐全的系列可编程控制产品中，精选所需类型， 使 PLC 具有较高的性能价格比。针对这点本设计尽量节省可编程控制器的端点， 从而提高了性价比，节省了不必要的开支。 设计者选择采用 PLC 对 C650 卧式车床进行了

38、改造，克服了原有普通车床在 继电器控制系统方面的弊端提高了车床的可靠性和控制精度，给系统维护和灵 活改变控制程序带来了很大好处。此系统操作简便，性价比高，中分发挥了 PLC 控制系统运行可靠、接线简单、使用灵活、维护方便等优点。系统的成功 应用表明了 PLC 在传统行业技术改造中大有作为。 在“低压电器”这门课程的基础上，对电动机的各种起动，制动，调速方 法所对应的控制线路进行分析，研究。同时，也对电气控制，典型机床和重机 械控制线路进行了详细的分析和讲解。期间，我们认识了各种元器件。（继电 器，熔断器，主令电气等），课程设计，让我们有很多的机会实际运用一下所 内 容 项 目 学的知识，在对电

39、气原理图，安装图等的绘制与分析，对 PLC 编程与调试等过 程中提高了我们的动手能力及解决实际问题的能力。 在这次学习后，我对接触器控制、PLC 程序控制两者不同之处有了深刻的体会。 接触器控制具有自动控制方法简单、工作可靠、成本低等特点。大多是用于有 触点控制系统，适用于固定动作要求的控制设备，一旦工作中发生程序变化、 错误，就需要重新配线，比较麻烦，不适用与较复杂和控制要求经常改变的场 合。PLC 程序控制是在计算机技术基础上发展起来的一种工业自动控制，它编 程简单、动作可靠且动作顺序变更容易，一旦工作中发生程序变化，只要改变 程序结构即可，因此被广泛应用与复杂控制系统。通过本次设计，使我

40、进一步 巩固、深化和扩充专业课的基本理论和基本技能。达到了培养我独立思考、分 析和解决实际问题的能力。培养了我综合应用专业知识和实际查阅相关实际资 料的能力。 致谢致谢 三年的大学生活即将拉上帷幕，这是大学期间最后一次设计，此次设计 的主要目的是培养我们运用所学理论知识和专业知识来分析和解决电气控制技 术中出现的一系列问题，它不仅体现了我们对设计的思想，更重要的是使我学 会了在今后设计过程中的一般步骤和方法。 在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，感谢我的老 师们在我三年求学生涯中给予的关心和帮助。是他们在我的大学生活成长过程 中给予了我无私的帮助，教会了我方方面面的经验。此次

41、毕设在设计过程中得 到了归功于任彦仰老师在校期间实习时的精心指导，在此，我表示由衷的感谢， 我在这次设计中收获很多东西。 最后，对各位老师审阅我的论文深表感谢，由于本人能力有限，课题设计 中存在不足之处并渴望给予批评指导。 参考文献参考文献 【1】四川工程职业技术学院 PLC 课程建设小组编.PLC 控制系统设计、安装与 调试 活页讲义，2009 【2】四川工程职业技术学院低压电器控制线路设计、安装与调试精品课程组 编.低压电器控制线路设计、安装与调试，2010 【3】可编程逻辑控制器应用技术【M】.重庆：重庆大学出版社，2003 【4】西门子 S7-200 系列 PLC 编程手册【M】. 【

42、5】戴一平.可编程逻辑控制案例【M】.北京：高等教育出版社，2007 【6】王永华 .现代电气控制及 plc 应用技术M .北京：北京航空航天大学出 版社，2003 【7】廖常初.PLC 编程及应用(第 2 版).北京：机械工业出版社,2007 【8】程绪琦等编著.AutoCAD2006 中文版标准教程.北京：电子工业出版社， 2007 附件 改造后原理图 附件 主要原器件清单 序号代号 名 称型 号 及 规 格用 途 数量 1 M1 三相交流异步电动机 Y255-6 30KW 380V 980rpm 主电动机 1 2 M2 三相交流异步电动机 Y90L-2 2.2KW 380V 2840rp

43、m 冷却泵电动 机 1 3 M3 三相交流异步电动机 Y2-631-2 0.81KW 380V 2730rpm 快速移动电 动机 1 4FU1- FU5 熔断器 RL1-15 15A 过载保护/短 路保护 5 5 KM1 交流接触器 CJ10-75A 线圈电压 220V M1 正转启动 接触器 1 6 KM2 交流接触器 CJ10-40A 线圈电压 220V M1 反转启动 接触器 1 7 KM3 交流接触器 CJ10-40A 线圈电压 220V 短接限流电 阻 R 1 8 KM4 交流接触器 CJ10-40A 线圈电压 220V 冷却电机启 动 1 9 KM5 交流接触器 CJ10-40A 线圈电压 220V 快速移动电 机接触