C534J1型双柱立式车床PLC系统控制设计正文

1、C534J1型双柱立式车床PLC系统控制摘要：本文介绍了用可编程序控制器来对双柱立式车床控制系统进行现代化改造，简要叙述了双柱立式车床的工作原理及用PLC进行改造设计的方法和设计步骤，并给出PLC编程程序梯形图。PLC控制的特点使原机床控制大大的简单化，并且维修方便，易于检查。节省大量的继电器元件，使机床的工作效率更高。关键词：PLC,双柱立式车床，控制ControlofC534J1typedoublecolumnverticallathePLCsystemAbstract:Thispaperintroducesaprogrammablecontrollerisusedtodoublecolu

2、mnverticallathecontrolsystemmodernization,brieflydescribestheworkingprincipleofdoublecolumnverticallatheandmethodofthedesignandthedesignprocedureofPLC,andgivesthePLCprogrammingladderdiagram.PLCcontrolfeaturesoftheoriginalmachinecontrolgreatlysimplified,andtherepairisconvenient,easytocheck.Savealotof

3、relayelement,makethemachineworkefficiencyishigher.Keywords:PLC,doublecolumnverticallathe,control目录1 绪论11.1 本文的选题意义11.2 C534J1型双柱立式车床的简介12 C534J1型双柱立式车床的控制系统分析22.1 C534J1型立式车床基本情况22.2 C534J1型双柱立式车床的电气原理图及电路分析22.2.1 工作台主拖动电气控制电路分析22.2.2 横粱升降控制电路分析52.2.3 刀架移动控制电路分析73 C534J1型双柱立式车床PLC控制系统设计.113.1 PLC的基本

4、组成及分类113.2 PLC的基本工作原理113.3 PLCt继电器控制系统、微机区别.113.4 PLC控制系统设计的要点123.5 PLC控制的IO设备的分配133.6 PLC外部接线图163.7 PLC梯形图设计183.8 C534J1型双柱立式车床西门子S7-200型PLC调试234 电器元件的选型284.1 交流电动机的选择284.2 控制变压器的选择284.3 断路器QF的选择284.4 接触器KM的选择284.5 时间继电器KT的选择294.6 中间继电器K的选择304.7 熔断器FU的选择304.8 电动机电缆的选择315 总结32参考文献336 谢341 绪论1.1 本文的选

5、题意义利用PLC的高可靠性、高抗干扰，寿命长、维修量少、查找外部线路简单的特点改造传统继电器控制系统是很好的方法。用PLC对系统进行逻辑控制和变速位置的数据处理，既能较好地实现原工艺要求，简化线路，又提高了可靠性和机床的运行率。PLC控制程序它是机床厂根据机床的具体控制要求设计、编制的机床控制软件，PLC程序中包含了机床动作的执行过程，以及执行动作所需的条件，它表明了指令信号、检测元件与执行元件之间的全部逻辑关系。借助PLC程序，维修人员可以迅速找到故障原因，它是数控机床维修过程中使用最多、最重要的资料在某些系统（如FANUC（统、SXEMENS802D）中，利用数控系统的显示器可以直接对PL

6、C程序进行动态检测和观察，它为维修提供了极大的便利，因此，在维修中定要熟练掌握这方面的操作和使用技能。1.2C534J1型双柱立式车床的简介C534J1型立式车床是一种双柱立式车床，具有两个刀架，一般应用于冶金行业车制各种大型工件。可用于内外圆柱面、圆锥面、端面、内孔、切槽、切断等加工。C534J1型立式车床是一种自动化程度要求较高的机电设备，它通常采用继电器逻辑控制方式，传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器，由于控制触点多，电控系统故障率高，检修周期长。立式机床使用年月久后，电气控制系统线路老化，继电器故障频繁，检修困难【1】。图2.1C534J1型双柱立式车床示意图2C

7、534J1型立式车床控制系统2.1 C534J1型立式车床基本情况C534JX型双柱立式车床的主要运动部件有圆形工作台、横粱和刀架。如图2.1所示。工作台下面有圆形导轨，工作台围绕垂直轴心旋转。立柱上装有横粱，横梁可以沿立柱上下移动，并在机床加工时被夹紧在立桂上。横粱上装置刀架，刀架能够沿横粱左右快速移动或进给移动。刀架上装有滑枕，滑枕沿刀架可以快速移动或进给移动。2.2 C534J1型双柱立式车床的电气原理图及电路分析2.2.1 工作台主拖动电气控制电路工作台主拖动电气控制电路原理图如图2.2所示.工作台起动时为避免过大的机械冲击，用液压装置将工作台稍微抬起，以减少导轨摩擦，便于起动。工作台

8、电动机为绕线式感应电动机，采用转子两级电阻起动，停车时反接制动。工作台主拖动电气控制电路与其他的控制电路之间具有连锁关系。在下列情况下，工作台主电动机不能起动：轴变速鞘内齿轮没有完全啮合；润滑系统工作不正常，特别是当工柞台导轨油量不足时；工作台导轨温度超过60C；横粱在升降或未夹紧时。工作台起动的条件：先起动油泵电动机一供给润滑油一油量足够时一水银开关SL触点闭台.KA5线圈得电吸合一使控制电路电源接通。总电源主拖动电动机油泵电动机控制变压器导轨温度保护齿轮啮合润滑导也温图主拖动电动机反接制动短路电阻主拖动电动机正转点动反转点动一-F1J困22HM例并H含出能浮CB逵c器细崩困()彳H2心耳勺

9、一%二mU料Y5VTcatsEfirjfcnrK*12-E1T加-Y10LYllY12Y1T：Y13conK1C220VtIdCZirLY22RI1n.L-dicaferayr,q1iKiLMC31-Lh=i.Y2S比2ER1广LYZ&Y2Tcor?Y3D31YT26LIZ1一11LTT2Tr三卅UHiLloczar-L-czi-qLLYT2-S-1.k|1Y32YTK-1F-J_IJ._,Y33COEY34口忖n-耳2F门rUirq图4.1C534X1型双柱立式车床西门子S7-200控制接线图3.7C534J1型双柱立式车床三菱FX2N系列PLC控制梯形图设计和调试C534J1型双柱立式车床

10、三菱FX2N系列PLC控制梯形图如图3.2所示MLODT3M4KO22YOUY0L385TI开并十I共XO23X025M4TII-XO22X024X026M4013生TI坏MII少F(Y0L4FLFM10L111XI1MLOOT一X002-4oKC27X041X040Y016(M6(M?(MS您TI1I苏XC60X041X040137TI1IK06LX041X040X035KO3BMII1IWX032X041X040X037LJ|1|必X033Y002152TI1IX034诩一|卜M6团一|HM7T卜MSL60Ih-MSX045M20137HIM7X050HIIIMSX053HIIIM9X05

11、6HI1M20HI253M20(H26M6X0571卜M7K0&0IIIFM8X06LI1卜M9(M27M21263M222配M23267M24269|M25山一卜M26273|M27圻I卜M28277|(Y021(022(0230f024Y0250f0好027(Y030(Y03L2S0(Y033283M20T卜Y034285L图3.2C534J1型双柱立式车床三菱FX2N系列PLC控制梯形图3.8C534J1型双柱立式车床西门子S7-200型PLC调试程序的调试及运行监控是程序开发的重要环节，很少有程序一经编制就是完善的，只有经过试运行甚至现场运行才能发现程序中不合理的地方并且进行修改GX-

12、DeveloperV7.0具有监控功能，可用于程序的调试及监控(1)启动编程软件GXDeveloper,创建一个“新工程”。如图3.3所示.图3.3启动编程软件GXDeveloper(2)编写PLC梯形图(3)先F4变换，然后可以通过“菜单栏”启动仿真。如图3.4所示工具窗口俎)帮助全国最专业三委工控网玷程序检查.数据合并参数检查.EDM传送出)物除未使用软元件注释W智能功能模块但)图3.4启动仿真(4)这样就可以启动仿真，会出现仿真窗口，显示运行状态。(5)启动仿真后，程序开始在电脑上模拟PLC写入过程。(TOCEM(6)这时程序开始运行如图3.5所示O图3.5程序的调试与监控ELSOTT庵

13、*UDfTclupsECIELSECXGFFVYJJ-IltfJtlSgM行中）UINEM承j-?X叵制占|_囹I/圈I哥打回圄.,FJ3I二网|现甘I闻I创制II焦II1111I占II_|_|_III_LJIIIIIIII丰I玉1乖_d第）_|_J_|His工LU_1_|理.后J|II|J中tilF开翰时新浬川泣白日唱1+型#WEFIJ曾于rusi为中嘶g007D0L000YDCGM12鹰用!占桂*疗中)11REB6tbj.fXWIH|第I科勺三1匕1到黑博IMl|卜堂|国1taKEYICr1EI0RTOFITQfl_C*园蜀玉庙磐胃辛MJgiUIUKICTKTEl|X016X0176XCI

14、011100613Y007T卜F2餐I*停止圈印p骑JEOHOftfttbt.中EbAttrtj*s：曲i也决录旧看口也IS皿is黑黑黑曲向隔冏旧磔磔闯Iralnitl?3|?4501010101卬ololalalmai川QMII比必同比陈弁傍色田malolmololnloialglmolm2021董茂；5苫西皆刘31S至斗cl5IM(Jl5(nfln01c1mA1flr1clmalozE必的gG1all1213MwQInlulDIDInlalQInlbolQIisEIIzEzctnozi皿黑黑:;黑MsDunn-23T0-摩,X015X000XC04(007(TOOL(Y000|YiJ021

15、.112Y005：WT声7133fci.r,.,目哥2吼片.itisirTlflr*BTruffi-*42ISTumwo?|.dxcemhu.e=国？七9里；3工图3.5程序的调试与监控（三）0a闻国闻匐-廊ZIIdmiai-砌到国j5Ij3ln|jrjijLjIII焦摩IIIJII蜀生:#._|J1J_J_|H剑ZLLJ_1_1盥一.后JJ.J_1_|_|_|/.1.1X0L6T-xoooX0L7X015TLTO07TL007(TOOLr:TMCFiBimBTJFIIIEI=ifji图3.5程序的调试与监控（四）4电气元件的选择4.1 交流电动机的选择11根据C534J1型双柱立式车床的国标

16、，选取电动机如下:表3.1电动机型号电动机代号型号额定功率额定电流额定转速效率功率因数主轴电动机M1Y280M655104980920.87油泵电动机M2Y100L142.25.031430810.82横梁升降电动机M3Y160L87.518.3750850.73右立刀架快速移动电动机M4Y100L142.25.031430810.82右立刀架进给电动机M5YD100L161.33.8940740.70左立刀架快速移动电动机M6Y100L142.25.031430810.82左立刀架进给电动机M7YD100L161.33.8940740.704.2 控制变压器的选择跟据设计需要，本设计中，变压

17、器型号：T1为BK-300,380V/127-6.3V;T2为BK-1500,380V/32-30-28V;T3为BK-100,380V/36V。4.3 断路器QF的选择断路器又称自动开关，是一个开关和保护电器的组合体，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。对电路和电气设备有短路、过载、漏电和失（欠）压的保护作用113,0本设计所需的断路器为：QF1为DZ10-250/330,120A;QF2为DZ5-20/330,4.5A;QF4为DZ5-20/330,2A。4.4 接触器KM的选择接触器是一种用于频繁地接通或断开交直流主电路、大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。在

18、功能上接触器除能自动切换外，还具有手动开关所缺乏的远距离操作功能和失压（或欠压）保护功能，但没有低压断路器所具有的过载和短路保护功能。接触器具有操作频率高、使用寿命长、工作可靠、性能稳定、成本低廉、维修简便等优点，主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等，是电力拖动自动控制线路中应用最广泛的控制电器之一。根据负载回路的电压、电流，接触器所控制回路的电压及所需点的数量等来进行接触器的选择【14】。本设计中KM1KM2与KM3i要对M1进行控制，而M1额定电流为104A,控制回路电源为127V,KM1与KM需要主触点3对，辅助触点3对（1对常开，2对常闭），所以KM1KM挺CJ2O-160

19、型接触器；而KM3勺作用是能耗制动，需要主触点2对，辅助触点3对（2对常开，1对常闭），所以KM她CZ18-160/10接触器。KMG要对M2!行控制，而M2额定电流为5.03A,控制回路电源为127V,需要主触点3对，辅助触点2对（常开），所以KM4选CJ2O-10型接触器。KM5i要对M4进行控制，而M4的额定电流为5.03A,控制回路电源为127V,需要主触点3对，辅助触点3对（1对常开，2对常闭），所以，KM54CJ2O-10型接触器。KM6i要对M5进行控制，而M5的额定电流为3.8A,控制回路电源为127V,需要主触点3对，辅助触点3对（常开），所以KM6选CJ2O-10型接触器。

20、KM7i要对M6进行控制，而M6的额定电流为5.03A,控制回路电源为127V,需要主触点3对，辅助触点3对（1对常开，2对常闭），所以KM7选CJ2O-10型接触器。KM”要对M7进行控制，而M7的额定电流为3.8A,控制回路电源为127V,需要主触点3对，辅助触点3对（常开），所以KM眦CJ2O-10型接触器。KM9tKM1C&要对M3进行控制，而M3的额定电流为18.3A,控制回路电源为127V,需要主触点3对，辅助触点1对（常闭），所以KM眺CJ2O-25型接触器【15】。4.5 时间继电器KT的选择时间继电器是指从得到输入信号（线圈的通电或断电）开始，经过一定的延时后才输出信号（信号

21、的闭合或断开）的继电器。时间继电器的延时方式包括通电延时和断电延时两种。通电延时：接受输入信号后延迟一定的时间，输出信号才发生变化；当输入信号消失后，输出瞬时复原。断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号；当输入信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原【16】。根据时间继电器辅助触点的个数、电流、电压的需求，KT1KT4选择JS7-2A型时间继电器；KT6KT9选才?JS74A型时间继电器。4.6 中间继电器K的选择根据中间继电器辅助触点的个数、电流、电压的需求，K1选择JZ7-62型中间继电器；K2K12选才?JZ7-44型中间继电器。4.7 熔断器FU的选择熔断器是一种利用物质过热熔

22、化的性质制作的保护电器。当电路发生严重过载或短路时，将有超过限定值的电流通过熔断器而将熔断器的熔体熔断而切断电路，达到保护的目的。根据熔断器的额定电压、额定电流和熔体的额定电流等进行熔断器的选择。熔断器熔体电流按以下方法确定：对照明电路：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。熔体额定电流，错误！未找到引用源。回路计算电流交流电动机线路中：单台电动机线路：错误！未找到引用源。=(1.5-2.5)错误！未找到引用源。多台电动机线路：错误！未找到引用源。(1.5-2.5)错误！未找到引用源。+汇错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。电动机额定电流，错误！未找到引用源。线路中最大一台电动机额定电流，汇错误！未找到引用源。一线路中除最大一台电动机外的计算电流总和。本设计中涉及到熔断器有8个：FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6、FU7、FU8。按以上方法可为FUFU8选择，FU1选才?RT0-400型熔断器，熔体电流为300A;FU2选择RL1-60型熔断器，熔体电流为50A;FU3FU4选择RL1-15型熔断器，熔体电流为15A;FU5FU6FU7、FU8选才IRL1-15型熔断器，熔体电流为6