毕业设计之普通车床的电气控制系统样本.docx

毕 业 设 计（论 文）毕业设计题目： C650普通车床PLC电气控制系统 学生姓名： 　　　 黄宗江 　学 号： 　 　　系　　别： 机电工程系 专　　业： 机电一体化技术 指引教师： 张彦 专业技术职务： 助教 重庆机电职业技术学院教务处二〇一一年七月毕 业 设 计（论文） 任 务 书 学生姓名：黄宗江学号：6 年 级：专业：机电一体化 班 级：4系部：机电工程系毕业设计论文题目：C650普通车床PLC电气控制系统完毕日期：9月20日 设计地点：重庆机电职业技术学院壁山校区指引教师：张彦系部负责人：张利国发任务书日期： 7 月 1 日毕业设计（论文）任务内容一、设计内容：1．对本课题总体简介：老式自动控制系统由继电器—接触器控制构成，存在故障多、可靠性差、工作寿命短、不易检修等缺陷随着PLC普及和完善，以及PLC自身所具备高可靠性、易编程修改特点，在自动控制系统中应用获得了良好效果。

C650普通车床示意图如下所示C650卧式车床属中型车床，加工工件:回转半径最大可达1020mm，长度可达3000mm工艺过程：为了加工各种旋转表面，车床具备切削运动(主运动和进给运动)和辅助运动主运动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件作旋转运动进给运动是溜板带动刀架纵向和横向直线运动辅助运动是指刀架迅速移动及工件加快与放松2．重要内容：2.1主电动机M1采用全压空载直接启动2.2规定主电动机M1能实现正、反向持续运转停止时，由于工件转动惯量大，采用反接制动2.3.为便于对刀操作，规定M1能实现单向点动控制，同步定子串入电阻获得低速点动2.4.主轴启动之后，再启动冷却泵电动机.2.5.有必要保护和联锁，有安全可靠照明电路3. 对完毕课题内容详细规定：3.1.编制电气控制总体方案阐明；3.2. 设计电气控制原理图；(1) 主电路设计；(2) 交流控制电路设计；(3) 重要器件参数计算；(4) PLC控制电路设计：涉及PLC硬件构造配备及PLC控制原理电路设计；(5) PLC控制程序设计：系统控制流程图和PLC控制梯形图程序；用仿真软件和编程软件将程序录入计算机并进行模仿调试二、时间安排与规定：序号日期（起止日期）设计（论文）工作进度17月2日～7月15日收集有关资料及关于专利文献。

27月16日～7月31日编制电气控制总体方案38月1日～8月15日PLC硬件配备电路48月16日～8月31日PLC状态转移图PLC控制程序(梯形图和指令表)，用仿真软件和编程软件将程序录入计算机并进行模仿调试59月1日～9月20日毕业论文撰写三、其她需要阐明事项：毕业设计（论文）撰写内容与格式规定必要严格按照学院教务处规定格式执行(分别详见附件2和3)在设计过程中,同窗们要以严谨科学态度，求实创新精神,独立地保质保量完毕毕业设计任务注：任务书由指引教师填写C650卧式车床控制系统PLC控制改造摘要可编程控制器是在继电器控制和计算机技术基本上，逐渐发展起来以微解决器为核心，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的新型控制装置它具备构造简朴、编程以便、可靠性高等长处，已广泛用于工业过程和位置自动控制中据记录，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多一种设备专家以为，可编程控制器将成为此后工业控制重要手段和重要基本设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产三大支柱由于PLC具备对使用环境适应性强特性，同步其内部定期器资源十分丰富它功能重要是：控制功能、数据采集、储存与解决功能、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”分布式控制网络，以便完毕较大规模复杂控制本次设计内容重要是运用PLC（Programmable Logic Controller）对C650型车床电器某些进行改造一方面我对本设计进行总体分析，使自己有一种大体总体概念，然后仔细分析C650车床，对车床主运动和进给运动尚有其他辅助运动，进行分析最后依照控制电路线路图，编译PLC梯形图，编译通过后，运用PLC实验台进行实验仿真因而使C650车床在完毕原有功能特点外，还具备安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点核心词：可编程控制器，C650车床，梯形图，电气控制目录1 引言 11．1 C650型普通卧式车床简介 11.2 C650卧式车床改造重要内容 32 电气控制原理 32.1 主电路设计 42.2 交流控制电路设计 53 系统元器件概述与选取 83.1 PLC 类型简介 83.1.1 PLC特点 83.2 PLC型号选取 93.3 电动机选取 103.4 其他元器件选取 113.4.1 交流接触器选取 113.4.2 中间继电器选取 113.4.3 保护电器选取 123.4.4 控制开关电器选取 124 PLC控制电路设计 144.1 PLC硬件电路框图 144.2 车床控制PLC输入/输出接口分派表及电气原理图 144.2.1 车床控制PLC输入/输出接口分派表（表4-1） 144.2.2 PLC控制原理电路设计 155 C650卧式车床改造为PLC控制软件设计 165.1 S7－200PLC编程软件STEP 7-Micro/WIN简介 165.2 梯形图设计 165.2.1 机床工作批示灯开关控制梯形图设计 165.2.2 电动机M1正、反转控制梯形图设计 175.2.3 电动机M1正转点动控制设计 185.2.4 电动机M1正、反转运营反接制动设计 185.2.5 迅速移动电动机控制设计 205.2.6 冷却泵电动机控制设计 205.2.7 梯形图中其他控制设计 205.3 梯形图 215.4 C650卧式车床程序表 226 调试 236.1 硬件检查 236.2 系统综合调试 236.3 M1正转点动调试 246.4 M1正转调试 256.5 M1反转调试 266.6 M1反接制动调试 286.7 M2起动调试 296.8 M2停止调试 296.9 M3起动调试 29总结 31道谢 32参照文献 331 引言随着社会生产力发展，老式继电器控制系统已经不能满足当今迅猛发展社会当代化生产规定，于是咱们在选毕业设计课题之际，一切从实际出发，选定了毕业设计课题——车床PLC控制系统设计。

咱们选定了C650车床为改造对象，进行老式控制系统改造，以PLC控制系统取代之前老式控制系统改由PLC控制后，其控制系统大大简朴化，并且维修以便，易于检查，节约了大量空间，机床各项性能有了很大改进，工作效率有了明显提高1.1 C650型普通卧式车床简介C650卧式车床属于中型车床，可加工最大工件回转直径为1020mm，最大工件长度为30000mm它重要由床身、光杆、丝杆、尾座、刀架、主轴变速箱、进给箱、和溜板箱等构成，如图1-1图1-1 C650卧式车床构造图工艺过程：为了加工各种旋转表面，车床具备切削运动(主运动和进给运动)和辅助运动主运动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件作旋转运动进给运动是溜板带动刀架纵向和横向直线运动辅助运动是指刀架迅速移动及工件加快与放松C650型卧式车床由主轴运动和刀具进给运动完毕切削加工，车床主轴、冷却泵、刀架迅速移动均由三相异步电动机拖动车床有三种运动形式：车削加工主运动是主轴通过卡盘或者鸡心夹头带动工件旋转运动，它承受车削加工时重要切削功率；进给运动是溜板带动刀架纵向或横向运动；辅助运动为溜板箱迅速移动，尾座移动和工件夹紧与放松主轴旋转运动由主电动机，经传动机构实现。

机床车削加工时，规定车床主轴能在较大范畴内变速普通依照被加工零件材料性能、零件尺寸精度规定、车刀材料、冷却条件及加工方式等来选取切削速度，采用机械变速办法车床纵、横两个方向进给运动由主轴变速箱输出轴，经挂轮箱、进给箱、光杆传入溜板箱而获得，其运动方式有手动与机动两种其工作过程过程如下：(1) 正常车削加工时普通不规定反转，但在加工螺纹时，为保证螺纹加工质量，为避免乱扣，加工完毕后规定反转退刀，且工件旋转速度与刀具移动速度之间保持严格比例关系因而，C650卧式车床溜板箱与主轴变速箱之间通过齿轮传动来连接，由同一台电动机拖动2) C650卧式车床通过主电动机正、反转来实现主轴正、反转，当主轴反转时，刀架也跟着后退3) 电流表A经电流互感器TA接在主电动机M1动力回路上，用来监测电动机负载状况4) 车削加工近似于恒功率负载，主电动机M1普通选用普通笼型异步电动机（功率为30KW），完毕主轴运动和刀具进给运动驱动M1电动机采用直接启动方式，可正反两个方向旋转，为加工以便，还具备点动功能由于加工工件比较大，加工时其转动惯量也比较大，需停车时不易及时停止转动，必要有停车制动动能，C650车床正反停车采用速度继电器控制电源反接制动，以提高生产效率。

5) 车削加工中，为防止刀具和工件温度过高，延长刀具使用寿命，提高加工质量，车床附有一台单方向旋转冷却泵电动机M26) C650卧式车床床身较长，为了提高生产效率、减轻工人劳动强度，专门设立了一台功率为2.2KW电动机来拖动溜板箱迅速移动电动机可依照使用需要，随时手动控制起停7) C650在进行车削加工时，因被加工工件材料、形状、大小、性质及工艺规定不同，且使用刀具也不同，因此规定切削速度也不同，这就规定主轴有较大调速范畴车床大多采用机械办法调速，变换主轴箱外手柄位置，可变化主轴转速1.2 C650卧式车床改造重要内容⑴ 主电动机M1采用全压空载直接启动⑵ 规定主电动机M1能实现正、反向持续运转停止时，由于工件转动惯量大，采用反接制动⑶ 为便于对刀操作，规定M1能实现单向点动控制，同步定子串入电阻获得低速点动⑷ 主轴启动之后，再启动冷却泵电动机.⑸ 有必要保护和联锁，有安全可靠照明电路⑹ 原车床工艺加工办法不变⑺ 不变化原控制系统电气操作办法和按钮、手柄等操作元件功能2 电气控制原理C650卧式车床属于中型车床，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图2-1是它电气原理图图2-1 C650卧式车床电气原理图2.1 主电路设计断路器QF将三相电源引入，FU1为主电动机M1短路保护用熔断器，FR1为M1电动机过载保护用热继电器。

为防止在持续点动时启动电流导致电动机过载，点动时也加入限流电阻R通过互感器TA接入电流表A以监视主电动机绕组电流熔断器FU2为M2、M3电动机短路保护，接触器KM1、KM2为M2、M3电动机启动用接触器FR2为M2电动机过载保护，由于迅速电动机M3短时工作，因此不设计过载保护图2-2为C650卧式车床主电路图图2-2 C650卧式车床主电路2.2 交流控制电路设计⑴ 主电动机点动调。