PLC对C650卧式车床的改造.doc

1、 PLC 对 C650 卧式车床的改造第 1 页 共 27 页摘要将以上设计好的 PLC 程序输入到 FX2N32MR 主机后，连接好的输出分配和主电路，按照以上的步骤进行调试，调试过程全部通过，安全满足车床的控制要求:C650 卧式车床原继电器电路经三菱 FX2N 系列 PLC 改造后，虽然一次性投资较大，但改造后的设备大大降低了运行的故障率，提高了设备运行的稳定性和效率，减轻了工人的劳动强度，降低了日常维护的成本，并可避免因误操作而引起的事故，通过实验运行结果表明，用 PLC 代替传统继电器接触器控制能达到很好的效果，节省大量电器元件，导线与原材料，缩短设计周期，减轻维修工作量，提高加工零

2、件合格率，具有整体技术经济效益，改造后的设备经实际使用表明效果非常好。关键词：PLC，车床；改造。常州工学院（成人教育）第 2 页 共 27 页第 1 章 PLC 的介绍1.1 PLC 的介绍PLC 即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在 1987 年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的 PLC 标准草案中对 PLC做了如下定义：“PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺

3、序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了 PLC 的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的 CF 系列、杭州机床电器厂生产的 DKK 及 D 系列、大连组合机床研究所生产的 S 系列、苏州电子计算机厂生产的 YZ 系列等多种产品已具备了一定的规模并

4、在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的 PLC 生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC 在我国将有更广阔的应用天地。PLC 对 C650 卧式车床的改造第 3 页 共 27 页1.2 PLC 的特点1.2.1 可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的 F 系列 PLC 平均无故障时间高达30 万小时。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均无故障工作时间则更长。从PLC 的机外电路来说

5、，使用 PLC 构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。1.2.2 配套齐全，功能完善，适用性强PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来 PLC 的功能单

6、元大量涌现，使 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。1.2.3 易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。1.2.4 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC 用存储逻辑

7、代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。1.2.5 体积小，重量轻，能耗低以超小型 PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm，重量小于常州工学院（成人教育）第 4 页 共 27 页150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。PLC 对 C650 卧式车床的改造第 5 页 共 27 页第 2 章 控制方案的选择2.1 为何采用 PLC 控制可编程序控制器 PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控

8、制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是 PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的 PLC 后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将 PLC 应用于生产实践。 常州工学院（成人教育）第 6 页 共 27 页2.2 控制继电器存在的缺点控制继电器存在的缺点如作条件下进行的,容易损坏.而且继电器的触点容易产生电弧,甚至会熔

9、在一起产生误操作,引绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工起严重的后果.再者,对一个具体使用的装有上百个继电器的设备,其控制箱将是庞大而笨重的.在全负荷运载的情况下,大的继电器将产生大量的热及噪声,同时也消耗了大量的电能.并且继电器控制系统必须是手工接线、安装,如果有简单的改动,也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试.今天继电器已应用到家庭及工业控制的各个领域.他们比以往的产品具有更高的可靠性.但是,这也是随之带来的一些问题.固体继电器的缺点：（1）导通后的管压降大，可控哇或双向控哇的正向降压，可达 12V，大功率晶体管的饱和压降也在 12 之间，一般功率场效应管的导通电阻也较机械触

10、点的接触电阻大。（2）半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流，因此不能实现理想的电隔离。（3）由于管压降大，导通后的功耗和发热量也大，大功率固体继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器，其输出功率与环境和外壳温度有关。（4）电子元、器件的温度特性和电子路线的抗干扰能力较差，耐辐射能力也较差，如不采取有效措施，则工作可靠性低。（5）通常固体继电器设计成单刀单掷形式，这样比较容易实现，多组和多组转换结构需要用几个相互连接和适当连锁的固体继电器，这些固体继电器基本上是积木式堆叠在一起，形成一个占地较大空间的复杂装置。大功率固体继电器，由于需用散热片，就进一步增加了所有空间和成本。（6）通常用于功

11、率控制的固体继电器是针对负载或设计成交流输出或设计成直流输出，而不设计成既和用于交流负载，又可用于支流负载。PLC 对 C650 卧式车床的改造第 7 页 共 27 页2.3 可编程序控制器的优势、特点及功能可编程控制器以体积小功能强大所著称,它不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能,而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系,从而实现生产过程的自动控制.特别是现在,由于信息、网络时代的到来,扩展了PLC 的功能,使它具有很强的联网通讯能力,从而更广泛地应用于众多行业.（1）生产过程的监控和管理 PLC 可以通过通讯接口与显示终

12、端和打印机等外设相连.显示器作为人机界面(HMI)是一种内含微处理芯片的智能化设备,它与 PLC 相结合可取代电控柜上众多的控制按钮、选择开关、信号指示灯,及生产流程模拟屏和电控柜内大量的中间继电器和端子排.所有操作都可以在显示屏上的操作元件上进行.PLC 可以方便、快捷地对生产过程中的数据进行采集、处理,并可对要显示的参数以二进制、十进制、十六进制、ASCII 字符等方式进行显示.在显示画面上,通过图标的颜色变化反应现场设备的运行状态,如阀门的开与关,电机的启动与停止,位置开关的状态等.PID 回路控制用数据、棒图等综合方法反映生产过程中量的变化,操作人员通过参数设定可进行参数调整,通过数据

13、查询可查找任一时刻的数据记录,通过打印可保存相关的生产数据,为今后的生产管理和工艺参数的分析带来便利.（2）闭环过程控制以往对于过程控制的模拟量均采用硬件电路构成的 PID 模拟调节器来实现开、闭环控制.而现在完全可以采用 PLC 控制系统,选用模拟量控制模块,关于时间继电器的用途,其功能由软件完成,系统的精度由位数决定,不受元件影响,因而可靠性更高,容易实现复杂的控制和先进的控制方法,可以同时控制多个控制回路和多个控制参数.例如生产过程中的温度、流量、压力、速度等.常州工学院（成人教育）第 8 页 共 27 页（3）顺序控制 顺序控制是 PLC 最基本、应用最广泛的领域.所谓的顺序控制,就是

14、按照工艺流程的顺序,在控制信号的作用下,使得生产过程的各个执行机构自动地按照顺序动作.由于它还具有编程设计灵活、速度快、可靠性高、成本低、便于维护等优点,所以在实现单机控制、多机群控制、生产流程控制中可以完全取代传统的继电器接触器控制系统.它主要是根据操作按扭、限位开关及其它现场给来的指令信号和传感器信号,控制机械运动部件进行相应的操作,从而达到了自动化生产线控制.比较典型应用在自动电梯的控制、管道上电磁伐的自动开启和关闭、皮带运输机的顺序启动等.例如我分厂的原料混料系统就是利用了 PLC 的顺序控制功能. （4）运动位置控制PLC 可以支持数控机床的控制和管理,在机械加工行业,可编程控制器与

15、计算机数控(CNC)集成在一起,用以完成机床的运动位置控制,它的功能是接受输入装置输入的加工信息,经处理与计算,发出相应的脉冲给驱动装置,通过步进电机或伺服电机,使机床按预定的轨道运动,以完成多轴伺服电机的自控.目前以用于控制无心磨削、冲压、复杂零件分段冲裁、滚削磨削等应用中.PLC 对 C650 卧式车床的改造第 9 页 共 27 页2.4 PLC 与继电器控制两种控制方法的不同之处（1）控制方式：继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。PLC 采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变

16、控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。（2）控制速度继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。PLC 是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。（3）延时控制继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。PLC 用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。常州工学院（成人教育）第 10 页 共 27 页2.5 PLC(可编程控制器)与 MC(微机)控制的区别微型计算机是在以往计算机与大规模集成电路的基础上发展起来的，其最

17、大特点是运算速度快，功能强，应用范围广，在科学计算，科学管理和工业控制中都得到广泛应用。所以说，MC 是通用计算机。而 PLC 是一种为适应工业控制环境而设计的专用计算机。但人工业控制的角度来看，PLC又是一种通用机，只要选配对应的模块便可适用于各种工业控制系统，而用户只需改变用户程序即可满足工业控制系统的具体控制要求。而 MC 就必须根据实际需要考虑抗干扰问题及硬件软件的设计，以适应设备控制的专门需要。所以说 MC 是通用的专用机。基于以上理解，便可以得出 MC 与 PLC 具有以下几点区别： （1）PLC 抗干扰性能为 MC 高 （2）PLC 编程比 MC 编程简单 （3）PLC 设计调试

18、周期短 （4）PLC 的 I/0 响应速度慢，有较大的滞后现象（MS），而 MC 的响应速度快（US）。 （5）PLC 易于操作，人员培训时间短；而 MC 则较难人员培训时间长； （6）PLC 易于维修，MC 则较困难 随着 PLC 技术的发展，其功能越来越强；同时 MC 也逐渐提高和改进两者之间将相互渗透，使 PLC 与 MC 的差距越来越小，但在今后很长一段时间内，两者将继续共存。在一个控制系统中，PLC 将集中于功能控制上，而MC 将集中于信息处理上。PLC 对 C650 卧式车床的改造第 11 页 共 27 页第 3 章 可编程控制器控制系统设计的基本步骤3.1 系统设计的主要内容(

19、l )拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据；( 2 )选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；( 3 )选定 PLC 的型号；( 4 )编制 PLC 的输入/输出分配表或绘制输入/输出端子接线图；( 5 )根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用形图）进行程序设计；( 6 )了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；( 7 )设计操作台、电气柜及非标准电器元件；( 8 )编写设计说明书和使川说明书。根据具体任务，上述内容可适当调整。3.2 系统设计的基本步骤可编程控制器应用系统设计与调

20、试的主要步骤：( l )深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和连锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。( 2 )确定 I/O 设备根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。( 3 ）选择合适的 PLC 类型根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选

21、择合适的 PLC 类型，包括机型、容量的选择、I/O 模块的选择、电源模块的选择等。常州工学院（成人教育）第 12 页 共 27 页( 4 )分配 I/O 点分配 PLC 的输入输出点，编制出输入/输出分配表或者幽出输入/输出端子的接线图。接着就可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。( 5 )设计应用系统梯形图程序根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。( 6 )将程序输入 PLC当使用简易编程器将程序输入 PLC 时，需要先

22、将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到 PLC 中去。( 7 )进行软件测试程序输入 PLC 后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。( 8 )应用系统整体调试在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。( 9

23、 )编制技术文件系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、PLC 梯形图。( 10 )分配输入/输出点一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。分配好后，按系统配置的通道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。在个别情况下，也有两个信号用一个输入点的，那样就应在接入输入点前，按逻辑关系接好线（如两个触点先串联或并联），然后再接到输入点。( 11 )确定 I/O 通道范围PLC 对 C650 卧式车床的改造第 13 页 共 27 页不同型号的 PLC ，其输入/输出通道的范围是不一样的，应根据所选PLC 型号，查阅相应的编程手册，决不可“张冠李戴”。

24、必须参阅有关操作手册。( 12 )部辅助继电器内部辅助继电器不对外输出，不能直接连接外部器件，而是在控制其他继电器、定时器/计数器时作数据存储或数据处理用。从功能卜讲，内部辅助继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。未分配模块的输入/输出继电器区以及未使用 1 : 1 链接时的链接继电器区等均可作为内部辅助继电器使用。根据程序设计的需要，应合理安排 PLC 的内部辅助继电器，在设计说明书中应详细列出各内部辅助继电器在程序中的用途，避免重复使用。参阅有关操作手册。( 13 )分配定时器/计数器PLC 的定时器/计数器数量分别见有关操作手册。PLC 软件系统设计方法及步骤，PLC 软件系统设计的方法

25、。在了解了 PLC 程序结构之后，就要具体地编制程序了。编制 PLC 控制程序的方法很多，这里主要介绍几种典型的编程方法。图解法编程，图解法是靠画图进行 PLC 程序设计。为此，不少 PLC 生产厂家在自己的 PLC 中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图之后，可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。3.3 计算机辅助设计编程 计算机辅助设计是通过 PLC 编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。使用编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试，使用编程软件可以十分方便地在计算机上进行程序的存取、加密以及形成 EXE 运行文件。3.4 PL

26、C 软件系统设计的步骤在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。对系统任务分块,分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。常州工学院（成人教育）第 14 页 共 27 页3.5 编制控制系统的逻辑关系图 从逻辑关系图上，可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又引导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反应了输入

27、与输出的关系。3.6 绘制各种电路图 绘制各种电路的口的，是把系统的输入输出所设计的地址和名称联系起来。这是很关键的一步。在绘制 PLC 的输入电路时，不仅要考虑到信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到 PLC 的输入端，把高压引入 PLC 输入端，会对 PLC 造成比较大的伤害。在绘制 PLC 的输出电路时，不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到 PLC 输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中，还要考虑设计的原则努

28、力提高其稳定性和可靠性。虽然用 PLC 进行控制方便、灵活。但是在电路的设计上仍然需要谨慎、全面。因此，在绘制电路图时要考虑周全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。3.7 编制 PLC 程序并进行模拟调试 在绘制完电路图之后，就可以着手编制 PLC 程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时，除了要注意程序要正确、可靠之外，还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验，这样便于查找问题，便于及时修改。3.8 制作控制台与控制柜 在绘制完电器、编完程序之后，就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧张的时候，这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时

29、候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量，规格必须满足要求。设备的安装必须注意安全、可靠。比如说屏蔽问题、接地问题、高压隔离等问题必须妥善处理。现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系PLC 对 C650 卧式车床的改造第 15 页 共 27 页统要求之处；只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处；只有进行现场调试才能最后实地测试和最后调整控制电路和控制程序，以适应控制系统的要求。常州工学院（成人教育）第 16 页 共 27 页第 4 章 C650 卧式车床电气电路分图 4-1 C650 卧式车床

30、电气控制原理图4.1 主电路分析组合开关 QS 为电源开关。FU1 为主电动机 M1 的短路保护用熔断器，KR1 为其过载保护用热继电器。R 为限流电阻，在主轴点动时，限制起动电流，在停车反接制动时，又起限制过大的反向制动电流的作用。电流表 PA用来监视主电动机 M1 的绕组电流，由于 M1 功率很大，故 PA 接入电流互感器 TA 回路，机床工作时，可调整切削用量，使电流表 PA 的电流接近主电动机 M1 额定电流的对应值（经 TA 后减小了的电流值），以便提高生产效率和充分利用电动机 M1 的潜力。KM3、KM4 为正反转接触器，KM5 用于短接电阻 R 接触器，由它们的主触点控制主电动

31、M1.图中 KM1 为接通冷却泵电动 M2 的接触器，KR2 为 M2 过载保护用热继电器。KM2 为接通快速电动机 M3 的接触器，由于 M3 点动短时运转，故不设置热继电器。PLC 对 C650 卧式车床的改造第 17 页 共 27 页4.2 控制电路分析4.2.1 主电动机的点动调整控制当按下点动按钮 SB6 不松手时，接触器 KM3 线圈通电，KM3 主触点闭合，电网电压必须经限流电阻 R 通入主电动机 M1，从而减少了起运电流。由于中间继电器 KM5 未通电，故虽然 KM3 的辅助常开触点（7，我们规定此号表示区域号，在此为区域 7）已闭合，但不自锁。因而，当松开 SB6 后，KM3

32、线圈随即断电，主电动机 M1 停转。4.2.2 主电动机的正反转控制虽然主电动机 M1 的额定功率为了 30KW，但只是车削时消耗功率较大，而起动时负载很小，因而起动电流并不很大，所以，在非频繁点动的一般工作时，仍然采用了全压直接起动。当按下正向起动按钮 SB1 时，KM3 通电，其主触点闭合，短接限流电阻 R，另有一个常开辅助触点（14，仍然表示区域 14）闭合，使得 K 通电，其常开触点（10）闭合，使得 KM5 在 SB1 松开，后也保持通电，进而 K 也保持通电。另一方面，当 SB1 尚未松开时，由于K 的另一常开触点（8）已闭合。这样，当松开 SB3 后，由于 KA 的二个常开触点（

33、8，10）保持闭合，故可形成自锁通路，从而 KM3 保持通电。在 KM5得电时 K 得电，通电延时继电器 KT 通电，其作用是使电流避免起动电流的冲击。图中 SB2（12、13）为反向起动按钮，反向起动过程同正向时类似。4.2.3 主电动机的反接制动控制C650 车床采用反接制动方式，用速度继电器 KS（3）进行检测和控制。假设原来主电动机 M1 正转运行着，则 KS 的正向常开触点 KS1（10）闭合，而反向常开触点 KS2（9）依然断开着。当按下反向总停按钮 SB4（7）后，原来通电的 KM3、KM5、KT 和 K 就即时断电，它们的所有触点均被释放而复位。然而，当 SB4 松开后，反转接

34、触器，KM4（13）立即通电，电流通路是：4（回路标号）SB4 常闭触点（7）K 常闭触点（10）KS 正向常开触点 KS1（10）KM3 常闭触点（13）KM4 线圈（13）KR1 常闭触点（7）（回路标号）这样，主电动机 M1 就被串电阻反接制动，正向转速很快降下来，当降到很低时(n100r/min),KS 的正向常开触点 KS1（10）断开复位，从而切断了上述电流通路。至此，正向反接制动就结束了。反向反接制动过程同理。常州工学院（成人教育）第 18 页 共 27 页4.2.4 刀架的快速移动和冷却泵控制转运刀架手柄，限位开关 ST（16）被压动而闭合，使得快速移动接触器 KM2 通电，快

35、速移动电动机 M3 就起动运转，而当刀架手柄复位时，M3 即停转。冷却泵电动机 M2 的起动、停止按钮分别为 SB3（15）和 SB5（15） 。4.3 辅助电路分析4.3.1 照明电路和控制电源图中 TC 为控制变压器，二次侧有二路，一路为了 27V，提供给控制电路；另一路为 36V（安电压） ，提供给照明电路。置灯开关 SA（8）于 1 位时，SA 就闭合，照明灯 EL（11）点亮；置 SA 于 0 位时，EL 就熄灭。4.3.2 电流表 PA 保护电路虽然电流表 PA（3）接在电流互感器 TA（2）回路里，但主电动机 M1起动时对它的冲击仍然很大。为此，在线路中设置了时间继电器 KT（1

36、2）进行保护。当主电动机正向或反向起动以后，KT 通电延时时间未到时，PA就被 KT 延时常闭触点（3）短路，延时到后，才有电流指示.4.4 C650 卧式车床电气控制线路的特点从上述分析中可知，这种车床的电气线路有以下几个特点： 主轴的正反不是通过机械方式来实现，而是通过电气方式，即主电动机的正反转来实现的，从而简化了机械结构。主电动机的抽动采用了电气反接抽动形式，并用速度继电器进行控制。 控制回路由于电器元件很多，故通过控制变压器 TC（6）同三相电网进行电隔离，提高了操作和维修时的安全性。 中间继电器 K（12）起着扩展接触器 KM5 触点的作用。PLC 对 C650 卧式车床的改造第

37、19 页 共 27 页第 5 章 PLC 选型5.1 确定 PLC 型号表 5-1 三菱 FX2NPLC 部分型号列表序号 型号 功能说明1 FX2N-128MR-001 输入点：64，64 继电器输出2 FX2N-80MR-001 输入点：40，40 继电器输出3 FX2N-64MR-001 输入点：32，32 继电器输出4 FX2N-80MR-001 输入点：24，24 继电器输出5 FX2N-80MR-001 输入点：16，16 继电器输出6 FX2N-80MR-001 输入点：8，8 继电器输出7 FX2N-80MR-D 输入点：40，40 继电器输出（直流供电）8 FX2N-64MR

38、-D 输入点：32，32 继电器输出（直流供电）9 FX2N-48MR-D 输入点：24，24 继电器输出（直流供电）10 FX2N-32MR-D 输入点：16，16 继电器输出（直流供电）11 FX2N-128MT-001 输入点：64，64 点晶体管输出12 FX2N-80MT-001 输入点：40，40 点晶体管输出13 FX2N64MT-001 输入点：32，32 点晶体管输出14 FX2N-48MT-001 输入点：24，24 点晶体管输出15 FX2N-32MT-001 输入点：16，16 点晶体管输出16 FX2N-16MT-001 输入点：8，8 点晶体管输出17 FX2N-8

39、0MT-D 输入点：40，40 继电器输出（直流供电）18 FX2N-64MT-D 输入点：32，32 继电器输出（直流供电）19 FX2N-48MT-D 输入点：24，24 继电器输出（直流供电）20 FX2N-32MT-D 输入点：16，16 继电器输出（直流供电）21 FX2NC-96MT 输入点：48，48 点晶体管输出22 FX2NC-64MT 输入点：32，32 点晶体管输出23 FX2NC-32MT 输入点：16，16 点晶体管输出24 FX2NC-16MT 输入点：8，8 点晶体管输出25 FX2N-48ER 输入点：24，24 继电器输出26 FX2N-48ET 输入点：24

40、，24 点晶体管输出27 FX2N-32ER 输入点：16，16 继电器输出28 FX2N-32ET 输入点：16，16 点晶体管输出29 FX2N-16EX 输入点：130 FX2N-16EYR 输入点：16 继电器输出31 FX2N-16EYT 输入点：16 点晶体管输出常州工学院（成人教育）第 20 页 共 27 页在选用 PLC 型号上，考虑输入点只需 11 个，输出点只需 6 个，又因为控制程序小，不需要远程控制也没有特殊要求，所以选用 FX2N-32MR-001，输入点：16，16 继电器输出。5.2 确定 I/O 口分配表 5-1 I/O 口分配输入信号 输出信号名称 代号输入点

41、编号名称 代号输出点编号M1 正转启动按钮 SB1 X000 M1 切除电阻 R 运行接触器KM5 Y000M1 反转启动按钮 SB2 X001 M2 运行接触器 KM1 Y001M2 启动按钮 SB3 X002 M3 运行接触器 KM2 Y002总停止按钮 SB4 X003 M1 正转接触器 KM3 Y003M2 停止按钮 SB5 X004 M1 反转接触器 KM4 Y004M1 点动按钮 SB6 X005 电流表 A 短接中间继电器K Y005M3 点动位置开关 ST X006M1 过载保护热继电器 KR1 X007M2 过载保护热继电器 KR2 X010正转制动速度继电器常开触点KS1

42、X011反转制动速度继电器常开触点KS2 X012PLC 对 C650 卧式车床的改造第 21 页 共 27 页5.2.1 C650 卧式车床 PLC 控制输入输出点分配表图 5-2 C650 卧式车床 PLC 外部 I/O 接线图常州工学院（成人教育）第 22 页 共 27 页第 6 章 C650 卧式车床 PLC 控制程序6.1 梯形图图 6-1PLC 对 C650 卧式车床的改造第 23 页 共 27 页6.2 指令表表 6-1 指令表步序 指令 步序 指令 步序 指令0 LD X000 21 OR X003 40 OUT Y0011 OR X001 22 AND X012 41 LD

43、X0062 OR M0 23 ORB 42 OUT Y0023 ANI X003 24 AND X007 43 LD T04 AND X007 25 ANI Y004 44 OUT Y0055 OUT Y000 26 OUT Y003 45 END6 OUT TO K50 27 LD M09 LD Y000 28 AND M210 OR M1 29 LD X00311 ANI X003 30 OR Y00412 OUT M1 31 AND X01113 LD X001 32 ORB14 OR M2 33 AND X00715 ANI X003 34 ANI Y00316 OUT M2 35 O

44、UT Y00417 LD M0 36 LD X00218 AND M1 37 OR Y00119 OR X005 38 ANI X00520 LD X003 39 AND X010常州工学院（成人教育）第 24 页 共 27 页6.3 程序设计说明主轴电动机正转控制。按下主轴电动机正转启动按钮 SB1，第 1 逻辑行中 X0 闭合，Y0 接通并自锁，T0 接通并开始计时；第 3 逻辑行 X0 闭合，通用继电器 M1 接通。第 2 逻辑行 Y0 常闭触点闭合，通用继电器 M0 接通；第 5 逻辑行 M0、M1 常开触点闭合，Y3 接通（因 X7 的常开触点在 PLC 通电后即为闭合状态） 。主轴

45、电动机正向启动运转。当主轴电动机正向旋转速度达到 120r/min 时，第 6 逻辑行 X11 常开触点闭合，为主轴电动机正向旋转反向制动作好准备。T0 计时经过 5s 后动作，第 9 逻辑行 T0 常开触点闭合，接通 Y5，电流表 A 开始监测主轴电动机的电流。主轴电动机反转控制。按下主轴时机正转启动按钮 SB2，第 1 逻辑行中 X1 闭合，Y0 接通并自锁，T0 接通并开始计时；第 4 逻辑行 X1 闭合，通用继电器 M2 接通。第 2 逻辑行 Y0 常闭触点闭合，通用继电器 M0 接通；第6 逻辑行 M0、M2 常开触点闭合，Y4 接通主轴电动机反向启动运转。当主轴电动机反向旋转速度达

46、到 120r/min 时，第 5 逻辑行 X12 常开触点闭合，为主轴电动机反向旋转正向制动作好准备。T0 计时器经过 5S 后动作，第 9 逻辑行 T0 常开触点闭合，接通 Y5，电流表 A 开始监测主轴电动机的电流。主轴电动机点动控制。按下主轴电动机点动按钮 SB6，第 5 逻辑行 X5常开触点闭合，Y3 接通，主轴电动机串电阻 R 启动运行。主轴电动机正向启动运行反向制动停止控制。当 Y0、Y3、T0、Y5 闭合，主轴电动机正向运转时，按下停止按钮 SB4，第 1 逻辑行 X3 常闭触点断开，Y0、T0 失电，第 3 逻辑行 X3 常闭触点断开，M1 失电；而第 5 逻辑行 M1 常开触

47、点复位断开，Y3 失电，主轴电动机停止正转。同时，第 6 逻辑行 X3 常开触点闭合，Y4 接通，给主轴电动机通入反转电源使之产生一个反转力矩制动主轴电动机的正向旋转，主轴电动机的正转速度迅速下降。当正转速度下降至 100r/min 时，速度继电器 KS1 触点断开，X11 常开触点复位断开，Y4 失电，完成主轴电动机的正向启动运行反向制动停止过程。PLC 对 C650 卧式车床的改造第 25 页 共 27 页主轴电动机反向启动运行正向制动停止控制。当 Y0、Y4、T0、Y5 闭合，主轴电动机反向运转时，按下停止按钮 SB4，第 1 逻辑行 X3 常闭触点断开，Y0、T0 失电，第 4 逻辑行

48、 X3 常闭触点断开，M2 失电；而第 6 逻辑行 M2 常开触点复位断开，Y4 失电，主轴电动机停止反转。同时，第 5 逻辑行 X3 常开触点闭合，Y3 接通，给主轴电动机通入正转电源，使之产生一个正转力矩制动主轴电动机的反向旋转，主轴电动机的反转速度迅速下降。当反转速度下降至 100r/min 时，速度继电器 KS2 触点断开，X12 常开触点复位断开，Y3 失电，完成主轴电动机的反向启动运转正向制动停止过程。冷却泵电动机控制。按下冷却泵电动机的启动按钮 SB3，第 7 逻辑行X2 常开触点闭合，Y1 接通，冷却泵电动机启动运转。快速移动电动机控制。按下位置开关 ST，第 8 逻辑行 X6

49、 常开触点闭合，Y2 接通，快速移动电动机启动运行。当主轴电动机过载，热继电器 KR1 动作时，第 1 逻辑行、第 5 逻辑行、第 6 逻辑行 X7 的常开触点复位断开，Y0、Y3、Y4 失电，主轴电动机停止运行。常州工学院（成人教育）第 26 页 共 27 页第七章 参考文献贺哲荣等 流行 PLC 实用程序及设计 ，西安科技大学出版社 2006 第一版。钟肇新等 可编程控制器原理及应用 ，华南理工大学出版社 2008 第四版。永华等 现代电气控制及 PLC 应用技术北京航空肮犬大学出版社 2003.9林明星等 电气控制及可编程序控制器机械 C 业出版社 2004.8朴泉武等 机电一体化与系统设计中国地质大学出版社 2001.5顾战松等 可编程控制器原理与应用国防工业 Lh 版社 1996李景学等 可编程序控制器应用系统设计方法电子工业出版社 1995PLC 对 C650 卧式车床的改造第 27 页 共 27 页总结此设计，在“电机拖动”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，典型机床和重机器控制线路进行了详细的分析和讲解。毕业设计，让我们有很多的机会用所学的知识与实际运用一下。在对电气原理图，安装图等的绘制与分