C-650卧式车床PLC控制设计.doc

摘 要 传统的C650-1卧式车床采用继电器实现电气控制，接线多且复杂，体积大，功耗大，一旦系统构成，想改变或增加功能很困难，其工作性能已不能达到现代生产的要求。因此，以PLC取代常规的继电器，可提高工作性能，并且达到车床的控制要求。 本次设计介绍了C650-1卧式车床电气控制系统的工作原理及其运动形式，编写了PLC控制梯形图程序和指令表程序。利用PLC控制系统，实现了车床启动、正转反转、反接制动、刀架快速移动、冷却泵在作等一些列功能，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。 关键词: 卧式车床；继电器；PLC； 目 录 1 引 言 1 1.1 C650-1型卧式车床简介 1 1.2 PLC在电气控制系统中的应用 2 1.3 C650-1型卧式车床发展趋势 3 2 系统总设计 6 2.1 PLC控制系统的设计基本内容 6 2.2 PLC控制系统设计原则与步骤 6 2.2.1 PLC控制系统设计的基本原则 6 2.2.2 PLC 控制系统设计与调试步骤 7 3 系统硬件设计 9 3.1 主要电气元件的选择 9 3.1.1 电动机的选择 9 3.1.2 交流接触器和中间继电器的选择 10 3.1.3 保护电器的选择 11 3.1.4 控制电器的选择 11 3.2 C650-1卧式车床的主要结构和运动形式 12 3.3 C650-1卧式车床控制原理电路图概述及原理分析 13 3.4 PLC的选型 15 3.5 I/O地址的分配 16 3.6 I/O接线图 16 4 系统软件设计 17 4.1 PLC的系统结构和基本工作原理 17 4.1.1 PLC的系统结构 17 4.1.2 PLC的基本工作原理 17 4.1.3 PLC编程语言 18 4.2 PLC的基本功能和基本指令 18 4.2.1 PLC的基本功能 18 4.2.2 PLC基本指令 20 4.3 控制系统的梯形图程序设计 20 5 系统调试 23 5.1 硬件检查 23 5.2 系统综合调试 23 结束语 24 参考文献 25 附录Ⅰ 主要电气元件表 26 附录II 控制电路原理图 27 附录III PLC控制系统I/O分配表 28 附录IV PLC控制系统I/O接线图 29 附录V PLC控制程序清单 30 附录VI PLC控制指令清单 31 引 言 C650-1型卧式车床简介 C650-1 普通车床属于中型车床，用于切削工件外圆、内孔和端面等。该车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工。主轴由三相异步电动机拖动，主轴通过卡盘带动工件的旋转运动；进给运动，溜板带动刀架的纵向和横向直线运动，其中纵向运动是指相对操作者向左或向右的运动，横向运动是指相对于操作者向前或向后的运动；辅助运动，包括刀架的快速移动、工件的夹紧与松开等。工作过程如下： 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（功率为20kW），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，需停车时不易立即停止转动，必须有停车制动的功能，C650-1-2车床的正反向停车采用速度继电器控制的电源反接制动。 2．电动机M2拖动冷却泵。车削加工时，刀具与工件的温度较高，需设一冷却泵电动机，实现刀具与工件的冷却。冷却泵电动机M2单向旋转，采用直接起动、停止方式，且与主电动机有必要的联锁保护。 3．快速移动电动机M3。为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间，利用M3带动刀架和溜板箱快速移动。电动机可根据使用需要，随时手动控制起停。 4．采用电流表检测电动机负载情况。 5．车削加工时，因被加工的工件材料、性质、形状、大小及工艺要求不同，且刀具种类也不同，所以要求切削速度也不同，这就要求主轴有较大的调速范围。车床大多采用机械方法调速，变换主轴箱外的手柄位置，可以改变主轴的转速。 传统的机床控制系统是硬连线方式的继电一接触器控制系统，但该系统连线复杂，体积大，可靠性差，自动化水平低，难以满足现代化生产的需求。 现代工业生产中，中小批量零件的生产占产品数量的比例越来越高，零件的复杂性和精度要求迅速提高，传统的普通磨床已经越来越难以适应现代化生产的要求，制造业的竞争已从早期降低劳动力成本、产品成本，提高企业整体效率和质量的竞争，发展到全面满足顾客要求、积极开发新产品的竞争，将面临知识—技术—产品的更新周期越来越短，产品批量越来越小，而对