c650卧式车床的plc控制系统设计

c650卧式车床的plc控制系统设计内容摘要：

实现的。 当生产工艺发生变化时，不必改变 PLC 硬件设备，只需改变 PLC 中的程序。 这对现代化的小批量，多品种产品的生产尤其适合。 （ 7）安装简单，调试方便，维护工作量小。 本科生课程设计（论文） 3 PLC 控制系统的安装接线工作量比继电器接触器控制系统少，只需将现场的各种设备与 PLC 相比的 I/O 端相连，而且 PLC 软件设计和调试太多可在实验室进行，模拟调试以后再将 PLC 控制系统安装到现场调试，这样既省时间又方便，由于 PLC 本身的 可靠性高，又有完 善的自诊断能力。 一旦发生故障可以根据报警信息迅速查明原因，这样即保证了工作效率又维护了生产的正常进行。 本科生课程设计（论文） 4 第 2章 系统 方案 设计 系统电气控制要求 C650 卧式车床有两种主要运动：一种是安装在床身主轴箱中的主轴作旋转运动，另一种是刀架的快速直线移动；在加工过程中，还需要提供切削液。 从车床的加工工艺出发，对电气控制有以下要求： 1）主轴电动机 M1 完成主轴旋转运动，采用直接起动方式，可正、反两个方向旋转。 2）电动机 M2 拖动冷却泵，为加工时提供切削液，采用直接起动、单向运行。 3）快速移动电动机 M3 拖动刀架快速移动，根据 需要可随时进行手动控制起停，采用单向点动的工作方式。 4)通过组态实现控制，状态显示 车床工作过程 根据车床的功能和硬件设备，系统由 PLC，各种控制按钮，控制电机的接触器，人机界面等组成，如图 21。 图 21 系统输入输出框图 PLC可编程逻辑控制器紧急停止开关 SB 7照明电灯开关 O 1快速移动按钮 SB 6主轴电机停止按钮 SB 5主轴电机反转点动按钮 SB 4主轴电机正转点动按钮 SB 3主轴电机反转启动按钮 SB 2主轴电机正转启动按钮 SB 1接触器 KM 短路限流电阻 R接触器 KM 1 冷却泵电动机 M 2接触器 KM 2 快速移动电动机 M 3接触器 KM 3 主轴电机 M 1 （ 正转 ）接触器 KM 4 主轴电机 M 2 （ 反转 ）冷却启动开关 O 2组态监控 本科生课程设计（论文） 5 第 3章 系统 硬件设计 PLC 选择 20 世纪 70 年代末至 80 年代初， PLC 产品的处理速度大大提高，增加了许多特殊功能使得 PLC 不仅可以进行逻辑控制，而且可以对模拟量进行控制，它以面向工业控制为特点，普通受到电气控制领域的欢迎。 特别是中小容量 PLC 成功地取代了传统的继电器控制系统，使控制系统的可靠性大大提高。 目前各国生产的PLC 品种繁多，发展迅速。 在国内的市场上应用较多的 PLC 多为日本、德国和美国的产品，如日本 OMRON 公司的 C 系列、日本松下公司的 FP 系列、日本三菱公司的 FX 系列、德国西门子公司的 S7 系列和美国 ABB 公司的 07 系列等。 西门子公 司的最新 PLC 产品有 SIMATIC S M7 和 C7 等几大系列。 S7 系列是传统意义的 PLC 产品，其中的 S7200 PLC 是超小型化的 PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。 S7200 PLC 的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。 S7200 系列 PLC 可提供 5个不同的基本型号的 8种 CPU 可供使用。 如表 31所示。 表 31 S7200 系列 PLC CPU 模块的技术规范及特性 描述 CPU221 CPU222CN CPU224CN CPU224XP CN CPU226CN 数字量I/O 6 输入 /4输出 8输入 /6输出 14 输入 /10输出 24输入 /16输出 模拟量I/O 无 2 输入 /1输出 无 扩展 I/O模块 无 2 7 在选用 PLC 上，考虑到只是对 C650 型车床做电器部分的改造，输出端口需要10 个，输入端口需要 12 个。 程序下载完成后，只需通过 PPI 与触摸屏通讯。 因此，考虑到经济，实用，稳定等方面因素。 我们决定选用 SIMATIC S7200 系列的 S7— 200 CPU224 作为本次设计的 PLC。 本科生课程设计（论文） 6 电动机的型号选择 本次设计使用 PLC 控制系统取代传统 继电器控制系统的逻辑控制线路部分，其余基本无变化。 电动机亦保留原有主轴电机、冷却泵电机、快进电机，详见表32。 表 32 主轴电机、快进电机、冷却泵电机参数表 参数 主轴电机 冷却泵电机 快进电机 型 号 Y255M6 Y26312 Y90L2 额定电压 AC 380V 50Hz AC 380V 50Hz AC 380V 50Hz 额定电流（ A） 额定功率（ KW） 30 额定转速 980 2730 2840 功率因数 速度继电器选择 速度继电器是当转速达到规定值时触头动作的继电器。 主要用于电动机反接制动控制电路中，当反接制动的转速下降到接近零时能自动地及时切断电源。 速度继电器的结构如图 31 所示。 图 31 速度继电器结构图 1—— 转子 2—— 电动机轴 3—— 定子 4—— 笼型绕组 5—— 定子柄 6—— 动。