C650普通车床电气控制系统设计说明-书
C650普通车床的PLC电气控制系统
C650普通车床的PLC电气控制系统目录引言 11 C650型普通卧式车床简介 21.1 C650型卧式车床的主要结构 21.2 车床各主电动机的分析 31.3 C650卧式车床改造主要内容 31.4 控制线路特点与电气线路概述 42可编程控制器概述及构成原理 52.1 可编程控制器的产生及定义 52.1.1 可编程控制器的产生52.1.2 可编程控制器的定义62.2 可编程控制器的特点 62.3 可编程控制器的应用及发展 72.3.1 可编程控制器的应用72.3.2 可编程控制器的发展73 电气控制原理83.1 主电路设计83.2 交流控制电路设计 93.3 辅助电路分析 114 PLC控制系统设计概述124.1 PLC控制系统设计要求124.1.1 流程图功能说明124.1.2 PLC程序设计的步骤134.2 PLC系统设计流程图134.3 可编程控制器控制系统设计的基本步骤14 4.3.1系统设计的主要内容144.3.2 系统设计的基本步骤154.3.3 计算机辅助设计编程164.3.4 编制控制系统的逻辑关系图174.3.5 绘制各种电路图174.3.6 编制PLC程序并进行模拟调试174.3.7 制作控制台与控制柜175 系统元器件的概述与选择185.1 PLC 类型的简介185.2 PLC型号的选择185.3 电动机选择205.4 其它元器件的选择 205.4.1 交流接触器的选择205.4.2 中间继电器的选择215.4.3 保护电器的选择215.4.4 控制开关电器的选择225.4.5 速度继电器选择225.5 车床控制PLC电气原理图及I/O分配图235.6 外部硬件接线电路 235.7 硬件配置电路 246 PLC控制电路设计246.1 PLC的硬件电路框图256.2 车床控制PLC输入/输出接口分配表及电气原理图256.2.1 车床控制PLC输入/输出接口分配表（表6-1）256.2.2 PLC控制原理电路设计267 C650卧式车床改造为PLC控制的软件设计267.1 S7－200PLC编程软件STEP 7-Micro/WIN的介绍 267.2 梯形图的设计 277.2.1 机床工作指示灯开关控制的梯形图设计277.2.2 电动机M1正、反转控制梯形图的设计277.2.3 电动机M1正转点动控制的设计287.2.4 电动机M1的正、反转运行的反接制动的设计297.2.5 快速移动电动机的控制设计307.2.6 冷却泵电动机的控制设计307.2.7 梯形图中的其它控制设计307.3 梯形图317.4 C650卧式车床程序表338 调试358.1 硬件检查 358.2 系统综合调试 358.3 M1的正转点动调试368.4 M1的正转调试378.5 M1的反转调试388.6 M1的反接制动调试398.7 M2的起动调试408.8 M2的停止调试418.9 M3的起动调试41总结43致谢44参考文献45引言PLC是一种新型的通用控制装置，他将传统的继电器控制技术,计算机控制技术和通信技术融为一体，专为工业控制而设计，具有功能强，通用灵活，可靠性强，环境适应性好，编辑简单，使用方便，体积小，重量轻，功耗低等一系列优点，近年来，随着可编程控制器的日渐成熟，越来越多的设备控制都采用PLC控制器来代替传统的继电器控制．并取得了很好的经济效益．可编程控制器（Programmable controller）技术，已被广泛应用于工业控制的各个领域，（冶金、矿业、机械、轻工业等工业自动控制，市政建设中的水处理、沥青、混凝土的拌和、电梯、货物存取、商业中自动售货机、啤酒罐装及酿酒）它包含有离散点输入输出（点数的多少可以依据应用情况增减）模拟采样输入输出功能．利用这一功能可以方便的实现中低压配电网自动化的RTU功能．车床是最常见的一种机床,它的主运动为主轴回转运动,刀架的移动为进给运动,车削加工一般不要求反转,但加工螺纹时,为避免乱扣,需要反转退刀,并保证工件的转速与刀具的移动速度之间具有严格的比例关系,溜板箱与主轴箱之间通过齿轮传动系统连接, C650卧式车床是其中较为常见的一种,其原控制电路为继电器控制,接触触点多.故障多。
C650普通车床的PLC电气控制系统
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章引言随着社会生产力的发展，传统的继电器控制系统已经不能满足当今迅猛发展的社会的现代化生产要求，于是我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。
我们选定了C650车床为改造对象，进行传统控制系统的改造，以PLC控制系统取代之前的传统控制系统。
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，节省了大量空间，机床的各项性能有了很大的改善，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，可加工的最大工件回转直径为1020mm，最大工件长度为30000mm。
它主要由床身、光杆、丝杆、尾座、刀架、主轴变速箱、进给箱、和溜板箱等组成，如图1-1。
图1-1 C650卧式车床结构图工艺过程：为了加工各种旋转表面，车床具有切削运动(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的纵向和横向的直线运动。
辅助运动是指刀架的快速移动及工件的加紧与放松。
C650型卧式车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工，车┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊床的主轴、冷却泵、刀架快速移动均由三相异步电动机拖动。
车床有三种运动形式：车削加工的主运动是主轴通过卡盘或者鸡心夹头带动工件的旋转运动，它承受车削加工时的主要切削功率；进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向运动；辅助运动为溜板箱的快速移动，尾座的移动和工件的夹紧与放松。
主轴的旋转运动由主电动机，经传动机构实现。
机床车削加工时，要求车床主轴能在较大范围内变速。
通常根据被加工零件的材料性能、零件尺寸精度要求、车刀材料、冷却条件及加工方式等来选择切削速度，采用机械变速方法。
车床纵、横两个方向的进给运动由主轴变速箱的输出轴，经挂轮箱、进给箱、光杆传入溜板箱而获得1.2 C650卧式车床改造主要内容（1）主电动机M1采用全压空载直接启动。
C650型卧式普通车床电气控制系统的PLC实现
C650型卧式普通车床电气控制系统的PLC实现摘要：为了改善C650车床控制电路触点多，易发生电气故障的情况，通过可编程控制器（Programmable logic Controller）实现，用PLC控制改造其继电器控制电路,降低了设备故障率,提高了设备使用效率,运行效果良好。
关键词：C650，继电器，PLC，控制。
1 C650卧式车床的结构和控制分析C650卧式车床属于中型车床，可加工的最大工件回转直径为1020mm，最大工件长度为3000mm，机床的结构形式如图，主要是由床身、主轴、刀架、溜板箱和尾架等部分组成的，该车床有两种主要的运动：一种是安装在床身主轴箱中的主轴转动，称为主运动；另一种是溜板箱中的溜板带动刀架的直线运动，称为进给运动。
刀具安装在刀架上，与滑板一起随溜板箱沿主轴轴线方向实现进给移动，主轴的转动和溜板箱的移动均由主电动机驱动。
C650普通车床的电力拖动控制要求与特点如下：(1)主轴电动机M1通常选用笼型异步电动机，完成主轴主运动和刀具进给运动的驱动．电动机采用直接起动的方式起动，可正反两个方向旋转．为加工调整方便，还具有正向点动功能。
(2)停车时和点动完毕均要反接制动。
为了防止在频繁点动时，大电流造成电动机过载以及限制反接制动电流，在点动和反接制动时主电路串接了限流电阻R。
(3)为了提高生产效率、减轻工人劳动强度，溜板箱的快速移动由电动机M3单独拖动．根据使用需要，可随时手动控制起停。
(4)车削加工中，为防止刀具和工件的温度过高、延长刀具使用寿命、加工质量，车床附有一台单方向旋转的冷却泵电动机M2，提供冷却液。
具体的主要结构和电气控制电路如图1、图2所示。
图1 C650卧式车床的主要结构1—进给箱 2—挂轮箱 3—主轴变速箱 4—滑板与刀架 5—溜板箱6－尾座 7—丝杠 8—光杠 9—床身图2 C650型卧式普通车床电气控制线路原图2 C650车床的PLC改进C650车床的梯形图，如图3示。
C650车床说明书电气图
二、C650车床电气控制图5是C650型卧式车床电气控制原理图。
该车床共有三台电动机：M1为主轴电动机，拖动主轴旋转并通过进给机构实现进给运动，主要有正转与反转控制、停车制动时快速停转、加工调整时点动操作等电气控制要求。
M2是冷却泵电动机，驱动冷却泵电动机对零件加工部位进行供液，电气控制要求是加工时起动供液，并能长期运转。
M3是快速移动电动机，拖动刀架快速移动，要求能够随时手动控制起动与停止。
图5 C650型卧式车床电气控制线路1. 动力电路1）主电动机电路电源引入与故障保护三相交流电源L1、L2、L3经熔断器FU后，由QS隔离开关引入C650车床主电路，主电动机电路中，FU1熔断器为短路保护环节，FR1是热继电器加热元件，对电动机M1起过载保护作用。
主电动机正反转KM1与KM2分别为交流接触器KM1与KM2的主触头。
根据电气控制基本知识分析可知，KM1主触头闭合、KM2主触头断开时，三相交流电源将分别接入电动机的U1、V1、W1三相绕组中，M1主电动机将正转。
反之，当KM1主触头断开、KM2主触头闭合时，三相交流电源将分别接入M1主电动机的W1、V1、U1三相绕组中，与正转时相比，U1与W1进行了换接，导致主电动机反转。
主电动机全压与减压状态当KM3主触头断开时，三相交流电源电流将流经限流电阻R而进入电动机绕组，电动机绕组电压将减小。
如果KM3主触头闭合，则电源电流不经限流电阻而直接接入电动机绕组中，主电动机处于全压运转状态。
绕组电流监控电流表A在电动机M1主电路中起绕组电流监视作用，通过TA线圈空套在绕组一相的接线上，当该接线有电流流过时，将产生感应电流，通过这一感应电流间显示电动机绕组中当前电流值。
其控制原理是当KT常闭延时断开触头闭合时，TA产生的感应电流不经过A 电流表，而一旦KT触头断开，A电流表就可检测到电动机绕组中的电流。
电动机转速监控KS是和M1主电动机主轴同转安装的速度继电器检测元件，根据主电动机主轴转速对速度继电器触头的闭合与断开进行控制。
C650型卧式车床PLC控制系统
基于PLC的C650型车床控制系统设计1 系统概述1.1 C650型卧式车床简介C650 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：⑴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，C650-2车床的正反向停车采用速度继电器控制的电源反接制动。
⑵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。
⑶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。
⑷采用电流表检测电动机负载情况。
⑸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，而对质量、性能的要求更高，同时社会对环境保护、绿色制造的意识不断加强，因此敏捷先进的制造技术将成为企业赢得竞争和生存、发展的主要手段。
C650普通车床说明书
技师核心技术专题研修设备大修报告课题名称 C650普通车床大修报告专业班级 07电气工程(四)学生姓名虞耘梓学生姓名时翔宇学生姓名张印学生姓名姚峰指导教师王柏华指导教师吴银富宁波技师学院电气技术系二零壹零年肆月摘要C650型普通车床模拟实训设备是宁波技师学院电气系为了进行教学需求而进行研发设计制造的一型模拟机床排故设备。
该设备具有体积小、仿真度高、容易操作、标准化程度高、安全系数好等一系列特点，这些年来一直作为电气系中级段模拟排故练习设备和中级工考评设备，发挥着不可替代的作用。
我们对这批C650普通机床进行大修，首先是因为本批机床使用时间较久，导致模拟机床损坏较为严重；其次，通过对模拟机床进行大修和制作大修报告，可以锻炼本届技师班的理论能力和实际水平。
通过对C650普通车床大修，模拟机床焕然一新，本届技师班的能力和水平也有了进一步的提高，达到理论和实践相融合的教学目的。
关键词：C650普通车床；模拟；排故；大修目录1 引言 (1)2 C650普通车床介绍 (2)2.1 C650普通车床运行说明 (2)2.1.1 主运动 (2)2.1.2 进给运动 (2)2.1.3 冷却系统 (2)2.2 C650普通车床电气控制线路的特点 (2)3 工作原理分析 (4)3.1 电气控制线路分析 (4)3.1.1 主电路分析 (4)3.1.2 控制电路分析 (5)3.1.3 辅助电路分析 (7)3.2 机械部分工作简介 (7)4 元器件选择 (9)4.1 隔离开关 (9)4.2 空气开关 (9)4.3 熔断器 (9)4.3.1 熔断器 (9)4.3.2 熔体 (9)5 C650模拟机床操作使用说明 (10)5.1 面板操作说明： (10)5.2 使用注意事项： (10)5.3 维护注意事项 (11)6 大修报告 (12)6.1 检修前的设备使用记录 (12)6.1.1 常见故障 (14)6.1.2 维修配件清单 (15)6.1.3 维修后的技术参数 (15)6.2 大修总结 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录一系统实物图 (18)附录二 C650普通车床原理图............................... 错误!未定义书签。
C650型卧式车床电气PLC控制
攀枝花学院本科学生课程设计任务书目录前言2C650型普通卧式车床电气及PLC控制控设计任务书41 C650型普通卧式车床51.1 C650型普通卧式车床接触器——继电器控制电路的理图51.2 电气原理图说明61.3 主轴电动机M1的各种控制流程图92 PLC选择和控制112.1 PLC的选择:112.2 开关列表及所对应的PLC接线图122.3 PLC的程序设计13总结18前言在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。
传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
现在PLC来控制，它有以下优点：1.实时性➢因为控制器产品设计和开发是基于控制为前提，信号处理时间短，速度快。
➢基于信号处理和程序运行的速度，PLC经常用于处理工业控制装置的安全联锁保护。
➢更能满足各个领域大、中、小型工业控制项目。
2.高可靠性➢所有的I/O输入输出信号均采用光电隔离，使工业现场的外电路与控制器内部电路之间电气上隔离。
➢各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms。
➢各模块均采用屏蔽措施，以防止噪声干扰。
➢采用性能优良的开关电源。
➢对采用的元器件进行严格的筛选。
➢良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采取有效措施，以防止故障扩大。
大型控制器还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,以及实现电源模块冗余、IO模块冗余，使可靠性更进一步提高。
3.系统配置简单灵活➢控制器产品种类繁多，规模可分大、中、小等。
➢I/O卡件种类丰富，可根据自控项目实现功能要求不同，而进行不同的配置。
➢满足控制项目需要前提下，I/O卡件可灵活组合。
4.丰富的I/O卡件控制器针对不同的工业自控项目的现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等,有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、控制阀等直接连接。
第三章 C650卧式车床电气控制
项目一 三相异步电动机制动控制线 路
五、项目评价
(三)思考与练习 三 思考与练习 (1)改变三相异步电动机转向的方法有哪些 改变三相异步电动机转向的方法有哪些? 改变三相异步电动机转向的方法有哪些 (2)分析下列控制线路。如图3 -7所示 分析下列控制线路。 分析下列控制线路 所示 要求: 要求 说明主电路中接触器的作用。 ①说明主电路中接触器的作用。 分析控制电路， ②分析控制电路，写出控制过程 写出电路中用到哪些保护。 ③写出电路中用到哪些保 C650卧式车床的电气控制 卧式车床的电气控制 线路分析
一、项目目标
通过学习，使学生了解生产机械电气控制线路的读图方法， 通过学习，使学生了解生产机械电气控制线路的读图方法， 掌握C650型车床的电气控制线路的分析方法和分析步骤、 型车床的电气控制线路的分析方法和分析步骤、 掌握 型车床的电气控制线路的分析方法和分析步骤 工作原理以及机械与电气控制配合的关系， 工作原理以及机械与电气控制配合的关系，组成电气线路的 一般规律。掌握三相异步电动机的降压启动和制动方法， 一般规律。掌握三相异步电动机的降压启动和制动方法，初 步掌握机床的基本控制电路，学会电气控制线路的设计方法。 步掌握机床的基本控制电路，学会电气控制线路的设计方法。
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项目二 定子绕组串电阻降压启动
一、项目目标
熟练掌握三相交流异步电动机降压启动电路工作原理， 熟练掌握三相交流异步电动机降压启动电路工作原理，元、 器件组成，电气图的绘制及电气控制线路的操作方法。 器件组成，电气图的绘制及电气控制线路的操作方法。降压 启动类型及电气控制线路的操作方法。 启动类型及电气控制线路的操作方法。
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项目二 定子绕组串电阻降压启动
基于PLC控制的C650车床的电气控制毕业设计
基于PLC控制的C650车床的电气控制基于PLC的C650普通车床的电气改造摘要本次设计介绍了C650普通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。
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。
关键词：普通车床；PLC控制；梯形图目录1 绪论 (1)1.1普通机床改造的意义和前景 (1)1.2 PLC在电气控制系统中的应用 (3)1.3 C650普通车床的发展趋势 (4)2 C650车床的主要结构与电路分析 (6)2.1 C650车床的主要结构 (6)2.2 C650车床的电路分析 (6)2.2.1主电路分析 (6)2.2.1控制电路分析 (7)2.3 C650车床电气控制线路的特点 (8)3 C650车床控制系统的硬件设计 (9)3.1 PLC类型简介 (9)3.2 PLC的系统结构 (9)3.3 PLC基本工作原理 (9)3.4 统计I/O点数 (10)3.5 PLC的选型 (11)3.6 I/O分配表 (12)3.7 PLC控制系统外部接线图的设计 (13)4 C650车床控制系统的软件设计 (14)4.1 PLC编程语言 (14)4.2 PLC的基本功能 (14)4.3 PLC基本指令 (15)4.4 C650车床的PLC控制梯形图设计 (16)4.5 改造后的总程序 (17)4.6 改造后的电气原理图 (18)5 系统调试 (19)5.1 硬件检查 (19)5.2 系统综合调试 (19)5.3 总结 (22)6 结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录 (27)附录一C650车床电气原理图 (28)附录二改造后的C650车床电气原理图 (1)1 绪论1.1普通机床改造的意义和前景从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。
C650普通车床电气控制系统设计说明-书
目录第1章引言·11.1 可编程控制器的简单介绍··11.2 西门子S7-200 的简单介绍··41.3 C650卧式车床简述··5第2章继电接触器控制系统设计·72.1 C650卧式车床的控制要求··72.2 电气控制线路分析··72.3 C650卧式车床电气控制线路的特点··9第3章C65O普通车床的PLC 设计过程·103.1 控制要求··103.2 方案说明··103.3 确定I/O信号数量，选择PLC的类型··103.4 C650普通车床PLC控制系统I/O地址分配表··113.5 控制电路设计··113.6 PLC控制程序设计··133.7 C650普通车床控制系统PLC控制程序语句表··153.8 系统调试··18结论·19设计总结·20谢辞·21参考文献·22第1章引言本设计主要针对C650普通车床进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。
1.1 可编程控制器的简单介绍1.1.1 PLC的工作原理PLC 英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种机械或生产过程。
PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工作方式是在系统软件控制下进行的。
C650普通车床PLC控制系统设计
河南科技大学课程设计说明书课程名称电气控制与PLC应用技术题目 C650普通车床PLC控制系统设计学院车辆与动力工程学院班级农电101 学生姓名指导教师日期2013年7月5日C650普通车床PLC控制系统设计摘要本次设计介绍了C650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、冷却泵工作等一些列功能，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。
另外，本设计具有性能可靠，外围电路简单等优点，设计思路清晰，程序简单明了。
C650车床控制系统利用了西门子STC-200系列PLC的特点，对按扭、开关等其他一些输入/输出点进行控制，实现了车床过程的自动化。
此外PLC 可以重复使用，降低了测试经费。
它的灵活性、操作方便性也方便测试者随时输入、调试和修改控制程序。
PLC 又设有串行接口，方便地与计算机进行连接，组成测控系统，给系统的维护和使用带来了很大方便。
关键词：卧式车床；PLC控制；目录第一章绪论 (1)1.1 C650型卧式车床简介 (1)1.2 PLC在电气控制系统中的应用 (3)1.3 C650型卧式车床发展趋势 (4)第二章系统总体方案设计 (6)2.1 C650卧式车床控制要求 (6)2.2 C650卧式车床控制原理分析 (6)2.2.1主电路分析 (6)2.2.2主电动机点动控制分析 (7)2.2.3主电动机的正反转控制分析 (7)2.2.4主电动机反接制动分析 (8)2.2.5快速电动机与冷却泵电动机控制分析 (8)2.3 辅助电路分析 (9)2.3.1照明电路和控制电源分析 (9)2.3.2电流表保护电路 (10)第三章PLC控制系统的设计 (11)3.1 PLC的选型 (11)3.2 I/O地址的分配 (12)3.3 I/O接线图 (13)3.4 PLC控制原理图 (14)3.5 元器件清单 (15)第四章系统软件设计 (16)4.1 控制系统的梯形图程序设计 (16)4.2 PLC控制程序流程图如下 (18)第五章系统调试 (19)5.1 硬件检查 (19)5.2 系统综合调试 (19)第六章结论 (21)参考文献 (22)第一章绪论本设计采用可编程控制器代替继电器对机床进行控制，因为可编程控制器组成的控制系统在设计、安装、调试和维修等方面，不仅减少了工作量，而且减少了开支，缩减了成本，效益更高。
C650卧式车床的PLC控制系统设计
目录第一章绪论1.1 C650型卧式车床简介1.2 C650卧式车床改造主要内容1.3 电气系统改造为PLC控制的意义第二章 C650型卧式车床的电气控制线路设计2.1主电路设计2.2控制电路设计第三章系统的概述选型3.1 PLC类型简介3.2 PLC型号的选择3.3 电动机的选择3.4 其他器件的选择PLC控制电路的设计4.1 PLC硬件连接框图4.2 PLC输入输出接口分配表电气原理图第五章 C650卧式车床PLC控制系统软件设计5.1 欧姆龙PLC编程软件介绍5.2 梯形图设计5.3 语句表第六章总结及参考文献第一章绪论1.1 C650型普通卧式车床简介C650卧式车床属于中型车床，可加工的最大工件回转直径为1020mm，最大工件长度为30000mm。
C650型卧式车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工，车床的主轴、冷却泵、刀架快速移动均由三相异步电动机拖动。
车床有三种运动形式：车削加工的主运动是主轴通过卡盘或者鸡心夹头带动工件的旋转运动，它承受车削加工时的主要切削功率；进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向运动；辅助运动为溜板箱的快速移动，尾座的移动和工件的夹紧与放松。
主轴的旋转运动由主电动机，经传动机构实现。
机床车削加工时，要求车床主轴能在较大范围内变速。
通常根据被加工零件的材料性能、零件尺寸精度要求、车刀材料、冷却条件及加工方式等来选择切削速度，采用机械变速方法。
车床纵、横两个方向的进给运动由主轴变速箱的输出轴，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。
1.2 C650卧式车床改造主要内容⑴主电动机M1采用全压空载直接启动。
⑵要求主电动机M1能实现正、反向连续运转。
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，要求M1能实现单向点动控制，同时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有必要的保护和联锁，有安全可靠的照明电路。
C650普通车床说明书
技师核心技术专题研修设备大修报告课题名称 C650普通车床大修报告专业班级 07电气工程(四)学生姓名虞耘梓学生姓名时翔宇学生姓名张印学生姓名姚峰指导教师王柏华指导教师吴银富宁波技师学院电气技术系二零壹零年肆月摘要C650型普通车床模拟实训设备是宁波技师学院电气系为了进行教学需求而进行研发设计制造的一型模拟机床排故设备。
该设备具有体积小、仿真度高、容易操作、标准化程度高、安全系数好等一系列特点，这些年来一直作为电气系中级段模拟排故练习设备和中级工考评设备，发挥着不可替代的作用。
我们对这批C650普通机床进行大修，首先是因为本批机床使用时间较久，导致模拟机床损坏较为严重；其次，通过对模拟机床进行大修和制作大修报告，可以锻炼本届技师班的理论能力和实际水平。
通过对C650普通车床大修，模拟机床焕然一新，本届技师班的能力和水平也有了进一步的提高，达到理论和实践相融合的教学目的。
关键词：C650普通车床；模拟；排故；大修目录1 引言.................................................... 错误!未定义书签。
2 C650普通车床介绍....................................... 错误!未定义书签。
C650普通车床运行说明................................ 错误!未定义书签。
主运动............................................ 错误!未定义书签。
进给运动.......................................... 错误!未定义书签。
冷却系统.......................................... 错误!未定义书签。
C650普通车床电气控制线路的特点....................... 错误!未定义书签。
基于PLC控制的C650车床的电气控制毕业设计
基于PLC的C650普通车床的电气改造摘要本次设计介绍了C650普通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。
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。
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关键词：普通车床；PLC控制；梯形图目录1 绪论 .................................................... 0聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
1.1普通机床改造的意义和前景 ......................................................... 0残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
1.2 PLC在电气控制系统中的应用..................................................... 2酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
1.3 C650普通车床的发展趋势 ........................................................... 3彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
2 C650车床的主要结构与电路分析............................ 5謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
2.1 C650车床的主要结构 ................................................................... 5厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
2.2 C650车床的电路分析 ................................................................... 6茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
2.2.1主电路分析 ........................................................................... 6鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
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目录第1章引言·11.1 可编程控制器的简单介绍··11.2 西门子S7-200 的简单介绍··41.3 C650卧式车床简述··5第2章继电接触器控制系统设计·72.1 C650卧式车床的控制要求··72.2 电气控制线路分析··72.3 C650卧式车床电气控制线路的特点··9第3章C65O普通车床的PLC 设计过程·103.1 控制要求··103.2 方案说明··103.3 确定I/O信号数量，选择PLC的类型··103.4 C650普通车床PLC控制系统I/O地址分配表··113.5 控制电路设计··113.6 PLC控制程序设计··133.7 C650普通车床控制系统PLC控制程序语句表··153.8 系统调试··18结论·19设计总结·20谢辞·21参考文献·22第1章引言本设计主要针对C650普通车床进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。
1.1 可编程控制器的简单介绍1.1.1 PLC的工作原理PLC 英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种机械或生产过程。
PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工作方式是在系统软件控制下进行的。
当PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编写好并存于用户存储器中的程序，按序号作周期性的程序循环扫描，程序从第一条指令开始，逐条顺序执行用户的程序直到程序结束。
然后重新返回第一条指令，再开始下一次扫描；如此周而复始。
实际上，PLC扫描工作除了执行用户程序外，还要完成其他工作，整个工作过程分为自诊断、通讯服务、输入处理、输出处理、程序执行五个阶段。
1.1.2 可编程序控制器的组成可编程序控制器硬件由中央处理器、电源、输出组件、输入组件、输入输出、编程器六部分构成:中央处理器（Central Processor Unit 简称CPU）：它是可编程序控制器的心脏部分。
CPU 由微处理器（Microproce-ssor）存储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。
电源（Power Supply）：给中央处理器提供必需的工作电源。
输入组件（Inputs）：输入组件的功能是将操作开关和现场信号送给中央处理器。
现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特殊变量。
输出组件（Outputs）：输出组件接收CPU 的控制信号，并把它转换成电压或电流等现场执行机构所能接收的信号后，传送控制命令给现场设备的执行器。
输入输出（简称I/O）是可编程序控制器的“手”和“脚”或者叫作系统的“眼睛”和“视觉”。
输入信号包括按扭开关、限位开关、接近开关、光电传感器、热电偶、热电阻、位置检测开关和编码器等。
输出信号包括继电器、指示灯、显示器、电机启动等直流和交流设备。
编程器（Programmer）：在正常情况下，编程器用于系统初始状态的配置，控制逻辑程序编制和加载，不能对系统操作。
编程器也可用于控制程序的调试和控制系统故障时作为检查故障的有效工具。
1.1.3 可编程序控制器的特点现代工业生产是复杂多样的，它们对控制的要求也各不相同。
可编程序控制器一经出现就受到了广大工程技术人员的欢迎。
它的主要特点如下：（1）抗干扰能力强，可靠性高微机虽然具有很强的功能，但抗干扰能力差，工业现场的电磁干扰，电源波动，机械振动，温度和湿度的变化，都可以使一般通用微机不能正常工作。
而PLC 在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取生产厂家长期积累的工业控制经验，主要模块均采用大规模与超大规模集成电路，I／0 系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有精确考虑；在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施；在软件上采用数字滤波等抗干扰和故障诊断措施；所有这些使PLC 具有较高的抗干扰能力。
PLC 的平均无故障时间通常在几万小时以上，这是一般微机不能比拟的。
继电器—接触器控制系统虽有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触点，使设备连线复杂，且触点在开闭时易受电弧的损害，寿命短，系统可靠性差。
而PLC 采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和繁杂连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。
（2）控制系统结构简单，通用性强PLC 及外围模块品种多，可由各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。
在PLC 构成的控制系统中，只需在PLC 的端子上接入相应的输入输出信号线即可，不需要诸如继电器之类的物理器件和大量而又繁杂的硬接线线路。
当需要变更控制系统的功能时，可以用编程器在线或离线修改程序，同一个PLC 装置用于不同的控制对象，只是输入输出组件和应用软件的不同。
PLC 的输入输出可直接与交流220 V，直流24V 等强电相连，并有较强的带负载能力。
（3）编程方便，易于使用PLC 是面向用户的设备，PLC 的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯。
PLC 程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。
梯形图与继电器原理图相类似，这种编程语言形象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，只要具有一定的电工和工艺知识的人员都可在短时间学会。
（4）功能完善PLC 的输入输出系统功能完善，性能可靠，能够适应于各种形式和性质的开关量和模拟量的输入输出。
由于采用了微处理器，它能够很方便地实现定时、计数、锁存、比较、跳转和强制I/O 等诸多功能，不仅具有逻辑运算、算术运算、数制转换以及顺序控制功能，而且还具备模拟运算、显示、监控、打印及报表生成功能。
此外，它还可以和其他微机系统、控制设备共同组成分布式或分散式控制系统，还能实现成组数据传送、矩阵运算、闭环控制、排序与查表、函数运算及快速中断等功能。
因此PLC 具有极强的适应性，能够很好地满足各种类型控制的需要。
1.1.4可编程控制器PLC的应用目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。
（1）开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。
如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
（2）模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。
为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。
PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
（3）运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。
从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。
如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。
世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
（4）过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。
作为工业控制计算机，PLC 能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。
PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。
大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。
PID处理一般是运行专用的PID子程序。
过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
（5）数据处理现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。
这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。
数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
（6）通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。
随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。
新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
1.2 西门子S7-200 的简单介绍本设计以西门子公司的S7-200 系统小型PLC 为主要讲述的。
S7-200 以其极高的性能价格比，在国内占有很大的市场份额。
S7-200 适用于各种各业的检测、监测及控制的自动化，无论独立运行或连成网络，都能实现复杂的控制功能。
1.2.1 CPU22X 型的选择S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供使用。
（1）CPU 221本机集成6输入/4输出共10个数字量I/O点。
无I/O扩展能力。
6K字节程序和数据存储空间。
4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出。
1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
非常适合于小点数控制的微型控制器。
（2）CPU 222本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。
可连接2个扩展模块。
6K字节程序和数据存储空间。
4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出。
1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
非常适合于小点数控制的微型控制器。
（3）CPU 224本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。
可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。
13K字节程序和数据存储空间。
6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。
1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
I/O端子排可很容易地整体拆卸。
是具有较强控制能力的控制器。
（4）CPU 224XP本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。