T68卧式镗床电气控制设计报告

T68卧式镗床电气控制的PLC课程设计报告

一、 T68卧式镗床电路分析

1、主电机为双速电机，它提供机床的主运动和进给运动的动力。高低速转换，由主轴孔盘变速机构内的限位开关S控制，S常态时接通低速，被压下时接通高速。由接触器KM6及KM7实现定子绕组从三角形接法转接成双星型接法。

2、主电机可正反转、点动及反接制动。

3、主电机用低速时，可直接启动；但用高速时，则由控制线路先起动到低速，延时后再自动转换到高速，以减少起动电流。

4、在主轴变速或进给变速时主电动机能缓慢转动，使齿轮易于啮合。

二、PLC在机床电气控制中的应用

PLC 是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，其实质是一种工业控制用的专用计算机。它的组成与一般的微机计算机基本相同。

CPU——是PLC的核心部分。与通用微机CPU一样，CPU在PC系统中的作用类似于人体的神经中枢。其功能：

1. 用扫描方式接收现场输入装置的状态或数据，并存入输入映象寄存器或数据寄存器；

2. 接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；

3. 诊断电源和PC内部电路的工作状态及编程过程中的语法错误；

4. 在PC进入运行状态后：

（1）执行用户程序——产生相应的控制信号（从用户程序存储器中逐条读取指令，经命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启闭有关的控制电路）（2）进行数据处理——分时、分渠道地执行数据存取、传送、组合、比较、变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑或算术运算任务。

（3）更新输出状态——输出实施控制（根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，再由输入映象寄存器或数据寄存器的内容，实现输出控制、制表、打印、数据通讯等）

三、控制线路工作原理

1. 主轴的点动控制

主轴的正反向点动由按钮SB3和SB4操纵。按下正向点动按钮SB3后，PLC输出使KM1、KM6线圈得电动作。因此，三相电源经KM1主触点、限流电阻R和接触器KM6的主触点接通电动机M1，使电动机在低速下旋转。放开按钮时，KM1和KM6都相继断电释放，电动机断电停止。反向点动与正向点动相似，由SB4操纵，经接触器KM2及KM6相互配合动作来完成。

2. 主电机的正反向长动

主电机正反控制由SB1和SB2操纵。当要求电动机低速运转时，限位开关XK为断开状态，按下起动按钮SB1、KM1、KM3、KM6得电动作。主电机就在全电压和三角形接线下，直接起动低速运行。

使用高速时，限位开关XK闭合，按下SB1后，电动机先低速起动，延时5秒后KM6断开，再经0.6秒KM7得电动作。KM7的主触点使电机的绕组连成双星形并重新接入电流，从而使主电动机从低速再起动到高速。反向起动原理与正向起动相同，但参与控制的按钮为SB2，接触器为KM2、KM3、KM6及KM7。

3. 主电机的反接制动控制

当电动机正转时，速度继电器的正转动合触点Kn闭合，而正转动断触点Kn断开，当按下SB5时，KM1断电释放，切断了主电机电源。延时0.6秒后，KM2闭合和KM6得电，使三相电源经过KM2主触点，限流电阻R和KM6主触点反接给电动机。电动机反接制动。当电动机转速降低到一定速度时，正转动合触点Kn打开，切断KM2的通电回路，使KM2和KM6相继断电释放，及时切断电动机的反接电源，制动结束。反向运行时的制动过程与正向相似。此时参与控制的电器是速度继电器的反转动合触点Kn 接触器KM1、KM2。

4. 主轴或进给变速时主电机的缓转控制

主轴变速时，主轴电动机可获得缓慢转动，以利于齿轮顺利啮合。将S1、S2闭合，KM1、KM6线圈得电动作，电机得电，正向加速，当达到一定速度时，速度继电器Kn的动断触点断开，动合触点闭合，延时0.6秒后，KM2闭合，电机开始反接制动，当电机低于某一速度时，Kn动作，KM2断开，延时0.6秒后KM1闭合，正向加速，如此反复，实现缓动。进给变速时缓转控制原理与主轴时完全相同，不过用的是限位开关是S3、S4。

四、原理图

图错误！文档中没有指定样式的文字。1 T68卧式镗床主电路

三、T68卧式镗床改造为PLC控制的软件设计

1、三菱PLC编程软件FXGP-WIN-C的介绍

三菱FX系列PLC程序设计软件（不含FX3U）,支持梯形图、指令表、SFC语言程序设计，可进行程序线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。

2、I/O分配表如下：

输入设备PLC

输入继电器

代号功能

SB6M1的停止按钮X005

SB1M1的正转按钮X001

SB2M1的反转按钮X002

SB3M1的正转点动按钮X003 SB4M1的反转点动按钮X004 SQ 高低速转换行程开关X006 SQ1主轴变速行程开关X007 SQ2主轴变速行程开关X010 SQ3进给变速行程开关X011 SQ4进给变速行程开关X012 SQ5工作台或主轴箱机动进给限位X013 SQ6主轴或花盘刀架机动进给限位X014 SQ7快速电动机M2正转限位X015 SQ8快速电动机M2反转限位X016 FR M1热继电器动合触点X000 KS1速度继电器正转触点X020 KS2速度继电器反转触点X021

输出设备PLC

输出继电器代号功能

KM1 M1的正转接触器Y000 KM2 M1的反转接触器Y001 KM3 限流电阻制动接触器Y002 KM4 M2的正转接触器Y003 KM5 M2的反转接触器Y004 KM6 M1低速△接触器Y005

3、梯形图

图1 T68卧式镗床控制电路4、I/O分配图

、图3 I/O分配图

总结

在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和INTERNET 成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。

在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经验，增强了信心。

这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。