C6140车床电气控制改造PLC控制1
CA6140车床的电气控制及用PLC进行改造
X1
Y1 KA1冷却 答：……
X2
Y2 KA2快移
X3
【提醒】实操训练时
X4
(1)请用 K3、K4、K5
X5
替代 QS2、FR1、FR2；
(2)请用 灯1、灯2
替代 冷却电机、快移电机。
●故障1图解 ·第7章链接
本例-I/O分配图
近
上 6下
项目7.1
Plc应用案例 CA6140车床
●原况分析 ●工序分析 ●新原理图 ·梯形图程序 ·问题讨论 ●实操步骤 ·关键点提醒 ●实操任务单 ·实况点评
近
上 7下
项目7.1
Plc应用案例 CA6140车床
●原况分析 ●工序分析 ●新原理图 ·梯形图程序 ·问题讨论 ●实操步骤 ·关键点提醒 ●实操任务单 ·实况点评
㈥关键点提醒
(1)技术解决方案：本例从工序及控制要求出发， 采用“老改新”转换编程法//或经验编程法，确定任务的I/0分配图、 控制程序的梯形图等；改造时要尽量利用原有的硬件资源； (2)硬模拟调试重点：本例应依据“工序要求”所安排的顺序， 重点查主轴电机与冷却电机之间的“顺序联锁”功能。
●故障1图解 ·第7章链接
■第7章项目链接
●项目7.1 CA6140车床的电气控制及用PLC进行改造 …… ●项目7.2 液压组合机床的PLC控制…… ●项目7.3 交流双速电梯的PLC控制……
近
上 12 下
●故障1图解 ·第7章链接
㈣拟定 PLC控制程序的形图
车床程序-梯形图 X1 X0 X4
主轴
Y0
X5 (Y0)
冷却
点动 快移
Y0 X3 X2
X4 X5 (Y1)
X4 X5 (Y2)
CA6140车床PLC控制改造1
CA6140车床PLC控制改造实践是检验真理的唯一标准。
在课堂上, 我们学习了很多理论知识, 但是如果我们在实际当中不能灵活运用, 那就等于没有学。
实习就是将我们在课堂上学的理论知识运用到实战中。
我们怎样才能把课本上的知识灵活恰当的运用到生活、工作当中去, 成为对别人对社会有用的人才？我们怎样才能适应当今飞速发展的社会, 怎样才能确定自己的人生目标, 实现自己的人生价值？抱着这种想法, 我走进了中国北车集团大同电力机车有限责任公司。
一工艺分析和操作要求1运动分析——主运动2控制对象分析——电机三台3操作要求——主电机启停、冷却泵电机顺序控制要求、进给电机点动等。
特别说明: 过载保护纳入PLC控制范畴二PLC初步选型控制过程分析: 开关量控制特殊功能分析: 无估算点数: IN约OUT约选型: FX2N速度及容量判断: 满足控制要求型号确定: FX2N20M三输入地址分配表四输出地址分配表五PLC正式选型FX2N16—MR输出形式为继电器输出方式只需要基本单元可完成控制要求六接线图七地址分配八梯形图九指令表•0 LD X0• 1 OR Y0• 2 ANI X3• 3 ANI X5• 4 ANI X6• 5 OUT Y0• 6 LD X2•7 OR Y2•8 AND Y0•9 OUT Y2•10 LD X1•11 ANI X5•12 ANI X6•13 OUT Y1•14 LDI M10•15 OUT Y3•16 LD X4•17 OUT Y4•18 END通过这次实习, 是我了解了企业的工作流程和各岗位的职责任务, 提高岗位的适应能力, 学会了一各种方式学习, 提高观察问题、发现问题、解决问题的能力, 提高了我的中和素质, 并在规范有序的实际工作中养成努力专研、吃苦耐劳的精神。
这次实习带给我的不仅仅是一种社会经验, 更是我人生的一笔财富。
更可喜的是我在实习期间还结实了一些好朋友, 他们给予我不少的帮助, 俗语说: 纸上得来终觉浅。
CA6140车床PLC改造
教学项目二 CA6140车床继电接触控制线路安装及PLC改造一、项目导入普通车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。
电气控制系统是机械设备的重要组成部分，是保证机械设备各种运动的准确与协调、生产工艺各项要求得以满足的重要手段。
目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业仍大量使用,由于继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在一下问题：①触点易被电弧烧坏而导致接触不良；②机械方式实现的触点控制反映速度慢；③继电器的控制被固定在线路中，功能单一、灵活性差。
可编程控制器（PLC）应用于机床电气控制电路，有如下的特点：①通用性、适应性强，②完善的故障自诊断能力且维修方便③可靠性高及柔性强当前，小型PLC的价格亦很便宜，因此在普通车床的控制电路改造中发挥了及其重要的作用，特别是在数控机床及大量的机床改造和老设备改造中，PLC应用极其广泛。
二、项目分析1.CA6140车床控制要求CA6140型卧式车床，其结构具有典型的卧式车床布局，它的通用性程度较高。
加工范围较广，适合于中小型的各种轴类和盘套类零件的加工；能车削内外圆柱面、圆锥面、各种环槽、成形面及端面；能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种标准螺纹，也可以车削加大螺距螺纹、非标准螺距及较精密的螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花和压光等工作。
CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。
图1-1 CA6140外形结构图1．床腿 2.进给箱 3.主轴箱 4.床鞍 5.中滑板 6.刀架7.回转盘 8.小滑板 9.尾座 10.床身 11.挂轮 12.光杠 13.丝杠 14.溜板箱从车削工艺要求出发，对各电动机的控制要求主要有：1）主电动机Ml(功率为30kw)，完成主轴主运动和刀具纵、横向进给运动的驱动，电动机为不可调速的鼠笼型异步电动机，采用直接启动方式，主轴采用机械变速，正反转采用机械换向。
车床CA6140电气控制系统的PLC改造
主 回路 保 持 不 变 ， 制 变压 器 及 照 明 电路 保 留 ， 制 功 能 由 Ｐ Ｃ 控 控 Ｌ
完 成 。为 保 持原 操 作 风 格 ，保 证 各种 联锁 功 能 ，将 Ｓ Ｎ Ｂ 、 Ｂ１ Ｓ ３ ｓ Ａ１和 Ｆ １ Ｆ ２分别 接 入 Ｐ Ｃ 的输 入 端 ，输 出 器 件交 流接 触 Ｒ 、Ｒ Ｌ
黄 艳 芳 赵 晶 刘 践 丰 （ 北京石油化工学院工程教 育中心， 北京 １２ １ ） ０ ６ ７
摘 要
针 对传 统 的 继 电 器控 制 系统 故 障频 繁 的 特 点 ， Ｃ ６ ４ 对 Ａ １ ０车床 的 电 气控 制 系统进 行 了技 术 改 造 ， 用 可编 程 逻 辑 控 制 采
学 。 据 实 际 条件 ， 根 采用 可编 程 控 制 器 （ Ｌ 对原 有 继 电接 触 器 Ｐ Ｃ） 控 制系 统 进行 改 造 ， 机 床 的 故 障 率 下 降 ， 靠 性 和 灵 活 性 大 大 使 可 提高。 １ Ｃ ６４ Ａ １ ０车床 电气 控 制 电路 分 析
Ｃ ６４ Ａ １ ０车 床 的 电气 控 制 原 理 图 如 图 １所 示 ，我 们 对原 理 图进 行 分析 。
器（ Ｌ 代 替 原 有 的 继 电 器 ， 计 了 Ｐ Ｃ 控 制 系统 的硬 件 组 成 及 其 控 制 程 序 。 改 造后 车床 运 行 稳 定 ， Ｐ Ｃ） 设 Ｌ 降低 了故 障 率 ， 高 提
了使 用 效 率 。
关键 词 ： 车床 ， 气控 制 ， 电 可编 程 控 制 器 ， 电 器 继
实 现 。按 下 Ｓ ３， Ｍ３线 圈 得 电 ，主 触 点 闭合 ， Ｂ Ｋ Ｍ３起 动 ；松 开
Ｓ ３， Ｍ３线 圈 失 电 ， Ｍ３主 触 点 复 位 ， Ｂ Ｋ Ｋ Ｍ３停 转 。
CA6140型卧式车床地电气控制电路
加油站CA6140型卧式车床的电气控制电路一、CA6140型卧式车床的电气控制1、CA6140型卧式车床的电气控制电路（如图1-1）图1-1二、中小型车床对电气控制的要求1、主拖动电动机一般选用三相笼型异步电动机，为满足调速设计要求，采用机械变速。
主轴要求正、反转，对于小型车床主轴的正反转由拖动电动机正反转来实现；档拖动电动机容量较大时，可由摩擦离合器来实现主轴正反转，电动机只作单向旋转。
一般中小型车床的主轴电动机均采用直接起动。
当电动机容量较大时，常采用Y-△降压起动。
停车时为实现快速停车，一般采用机械或电气制动。
2、切削加工时，刀具与工件温度较高时需要切削液进行冷却。
为此。
设有一台冷却泵电动机，且与主轴电动机有着联锁关系，即冷却泵电动机应在主轴电动机启动后方可选择启动与否；当主轴电动机停止时，冷却泵电动机便立即停止。
3、速移动电动机采用点动控制，单方向旋转，靠机械结构实现不同方向的快速移动。
4、路应具有必要的保护环节、安全可靠的照明电路及信号指示。
三、CA6140电气控制电路分析1、主电路分析主电路中共有三台电动机，图中M1为主轴电动机，用以实现主轴旋转和进给运动；M2为冷却泵电动机；M3为溜板快速移动电动机。
M1、M2、M3均为三相异步电动机，容量均小于10kW，全部采用全压直接起动皆有交流接触器控制单向旋转。
M1电动机由起动按钮SB1，停止按钮SB2和接触器KM1构成电动机单向连续运转控制电路。
主轴的正反转由摩擦离合器改变传动来实现。
M2电动机是在主轴电动机起动之后，扳动冷却泵控制开关SA1来控制接触器KM2的通断，实现冷却泵电动机的起动与停止。
由于SA1开关具有定位功能，故不需自锁。
M3电动机由装在溜板箱上的快慢速进给手柄内的快速移动按钮SB3来控制KM3接触器，从而实现M3的点动。
操作时，先将快速进给手柄扳到所需移动方向，再按下SB3按钮，即实现该方向的快速移动。
三相相电源通过转换开关QS1引入，FU1和FU2作短路保护。
ca6140数控车床plc改造
CA6140车床的PLC改造、MCGS制作动画摘要随着可编程序控制器（简称PLC）技术的发展，由于其功能强大、容易使用、高可靠性，广泛的工业现场适应性和方便的工艺扩展性能，PLC在工业自动控制过程中得到了越来越广泛的应用，常常被用来作为现场数据的采集和设各的控制。
组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，在PC机上可开发出友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。
本次设计正是在这种背景下，运用西门子S7-200PLC对普通机床进行的现代化程控改造，讨论了控制流的选择，然后运用组态软件对PLC控制系统进行人机界面的监控。
关键词：可编程序控制器，控制流，组态软件ABSTRACTWith the Programmable Logic Controller (PLC) technology, because of its powerful, easy to use, high reliability, wide adaptability and convenience of industrial processes on site scalability, PLC in industrial automation during the process of the Yue and more widely used, often used as a field data collection and set the control. Configuration software technology as a function of user customizable software platform tool, PC, a friendly interface that can be developed through the PLC automation equipment can be "intelligent" control.The design is in this context, using Siemens S7-200PLC modernization of the ordinary program-controlled machine tools for transformation, discussed the control flow of the choice and then use the configuration software on the PLC control system man-machine interface control.KEY WORDS: programmable logic controller, control flow, configuration software目录摘要 (1)前言 (5)第1章绪论 (6)1.1 程控机床的发展前景及意义 (6)1.2 机床改造方案的确定及系统的选择 (7)1.2.1 CA6140车床的概述 (7)1.2.2 对CA6140车床控制系统的选择 (9)第2章控制系统设计 (17)2.1 控制要求 (20)2.2 控制流的选择 (20)2.3 系统的控制过程 (22)第3章系统的硬件设计 (23)3.1 系统的组成 (23)3.2 系统主电路的设计............... 错误！未定义书签。
CA6140型普通车床电气控制系统的PLC改造
目录摘要 (I)前言 (1)1 CA6140车床的概述 (2)1.2 CA6140车床的主要运动形式及控制要求 (2)1.2.2进给运动 (3)1.2.3辅助运动 (3)1.3 CA6140车床所用的电动机 (3)2 CA6140车床电气控制电路分析 (4)2.1 主回路分析 (5)2.2控制回路分析 (5)3 PLC控制系统的设计 (6)3.2 PLC控制系统设计的步骤 (6)3.3 PLC的相关介绍 (8)3.3.1 PLC基本组成 (8)3.3.2 PLC工作原理 (12)3.3.3. PLC控制系统 (15)3.3.4. PLC工作过程 (18)3.4 PLC控制程序设计 (20)3.4.1 PLC的选择 (20)4 PLC控制系统及其实现 (22)4.1 控制系统硬件 (22)4.2 I/O的分配及其接线 (23)4.3 梯形图程序与分析 (24)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)CA6140型普通车床电气控制系统的PLC改摘要可编程控制器是在继电气控制和计算机技术的基础上，逐渐发展起来的以微处理器为核心，集微电子技术、自动化技术、计算机技术通信技术为一体，以工业自动化控制为目标的新型控制装置。
它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。
据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。
专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD\CAM将成为工业生产的三大支柱。
由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富。
它的功能主要是：控制功能、数据采集、储存与处理功能、通信、联网功能、输入/输出接口处理功能、人机界面功能。
在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。
本设计的内容主要是利用PLC(Programmable Logic Controller)对CA6410型车床的电气部分进行改造。
CA6140车床的PLC改造设计
CA6140车床的PLC改造设计摘要：本文主要论述了对CA6140车床进行PLC改造设计的相关内容。
首先对车床基本结构及现有控制系统进行分析，然后针对现有系统的缺陷和不足，提出了PLC改造设计的具体方案，并介绍了PLC的选择和配置、传感器的选择和布置以及控制逻辑的设计等关键内容。
最后对整个改造方案进行了验证和评估。
关键词：CA6140车床；PLC改造设计；控制系统；传感器；控制逻辑1.引言CA6140车床是一种通用的金属切削机床，广泛应用于汽车、冶金等行业。
然而，现有的车床控制系统存在一些缺陷和不足，如运行速度慢、操作繁琐等。
为了提高车床的工作效率和操作便捷性，本文提出了对CA6140车床进行PLC改造设计的方案。
2.车床基本结构及现有控制系统分析3.PLC改造设计方案3.1PLC选型与配置对于CA6140车床的PLC改造设计，我们选择了一款功能强大且易于操作的PLC，确保能够满足车床的各种需求。
同时，我们还对PLC进行了适当的配置，以提高其运行效率和稳定性。
3.2传感器的选择与布置为了实现对车床运行状态的监测和控制，我们选用了多个传感器，如温度传感器、压力传感器等。
这些传感器能够实时监测车床各部件的工作状态，并将相关数据传输给PLC进行处理和判断。
为了确保传感器的准确性和可靠性，我们对其进行了合理的布置和防护措施。
3.3控制逻辑设计在PLC改造设计中，我们需要设计合理的控制逻辑，以实现对车床运行和工件加工过程的自动化控制。
具体来说，我们需要设计启动/停止控制、速度调节控制、位置控制等功能模块，并通过PLC对这些模块进行编程和调试。
此外，还需要编写相应的人机界面程序，方便操作员进行参数设定和监测。
4.改造方案的验证和评估为了验证和评估PLC改造设计的效果，我们进行了一系列实际的测试和试验。
结果表明，通过PLC改造设计，CA6140车床的运行速度明显提升，操作便捷性和工作效率也有了显著的改善。
此外，改造后的车床还具备了更高的自动化程度和可靠性，能够适应不同的生产需求。
PLC基本知识及CA6140车床的PLC改造
2 编址方式
可编程控制器的编址就是对PLC内部的元件进行编码，以便程序执行 时可以唯一地识别每个元件。PLC内部在数据存储区为每一种元件分配一 个存储区域，并用字母作为区域标志符，同时表示元件的类型。如：数字 量输入写入输入映像寄存器（区标志符为I），数字量输出写入输出映像 寄存器（区标志符为Q），模拟量输入写入模拟量输入映像寄存器（区标 志符为AI），模拟量输出写入模拟量输出映像寄存器（区标志符为AQ） 。除了输入输出外，PLC还有其他元件，V表示变量存储器；M表示内部 标志位存储器；SM表示特殊标志位存储器；L表示局部存储器；T表示定 时器；C表示计数器；HC表示高速计数器；S表示顺序控制存储器；AC表 示累加器。掌握各元件的功能和使用方法是编程的基础。下面将介绍元件 的编址方式。
编程工具
编程器是对PLC进行操作的工具
专用编程器
简易编程器 图形编程器
直插式、便携式
计算机辅助编程
在装有专用编程软件的计算机上编程
PLC的软件系统
系统程序
系统程序 是由PLC的制造者采用汇编语言编写 的，固化于 ROM型系统程序存储器中，用于控 制PLC本身的运行，用户不能更改。 系统程序分为： 1.系统管理程序 2.用户指令解释程序
PLC的定义
PLC是一种数字运算操作的 电子系统，专为工业环境下应 用而设计的工业控制装置。
PLC的产生与发展
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PLC与计算机控制系统的比较
应结
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PLC与继电接触器控制系统的比较
述的
主
题 写
PLC与其他工业控制系统的比较
一
篇 关
PLC ห้องสมุดไป่ตู้特点
第七章 CA6140数控车床的电气系统设计及PLC控制
第七章CA6140数控车床的电气系统设计及PLC控制7.1 改造背景CA6140卧式车床能车削外圆、端面内圆、螺纹和螺杆，还能够车削一些定型的表面，而且可以用铰刀或者钻头等刀具进行钻不同的孔、镗孔、倒角、割槽及切断等加工工作。
传统的CA6140车床采用继电器接触器电路实现电气控制，它们的控制方式采用硬接线逻辑，利用电气元件触点的串联或者并联组合成逻辑电路进行控制，不仅接线多，而且非常复杂，体积大，功耗大，如果一旦系统构成以后，想要再改变或者增加其他功能都是非常困难的。
还有，继电器触点数目有限，所以其灵活性和扩展性比较差。
PLC是为工业的快速发展而制成的装置，它自从被开发出来之后，一直被广泛应用，主要原因是它的出现能够克服继电器的很多缺点，使工业环境大大改善，使性能提高很多。
因此，我们将CA6140卧式车床电气控制的方案改成用可编程控制器PLC来控制，可以提高整个电气系统的工作性能，从而可以减少维护和维修的工作量。
7.2 CA6140卧式车床的运动分析CA6140卧式车床的主运动主要是指卡盘或者顶尖带动工件的旋转运动，进给运动是指溜板箱带动刀架的纵向或者横向直线运动。
它的辅助运动是指刀架的快速进给和快速退回，车床的调速采用变速箱调速的方式。
CA6140卧式车床的电力拖动运动形式包括主轴的旋转运动、刀架的进给运动。
刀架的快速移动等等。
1. 主轴的旋转运动CA6140卧式车床的主运动是工件的旋转运动，由主电机拖动，其功率为30kw。
主电机由接触器控制实现正反转，为提高工作效率，主电机采用反接制动。
2. 刀架的进给运动溜板箱带着刀架的直线运动称为进给运动。
刀架的进给运动由主轴电动机带动，并且使用走刀箱调节加工时的纵向和横向走刀量。
3. 刀架的快速移动为了提高工作效率，车床刀架的快速移动由一台单独的快速移动电动机拖动，其功率为2.2KW，并且采用点动控制。
4. 冷却系统车床内装有一台不调速、单向旋转的三箱异步电动机拖动冷却泵，供给刀具切削时使用的冷却液。
最新CA6140车床电气控制改造PLC控制汇总
C A6140车床电气控制改造P L C控制四川职业技术学院《数控机床电气控制与PLC》课程设计所属系部机械工程系所属专业数控技术所属班级数控1班学号02学生姓名王倩林指导教师刘帅完成日期2015/4/20任务书摘要数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。
但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。
如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。
因此，普通机床的数控化改造大有可为。
针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。
本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。
采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。
通过对CA6140A普通车床的数控改造，使其加工精度明显提高，定位准确可靠，操作方便，性能价格比高。
这种方法对中小企业设备的数控改造有一定的借鉴与推广作用。
本次改造主要针对车床的主轴系统、刀架系统、进给系统、反馈环节、电器控制柜及数控系统进行了改造，改造方法简单、改造操作步骤便于实施。
而且掌握了一些CAM、CAD等制图软件的应用和论文的撰目录摘要 (4)目录 (5)1绪论 (7)1.1设计目的及意义 (7)1.2CA6140的现状 (7)2.1CA6140车床电气控制原理 (8)2．1.1 电气控制原理 (8)2.1. 2CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求 (9)2.2 PLC改造控制电路设计 (11)2.2.1控制电路设计 (11)2.2.2 照明电路 (13)2.2.3 指示电路 (13)2.3I/O统计 (13)3.硬件选型 (14)3.1电气元件明细表 (14)3.1.1电动机的选择 (16)3.1.2电源引入开关Q (16)3.1.3 热继电器FR1、FR2 (17)3.1.4 熔断器FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6 (17)3.1.5 接触器KM1,KM2及KM3 (17)3.1.6 控制变压器TC1 (17)3.1.7 开关SA1,SA2 (18)3.1.8导线的选择 (18)3.1.9 制定3.10 电器位置图 (19)3.2PLC的I/O接线 (20)4.1 PLC控制过程分析 (21)5 系统调试 (22)6总结 (23)参考文献 (24)[1]刘祖其.机床电气控制与PLC[M].北京：高等教育出版社，2009. (24)CA6140车床电气控制电路原理图 (25)1绪论1.1设计目的及意义20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气传动随电动机的发展而发展。
CA6140车床的电气控制及用PLC进行改造
PLC与CA6140车床的接口设计
输入接口设计
安全保护措施
根据CA6140车床的各个控制信号， 设计相应的输入接口电路，将车床的 各个控制信号接入PLC的输入端子。
为确保改造过程的安全性，设计必要 的安全保护措施，如急停按钮、安全 门等。
输出接口设计
根据CA6140车床的各个控制信号， 设计相应的输出接口电路，将PLC的 控制信号输出到车床的各个执行机构。
输出处理
当程序执行完成后，PLC将输出映 像寄存器中的状态通过输出模块 输出到外部设备，控制相应的机 械或生产过程。
PLC的优点
高可靠性
PLC采用大规模集成电路技 术，具有很高的可靠性，能 在恶劣的工业环境中稳定运 行。
灵活性强
PLC可通过编程实现各种控 制逻辑，适应不同的生产工 艺和流程，且其模块化结构 使得扩展和维护更加方便。
PLC控制系统能够实现多台设 备的联动控制，提高了设备的 协同作业能力。
降低维护成本
PLC控制系统的模块化设计使得 维护成本降低，减少了维修时间
和费用。
PLC控制系统的智能化监控和管 理功能能够及时发现潜在的故障，
减少了预防性维护的成本。
PLC控制系统的使用寿命长，减 少了更换元件和维修的频率，降
主轴箱
装有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轴，用于安装刀具，并 传递主运动。
溜板箱
将主轴的运动传递给刀架，实 现刀具的横向和纵向进给。
床身
作为车床的基础，用于支撑和 固定其他部件。
进给箱
控制刀具的进给运动，实现切 削速度和进给量的调节。
刀架
安装刀具，实现工件的切削加 工。
CA6140车床的电气控制系统
控制电路
用于控制机床的各种动作，如主轴的启动和停止、冷却液的开关等。
C6140车床电气控制改造PLC控制1解读
皖西学院课程设计报告书系别：机电学院专业：13电气学生姓名：许志坤张云翔学号：20130112122013011219课程设计题目：PLC控制的C6140型普通车床的电气控制起迄日期: 2016.5.16 - 2016.5.28 课程设计地点:PLC电气控制实验室指导教师:翁志刚下达任务书日期: 2016年 5月15日摘要数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。
但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。
如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。
因此，普通机床的数控化改造大有可为。
针对现有常规C6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。
本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了C6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。
采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。
通过对C6140普通车床的数控改造，使其加工精度明显提高，定位准确可靠，操作方便，性能价格比高。
这种方法对中小企业设备的数控改造有一定的借鉴与推广作用。
本次改造主要针对车床的主轴系统、刀架系统、进给系统、反馈环节、电器控制柜及数控系统进行了改造，改造方法简单、改造操作步骤便于实施。
而且掌握了一些CAM、CAD等制图软件的应用和论文的撰目录1绪论 (3)1.1设计目的及意义 (3)1.2C6140的现状 (3)2 C6140车床电气控制原理 (4)2.1 电气控制原理 (4)2.2.2C6140卧式车床的控制要求 (4)3硬件选型 (5)3.1电气元件明细表 (5)3.1.1电动机的选择 (5)3.1.2 热继电器FR1、FR2 (5)3.1.3 熔断器FU1、FU2、FU3、FU4 (5)3.1.4 接触器KM1,KM2及KM3 (6)3.1.5 转换开关SA4 (6)3.1.6导线的选择 (6)3.2制定电器位置图 (7)4 PLC控制电路设计 (8)4.1PLC基本原理及选用 (8)4.2I/O统计 (8)4.3PLC的I/O接线 (9)4.4 PLC控制过程分析 (9)4.5梯形图程序 (10)5 系统调试 (11)6总结 (13)参考文献 (14)致谢 (15)1绪论1.1设计目的及意义20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气传动随电动机的发展而发展。
CA6140普通车床电路自动化改造
车床车刀线速度恒定初探摘要：随着制造业的迅猛发展，企业要在激烈的市场竞争中生存和发展，就需要以最低的价格，最好的质量和最短的时间去生产满足市场的产品。
而工厂的现有加工设备直接影响着产品质量的优劣，制造周期的快慢，生产成本的高低。
因此，提高企业加工制造装备的数控化率则是主要途径。
但是，由于我国的大部分企业自身的资金问题，要进行大规模添置或更换新型的数控机床还比较困难。
加之替换下来的机床闲置会造成资源的浪费。
所以，普通机床的数控化改造便成为企业提高其数控化率的有效途径。
关键字：PLC、车刀、线速度第一章：车床的介绍一、选题意义科学技术和社会生产的不断发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。
机械加工工艺过程的自动化是实现上述要求的最重要措施之一，它不仅能够提高生产效率，降低生产成本，还能够大大改善工人的劳动条件。
全功能的数控系统虽然功能丰富，但成本高，我国一般的中小型企业购置困难，但是中小型企业为了发展生产，希望对原有机床进行改造，进行数控化、自动化改造，以提高生产效率。
目前各企业都有大量的普通机床，完全用数控机床替换根本不可能，而且替代下来的机床闲置起来又会造成浪费，要解决这些问题，应走普通机床的数控改造之路。
从美国、日本等国家工业化进程看，机床的数控改造也必不可少，数控改造机床占有较大比例。
如日本的大企业中有26%的机床经过数控改造，中小企业则是74%，在美国有许多数控专业化公司，为世界各地提供机床数控改造服务。
因此，普通机床的数控改造不但有存在的必要，而且大有可为，尤其对一些中小企业更是如此。
图1-1 CA6140型普通车床实物图数控改造一般是对普通机床某些部位做一定的改造，配上数控装置，从而使机床具有数控加工能力，其改造的目的有以下几点：1、从提高资本效率出发，改造闲置设备，发挥机床的原有功能和改造后的新功能，提高机床的使用价值。
2、为了提高生产效率进行数控改造。
3、为了适应多品种，小批量零件生产而进行数控改造。
CA6140车床PLC改造(DOC)
教学项目二CA6140车床继电接触控制线路安装及PLC改造一、项目导入普通车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。
电气控制系统是机械设备的重要组成部分，是保证机械设备各种运动的准确与协调、生产工艺各项要求得以满足的重要手段。
目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业仍大量使用,由于继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在一下问题：①触点易被电弧烧坏而导致接触不良；②机械方式实现的触点控制反映速度慢；③继电器的控制被固定在线路中，功能单一、灵活性差。
可编程控制器（PLC）应用于机床电气控制电路，有如下的特点：①通用性、适应性强，②完善的故障自诊断能力且维修方便③可靠性高及柔性强当前，小型PLC的价格亦很便宜，因此在普通车床的控制电路改造中发挥了及其重要的作用，特别是在数控机床及大量的机床改造和老设备改造中，PLC应用极其广泛。
二、项目分析1.CA6140车床控制要求CA6140型卧式车床，其结构具有典型的卧式车床布局，它的通用性程度较高。
加工范围较广，适合于中小型的各种轴类和盘套类零件的加工；能车削内外圆柱面、圆锥面、各种环槽、成形面及端面；能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种标准螺纹，也可以车削加大螺距螺纹、非标准螺距及较精密的螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花和压光等工作。
CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。
图1-1 CA6140外形结构图1．床腿 2.进给箱 3.主轴箱 4.床鞍 5.中滑板 6.刀架7.回转盘8.小滑板9.尾座10.床身11.挂轮12.光杠13.丝杠14.溜板箱从车削工艺要求出发，对各电动机的控制要求主要有：1）主电动机Ml(功率为30kw)，完成主轴主运动和刀具纵、横向进给运动的驱动，电动机为不可调速的鼠笼型异步电动机，采用直接启动方式，主轴采用机械变速，正反转采用机械换向。
ca6140车床改造
机电设备继电器控制电路采用PLC技术加以改进方案一、机电设备说明机器传动系统是机械设备的重要组成部分。
是保证机械设备各种运动的准确与协调、生产工艺各项要求得以满足的重要手段。
目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业仍大量使用，由于继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在如下问题；①触点易被电弧烧坏而导致接触不良；②机械方式实现的触点控制反应速度慢；③继电器的控制被固定在线路中，功能单一；可编成控制器（PLC）应用于机床电气控制电路，有如下特点；①通用性、适应性强；②完善故障诊断能力且维修方便；③可靠性高及柔性强；当前，小型PLC的价格亦很便宜，因此在普通车床的控制电路改造中发挥了极其重要的作用，特别是在数控机床及大量的机床改造和老设备改造中，PLC应用极其广泛。
二、CA6140型卧式车床CA6140型卧式车床的主要组成部件有主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座、光杆、丝杆和床脚。
1、床腿2、进给想3、主轴箱4、床鞍5、中滑板6、刀架7、回转盘8、小滑板9、尾座10、床身11、挂轮12、光杆13、丝杆14、溜板箱三、继电器控制电路电器元件功能①接触器；接触器是在工业电气中用按钮或其他方式来控制其通断的自动开关。
交流接触器其原理是当接触器的电磁线圈通入交流电时，会产生很强的磁场使装在线圈中心的静衔铁吸动动衔铁，当两组衔铁合拢时，安装在动衔铁上的动触点也随之与静触点闭合，是电气线路接通。
②中间继电器中间继电器是最常用的继电器之一，它的结构和接触器的基本相同，只是电磁系统小些，接触点多些，具有过载保护功能。
③熔断器；熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护线路。
熔断器的熔体串接于被保护的电路中，熔断器以自身产生的热量使熔体熔断，从而自动切断电路，实现短路保护及过载保护。
④热继电器热继电器主要用于电气设备(电动机)的过负荷保护。
热继电器是利用一种电流热效应原理工作的电器，它具有与电动机容许过载特性相近的反时限动作特性，主要与接触器配合使用，用于对三相异步电动机的过负荷断相保护。
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皖西学院课程设计报告书系别：机电学院专业：13电气学生姓名：许志坤张云翔学号：20130112122013011219课程设计题目：PLC控制的C6140型普通车床的电气控制起迄日期: 2016.5.16 - 2016.5.28 课程设计地点:PLC电气控制实验室指导教师:翁志刚下达任务书日期: 2016年 5月15日摘要数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。
但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。
如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。
因此，普通机床的数控化改造大有可为。
针对现有常规C6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。
本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了C6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。
采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。
通过对C6140普通车床的数控改造，使其加工精度明显提高，定位准确可靠，操作方便，性能价格比高。
这种方法对中小企业设备的数控改造有一定的借鉴与推广作用。
本次改造主要针对车床的主轴系统、刀架系统、进给系统、反馈环节、电器控制柜及数控系统进行了改造，改造方法简单、改造操作步骤便于实施。
而且掌握了一些CAM、CAD等制图软件的应用和论文的撰目录1绪论 (3)1.1设计目的及意义 (3)1.2C6140的现状 (3)2 C6140车床电气控制原理 (4)2.1 电气控制原理 (4)2.2.2C6140卧式车床的控制要求 (4)3硬件选型 (5)3.1电气元件明细表 (5)3.1.1电动机的选择 (5)3.1.2 热继电器FR1、FR2 (5)3.1.3 熔断器FU1、FU2、FU3、FU4 (5)3.1.4 接触器KM1,KM2及KM3 (6)3.1.5 转换开关SA4 (6)3.1.6导线的选择 (6)3.2制定电器位置图 (7)4 PLC控制电路设计 (8)4.1PLC基本原理及选用 (8)4.2I/O统计 (8)4.3PLC的I/O接线 (9)4.4 PLC控制过程分析 (9)4.5梯形图程序 (10)5 系统调试 (11)6总结 (13)参考文献 (14)致谢 (15)1绪论1.1设计目的及意义20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气传动随电动机的发展而发展。
电气传动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。
最初采用手动控制。
最早的自动控制是20世纪20、30年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。
它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作可靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。
它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。
为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在20世纪60年代出现了顺序控制器。
它是继电器和半导体元件综合应用的控制装置，具有程序改变容易、通用性较强等优点，广泛用于组合机床、自动线上。
随着计算技术的发展，又出现了以微型计算机为基础的具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器PLC【1】。
1.2C6140的现状C6140是一种应用广泛的金属切削机床，目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业任大量使用。
能够车削外圆、内圆、螺纹、螺杆等，它采用继电器接触器电路来实现电气控制系统。
但由于大量的使用了继电器与接触器，再加上继电器系统接线复杂，经常造成接触不良，而且原件老化快，设备故障频繁，不便于维修，故障诊断与排除困难，并存在：（1）触电容易被电弧烧坏而导致接触不良（2）机械方式实现的触点控制反映速度慢（3）继电器的控制功能被固定在线路中，功能单一、灵活性差影响到实际的生产运用。
因此当务之急就是对ca6140车床进行技术改造，以提高企业的设备利用率，提高产品的质量和产量。
2.CA6140车床电气控制原理2.1电气控制原理根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KM3分别控制电动机M1、M2、M3，具体电路图如图2-1所示。
图2-1主控制电路设计C6140型普通车床共有三台电动机拖动。
其中M1为主轴电动机，M2为冷却泵电动机，M3为快速移动电动机。
按钮SB_2为主轴电动机M1的启动按钮，SB_1为主抽电动机M1的停止按钮，按钮SB_3为快速移动电机M3的点动按钮，手动开关SA4为冷却泵电动机M2的启动开关。
2.2 C6140卧式车床的控制要求主轴电动机M1的控制要求：按下启动按钮SB_2，接触器KM闭合，主轴电动机M1启动运转；按下停止按钮SB_1，接触器KM释放，主轴电动机M1停止运转。
冷却泵电动机M2的控制要求：主轴电动机M1启动后（也只有在主轴电动机启动后），将手动开关SA4扳至闭合位置，中间继电器K1闭合，冷却泵电动机M2启动运转；将SA4扳至断开位置时，中间继电器K1释放，冷却泵电动机M2停止运转。
快速移动电动机M3的控制要求：按下点动按钮SB_3，中间继电器K2通电闭合，快速移动电动机M3启动运转；松开点动按钮SB_3，中间继电器K2断电释放，快速移动电动机M3停转。
当热继电器KR1,KR2任意一个常闭触点断开，接触器KM、中间继电器K1、K2断电，电动机M1,M2,M3停止运转。
所以此电路设计了短路和过载保护的功能。
3.硬件选型3.1电气元件明细表3.1.1电动机的选择M1主轴电动机：Y系列电动机具有体积小、重量轻、运行可靠，结构坚固，外形美观等特点，起动性能好，具有效率高等特点，达到了节能效果。
而且噪声低、寿命长、经久耐用。
Y系列电动机适用于空气中不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所。
Y132-4-B3型号电动机功率为7.5kW，频率为50Hz，转速为1450r/min，功率因素COSφ为，0.85效率为87%，堵转转矩为2.2n.m，最大转矩为2.3n.m，所以此类型电动机能符合电路配置，并能有效完成工作【3】。
M2冷却泵电动机：AOB-25机床冷却泵是一种浸渍式的三相电泵，它由封闭式三相异步电动机与单极离心泵组合而成，具有安装简单方便.运行安全可靠.过负荷能力强.效率高.噪声低等优点，适合作为各种机床输送冷却液、润滑液的动力。
此电动机输出功率为90W，扬程为4米，流量为25升/分，出口管径为1/2吋，能有效配合M1电动机使用。
M3快速移动电动机：AOS5634功率为250W，电压为380V，频率为50Hz，转速为1360转/分，E级。
3.1.2 热继电器FR1、FR2主电动机M1额定电流15.4A,KH1应选用JR16-20/3D型热继电器，热元件电流为20A整定电流调节范围较大，工作时将额定电流调到15.4A.M2的工作电流只有0.32A，故选用JR2-1型热继电器，热元件整定电流调节范围较小，工作时调整在0.32A。
3.1.3 熔断器FU1、FU2、FU3FU对整机进行短路保护的熔断器，选用BZ001型熔断器，配用40A熔断体。
FU1、FU2、FU3均选用BZ001型熔断器，分别配用1A,4A,1A的熔断体。
3.1.5 接触器KM1,KM2及KM3接触器KM1根据主电动机的额定电流等于15.4A，控制回路电源电压110V，需主触点3对，动合辅助触头2对，根据以上情况，选用CJ0-20B型交流接触器，电磁线圈电压为110V.KM2,KM3也采用同样方式选取交流接触器型号分为JZ7-44,JZ4-44。
3.1.7转换开关SA4SA4开关，钥匙式，型号为LAY3-Y/Z。
3.1.8导线的选择在安装电器配电设备中，经常遇到导线选择的问题，正确选择导线是项十分重要的工作，如果导线的截面积选小了，电器负载大易造成电器火灾的后果；如果导线的截面积选大了，造成成本高，材料浪费。
导线的载流量与导线截面有关，也与导线的材料、型号、敷设方法以及环境温度等有关，根据以下数据，主电路选择BVR-2.5mm2铜芯导线，控制电路BVR-1mm2铜芯导线。
电气元件明细表要注明各元器件的型号、规格及数量等，如表3-1所示。
KM2 交流接触器JZ7-44 线圈110V 1 控制冷却泵电动机M2 已有KM3 交流接触器JZ4-44 线圈110V 1 快速移动电动机M3 已有QF 低压断路器DZ15L-40/3901 380V 20A 1 漏电自动开关开关已有SB1 按钮LA219-11 500V 5A 1 主轴启动已有SB2 按钮LA -01JZ 1 主轴停止已有SB3 按钮LA9 500V 5A 1 快速移动电动机M3点动已有SA4 钥匙式开关LAY3-Y/Z 1 M3开关已有FR1 热继电器JR16-20/30 （10-16）/15.4A 1 M1过载保护已有1 M2过载保护已有FR2 热继电器JR16-20/30 （0.25-0.35）/0.32AFU1 熔断器BZ001 1A 3 冷却泵M2的短路保护已有FU2 熔断器BZ001 4A 3 快速电动机M3短路保护已有FU3 熔断器BZ001 1A 2 变压器的短路保护已有PLC 软件FX2N FX2N-48MR-001 1 实现控制购买3.2制定3.10 电器位置图为了使我们能直观地了解其电气系统，便于维修，图3-1绘制了电器在C6140车床上的位置。
其他电器，如熔断器、变压器、接触器、继电器等装在电器箱内的控制面板上【5】。
图3-1 CA6140车床电器位置图图3-1 CA6140车床电器位置图图3-1 CA6140车床电器位置图4 PLC控制电路设计4.1PLC基本原理及选用PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。
即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。
然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。
PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。