毕业设计C650卧式车床PLC电气控制系统

畢業設計（論文）
畢業設計題目： C650普通車床的PLC電氣控制系統學生姓名：
學號：
系別：機電工程系
專業：機電一體化技術
指導教師：專業技術職務：講師
畢業設計（論文）任務書
學生姓名：學號：
年級：專業：
班級：系部：
畢業設計
C650普通車床的PLC電氣控制系統論文題目：
完成日期：2011年9月20日
設計地點：
指導教師：
系部負責人：
發任務書日期： 2011年 7 月 1 日
畢業設計（論文）任務內容
一、設計內容：
1．對本課題的總體介紹：
傳統的自動控制系統由繼電器—接觸器控制組成，存在故障多、可靠性差、工作壽命短、不易檢修等缺點。

隨著PLC的普及和完善，以及PLC本身所具有的高可靠性、易編程修改的特點，在自動控制系統中應用取得了良好的效果。

C650普通車床示意圖如下所示。

C650臥式車床屬中型車床，加工工件:回轉半徑最大可達1020mm，長度可達3000mm。

工藝過程：為了加工各種旋轉表面，車床具有切削運動(主運動和進給運動)和輔助運動。

主運動是主軸通過卡盤或頂尖帶動工件作旋轉運動。

進給運動是溜板帶動刀架的縱向和橫向的直線運動。

輔助運動是指刀架的快速移動及工件的加緊與放鬆。

2．主要內容：
2.1主電動機M1採用全壓空載直接啟動。

2.2要求主電動機M1能實現正、反向連續運轉。

停止時，由於工件轉動慣量大，採用反接制動。

2.3.為便於對刀操作，要求M1能實現單向點動控制，同時定子串入電阻獲得低速點動。

2.4.主軸啟動之後，再啟動冷卻泵電動機.
2.5.有必要的保護和聯鎖，有安全可靠的照明電路。

3. 對完成課題內容的具體要求：
3.1.編制電氣控制總體方案說明；
3.2. 設計電氣控制原理圖；
(1) 主電路設計；
(2) 交流控制電路設計；
(3) 主要器件參數計算；
(4) PLC控制電路設計：包括PLC硬體結構配置及PLC控制原理電路設計；
(5) PLC控制程式設計：系統控制流程圖和PLC控制梯形圖程式；用仿真軟體和編程軟體將程式錄入電腦並進行模擬調試。

二、時間安排與要求：
序號日期（起止日期）設計（論文）工作進度
1 7月2日～7月15日收集相關資料及有關專利文獻。

2 7月16日～7月31日編制電氣控制總體方案。

3 8月1日～8月15日PLC硬體配置電路。

4 8月16日～8月31日PLC狀態轉移圖。

PLC控制程式(梯形圖和指令表)，用仿真軟體和編程軟體將程式錄入電腦並進行模擬調試。

5 9月1日～9月20日畢業論文撰寫。

三、其他需要說明的的事項：
畢業設計（論文）撰寫內容與格式要求必須嚴格按照學院教務處規定的格式執行(分別詳見附件2和3)。

在設計過程中,同學們要以嚴謹的科學態度，求實創新的精神,獨立地保質保量完成畢業設計任務。

注：任務書由指導教師填寫
摘要
可編程控制器是在繼電器控制和電腦技術的基礎上，逐漸發展起來的以微處理器為核心，集微電子技術、自動化技術、電腦技術通信技術為一體，以工業自動化控制為目標的新型控制裝置。

它具有結構簡單、編程方便、可靠性高等優點，已廣泛用於工業過程和位置的自動控制中。

據統計，可編程控制器是工業自動化裝置中應用最多的一種設備。

專家認為，可編程控制器將成為今後工業控制的主要手段和重要的基礎設備之一，PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業生產的三大支柱。

由於PLC具有對使用環境適應性強的特性，同時其內部定時器資源十分豐富。

它的功能主要是：控制功能、數據採集、儲存與處理功能、通信、聯網功能、輸入/輸出介面調理功能、人機介面功能。

在系統構成時，可由一臺電腦與多臺PLC構成“集中管理、分散控制”的分佈式控制網路，以便完成較大規模的複雜控制。

本次設計的內容主要是利用PLC（Programmable Logic Controller）對C650型車床的電器部分進行改造。

首先我對本設計進行總體的分析，使自己有一個大致的總體概念，然後仔細分析C650車床，對車床主運動和進給運動還有其他的輔助運動，進行分析。

最後根據控制電路的線路圖，編譯PLC的梯形圖，編譯通過後，利用PLC實驗臺進行實驗仿真。

因此使C650車床在完成原有的功能特點外，還具有安裝簡便、穩定性好、易於維修、擴展能力強等特點。

關鍵字：可編程控制器，C650車床，梯形圖，電氣控制。

目錄
1 引言 (1)
1.1 C650型普通臥式車床簡介 (1)
1.2 C650臥式車床改造主要內容 (3)
2 電氣控制原理 (3)
2.1 主電路設計 (4)
2.2 交流控制電路設計 (5)
2.3 輔助電路分析 (7)
3 系統元器件的概述與選擇 (8)
3.1 PLC 類型的簡介 (8)
3.1.1 PLC的特點 (8)
3.2 PLC型號的選擇 (9)
3.3 電動機選擇 (10)
3.4 其他元器件的選擇 (11)
3.4.1 交流接觸器的選擇 (11)
3.4.2 中間繼電器的選擇 (11)
3.4.3 保護電器的選擇 (12)
3.4.4 控制開關電器的選擇 (12)
3.4.5 速度繼電器選擇 (13)
4 PLC控制電路設計 (14)
4.1 PLC的硬體電路框圖 (14)
4.2 車床控制PLC輸入/輸出介面分配表及電氣原理圖 (14)
4.2.1 車床控制PLC輸入/輸出介面分配表（表4-1） (14)
4.2.2 PLC控制原理電路設計 (15)
5 C650臥式車床改造為PLC控制的軟體設計 (16)
5.1 S7－200PLC編程軟體STEP 7-Micro/WIN的介紹 (16)
5.2 梯形圖的設計 (16)
5.2.1 機床工作指示燈開關控制的梯形圖設計 (16)
5.2.2 電動機M1正、反轉控制梯形圖的設計 (17)
5.2.3 電動機M1正轉點動控制的設計 (18)
5.2.4 電動機M1的正、反轉運行的反接制動的設計 (18)
5.2.5 快速移動電動機的控制設計 (20)
5.2.6 冷卻泵電動機的控制設計 (20)
5.2.7 梯形圖中的其他控制設計 (20)
5.3 梯形圖 (21)
5.4 C650臥式車床程式表 (22)
6 調試 (23)
6.1 硬體檢查 (23)
6.2 系統綜合調試 (23)
6.3 M1的正轉點動調試 (24)
6.4 M1的正轉調試 (25)
6.5 M1的反轉調試 (26)
6.6 M1的反接制動調試 (28)
6.7 M2的起動調試 (29)
6.8 M2的停止調試 (29)
6.9 M3的起動調試 (29)
總結 (31)
致謝 (32)
參考文獻 (33)
C650臥式車床的控制系統的PLC控制改造
1 引言
隨著社會生產力的發展，傳統的繼電器控制系統已經不能滿足當今迅猛發展的社會的現代化生產要求，於是我們在選畢業設計課題之際，一切從實際出發，選定了畢業設計課題——車床PLC控制系統設計。

我們選定了C650車床為改造對象，進行傳統控制系統的改造，以PLC控制系統取代之前的傳統控制系統。

改由PLC控制後，其控制系統大大的簡單化，並且維修方便，易於檢查，節省了大量空間，機床的各項性能有了很大的改善，工作效率有了明顯提高。

1.1 C650型普通臥式車床簡介
C650臥式車床屬於中型車床，可加工的最大工件回轉直徑為1020mm，最大工件長度為30000mm。

它主要由床身、光杆、絲杆、尾座、刀架、主軸變速箱、進給箱、和溜板箱等組成，如圖1-1。

圖1-1 C650臥式車床結構圖
工藝過程：為了加工各種旋轉表面，車床具有切削運動(主運動和進給運動)和輔助運動。

主運動是主軸通過卡盤或頂尖帶動工件作旋轉運動。

進給運動是溜板帶動刀架的縱向和橫向的直線運動。

輔助運動是指刀架的快速移動及工件的加緊與放鬆。

C650型臥式車床由主軸運動和刀具進給運動完成切削加工，車床的主軸、冷卻泵、刀架快速移動均由三相
1。