T68卧式镗床电气控制的PLC改造设计.docx

洛阳理工学院毕业设计论文任务书 填表时间： 2021 年 3 月 2 日 指导教师填表学生姓名刘坦专业班级06机电对口2班指导教师赵秀婷课题 类型软件工程题目T68卧式镗床电气控制的PLC改造设计主要研究目标(或研究内容)1.掌握T68卧式镗床的电气控制的工作原理及特点2.掌握三菱FX2N系列PLC实现控制系统的原理和方法3.掌握电气控制元件的选择和使用方法T68卧式镗床电器控制的维护与维修课题要求、主要任务及数量指图纸规格、张数，说明书页数、论文字数等1.PLC机型的选择及输入输出分析2.I/O地址的分配3.顺序功能图设计4.梯形图设计5.程序设计与分析6.7.查阅到15篇以上与题目相关文献进度方案第56周 确定毕业设计论文题目，查阅资料第78周 将论文涉及到的知识点总结出来，有一个系统的提纲第912 周 调试程序，实现功能，编写电子稿毕业论文第1316周 将电子稿交给老师检查进一步完善论文5.第1115周毕业论文出稿打印修改到成文并修改打印主要参考文献电气控制与PLC应用 中国电力出版社 2007机械设备控制技术 高等教育出版社 2005机床电器控制技术 机械工业出版社 2002可编程序控制器原理及程序设计 机械工业出版社 2005指导教师签字： 教研室主任签字： 年 月 日 洛阳理工学院毕业设计论文T68卧式镗床电气控制的PLC设计改造摘 要本课题探讨了T68型卧是式镗床的PLC改造控制系统的实现方案。根据实际需要和市场的需求，选择了以三菱公司的可编程控制器作为控制方案。镗床是冷加工中使用比拟普遍的设备它主要用于加工精度、光洁度要求较高的孔以及各孔间的距离要求较为精确的零件如一些箱体零件，属于精密机床19。主要用于加工工件上的精密圆柱孔。这些孔的轴心线往往要求严格地平行或垂直，相互间的距离也要求很准确。其原控制电路为继电器控制，接触触点多、线路复杂、故障多、操作人员维修任务较大，为了克服以上缺点，降低了设备故障率，提高了设备使用效率，针对这种情况，我们用PLC控制改造其继电器控制电路。通过对T68型卧式镗床工作原理的分析，设计出PLC改造系统的控制电路，对系统的输入、输出点进行统计，共有24个输入点，24个输出点，输入输出都是开关量20。选用日本三菱公司生产的FX2N-48MR可编程序控制器，分配PLC的I/O地址，设计PLC外围电路，确定PLC的I/O接线图。根据镗床的控制要求和特点，列出逻辑代数表达式，采用逻辑设计方法进行梯形图设计。最终到达了系统改造的要求，并且运行效果良好。关键词： 可编程控制器， T68镗床， 梯形图， 改造I 目 录前 言1第1章 T68卧式镗床的结构和运动形式21.1 T68卧式镗床控制原理说明书21. T68型卧式镗床的结构21.1.2 电气控制线路的特点31.1.3 镗床运动对电路控制的要求31.1.4 控制线路工作原理3 T68型卧式镗床电气控制主回路5 相关电器元件平面布置图6第2章 PLC在机床电气控制中的应用82.1 可编程控制器的结构和工作原理8.1 PLC的定义82. PLC的结构82. PLC的工作过程原理92. PLC各组成部件的功能 102.2 可编程控制器的应用特点13第3章 用PLC对T68卧式镗床电气控制改造14 T68镗床PLC改造T/O分配图14 T68卧式镗床PLC改造梯形图14 助记符语言14 改造后T68镗床的PLC调试过程 17 触摸屏控制和电气元件一览表19 可编程控制器的安装和维护20结 论24谢 辞25参考文献26附 录27外文资料翻译31II前 言随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速开展，计算机控制已经扩展到了几乎所有的工业领域。现代社会要求制造业对市场需求做出迅速的反响，生产出小批量、多品种、多规格、低本钱和高质量的产品，为了满足这一要求，生产设备和自动线的控制系统具有极高的可靠性和灵活性，PLC(Programmable Logic Controller,可编程控制器)正是顺应这一要求而出现的，它是以微处理器为根底的通用工业控制装置18。PLC是20世纪60年代末在美国出现的，是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子设置，使用了可编程存储器以储存指令，用来执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算功能，并通过模拟和数字输入输出组件，控制各种机械生产过程。PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程序可变、体积小、质量轻、功能强和价格低廉等特点，在机械制造、冶金等领域得到了广泛的应用16。用PLC控制系统代替体积大、投资大、耗能大的继电器接触器系统，是今后控制系统开展的趋势。因为在旧有的机床中,其电气控制多为继电控制。而在继电控制中,接触触点多,所以故障也多,操作人员维修任务较大,机械使用率较低。我们对这些机床用PLC改造其继电器控制电路,克服了以上缺点,降低了设备故障率,提高了设备使用率,镗床是冷加工中使用比拟普遍的设备，它主要用于加工精度、光洁度要求较高的孔、孔间的距离要求比拟精确的零件如一些箱体零件，属于精密机床。T68卧式镗床是应用最广泛的一种，其原控制电路为继电器控制，接触点多、线路复杂、故障多、操作人员维修任务较大17。正是针对以上这种情况，我们方案用PLC控制改造T68卧式镗床的继电器电气控制电路，以其克服以上缺点，最终到达降低设备故障率、提高设备使用效率，改善T68卧式镗床运行效果的目的。本文选用可编程序控制器对T68卧式镗床的电气控制系统改造做一论述。但由于时间、实践论证及自身知识水平的限制，缺乏之处在所难免，希望老师及各位同学给予指正，在此表示感谢。 - 1 -洛阳理工学院毕业设计论文第1章 T68卧式镗床的结构和运动形式1.1 T68卧式镗床控制原理 T68型卧式镗床的结构T68型卧式镗床主要由床身、前立柱、镗床架、后立柱、尾座、下溜板、上溜板、工作台等几局部组成15。T68型卧式镗床主要用于镗床主要用于孔的精加工，可分为卧式镗床、落地镗床、坐标镗床和金钢镗床等。卧式镗床应用较多，它可以进行钻孔、镗孔、扩孔、铰孔及加工端平面等，使用一些附件后，还可以车削圆柱外表、螺纹，装上铣刀可以进行铣削。本次课程设计主要以T68卧式镗床为例。其结构如图1-1所示： 图1-1 T68型卧式镗床的结构示意图 镗床在加工时，一般是将工件固定在工作台上，由镗杆或平旋盘花盘上固定的刀具进行加工。1. 前立柱：固定地安装在床身的右端，在它的垂直导轨上装有可上下移动的主轴箱。2. 主轴箱：其中装有主轴部件，主运动和进给运动变速传动机构以及操机构。3. 后立柱：可沿着床身导轨横向移动，调整位置，它上面的镗杆支架可与主轴箱同步垂直移动。如有需要，可将其从床身上卸下。4. 工作台：由下溜板，上溜板和回转工作台三层组成。下溜板可沿床身顶面上的水平导轨作纵向移动，上溜板可沿下溜板顶部的导轨作横向移动，回转工作台可以上溜板的环形导轨上绕垂直轴线转位，能使要件在水平面内调整至一定角度位置，以便在一次安装中对互相平等或成一角度的孔与平面进行加工14。1.1.2 电气控制线路的特点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13。上下速转换，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，那么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。1.1.3 镗床运动对电气控制电路的要求121. 主运动与进给运动由一台双速电动机拖动，上下速可选择；2. 主电动机要求正反转以及点动控制；3. 主电动机应设有快速准确的停车环节；4. 主轴变速应有变速冲动环节；5. 快速移动电动机采用正反转点动控制方式；6. 进给运动和工作台不平移动两者只能取一，必须要有互锁；1.1.4 控制线路工作原理 T68卧式镗床的电气控制原理图21 如附图A所示。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翻开，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，当到达一定速度时，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，KM2KM1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。5. 主轴箱、工作台或主轴的快速移动机床的各部件的快速移动由限位开关S2、S6和快速电机M2驱动。S2被压动，PLC输出使KM4得电动作，快速移动电动机M2正转、限位开关S6被压动，PLC输出使接触器KM5得电动作，快速电动机M2反转。 1.2 T68型卧式镗床电气控制主回路T68卧式镗床电气控制主回路图 如图1-2所示。 图1-2 T68卧式镗床电气控制主回路1.3 相关电器元件平面布置图T68镗床的安装板电器元件平面布置图 如图1-3 所示。 图1-3 安装板电气元件平面布置图镗床控制面板按钮、行程开关平面布置如图1-4所示。 图1-4 控制面板按钮、行程开关平面布置图- 13 - 洛阳理工学院毕业设计论文第2章 PLC在机床电气控制中的应用2.1 可编程控制器的结构和工作原理2.1.1 PLC的定义早期的可编程控制器主要是用来替代可编程控制器Programmable Controller缩写为PC ，为了与个人计算机的PCPersonal Computer相区别，于是在PC中人为地增加L而写成PLC11。自1969年第一台可编程控制器面世以来，经历了30多年的开展，可编程控制器已经成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器，可以说只有可编程控制器才是真正的工业控制计算机。初期可编程控制器只是用于逻辑控制器，用于代替继电控制盘，但现在可编程控制器已进入包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。现在可编程控制器继续保存了原来逻辑控制器的所有优点，同时它吸收开展了其它控制器如过程仪表、计算机、集散系统、分散系统等的优点，在许多场合只需可编程控制器即可构成包括逻辑控制、过程控制、数据采集及控制和图形工作站的经济合算、体积小巧、设计调试方便的综合控制系统。可编程控制器是采用微机技术的通用工业自动化装置，近几年来，在国内已得到迅速推广普及。正改变着工厂自动控制的面貌，对传统的技术改造、开展新型工业具有重大的实际意义。2.1.2 PLC的结构PLC控制系统也是由输入局部、逻辑局部和输出局部组成10。输入局部：收集并保存被控对象实际运行的数据和信息。例如：来自被控对象上的各种开关信息或操作台上的操作命令等。逻辑局部：处理输入局部所取得的信息，并按照被控对象实际的动作要求执行相应的逻辑功能。输出局部：对需要实时操作的那些设备提供实际操作信号。由于输入信号一般为开关信号或电压、电流形成的信号源，它们必须转换成微处理器所能接受的电平信号，所以，中间必须参加变换器。同样，微处理器输出的电平信号，也必须转换成控制设备所需的开关信号或电压、电流信号。所以，也要参加变换器。由此，构成了PLC控制系统的根本结构框图如图2-1所示。图2-1 PLC的结构原理图2. PLC的工作过程原理PLC是采用“顺序扫描，不断循环的方式进行工作的9。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，那么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，如图2-2所示。PLC的扫描一个周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。如图2-3所示。洛阳理工学院毕业设计论文开始内部处理通信处理RUN方式？输入扫描程序执行输出处理NY图2-2 PLC的扫描过程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存放器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段8。PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态存放器中，输出状态存放器中所有的内容随着程序的执行而改变。洛阳理工学院毕业设计论文图2-3 PLC的执行过程输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态存放器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式继电器、晶体管或晶闸管输出，驱动相应输出设备工作。2.1.4 PLC各组成部件的功能PLC 是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，7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根本相同。CPU是PLC的核心局部。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，并存入输入映象存放器或数据存放器；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、比拟、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存放器的内容，再由输入映象存放器或数据存放器的内容，实现输出控制、制表、打印、数据通讯等5. 存储器 根据其功能不同可分为以下几种： 1系统程序存储器存放系统工作程序监控程序、模块化应用功能子程序、命令 解释、功能子程序的调用管理程序和系统参数*不能由用户直接存取。 2用户存储器存放用户程序。即用户通过编程器输入的用户程序。 3功能存储器数据区存放用户数据PC的用户存储器通常以字16位/字为单位来表示存储容量。注意：系统程序直接关系到PC的性能，不能由用户直接存取，所以，通常PC产品资料中所指的存储器形式或存储方式及容量，是指用户程序存储器而言。I/O输入/输出部件I/O模块：接口电路、I/O映像存储器CPU与现场I/O装置或其他外部设备之间的连接部件。PLC提供了各种操作电平与驱动能力的I/O模块，以及各种用途的I/O组件供用户选用。I/O模块可与CPU放在一起，也可远程放置。通常，I/O模块上还具有状态显示和I/O接线端子排。6. 编程器等外部设备编程器PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的工具6。作用：用于用户程序的编制、编辑、调试、检查和监视，通过键盘和显示器去检测PLC内部状态和参数，通过通讯端口与CPU联系，实现与PLC的人机对话。分类：简单型只能联机编程；只能用指令清单编程，智能型既可联机Online，也可脱机Offline编程；可以采用指令清单语句表、梯形图等语言编程。常可直接以电脑作为编程器，安装相关的编程软件编程。注意： 编程器不直接参加现场控制运行。一台编程器可开发、监护许多台PLC的工作。其他外设：磁盘、光盘、EPROM写入器用于固化用户程序、打印机、图形视系统或上位计算机等等。7. 电源： 内部开关稳压电源，供内部电路使用；大多数机型还可以向外提供DC24V稳压电源，为现场的开关信号、外部传感器供电。 外部可用一般工业电源，并备有锂电池备用电池，使外部电源故障时内部重要数据不致丧失。2.2 可编程控制器的应用特点 1. 可靠性高，抗干扰能力强 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将有极高的可靠性5。 2. 配套齐全，功能完善，适用性强 PLC开展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的开展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 3. 易学易用，深受工程技术人员欢送 PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制翻开了方便之门。 4. 系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。洛阳理工学院毕业设计论文第3章 用PLC对T68卧式镗床电气控制改造3.1 T68镗床PLC改造I/O分配图T68镗床PLC改造I/O分配图 如附图B所示。3.2 T68镗床PLC改造梯形图 T68镗床PLC改造梯形图 如附录C所示。助记符语言LDX12OUTY14LDM8000OUTY10LDIX20ORIX21MCN0M100LDIX17MCN1M101LDX0ORIX5ORIX7ORY0ORY1OUTM2LDX6ORX10ANIX10ORX16ANDM2OUTM4LDM3ORM4ANIY1OUTY0X0MPSANDY2ANDM0ORX3OUTM3MRDANDX1ORM0ANIM1OUTM0MRDANDX2ORM1ANIM0OUTM1MRDANDM0ORM1ANDX5ANDX7OUTY2ANDX11OUTT0K30MPPANDY2ANDM1ORX4OUTM5LDM2ANDX15ORM5ANIY0OUTY1LDM2ANIT0ANIY4OUTY3LDT0OUTT1K5LDM2ANDT1ANIY3OUTY4MCRN1LDIX13ANDX14ANIY6OUTY5LDIX14ANDX13ANIY5OUTY6MCRN0END 改造后T68镗床的PLC调试过程1. M1的正转连续控制主轴变速杆SQ1压下：X5置1，进给变速杆SQ3压下：X7置1。 2. 正转低速起动 主轴变速手柄低速SQ不受压X11置O。按下正转起动按钮SB2X1置1M0置1自锁Y2、M3、Y0、M2、Y3置lKM1、KM3、KM4得电M1接成低速全压起动nKS1X15创作为反接制动做准备。 3. 正转低速停车：反接制动 按停车按钮SB1X0闭合M3、Y0、Y3置0KM1、KM4失电 同时Y1、M2、Y3得电，置1KM2、KM4得电M1串电阻R进行反接制动nKS1复位X15断开Y1、M2、M3复位置0KM4失电M1停车结束。 4. M1正转高速起动 主轴变速手柄高速SQ受压X11置1。控制过程同低速类似，按下SB2X1置1M0、M2、M3、YO、Y3置1，由于X11置1，使得T0开始延时KM1、KM3、KM4得电M1接成低速全压起动延时3sT0动作Y3复位，T1延时s，Y4置lKM4失电KM5得电M1接成YY高速运行nKS1(X15)动作为反接制动做准备。 5. 正转高速停车同正转低速停车类似，采用的是低速反接制动。6.M1的反转控制同正转低速控制类似，利用SB3、M1、Y2、M5、Y1、M2、Y3、Y4、KS2来控制7.M1的点动控制正转点动：按SB4X3置lM3、YO、M2、Y3置1KM1、KM4得电M1接成串电阻低速点动。 反转点动：按SB5实现。8. 主运动的变速控制主轴变速SQ1：变速完毕，啮合好受压X5置l；SQ2：变速过程中，发 生顶齿受压X6置1。主轴变速操作手柄拉出SQ1复位X5置0，假设正转状态反接制动停车，调变速盘转速至所需速度将操作手柄推回原位，假设发生顶齿现象，那么进行变速冲动：SQ2受压X6置lM2、M4、Y0、Y3置lY1、N2、Y3置1kM2、KM4得电M1进行反接制动n速度下降至1OOr/minKS1复位X15置0KKM2失电，KM1得电M1起动n制动n 起动 制动故M1被间歇地起动、制动直至齿轮啮合好 手柄推上后 压SQ1，SQ2复位，切断冲动回路。变速冲动过程结束。9.进给变速由SQ3、SQ4控制，控制过程同主轴变速。 10. 镗头架、工作台的快移由快移操作手柄控制，通过SQ7、SQ8即X13、X14控制M2的正反转实现。在保存主电路原有元件的根底上，不改变控制系统电气操作方法；电气控制系统控制元件包括按钮、行程开关、热继电器、接触器，作用于原电气线路相同；主轴和进给运动、制动、低速、高速和变速冲动的操作方法不变的情况下 将以上设计好的PLC程序输入到FX2N48MR主机以后，连接好输入输出分配和主电路，按照以上的步骤进行调试，调试过程全部通过，完全满足T68镗床的控制要求。虽然PLC一次性投资较大，但改造后的设备大大降低了运行的故障率，提高了设备运行的稳定性和效率，减轻了工人的劳动强度，降低了日常维护本钱，并可防止出现因误操作而引起的事故。改造后设备经使用运行，结果说明效果非常好。3.5 触摸屏控制和电气元件一览表镗床的触摸屏布局及其按钮功能如图3-1所示。 图3-1触摸屏控制对T68镗床进行改造所需电器元件的符号、 数量、功能及参数的要求如表3-1所示。表3-1 电器元件一览表符号数量名称及用途参数M11主电动机，拖动主运动和进给运动用7.5KW,2900/1400r/minM21快速移动用电机3KW,1430r/minQ1空气开关，限流、欠压保护30A, 500VKM1 KM22主电动机正反转用接触器20A, 127VKM31限流电阻短路用接触器20A, 127VKM4 KM53主电动机上下速转换用接触器20A, 127VKM6 KM72快速电机正反转用接触器20A, 127VSB51主电动机停止用按钮5A, 500VKn1主电动机反转制动用速度继电器20A,127VSB1 SB22主电动机正反转用按钮5A,500VSB3 SB42主电动机正反转点动按钮5A,500VS1 S22主轴用变速限位开关5A,500VS3 S42进给变速用限位开关5A,500VS1接通主电动机高速用限位开关5A,500VS5 S62快速电动机正反转用限位开关5A,500VR2点动、高速启动，制动用限流电阻FU1FU88短路保护熔断器40V,20V,2VKR1主电动机过载保护用热继电器1625VK11控制PLC用开关5A,500VPLC1可编程控制器3.6 可编程控制器的安装和维护工业生产现场的环境条件一般是比拟恶劣的，干扰源众多。例如大功率用电设备的启动或者停止引起电网电压的波动形成低频干扰；电焊机、电火花加工机床、电机的电刷等会产生高频电火花干扰；各种动力电源线会通过电磁耦合产生工频干扰等等。这些干扰都会影响可编程控制器的正常工作4。 尽管可编程控制器是专门在生产现场使用的控制装置，在设计制造时已采取了很多措施，使它的环境适应力比拟强。但是为了确保整个系统稳定可靠，还是应当尽量使可编程控制器有良好的工作环境，并采取必要的抗干扰措施。可编程控制器的安装 1. 安装环境 可编程控制器适用于大多数工业现场1，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求的。控制可编程控制器的工作环境可以有效地提高它的工作效率和使用寿命。在安装可编程控制器时要避开以下场所： *环境温度超过055的范围。*相对湿度超过85%或者存在露水凝聚有温度突变或其他因素所引起的。 *阳光直接照射。 *有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。 *有大量铁屑及灰尘。 *频繁或连续的振动，振动频率为1055Hz，幅度为 。 *超过10g重力加速度的冲击。 小型可编程控制器外壳的四个角上均有安装孔，有两种安装方法，一种是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸。另一种是2DIN德国工业标准轨道固定，DIN轨道配套使用的安装夹板左右各一对，在轨道上先装好左右夹板，装上可编程控制器，然后拧紧螺丝。为了使控制系统工作可靠，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污水溅；为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，安装机器应有足够的通风空间、根本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境超过55，要安装电风扇强迫通风。 为了防止其它外围设备的电干扰，可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备，可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。 当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁灰尘等脏物从通风窗掉入可编程控制器内部以及导线头等脏物会损坏可编程控制器印制电路板，使其不能正常工作。2. 接线电源 PLC的供电电源为50Hz、220V10%交流市电。FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端，该接线端可为输入传感器如光电开关或接近开关提供直流24V电源。如果电源发生故障，中断时间少于10ms，可编程控制器工作不受影响。假设电源中断超过10ms或电源下降超过允许值，那么可编程控制器停止工作，所有的输出点均同时断开。当电源恢复时，假设RUN输入接通，那么操作自动进行。 对于电源线来的干扰，可编程控制器本身具有足够的抵抗能力。如果电源干扰特别严重，可以安装一个变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。3. 接地 良好的接地是保证可编程控制器可靠工作的重要条件，可以防止偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接，根本单元接地，如果要用扩展单元，其接地点应与根本单元的接地点接在一起。 为了抑制附加在电源及输入端、输出端的干扰，应给可编程控制器接以专用地线，接地点应与动力设备如电动机的接地点分开。假设达不到这种要求，那么也必须做到与其它设备公共接地，禁止与其它设备串联接地。接地点应尽可能靠近可编程控制器。4. 直流24V接线端 使用无源触点的输入器件时，可编程控制器内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。 可编程控制器上的24V接线端子还可以向外部传感器如接近开关或光电开关提供电流。24V端子作传感器电源时，COM端子是直流24V地端，即0V端。如果采用扩展单元，那么应将根本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外，任何外部电源都不能接到这个端子。 如果有过载现象发生，电压将自动跌落，该点输入对可编程控制器不起作用。 每种型号的可编程控制器其输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点，它不耗电，因此在这种情况下24V电源端子外供电流的能力可以增加。 FX系列可编程控制器的空位端子在任何情况下都不能使用。5. 输入接线 可编程控制器一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是可编程控制器与外部传感器负载转换信号的端口，输入接线一般指外部传感器与输入端口的接线。 输入器件可以是任何无源的触点或集电极开路的NPN管。输入器件接通时，输入端接通，输入线路闭合，同时输入指示的发光二极管亮。 输入端的一次电路与二次电路之间采用光电耦合隔离。二次电路带R-C滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起可编程控制器的误动作。 假设在输入触点电路串联二极管，在串联二极管上的电压应小于4V。假设使用带发光二极管的舌簧开关时，串联二极管的数目不能超过两只。 输入接线还应特别注意3：(1) 输入接线一般不要超过30m，但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。(2) 输入、输出线不能用同一根电缆。输入、输出线要分开走。 (3) 可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度应大于扫描周期的时间。6. 输出接线(1) 可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出三种形式。(2) 输出端接线分为独立输出和公共输出。当可编程控制器的输出继电器或晶闸管动作时，同一号码的两个输出端接通。在不同组中可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出，只能用同一类型、同一电压等级的电源。(3) 由于可编程控制器的输出元件被封装在印制电路板上，并且联接至端子板，假设将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此应用熔丝保护输出元件。(4) 采用继电器输出时承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，因继电器的工作寿命要求要长。(5) 可编程控制器的输出负载可能产生噪声干扰，因此要采取措施加以抑制。 此外，对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，应设计外部紧急停车电路，使得可编程控制器发生故障时，能将引起伤害的负载电源切断。(6) 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，防止并行。结 论通过这次的课程设计，使我了解了PLC在各类机床中的应用及其工作原理，以进一步熟悉T68镗床的工作原理，从最初的题目确定，整理思路，开题到计算、绘图直到完成设计。在此期间，通过不断的查找相关资料，使得自己的知识面得到拓展，并且通过与老师和同学交流，也使得自己的容易出错的地方得到及时的纠正，同时也加深了彼此的友谊。在不断修改设计过程中，使我认识到做什么不能盲目，都要依照标准来。在设计过程中的每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。虽然我们这次只是对普通机床进行改造但是在改造的过程中我们发现很多问题，在改造方面我们通过学习研究提出了很多可行性的意见和建议，并且得到老师的认同，这将为我们以后从事这个行业奠定了珍贵的根底。通过设计不断锻炼了自己的工