应用PLC改造普通车床的电气控制新版系统.doc

毕业设计任务书

课题名称:
应用PLC改造一般车床电气控制系统
学生姓名 潘际林
专 业 机械设计制造及其自动化
学 号
论文写作时间 .03.09-.06.10
指导老师 严爱平

目 录
摘要………………………………………………………………
序言………………………………………………………………
第一章 绪论………………………………………………………1
1.1一般机床发展历史及应用………………………………1
1.2 PLC基础知识…………………………………………2
1.3采取PLC改造C650车床意义………………………4
第2章 C650车床关键结构和控制要求………………………5
2.1 C650车床关键结构…………………………………5
2.2电气控制线路分析………………………………………7
2.2.1 主电路分析………………………………………7
2.2.2 控制电路分析……………………………………9
2.3整机线路联锁和保护……………………………………13
第3章 PLC介绍及控制原理…………………………………13
3.1 PLC发展历史…………………………………………13
3.2 PLC系统…………………………………………………14
3.3 PLC基础结构…………………………………………15
3.3.1 中央处理器（CPU）……………………………15
3.3.2存放器……………………………………………16
3.3.3输入输出接口电路………………………………16
3.4 PLC工作原理…………………………………………17
3.4.1输入采样阶段……………………………………17
3.4.2用户程序实施阶段………………………………18
3.4.3输出刷新阶段……………………………………19
3.5 PLC选型………………………………………………19
第4章 改造车床C650硬件设计…………………………………20
4.1 用PLC控制车床优点及意义…………………………20
4.1.1 控制方法…………………………………………20
4.1.2 工作方法…………………………………………20
4.1.3 控制速度…………………………………………21
4.1.4 定时和计数控制…………………………………21
4.1.5 可靠性和可维护性………………………………21
4.2统计I/0点数…………………………………………22
4.3 I/O分配表及外部硬件接线图…………………………23
第5章 控制C650车床软件设计……………………………25
5.1 改造C650梯形图……………………………………25
5.2 梯形图分析………………………………………………27
5.3 产品调试…………………………………………………28
结 论………………………………………………………………28
致 谢………………………………………………………………30
参考文件……………………………………………………………31

摘 要
针对现有一般车床C650车床存在缺点提出PLC改造方案和基于控制系统设计，提升了机床加工精度，扩大了机床使用范围，并提升了生产率。本论文说明了一般车床数控化改造设计过程，较详尽地介绍了怎样采取PLC控制一般C650车床。如PLC选型、PLC基础机构和工作原理，存放器和I/O扩展电路设计、一般车床C650关键结构和控制要求，其它辅助电路设计、系统管理程序、零件加工源程序输入处理程序、。本设计采取三菱FX2N系列PLC控制系统，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚珠丝杠转动，从而实现纵向、横向两轴联动进给运动。
改造后机床在实现机床原有功效基础上还增加了自动加工、自动换刀等多个功效。可编程控制器（PLC）是在继电器控制和计算机控制基础上开发工业自动化控制装置，是一个数字运算操作电子系统，专门为在工业环境下应用设计，它含有可靠性高、设计施工周期短、维修方便，价格也很廉价等优点。

关键词：数控机床，可编程控制器， 梯形图
前 言
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）替换传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC功效也不停完善，今天PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分关键作用。
车床是最常见一个机床,它主运动为主轴回转运动,刀架移动为进给运动,车削加工通常不要求反转，但加工螺纹时，为避免乱扣，需要反转退刀，并确保工件转速和刀具移动速度之间含有严格百分比关系，溜板箱和主轴箱之间经过齿轮传动系统连接，C650卧式车床是其中较为常见一个、其原控制电路为继电器控制、接触触点多、故障多、操作人员维修任务较大。针对这种情况,我们用PLC控制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，提升了设备使用效率，运行效果良好。机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术产物，是经典机电一体化产品。它出现及所带来巨大效益,引发世界各国科技界和工业界普遍重视。发展数控机床是目前中国机械制造业技术改造必由之路，是未来工厂自动化基础。

第一章 绪论
1.1一般机床发展历史及应用
现在，优异制造技术已广泛应用到工业、民用各个领域中，如汽车制造、船舶制造、石油化工等。计算机技术飞速发展使优异制造技术发展如虎添翼，并有了质飞跃。所以，市场对优异制造技术中生产设备——数控机床需求也大大提升。 数控机床是装备制造业工作母机，是实现制造技术和装备现代化基石，是确保高新技术产业发展和国防军工现代化战略装备。现在，因为中国数控机床产业发展相对滞后，已经制约了整个装备制造业发展，直接影响到国防军工产业安全。中国外装备制造业发展经验表明，发展装备制造业，数控机床是基础。“十五”期间，中国机床工业连续几年快速发展，中国机床产值已从“九五”末期世界第八位,跃居到世界第三位。在全球提倡绿色制造大环境下，机床数控化改造成为了热点。 众所周知，中国机电行业拥有机床结构比较陈旧，操作系统复杂，控制系统落后，生产效率低下，假如购置新数控机床取而代之，显然耗资巨大，不符合国情。所以，采取数控技术对现有机床进行改造，符合国家产业政策。另外，从市场容量来讲，不管是汽车制造业、模具制造业，还是军工企业，机床数控化改造全部蕴藏着无限商机。 伴随社会生产和科学技术快速发展，机械产品性能和质量不停提升，改型频繁，数控机床在机械制造中地位越来越关键。在中国，现在各企业有大量一般机床，但绝大多数设备落后，技术陈旧，完全用数控机床替换根本不大可能，而且替换又造成很大浪费，所以针对生产中旧设备进行数控改造，有着十分现实意义，数控改造一次性投资较少，而且对机床增加很多个性能，使得加工质量稳定，生产率得到提升。 机床数控化改造关键是针对数控系统、伺服系统、辅助控制系统和液压系统改造。因为数控机床本身是机电液一体化、结构复杂产品,所以在改造中是否根据正确计算方法计算，是否根据规则、要求选择改造方案和元器件类型是决定改造后机床性能、运行精度、加工质量和可靠性关键原因。
1.2 PLC基础知识
PLC汉字名称为可编程控制器，是一个专门为工业环境下应用设计控制器，集计算机技术.控制技术，通信技术于一体。PLC是一个数字运算电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采取可编程程序存放器，用来在其内部存放实施逻辑运算，次序运算，定时，计数和算术运算等操作指令，并经过数字或模拟式输入和输出，控制多种类型机械或生产过程。

图1—1 PLC基础结构
PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把全部输入全部当成开关量来处理，16位为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量运算。把计算结果送给PLC控制器。相同I/O点数系统，用PLC比用DCS，其成本要低部分。PLC没有专用操作站，它用软件和硬件全部是通用，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC控制器，能够接收几千个I/O点。假如被控对象关键是设备连锁、回路极少，采取PLC较为适宜。PLC因为采取通用监控软件，在设计企业管理信息系统方面，要轻易部分。
1.3 采取PLC改造C650车床意义
可编程控制器是在继电器控制和计算机技术基础上，逐步发展起来以微处理器为关键，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新型控制装置。它含有结构简单、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一个设备。教授认为，可编程控制器将成为以后工业控制关键手段和关键基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产三大支柱。因为PLC含有对使用环境适应性强特征，同时其内部定时器资源十分丰富。 它功效关键是：控制功效、数据采集、储存和处理功效、通信、联网功效、输入/输出接口调理功效、人机界面功效。在系统组成时，可由一台计算机和多台PLC组成“集中管理、分散控制”分布式控制网络，方便完成较大规模复杂控制。 此次设计内容关键是利用PLC（Programmable Logic Controller）对C650型车床电器部分进行改造。首先我对本设计进行总体分析，使自己有一个大致总体概念，然后仔细分析C650车床，对车床主运动和进给运动还有其它辅助运动，进行分析。最终依据控制电路线路图，编译PLC梯形图，编译经过后，利用PLC试验台进行试验仿真。所以使C650车床在完成原有功效特点外，还含有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。
第2章 C650车床关键结构和控制要求
2.1 C650车床关键结构
一般车床是一个应用极为广泛金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并能够经过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。
C650卧式一般车床属中型车床，加工工件回转直径最大可达1020mm,长度可达3000mm。其结构关键由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、
1.主轴变速箱 2.溜板和刀架 3.尾座 4.床身 5.丝杠
6.光杠 7.溜板箱 8.进给箱 9.挂轮箱
尾架、丝杆和光杆等部分组成。
车床有两种运动，一是轴卡盘带动工件旋转运动，称为主运动（切削运动），另一个四溜板刀架顶针带动刀具直线运动，称为进给运动。两种运动由同一电动机带动并经过各自变速箱调整主轴转速或进给速度。另外，为提升效率、减轻劳动强度、便于对刀和减小辅助工时，C650车床刀架还能快速移动，称为辅助运动。
C650车床由三台三相笼型异步电动机拖动，即主电动机M1、冷却电动机M2和刀架快速移动电动机M3。

图2-1 机床C650实物结构
2.2电气控制线路分析
2.2.1 主电路分析
图2-2是C650车床电气原理图，它能够分为主电路、控制回路两部分。

图2-2 车床C650主电路原理图
图2-2中组合开关QS为电源引入开关，空气开关QF为电源总短路保护。FU1为主电动机M1短路保护用熔断器，FR1为其过载保护用热继电器。R为限流电阻，在主轴点动时，限制起动电流，在停车反接制动时，又起限制过大反向制动电流作用。电流表PA用来监视主电动机M1绕组电流，因为M1功率很大，故PA接入电流互感器TA回路。机床工作时，可调整切削用量，使电流表PA电流靠近主电动机M1额定电流对应值(经TA后减小了电流值)，方便提升生产效率和充足利用电动机潜力。KM1、KM2为正反转接触器，KM3用于短接电阻R接触器，由它们主触点控制主电动机M1。
图2-2中KM4为接通冷却泵电动机M2接触器，FR2为M2过载保护用热继电器。KM5为接通快速电动机M3接触器，因为M3点动短时运转，故不设置热继电器。
2.2.2 控制电路分析

图2-3 主电路控制电路

a.主电动机点动调整控制
当按下点动按钮SB2不松手时，接触器KM1线圈通电，KM1主触点闭合，电网电压经过限流电阻R通入主电动机M1，从而降低了起动电流。因为中间继电器KA未通电，故即使KM1辅助常开触点(7-8)已闭合，但不自锁。所以，当松开SB2后，KM1线圈随即断电，主电动机M1停转。

b.主电动机正反转控制
主电动机M1额定功率为180W，功率较小，而且为轻载开启，所以起动电流小，所以，在非频繁点动通常工作时，仍然采取了全压直接起动。
当按下正向起动按钮SB3时，SB3闭合，KM3通电，其主触点闭合，短接限流电阻R，另有一个常开辅助触点闭合，使得KA通电，其常开触点闭合，使得KM3在SB3松手后也保持通电，进而KA也保持通电。其次，当SB3还未松开时，SB3闭合，因为KA另一常开触点已闭合，故使得KM1通电，其主触点闭合，主电动机M1全压起动运行。KM1辅助常开触点也闭合。这么，当松开SB3后，因为KA二个常开触点保持闭合，故可形成自锁通路，从而KM1保持通电。在KM3得电同时，通电延时继电器KT通电，其作用是使电流表避免起动电流冲击。
正转时关键元器件动作情况以下：
3#线 → SB3常开 → KM3，KT线圈 → 6# → FR1常闭 → 0#线，KM3得电吸合，主触点短接制动电阻R，、KT得电吸合。
3#线 → KM3常开 → KA线圈 → 0#线，KA得电吸合。
3#线 → SB3常开 → KA常开 → KM2常闭 → KM1线圈 → 6# → FR1常闭 → 0#线，KM1得电吸合，主触点闭合，主电机正向起动。
图2-3中SB4为反向起动按钮，反向起动过程同正向时类似
主电动机反接制动控制
C650车床采取反接制动方法，用速度继电器SR进行检测和控制。
假设原来主电动机M1正转运行着，则SR正向常开触点SR-1闭合，而反向常开触点SR-2仍然断开着。当按下反向总停按钮SB1后，原来通电KM1、KM3、KT和KA就随即断电，它们全部触点均被释放而复位。然而，当SB1松开后，反转接触器KM2立即通电，电流通路是：
2#线 → SB1常闭触点→ KA常闭触点→ SR正向常开触点SR-1 → KM1常闭触点→ KM2线圈→ FR1常闭触点→ 0#线
这么，主电动机M1就被串电阻反接制动，正向转速很快降下来，当降到n<120r／min，SR正向常开触点SR-1断开复位，从而切断了上述电流通路。至此，正向反接制动就结束了。
反向反接制动过程同正抽时反接制动过程类似。
（3）刀架快速移动和冷却泵控制

3

图2-4 刀架及冷却泵控制电路

刀架及冷却泵控制电路图2-4所表示。
转动刀架手柄，限位开关SQ被压动而闭合，使得快速移动接触器KM5通电，快速移动电动机M3就起动运转，而当刀架手柄复位时，M3随即停转。
冷却泵电动机M2起停按钮分别为SB6和SB5。
2.3整机线路联锁和保护
由KM1和KM2各自常闭触点串接于对方工作电路以实现正反转运行互锁。由FU及FU1～FU6实现短路保护。由FR1和FR2实现M1和M2过载保护（依据M1和M2额定电流分别整定）。KM1～KM4等接触器采取按钮和自保控制方法，所以使M1和M2含有欠电压和零电压保护。
第3章 PLC介绍及控制原理
3.1 PLC发展历史
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）替换传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC功效也不停完善。伴随计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术不停发展和用户需求不停提升，PLC在开关量处理基础上增加了模拟量处理和运动控制等功效。今天PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分关键作用。
最近，伴随PLC价格不停降低和用户需求不停扩大，越来越多中小设备开始采取PLC进行控制，PLC在中国应用增加十分快速。伴随中国经济高速发展和基础自动化水平不停提升，以后一段时期内PLC在中国仍将保持高速增加势头。 　　
3.2 PLC系统
作为离散控制首选产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了快速发展，世界范围内PLC年增加率保持为20%～30%。伴随工厂自动化程度不停提升和PLC市场容量基数不停扩大，多年来PLC在工业发达国家增加速度放缓。不过，在中国等发展中国家PLC增加十分快速。综合相关资料，全球PLC销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分关键位置。PLC是由模拟原继电器控制原剪发展起来，二十世纪七十年代PLC只有开关量逻辑控制，首先应用是汽车制造行业。它以存放实施逻辑运算、次序控制、定时、计数和运算等操作指令；并经过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制控制程序表示了生产过程工艺要求，并事先存入PLC用户程序存放器中。运行时按存放程序内容逐条实施，以完成工艺步骤要求操作。PLCCPU内有指示程序步存放地址程序计数器，在程序运行过程中，每实施一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次实施到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需时间称为一个扫描周期。不一样型号PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把全部输入全部当成开关量来处理，16位（也有32位）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量运算。把计算结果送给PLC控制器。 相同I/O点数系统，用PLC比用DCS，其成本要低部分（大约能省40%左右）。PLC没有专用操作站，它用软件和硬件全部是通用，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC控制器，能够接收几千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。假如被控对象关键是设备连锁、回路极少，采取PLC较为适宜。PLC因为采取通用监控软件，在设计企业管理信息系统方面，要轻易部分。 　　
3.3 PLC基础结构
3.3.1 中央处理器（CPU）
中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器控制中枢。它根据可编程逻辑控制器系统程序给予功效接收并存放从编程器键入用户程序和数据；检验电源、存放器、I/O和警戒定时器状态，并能诊疗用户程序中语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描方法接收现场各输入装置状态和数据，并分别存入I/O映像区，然后从用户程序存放器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令要求实施逻辑或算数运算结果送入I/O映像区或数据寄存器内。等全部用户程序实施完成以后，最终将I/O映像区各输出状态或输出寄存器内数据传送到对应输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
3.3.2存放器
存放系统软件存放器称为系统程序存放器；存放应用软件存放器称为用户程序存放器。
3.3.3输入输出接口电路
a. 现场输入接口电路由光耦合电路和微机输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器和现场控制接口界面输入通道。
b.现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中止请求电路集成，作用可编程逻辑控制器经过现场输出接口电路向现场实施部件输出对应控制信号。

图3-1 可编程序控制器实物图
3.4 PLC工作原理
当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程通常分为三个阶段， 即输入采样、用户程序实施和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器CPU以一定扫描速度反复实施上述三个阶段。 　　
3.4.1 输入采样阶段 　　
在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方法依次地读入全部输入状态和数据，并将它们存入I/O映像区中对应单元内。输入采样结束后，转入用户程序实施和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生改变，I/O映像区中对应单元状态和数据也不会改变。所以，假如输入是脉冲信号，则该脉冲信号宽度必需大于一个扫描周期，才能确保在任何情况下，该输入均能被读入。
3.4.2 用户程序实施阶段 　　
在用户程序实施阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下次序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边由各触点组成控制线路，并按先左后右、先上后下次序对由触点组成控制线路进行逻辑运算，然后依据逻辑运算结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存放区中对应位状态；或刷新该输出线圈在I/O映像区中对应位状态；或确定是否要实施该梯形图所要求特殊功效指令。 　　
即，在用户程序实施过程中，只有输入点在I/O映象区内状态和数据不会发生改变，而其它输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存放区内状态和数据全部有可能发生改变，而且排在上面梯形图，其程序实施结果会对排在下面通常用到这些线圈或数据梯形图起作用；相反，排在下面梯形图，其被刷新逻辑线圈状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面程序起作用。 　　
在程序实施过程中假如使用立即I/O指令则能够直接存取I/O点。即使用I/O指令话，输入过程影像寄存器值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新这跟立即输入有些区分。 　　
3.4.3 输出刷新阶段 　　
当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU根据I/O映象区内对应状态和数据刷新全部输出锁存电路，再经输出电路驱动对应外设。这时，才是可编程逻辑控制器真正输出。
3.5 PLC选型
依据设计要求可知，PLC点数选择，不管是输入点数还是输出点数全部要留有10%余量，依据I/O口分配情况可知：输入信号有11个，输出信号有6个，依据I/O点数可选择FX2N—24MR可编程控制器，以满足控制要求，而且输入输出全部留有一定余量。
第4章 改造车床C650硬件设计
4.1 用PLC控制车床优点及意义

4.1.1 控制方法
电气控制系统控制逻辑采取硬件接线，利用继电器机械触点串联或并联等组成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统组成后，想再改变或增加功效较为困难。另外，继电器触点数量有限，所以电气控制系统灵活性和可扩展性受到很大限制。而PLC采取了计算机技术，其控制逻辑时以程序方法存放在存放器中，要改变控制逻辑只需改变程序，所以很轻易改变或增加系统功效。系统连线少、体积小、功耗小，而且PLC所谓“软继电器”实质上是存放器单元状态，所以“软继电器”触点数量是无限PLC系统灵活性和可扩展性也很好。
4.1.2 工作方法
在继电器控制电路中，当电源接通时，电路中全部继电器全部处于受制约状态，即该吸合继电器全部同时吸合，不该吸合继电器受某种条件限制而不能吸合，这种工作方法称为并行工作方法。而PLC用户程序按一定次序循环实施，所以各继电器全部处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约各个继电器动作次序决定于程序扫描次序，这种工作方法称为串行工作方法。
4.1.3 控制速度
继电器控制系统依靠机械触点动作实现控制，工作效率低，机械触点还会出现抖动问题。而PLC时经过程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，程序指令实施时间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。
4.1.4 定时和计数控制
电气控制系统采取时间继电器延时动作进行时间控制，时间继电器延时时间易受环境温度和温度改变影响，定时精度不高。而PLC采取半导体集成电路做定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，定时范围宽，用户可依据需要在程序中设定时值，修改方便，不受环境影响，且PLC含有计数功效，而电气控制系统通常不含有计数功效。
4.1.5 可靠性和可维护性
因为电气控制系统使用了大量机械触点，存在机械磨损、电弧烧伤等问题，寿命短，系统连线多，所以可靠性和可维护性较差。而PLC大量开关动作由无触点半导体电路来完成，寿命长、可靠性高。PLC还含有自诊疗功效，能查出本身故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程序实施情况，为现场调试和维护提供了方便。

4.2统计I/0点数
依据硬件主电路分析,统计I/0点数如表4-1所表示：
表4-1 I/0点数统计表

类型
功效
所占点数(个)
输

入

设

备
M1停止按钮
1
M1点动按钮
1
M1正转按钮
1
M1反转按钮
1
M2停止按钮
1
M2开启按钮
1
M3限位开关
1
M1热继电器动合触电
1
M2热继电器动合触电
1
速度继电器正转触点
1
速度继电器反转触点
1
输
出

设
备
M1正转接触器
1
M1反转接触器
1
M1制动接触器
1
M2接触器
1
M3接触器
1
电流表接入中间继电器
1

4.3 I/O分配表及外部硬件接线图
表4-2 I/O分配表
输入信号
输入地址号
输出信号
输出地址号
总停止按钮SB1
X1
短接制动电阻KM
Y0
主轴电动机M1点动按钮SB2
X2
主电动机M1正转KM1
Y1
主轴电动机M1正转按钮SB3
X3
主电动机M1反转KM2
Y2
主轴电动机M1反转按钮SB4
X4
冷却泵电动机M2起停KM3
Y3
冷却泵电动机M2停止按钮SB5
X5

快移电动机M3起停KM4
Y4
冷却泵电动机M2开启按钮SB6
X6
时间继电器KT
Y10
快移电动机M3起停位置开关SQ
X7

速度继电器正转常开触头SR1
X10

速度继电器反转常开触头SR2
X11

图4-1 PLC硬件接线图
第5章 控制C650车床软件设计
5.1 改造C650梯形图（见下页）

图5-1 梯形图

5.2 梯形图分析
a. 调整对刀过程：合上QS，按下SB2，X2 接通，Y1动作使KM1吸合，M1 串电阻限流点动，松开SB2，X2断开，M1 停转，实现点动调整车床位置；
b. 刀架快移过程：合上QS，扳动进给操纵手柄压合位置开关SQ，X7接通，Y4动作，KM4吸合，M3 起动运行，刀架向指定方向快速移动；
c. 车床工作过程：合上QS，按下SB3，X3接通，Y0动作，KM3
吸合短接电阻R，同时M10 动作，Y1动作，KM1吸合，M1 正转起动运行，开始车削加工。要停车时，按下SB1，X1接通，X1常闭触头断开，全部线圈除M1、M2 外均释放。松开SB1，因为惯性，SR1常开触点仍闭合，X10接通，使M1 线圈接通，Y2线圈接通，KM2吸合，主轴电动机M1 电源反接并串限流电阻R实现反接制动，当速度靠近零时，SR1常开触点断开，KM2释放M1 停转；
d. 假如车削加工过程中，工件需要使用冷却液时，按下SB6，X6接通，Y3线圈得电，KM3工作，M2 工作，开始供给冷却液。要停车，按下SB5即可；
e. 当电动机过载时，FR1或FR2常闭触点断开，切断电源，电动机停止工作；
f. 反转工作过程和正转相同。
4.5 梯形图关键有以下特点：
a为了避免M1 电动机正反转时造成相间短路，除采取程序上软继电器触点联锁外，还在KM1和KM2线圈支路上采取了接触器常闭触点电路联锁；
b. 为了预防合上QS 后有些人转动卡盘，使速度继电器常开触点X10 （ 或X11）闭合，造成Y1或Y2吸合，M1 忽然转动起来造成事故，特引入内部辅助继电器M1、M2，在M1 或M2 没有接通情况下，SR 常开触点即使闭合，电机M1 也不可能运转。
5.3 产品调试（略）
结 论
伴随毕业日子到来，毕业设计也靠近了尾声。经过几周奋战我们小组毕业设计最终完成了。在没有接收任务以前认为毕业设计只是对这两年多来所学知识单纯总结，不过经过这次做毕业设计发觉毕业设计不仅是对前面所学知识一个检验，而且也是对自己能力一个提升。 这次毕业设计要求应用PLC改造一般车床C650电气控制系统，很切合我们所学实际，是一次很好演练机会。尽管我们对专业知识掌握还不够透彻，我们仍然期望经过自己努力完成设计并期望有所突破。下面就对我们这次设计过程做个简单小结：
第一，课题分析。在接到毕业设计题目后，我们小组组员认真翻阅了指导老师提供资料，对课题进行了深刻分析，并向老师请教了设计中部分关键点及难点。
第二，总体设计。在对课题进行仔细分析以后，小组组长概括出了这次设计大致框架，并将设计划分成了若干模块，由小组组员分别完成。
第三，资料整理。小组组员在得到各自任务后，经过书籍、互联网等路径主动查阅资料，并和其它小组进行资源共享，以达成最大资源利用率及工作效率。
第四，课题实现。在资料准备充足后，大家开始着手论文撰写，在组长率领下，大家精诚协作、共同探讨，充足表现出了小组组员团结精神。过程中，大家也越到不少问题，经过一起讨论、请教老师、和翻阅资料等方法将问题一一处理。
第五，论文整理。在小组组员完成了各自模块以后，组长将论文进行了整合，并整理成册。 我们这次设计大致过程就是这么。在此，要感谢我们指导老师江老师对我们悉心指导，给了我们很大帮助。经过这次毕业设计，我们对PLC控制车床C650过程有了一定了解，大家充足将所学理论知识利用到了实践当中。我们经过查阅资料、跟其它小组探讨、和请教老师等方法学到了不少东西，即使经历了部分困难，但一样收获巨大。这次设计不仅提升了大家业务能力，也加强了各组员团体意识，对我们以后工作有很大帮助。即使这个方案做还不够专业，不过在设计过程中所学到东西是这次毕业设计最大收获和财富，将使我们终生受益。
致 谢
这篇论文所包含议题是和我指导老师交流后定下，在前期实习积累经验到中期修改和讨论及最终反复斟酌，我期望能尽自己最大努力，写出一篇含有现实意义论文。不过在具体实施过程中，我还是碰到了相当多当初没有预料困难，不过总归是自己尽力完成作品、我心血累积。
论文得以顺利完成，要感谢人实在太多了。首先要衷心地感谢我指导老师严老师，她严谨治学态度，开阔思维，循循善诱指导一直给我很大帮助。当我对论文思绪感到迷茫时您为我理清思绪，指导我往一条比较清楚思绪上进行修改。在论文不停修改中我也努力做到立即主动地跟老师交流，因为我认为这么能够使得我论文愈加完善。
然后还要感谢全部在大学期间传授我知识老师，每一位老师悉心教导全部是我完成这篇论文基础。 最终感谢学校和老师给我此次机会，让我全方面总结以前所学知识同时，又学到了新知识。不仅锻炼了思索能力，也提升了总结、归纳、综合利用能力，是毕业前对所学知识回顾和检验。不管是基础知识方面还是软件应用绘图方面全部有提升，对可编程控制器有了更深一步了解，谢谢！
参考文件
[1] 吴明亮，可编程控制器实训教程，蔡夕忠 主编，化学工业出版社
[2] 金龄，机床电气控制[M]， 主编 中国劳动出版社，1990
[3] 胡成龙，PLC应用技术 ，何琼，主编 湖北科技出版社
[4] 廖常初，可编程序控制器应用技术(第3版)， 主编 重庆大学出版社
[5] 方承远，工厂电气控制技术[M] ， 主编 机械工业出版社
[6] 史国生，控制和可编程控制器技术[M]， 主编 化学工业出版社