PLC控制系统改造.docx
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PLC控制系统改造
C650卧式机床的PLC控制系统改造
摘 要：
本论文阐述了C650卧式机床继电接触器控制线路的缺点,详细介绍了用PLC改造其电路的原因和具体方法,从而可以提高整个电气控制系统的性能。
改造结果表明系统获得了良好的控制效果,为机床进行技术改造提供了有效途径。
为了充分发挥设备效能，迅速提升加工技术与精度，越来越多的企业每年投入大量资金和技术对传统老式c650卧式车床电气控制线路进行技术改造，取得了良好的效果。
用PLC模块、变频驱动技术、操控监控设备等组成电气数字控制系统，以实现编程输入、人机交互、自动化加工的控制方式，扩大加工能力，减少故障，提高效率，已成为企业进行技术改造的有效途径。
论文以c650卧式车床电气控制线路改造为背景，概述了c650卧式车床电气控制线路改造的设计方案与应用技术，并对PLC的发展与应用作了简要介绍。
论文介绍了PLC编程特点和方式，重点以三菱FX2N系列PLC为例，介绍了PLC编程环境，并对c650卧式车床电气控制线路应用编程作了阐述。
关键词:
C650卧式车床;电气控制;PLC;梯形图。
Abstract:
C650horizontallatheoncontactorcontrolcircuitrelaytheshortcomingsdescribedindetailwithPLCcircuittotransformtheircausesandspecificmethods,whichcanenhancetheperformanceofelectricalcontrolsystems.Theresultsshowthatthemodifiedsystemtocontrolaccesstoagoodeffect,forthemachinetooltechnologytoprovideaneffectiveway.Inordertogivefullplaytothedeviceperformance,therapidupgradingandprecisionprocessingtechnology,anincreasingnumberofcompaniesinvestalotofmoneyeachyearandthetraditionalold-fashionedhorizontallathec650electricalcontrolcircuittocarryouttechnicaltransformationandachievedgoodresults.ModuleusingPLC,variablefrequencydrivetechnology,controlofmonitoringequipment,electricalcomponents,suchasdigitalcontrolsystemsinordertoachievetheprogramminginput,human-computerinteraction,automatedprocesscontrol,theexpansionofprocessingcapacityandreducefailures,improveefficiency,technologycompanieshavebecomeaneffectivewaytotransform.Horizontallathethesisc650electriccontrollineintothebackground,anoverviewofhorizontallathec650transformationofelectricalcontrolcircuitdesignandapplicationoftechnology,andthedevelopmentandapplicationofPLCarebrieflyintroduced.ThispaperintroducesthecharacteristicsandPLCprogramming,withemphasistoMitsubishiC60P-basedPLCasanexample,thePLCprogrammingenvironment,andhorizontallathec650applicationprogrammingelectricalcontrolcircuitarediscussed.
Keywords:
C650horizontallathe;electriccontrol;PLC;ladder.
第1章概述
1.1c650卧式车床概述
车床是最常见的一种机床,它的主运动为主轴回转运动,刀架的移动为进给运动,车削加工一般不要求反转,但加工螺纹时,为避免乱扣,需要反转退刀,并保证工件的转速与刀具的移动速度之间具有严格的比例关系,溜板箱与主轴箱之间通过齿轮传动系统连接,C650卧式车床是其中较为常见的一种,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,提高了设备使用效率,运行效果良好.在金属切削机床中,车床所占的比例最大,而且应用也最广泛。
C650卧式机床能够车削外圆、内圆、端面、螺纹和螺杆,能够车削定型表面,并可用钻头、铰刀等刀具进行钻孔、镗孔、倒角、割槽及切断等加工工作。
传统的C650车床采用继电接触器电路实现电气控制。
其控制采用硬接线逻辑,利用电气元件的触点的串联或并联组合成逻辑控制,其接线多且复杂,体积大,功耗大,一旦系统构成后,想再改变或增加功能都很困难,另外,继电器触点数目有限,因此活性和扩展性很差。
而PLC是专为工业控制而开发的装置,专为工业环境应用而设计,其显著的特点之一就是能够克服上述继电器控制的缺点。
所以将C650卧式车床电气控制线路改造为可编程控制器控制,可以提高整个电气控系统的工作性能,从而减少维护、维修的工作量。
1.2本课题的研究意义和目的
C650卧式车床是其中较为常见的一种,它的主运动为主轴回转运动,刀架的移动为进给运动,车削加工一般不要求反转,但加工螺纹时,为避免乱扣,需要反转退刀,并保证工件的转速与刀具的移动速度之间具有严格的比例关系,溜板箱与主轴箱之间通过齿轮传动系统连接.其原控制电路为继电器控制,接触触点多，故障多。
PLC是一种新型的通用控制装置，他将传统的继电器控制技术,计算机控制技术和通信技术融为一体，专为工业控制而设计，具有功能强，通用灵活，可靠性强，环境适应性好，编辑简单，使用方便，体积小，重量轻，功耗低等一系列优点多。
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,提高了设备使用效率,运行效果良好。
1.3主要内容
本课题主要阐述C650卧式车床继电接触器控制线路的原理,分析它的缺点.详细介绍PLC的特点和优点.主要介绍PLC改造其电路的具体方法,分析其经济意义,以便PLC能够更好的应用于机床领域.本文重点和难点都是PLC改造机床继电器控制线路的方法。
第2章C650卧式车床结构与运动形式
2.1c650卧式车床运动形式
A.M1的点动控制
调整刀架时,要求M1点动控制,工作过程如下：
合上开关QS,按启动按钮SB4,接触器KM1通电.M1串联限流电阻R低速转动.实现点动.松开SB4接触器KM1断电,M1停转.
B.M1的正反转控制
合上隔离开关QS,按正向启动按钮SB2,接触器KM3通电,中间继电器KA通电,时间继电器KT通电,接触器KM1通电,电动机M1短接电阻R正向启动,主回路中电流表A被时间继电器KT常闭触点短接,延时t秒后KT的延时断开常闭触头断开,电流表A串联于主电路,监视负载情况.主电路中通过电流互感器TA接入电流表A,为防止启动时启动电流对电流表的冲击,启动时间继电器KT常闭触点将电流表短接,启动结束,KT常闭触头断开,电流表投入使用.
反转启动的情况与正转时类似KM3与KM2得电电机反转.
C.M1的停车控制
假设停车前M1为正向转动,速度继电器正向常开触头KS2闭合.制动时,停车按钮SB1按下使接触器KM3,时间继电器KT,中间继电器KS,接触器KM1均断电.主回路中串入电阻R.当SB1松开时,由于速度继电器触点KS2仍闭合,使得KM2得电,电机M1接入反序电源制动.当速度降低.KS2断开时,制动结束.电机M1反转时的停车制动情况与此类似.
D.刀架的快速移动控制
转动刀架手柄压下限位开关ST使接触器KM5得电,电动机M3转动,刀架实现快速移动.
E.冷却泵电动机控制
按下冷却泵启动按钮SB6,接触器KM4得电.电动机M2转动提供冷却液.按冷却泵停止按钮SB5,KM4断电,M2停止.
2.2控制功能
整机的电气系统由3台点动机组成，M1主电动机和进给运动电动机，M2为冷却泵电动机，M3为刀架快速移动电动机。
三台电动机都为直接启动，主轴制动采用液压制动器。
三相交流电通过自动开关Q将电源引入，交流接触器KM1为主电动机M1的启动用接触器。
热继电器KR1为主电动机M1的过载保护电器，M1的短路保护由自动开关中的电磁脱扣来实现。
电流表A监视主电动机的电流。
机床工作时，可调整切削用量，使电流表的电流等于主电动机的额定电流来电流来提高功率因素和生产效率，以便充分利用电动机。
熔断器FU1为M2、M3电动机的短路保护。
M2电动机的启动由交流接触器KM2来完成，KR2为它的过载保护。
同样KM3为M3电动机的启动用接触器，因快速电动机M3短期工作不设过载保护。
2.3车床继电器的控制电路
A．主电动机的点动调整控制。
B．主电动机的正反转控制电路。
C．主轴电动机的反接制动控制。
D．刀架快速移动和冷却泵的控制。
2.4c650卧式车床的基本配置及电气原理图
车床的切削加工包括主运动，进给运动和辅助运动，主运动为工件的旋转运动，由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。
进给运动为刀具的直线运动，由进给箱调节加工时纵向或横向进给量。
辅助运动为刀架的快速移动及工件的夹紧，放松等。
根据切削加工的工艺要求C650卧式车床设有三台电动机，主拖动机M1为主轴电机，采用三相笼型异步电动机，正反转运动，调速采用机械齿轮变速，主轴电机采用直接启动，家反接制动以实现快速停车，主轴正向运行还设有电动功能。
另外两电机M2及M3为刀架快速移动电机及冷却泵电机，均为单向运行的异步电机。
配置表一如下：
序号
符号
电器名称
型号
额定电压
额定电流（A）
颜色
1
M1
主电动机
Y1801-4
380V
42.5
2
M2
冷却泵电动机
J43-22
380V
0.38
3
M3
快速移动电动机
Y90S-4B5
380V
2.2
4
KM1
主电动机正转接触器
CJ20-63
380V
63
5
KM2
主电动机反转接触器
CJ20-63
380V
63
6
KM3
短接限流电阻接触器
CJ20-63
380V
63
7
KM4
冷却泵电动机接触器
CJ20-10
380V
60
8
KM5
快速移动电动机接触器
CJ20-10
380V
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