C650卧式车床PLC控制系统设计Word文档下载推荐.docx
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KM5接触器控制快速移动电动机M3的起停，由于M3点动短时运转，故不设置热继电器。
2.1C650卧式车床PLC改造I/O分配图
如图1所示，为C650卧式车床PLC改造I/O分配图。
输入信号
输出信号
名称
代号
输入点编号
输出点编号
M1正转启动按钮
SB1
X0
M1切除电阻R运行接触器
KM3
Y0
M1反转启动按钮
SB2
X1
M2运行接触器
KM4
Y1
M2启动按钮
SB3
X2
M3运行接触器
KM5
Y2
总停按钮
SB4
X3
M1正转接触器
KM1
Y3
M2停止按钮
SB5
X4
M1反转接触器
KM2
Y4
M1点动按钮
SB6
X5
电流表A短接中间继电器
KA
Y5
M3点动位置开关
SQ
X6
M1过载保护热继电器
FR
X7
正转制动速度继电器常开触点
KS1
X11
KS2
X12
图1C650卧式车床PLC改造I/O分配
2.2PLC选型
PLC是20世纪70年代以来以微处理器为核心，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制，被广泛应用于各个领域，因为它具有几个突出的特点：
可靠性高，抗干扰强；
编程简单，易于掌握；
功能完善，灵活方便；
体积小，质量轻，功耗低。
在此次课程设计中我选用FX2N-48MR，因为它的编程相对简单易懂，是理想的可编程控制器。
而在设计中的I/O点数在48以下，则用的是微型PLC。
其基本单元中的输入点按照X000—X007,X010—X017…这样的八进制进行编号，而输出点按照YOOO—Y007,Y010—Y017…这样的八进制进行编号，内部继电器可多次使用，定时器将1ms,10ms,100ms等脉冲进行加法计数，计数器可进行向上向下计数。
2.3主控电路图设计
C650型卧式车床共有三台电动机,主轴电动机M1由接触器KM1、KM2、KM3控制，冷却泵电动机M2由接触器KM4控制，快速移动电动机M3由接触器KM5控制。
其中主轴电动机M1可以正、反转控制，也可以点动控制，还可以双向反接制动控制。
图2.C650主电路控制图
2.4主接线图设计
图3.卧式车床的主接线图
3.梯形图的设计
C650卧式车床PLC梯形图
3.1主轴电动机正转控制
按下主轴电动机正转启动按钮SB1,第一逻辑行中X0闭合，Y0接通并自锁，T0接通并开始计时；
第3逻辑行X0闭合，通用继电器M1接通。
第2逻辑行Y0常闭触点闭合，通用继电器M0接通；
第5逻辑行M0,M1常开触点闭合Y3接通，主轴电动机正向启运转。
当主轴电动机正向旋转速度达到一定值时，第6逻辑行X11常开触点闭合，为主轴电动机正向旋反向制动作好准备。
T0计时5秒后动作，第9逻辑行T0常开触闭合，接通Y5，电流表A开始监测主轴电动机的电流。
3.2主轴电动机反转控制
按下主轴电动机正转启动按钮SB2，第2逻辑行中X1闭合，Y0接通并自锁，T0接通并开始计时；
第4逻辑行X1闭合，通继电器M2常开触点闭合，Y4接通,Y4接通，主轴电动机反向起动运转。
当主轴电动机反向旋转速度达到一定值时，第5逻辑行X12常开闭合，为主轴电动机反向制动做好准备。
T0计时经过5秒后动作，第9逻辑行常开触点闭合接通Y5，电流表A开始监测主轴电动机的电流。
、
3.3主轴电动机点动控制
按下主轴电动机点动控制按钮SB6，第5逻辑行常开触点闭合，Y3接通，主轴电动机串电阻R起动运行。
3.4主轴电动机正向启动运行反向制动停止控制
当Y0、Y3、T0、Y5闭合，主轴电动机正向运转时，按下停止按钮SB4，第第一逻辑行X3常闭触点断开，Y0、T0失电，第3逻辑行X3常闭点断开，M1失电；
而第5逻辑行M1常开触点复位断开，Y3失电，主轴电动机停止正转。
同时，第6逻辑行X3常开触点闭合，Y4接通，给主轴电动机通入反转电源，使之产生一个反转力矩制动主轴电动机的正向旋转，主轴电动机的正转速度迅速下降。
当正转速度下降至一定速度时，速度继电器KS1触点断开，X11常开触点复位断开，Y4断电，完成主轴电动机的正向启动运行反向制动停止过程。
3.5主轴电动机反向启动正向制动停止控制
当Y0、Y4、T0、Y5闭合，主轴电动机反向运转时，按下停止按钮SB4，第一逻辑行X3常闭触点断开，Y0、T0失电，第4逻辑行X3常闭点断开，M2失电；
第6逻辑行M2常开触点复位断开，Y4失电，主轴电动机停止反转。
同时，第5逻辑行X3常开触点闭合，Y3接通，给主轴电动机通入正转电源，使之产生一个正转力矩制动主轴电动机的反向旋转，主轴电动机的反转速度迅速下降。
当反转速度下降至一定速度时，速度继电器KS2触点断开，X12常开触点复位断开，Y3掉电，完成主轴电动机的反向启动运转正向制动停止过程。
3.6冷却泵电动机控制
按下冷却泵电动机的启动按钮SB3，第7逻辑行X2常开触点闭合，Y1接通，冷却泵电动机启动运转。
3.7快速移动电动机控制
按下位置开关ST,第8逻辑行X6常开触点闭合，Y2接通，快速移动电动机启动运行。
3.8其他辅助线路
监视主回路负载的电流表是通过电源互器接入的。
为防止电动机起动、点动和制动电流对电流表的冲击，线路中采用一个时间继电器。
点动和制动时，电流表对电路进行监控。
控制电路的电源采用了控制变压器TC低压供电，这样使之更安全了。
为了方便工作还设置了工作照明灯。
4.指令表
LDX0
ORX1
ORM0
ANIX3
ANDX3
OUTY0
OUTT0
K50
LDY0
OUTM0
ORM1
OUTM1
LDX1
ORM2
OUTM2
LDM0
ANDM1
ORX5
LDX3
ORY3
ANDX12
ORB
ANDX7
ANIY4
OUTY3
ANDM2
ORY4
ANDX11
ANIY3
OUTY4
LDX2
ORY1
ANIX5
ANDX10
OUTY1
LDX6
OUTY2
LDT0
OUTY5
END
总结
将以上设计好的PLC程序输入到FX2N-48MR主机后，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，完全满足车床的控制要求；
C650卧式车床原继电器电路经三菱FX2N系列PLC改造后，虽然一次性投资较大，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，降低了日常维护成本，并可避免因误操作而引起的事故，改造后的设备经实际使用表明效果非常好。
此课程，在“电机拖动”这门课程的基础上，对电动机的各种起动，制动，调速方法所对应的控制线路进行分析，研究。
同时，也对电气控制，典型机床和重机械控制线路进行了详细的分析和讲解。
期间，我们认识了各种元器件。
（继电器，熔断器，主令电气等）
课程设计，让我们有很多的机会实际运用一下所学的知识，在对电气原理图，安装图等的绘制与分析，对PLC编程与调试等过程中提高了我们的动手能力及解决实际问题的能力。
在这次学习后，我对接触器控制、PLC程序控制两者不同之处有了深刻的体会。
接触器控制具有自动控制方法简单、工作可靠、成本低等特点。
大多是用于有触点控制系统，适用于固定动作要求的控制设备，一旦工作中发生程序变化、错误，就需要重新配线，比较麻烦，不适用与较复杂和控制要求经常改变的场合。
PLC程序控制是在计算机技术基础上发展起来的一种工业自动控制，它编程简单、动作可靠且动作顺序变更容易，一旦工作中发生程序变化，只要改变程序结构即可，因此被广泛应用与复杂控制系统。
通过一个学期的课程学习和前几次的课程设计，我对电气控制和可编程控制器PLC也有了一定的了解和掌握。
在未上这门课之前，我连接触器、继电器这类最基本的电气元件都不知道。
后来通过老师的讲解及自己慢慢的学习，对这方面的知识，逐渐的也有了一定的了解。
现在已能看懂和设计一些简单的电气图了。
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