畢業(yè)設(shè)計(jì)2016年5月6號(hào)(論文)-C650車(chē)床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、開(kāi)封大學(xué)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目 錄1 引言11.1 C650型臥式車(chē)床簡(jiǎn)介11.2 C650臥式車(chē)床改造要求32 C650 臥式車(chē)床控制原理分析42.1主電路分析42.2控制電路分析52.2.1 主電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制分析52.2.2 主電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制分析52.2.3 主電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)分析62.2.4 快速電動(dòng)機(jī)與冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制分析72.3 輔助電路分析72.3.1 照明電路和控制電源分析72.3.2 電流表A保護(hù)電路73 PLC與觸摸屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)83.1 電動(dòng)機(jī)選擇103.2 系統(tǒng)元器件的選擇103.2.1 交流接觸器的選擇103.2.2 中間繼電器的選擇113.2.3 保護(hù)電

2、器的選擇113.2.4 控制開(kāi)關(guān)電器的選擇123.2.5 速度繼電器選擇133.3 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)143.3.1 確定PLC I/O 口地址表143.3.2 PLC選型153.3.3 PLC的I/O電氣接線圖173.4 觸摸屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)183.4.1 觸摸屏的選擇183.4.2 觸摸屏人界面設(shè)計(jì)183.4.3 觸摸屏供電電源開(kāi)關(guān)電源選擇223.5 PLC與 觸摸屏屏控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)233.6 程序設(shè)計(jì)243.7 系統(tǒng)總程序274 系統(tǒng)調(diào)試334.1 系統(tǒng)調(diào)試的準(zhǔn)備工作344.1.1 拖動(dòng)板硬件檢查344.2 功能演示系統(tǒng)綜合調(diào)試344.3 系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)注意事項(xiàng)37結(jié)論38致謝39參 考 文 獻(xiàn)40附錄

3、A411圖1-1 C650臥式車(chē)床結(jié)構(gòu)圖C650車(chē)床由主軸運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)完成切削加工，車(chē)床的主軸、冷卻泵、刀架快速移動(dòng)均由三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。車(chē)床有三種運(yùn)動(dòng)形式：車(chē)削加工的主運(yùn)動(dòng)是主軸通過(guò)卡盤(pán)或者雞心夾頭帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它承受車(chē)削加工時(shí)的主要切削功率；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是溜板帶動(dòng)刀架的縱向或橫向運(yùn)動(dòng)；輔助運(yùn)動(dòng)為溜板箱的快速移動(dòng)，尾座的移動(dòng)和工件的夾緊與放松。主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由主電動(dòng)機(jī)，經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。機(jī)床車(chē)削加工時(shí)，要求車(chē)床主軸能在較大范圍內(nèi)變速。通常根據(jù)被加工零件的材料性能、零件尺寸精度要求、車(chē)刀材料、冷卻條件及加工方式等來(lái)選擇切削速度，采用機(jī)械變速方法。車(chē)床縱、橫兩個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由主軸變速箱

4、的輸出軸，經(jīng)掛輪箱、進(jìn)給箱、光桿傳入溜板箱而獲得，其運(yùn)動(dòng)方式有手動(dòng)與機(jī)動(dòng)兩種。其工作過(guò)程過(guò)程如下：(1) 正常車(chē)削加工時(shí)一般不要求反轉(zhuǎn)，但在加工螺紋時(shí)，為保證螺紋的加工質(zhì)量，為避免亂扣，加工完畢后要求反轉(zhuǎn)退刀，且工件旋轉(zhuǎn)速度與刀具的移動(dòng)速度之間保持嚴(yán)格的比例關(guān)系。因此，C650臥式車(chē)床溜板箱與主軸變速箱之間通過(guò)齒輪傳動(dòng)來(lái)連接，由同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。(2) C650臥式車(chē)床通過(guò)主電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸的正、反轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)時(shí)，刀架也跟著后退。(3) 電流表A經(jīng)電流互感器TA接在主電動(dòng)機(jī)M1的動(dòng)力回路上，用來(lái)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載情況。(4) 車(chē)削加工近似于恒功率負(fù)載，主電動(dòng)機(jī)M1通常選用普通籠型異步

5、電動(dòng)機(jī)（功率為30KW），完成主軸運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)。M1電動(dòng)機(jī)采用直接啟動(dòng)的方式，可正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，為加工方便，還具有點(diǎn)動(dòng)功能。由于加工的工件比較大，加工時(shí)其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也比較大，需停車(chē)時(shí)不易立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，必須有停車(chē)制動(dòng)動(dòng)能，C650車(chē)床的正反停車(chē)采用速度繼電器控制電源的反接制動(dòng)，以提高生產(chǎn)效率。(5) 車(chē)(7) C650在進(jìn)行車(chē)削加工時(shí)，因被加工的工件材料、形狀、大小、性質(zhì)及工藝要求不同，且使用的刀具也不同，所以要求切削速度也不同，這就要求主軸有較大的調(diào)速范圍。車(chē)床大多采用機(jī)械方法調(diào)速，變換主軸箱外的手柄位置，可改變主軸的轉(zhuǎn)速。1.2 C650臥式車(chē)床改造要求（1）原車(chē)床的工藝加工方法

6、不變。（2）不改變?cè)刂葡到y(tǒng)電氣操作方法和按鈕、手柄等操作元件的功能。（3）改造原繼電器控制中的硬件接線，改為PLC與 觸摸屏屏編程實(shí)現(xiàn)。（4）有完善的限位保護(hù)、電機(jī)過(guò)流保護(hù)等保護(hù)功能。（5）原有控制功能不變的情況下，把主軸電機(jī)起動(dòng)改為Y/起動(dòng)、取消降壓電阻。2 C650 臥式車(chē)床控制原理分析圖2-1 C650車(chē)床控制原理圖2.1主電路分析如圖2-1，C650臥式車(chē)床主電路設(shè)有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。組合開(kāi)關(guān)QS為電源開(kāi)關(guān)，將電源引入。FU1為主電動(dòng)機(jī)M1的短路保護(hù)熔斷器，F(xiàn)R1為M1過(guò)載保護(hù)熱繼電器。R為限流電阻，當(dāng)主軸點(diǎn)動(dòng)時(shí)，限制啟動(dòng)電流，在停車(chē)反轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)，又起限制過(guò)大的反向制動(dòng)電流的作用。

7、電流表A用來(lái)監(jiān)視電動(dòng)機(jī)M1的繞組電流，由于主軸電機(jī)M1的功率很大，故電流表A經(jīng)電流互感器TA接在主電動(dòng)機(jī)M1的動(dòng)力回路上。圖中時(shí)間繼電器的常閉開(kāi)關(guān)KT作用是短接電流表A，在機(jī)床剛開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，以讓電流表躲避啟動(dòng)尖峰電流沖擊，待時(shí)間繼電器延時(shí)一定時(shí)間后，常閉KT斷開(kāi)，電流表A接入電路，開(kāi)始監(jiān)測(cè)主軸電動(dòng)機(jī)繞組電流。當(dāng)機(jī)床工作時(shí)，可調(diào)整切削用量，使電流表A的電流接近主電動(dòng)機(jī)M1額定電流的對(duì)應(yīng)值（經(jīng)電流互感器TA后減小了的電流值），以便提高生產(chǎn)效率和充分利用電動(dòng)機(jī)M1的潛力。KM1、KM2為控制主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，KM3用于短接電阻R的接觸器，由它們的主觸頭相互組合控制主軸電機(jī)M1。速度繼電器KS為控

8、制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)制動(dòng)用。FU2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的短路保護(hù)熔斷器，KM4為控制M2運(yùn)行的接觸器，F(xiàn)R2為M2過(guò)載保護(hù)熱繼電器。FU3為快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的短路熔斷器，KM5為控制M3運(yùn)行的接觸器點(diǎn)動(dòng)時(shí)運(yùn)行，故不設(shè)置熱繼電器保護(hù)。 2.2控制電路分析 2.2.1 主電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制分析如圖2-1，SB2為控制主電動(dòng)機(jī)的按鈕開(kāi)關(guān)，當(dāng)按下SB2且不松手時(shí)，接觸器KM1線圈通電，KM1主觸點(diǎn)閉合接通電路，這時(shí)接觸器KM3線圈沒(méi)有接通，電網(wǎng)電壓經(jīng)限流電阻接入主電動(dòng)機(jī)M1，從而減少了起動(dòng)電流。由于中間繼電器KA未通電，雖然此時(shí)KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)（13-15）已閉合，但并未能自鎖。因此，當(dāng)松開(kāi)SB2后，KM1線圈

9、隨即斷電，主電動(dòng)機(jī)M1停止運(yùn)行。2.2.2 主電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制分析如圖2-1，雖然主電動(dòng)機(jī)M1的額定功率為30KW，但只是在車(chē)削時(shí)消耗功率較大，而啟動(dòng)負(fù)載很小，因而啟動(dòng)電流并不很大。所以，在非頻繁點(diǎn)動(dòng)的一般工作時(shí)，仍然采用了全壓直接啟動(dòng)。SB3為正向啟動(dòng)控制按鈕開(kāi)關(guān)，當(dāng)按下SB3時(shí)，SB3（715）閉合，交流接觸器KM3線圈通電，KM3主觸點(diǎn)閉合，短接限流電阻R，另一個(gè)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)（5-23）閉合，中間繼電器KA線圈通電，其常開(kāi)觸點(diǎn)（7-19）閉合，使得KM3在SB3松開(kāi)后保持通電，進(jìn)而KA也保持通電。同時(shí)KA的常閉觸點(diǎn)將停車(chē)制動(dòng)的基本電路切除。另一方面，當(dāng)SB3尚未松開(kāi)時(shí)，由于KA的另一個(gè)

10、常開(kāi)輔助觸點(diǎn)（9-13）已閉合，因而使得交流接觸的繞組電流。如圖所示，SB4（13區(qū)）為反向啟動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)，反向啟動(dòng)控制過(guò)程與正向啟動(dòng)控制過(guò)程類(lèi)似，在此不在分析。2.2.3 主電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)分析如圖2-1， C650臥式車(chē)床采用反接制動(dòng)方式進(jìn)行停車(chē)制動(dòng)，使用速度繼電器KS（3區(qū)）進(jìn)行檢測(cè)與控制。當(dāng)主電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)達(dá)到120r/min時(shí)，速度繼電器KS的正向常開(kāi)觸點(diǎn)KS1（17-23）閉合，制動(dòng)電路處于準(zhǔn)備狀態(tài)，當(dāng)按下總停按鈕SB1（3-5）開(kāi)關(guān)后，原來(lái)通電的KM1、KM3、KA、KT就馬上失電，它們的所有觸點(diǎn)均被釋放復(fù)位到常態(tài)。而主電動(dòng)機(jī)因慣性仍然運(yùn)轉(zhuǎn)，因速度不可能立刻降下

11、來(lái)（n 100r/min），所以速度繼電器KS1（17-23）仍閉合，當(dāng)SB1（3-5）復(fù)位時(shí)KS1（17-23）與控制反接制動(dòng)電路的KA常閉輔助觸點(diǎn)（7-17）一起接通接觸器KM2的線圈電路，電流通路是：TC（110V） FU5 （1-3） SB1常閉觸點(diǎn)（3-5） FR1（5-7） KA常閉觸點(diǎn)（7-17）KS正向常開(kāi)觸點(diǎn)KS1（17-23）KM1常閉觸點(diǎn)（23-25）KM2線圈（4-25）FU5（2-4）TC 。這樣，主電動(dòng)機(jī)M1主電路即串入限流電阻R進(jìn)行反接制動(dòng)，強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)迅速停止，正向轉(zhuǎn)速很快就降下來(lái)，當(dāng)降到（n 100r/min）很低時(shí)，速度繼電器KS的正向常開(kāi)觸點(diǎn)KS1（17-2

12、3）復(fù)位斷開(kāi)，這樣就切斷了上面的KM2線圈通路，其相應(yīng)的主觸點(diǎn)復(fù)位，電動(dòng)機(jī)斷電，則正向反接制動(dòng)結(jié)束。反轉(zhuǎn)時(shí)的反接制動(dòng)過(guò)程與正轉(zhuǎn)停車(chē)制動(dòng)時(shí)的反接制動(dòng)過(guò)程相似，則不在作詳細(xì)分析。在反接狀態(tài)下，速度繼電器KS的反向常開(kāi)觸點(diǎn)KS2（9-17）閉合，制動(dòng)時(shí)接通KM1（4-11）的線圈電路，進(jìn)行反接制動(dòng)。2.2.4 快速電動(dòng)機(jī)與冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制分析如圖2-1，若要使快速電動(dòng)機(jī)動(dòng)作(刀架快速移動(dòng)),則轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄,使其壓合位置開(kāi)關(guān)SQ(5-23),SQ閉合,接通KM5線圈電路,KM5線圈主觸點(diǎn)(5區(qū))閉合,這樣快速電動(dòng)機(jī)M3就開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn),經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)溜板箱,帶動(dòng)刀架快速移動(dòng)。當(dāng)?shù)都苁直鷱?fù)位時(shí)，快速電動(dòng)機(jī)M3

13、停止運(yùn)行。 SB5、SB6按鈕開(kāi)關(guān)分別為冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的停止、啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，控制接觸器KM4線圈電路的通斷，達(dá)到控制冷卻泵M2的通斷運(yùn)行。2.3 輔助電路分析2.3.1 照明電路和控制電源分析 如圖2-1，TC為控制變壓器，二次側(cè)有兩路，一路為110V，為控制電路提供電源；而另一路為36V（安全電壓），供照明電路照明，SA（7區(qū)）為控制照明電路的開(kāi)關(guān)，SA閉合時(shí)照明燈HL（7區(qū)）點(diǎn)亮，斷開(kāi)則熄滅。2.3.2 電流表保護(hù)電路 如圖2-1，電流表A（3區(qū)）經(jīng)電流互感器TA（2區(qū)）接在主電動(dòng)機(jī)M1的主電路上，由于在主電動(dòng)機(jī)在剛啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)尖峰電流很大，為了讓電流表躲過(guò)啟動(dòng)尖峰電流的沖擊，則在線路上設(shè)置

14、了時(shí)間繼電器KT（12區(qū)）的常閉開(kāi)關(guān)KT（3區(qū)）進(jìn)行保護(hù)。在主電動(dòng)機(jī)正向或反向啟動(dòng)后，時(shí)間繼電器KT（12區(qū)）通電，延時(shí)開(kāi)始，延時(shí)時(shí)間尚未到時(shí)，電流表A（3區(qū)）被時(shí)間繼電器KT（12區(qū)）延時(shí)常閉觸點(diǎn)（3區(qū)）短路，延時(shí)時(shí)間到后，電流表開(kāi)始指示（監(jiān)測(cè)主電動(dòng)機(jī)繞組電流）。3 PLC與觸摸屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任何一個(gè)控制系統(tǒng)的都是由輸入部分，邏輯部分和輸出部分組成。而本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要改造的對(duì)象C650臥式車(chē)床的傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)，其輸入部分由所有行程開(kāi)關(guān)、方式選擇開(kāi)關(guān)、控制按鈕等組成。輸出部分為控制各種負(fù)載的所有接觸器線圈組成。邏輯部分由各種繼電器及其觸點(diǎn)組成實(shí)現(xiàn)邏輯控制。我們本次畢業(yè)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)以PLC與

15、觸摸屏屏控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的邏輯控制線路部分，輸入部分為車(chē)床控制控制系統(tǒng)的控制按鈕（SB1-SB9）,速度繼電器監(jiān)測(cè)主軸電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的正反向常開(kāi)觸點(diǎn)（KS1、KS2）,及熱繼電器常閉觸點(diǎn)（FR1、FR2）,輸出部分為機(jī)床控制系統(tǒng)的接觸器線圈（KM1-KM6）,中間繼電器線圈（KA），照明燈（HL）,其余情況如下：(1)原車(chē)床的工藝加工方法不變。(2)不改變?cè)刂葡到y(tǒng)電氣操作方法和按鈕、手柄等操作元件的功能。(3)改造原繼電器控制中的硬件接線，改為PLC與 觸摸屏屏編程實(shí)現(xiàn)。(4)有完善的限位保護(hù)、電機(jī)過(guò)流保護(hù)等保護(hù)功能。(5)原有控制功能不變的情況下，把主軸電機(jī)起動(dòng)改為Y/起動(dòng)、取

16、消降壓電阻。具體要求如下：主軸具有正、反轉(zhuǎn)起停功能和正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)功能。主軸具有點(diǎn)動(dòng)功能，點(diǎn)動(dòng)時(shí)主軸電機(jī)為Y形接法。主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)起動(dòng)時(shí)采用Y/起動(dòng)。主軸制動(dòng)時(shí)采用Y接法。冷卻泵電機(jī)起?？刂乒δ??？爝M(jìn)電機(jī)點(diǎn)動(dòng)功能并采用按鈕控制快進(jìn)電機(jī)點(diǎn)動(dòng)。照明電路改為PLC控制，有啟?？刂乒δ堋Ｒ虼?，可得改造后的系統(tǒng)主電路圖，見(jiàn)圖3-1。圖3-1 系統(tǒng)主電路圖3.1 電動(dòng)機(jī)選擇本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使用PLC與 觸摸屏屏控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的邏輯控制線路部分，其余基本無(wú)變化。電動(dòng)機(jī)亦保留原有主軸電機(jī)、冷卻泵電機(jī)、快進(jìn)電機(jī)，并將主軸電機(jī)改為Y/連接（即在剛啟動(dòng)或點(diǎn)動(dòng)及制動(dòng)時(shí)為Y形連接，在啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)完成后即改為形連接

17、運(yùn)行），詳見(jiàn)表3-1。表3-1 主軸電機(jī)、快進(jìn)電機(jī)、冷卻泵電機(jī)參數(shù)表參數(shù)主軸電機(jī)快進(jìn)電機(jī)冷卻泵電機(jī)型 號(hào)Y255M-6Y90L-2Y2-631-2額定電壓AC 380V 50HzAC 380V 50HzAC 380V 50Hz額定電流59.5A4.8A0.35A額定功率30KW2.2KW0.18KW額定轉(zhuǎn)速98028402730功率因數(shù)0.850.860.8連接方式 Y/YY絕緣等級(jí)BEE3.2 系統(tǒng)元器件的選擇3.2.1 交流接觸器的選擇交流接觸器是一種頻繁應(yīng)用于工業(yè)電氣控制，并用按鈕或其他方式來(lái)控制其通斷的自動(dòng)切換電器。在功能上除了能自動(dòng)切換外，還具有刀開(kāi)關(guān)類(lèi)手動(dòng)開(kāi)關(guān)所不能實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)距離操作

18、功能和失壓（或欠壓）保護(hù)功能。其生產(chǎn)方便，價(jià)格低廉，應(yīng)用十分廣泛。交流接觸器由電磁機(jī)構(gòu)，觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、釋放彈簧機(jī)構(gòu)、輔助觸點(diǎn)及基座等部分組成。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通入交流電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)使裝在線圈中心的靜銜鐵吸動(dòng)動(dòng)銜鐵，當(dāng)兩組銜鐵合攏時(shí)，安裝在動(dòng)銜鐵上的動(dòng)觸點(diǎn)也隨之與靜觸點(diǎn)閉合，使電氣線路接通。當(dāng)斷開(kāi)電磁線圈中的電流時(shí)，磁場(chǎng)消失，接觸器在彈簧的作用下恢復(fù)到斷開(kāi)的狀態(tài) 。 在工業(yè)電氣中，常用交流接觸器的型號(hào)有CJX8(B系列)CJ12、CJ20、CJT1(CJ10)、CJX1(3TB、3TF系列)、CJ40、SMC等系列產(chǎn)品。在這次控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)中，采用了CJ20系列的交流

19、接觸器，其額定電流應(yīng)在控制電流的11.4倍之間（或經(jīng)驗(yàn)公式2PN 選擇，PN為電動(dòng)機(jī)功率）, 在此控制主軸電機(jī)的KM1、KM2、KM3、KM4，選取交流接觸器型號(hào)為：CJ2063，線圈電壓220V；控制冷卻泵電機(jī)KM5和控制快進(jìn)電機(jī)的KM6選取交流接觸器型號(hào)為：CJ2010，線圈電壓220V。3.2.2 中間繼電器的選擇中間繼電器用于繼電保護(hù)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中，以增加觸點(diǎn)的數(shù)量及容量。 它用于在控制電路中傳遞中間信號(hào)。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和原理與交流接觸器基本相同，與接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過(guò)大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過(guò)小電流。所以，它只能用于控制電路中。它一般是沒(méi)有主觸點(diǎn)的

20、，因?yàn)檫^(guò)載能力比較小。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)量比較多。新國(guó)標(biāo)對(duì)中間繼電器的定義是K，老國(guó)標(biāo)是KA。常用的中間繼電器型號(hào)有JZ7、JZ14等。本次設(shè)計(jì)選擇的中間繼電器型號(hào)為JZ7-44。3.2.3 保護(hù)電器的選擇 （1）熔斷器熔斷器在電路中主要作短路保護(hù)和嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)，用于保護(hù)線路。熔斷器的熔體串接于被保護(hù)的電路中，當(dāng)通過(guò)它的電流小于規(guī)定值時(shí)，其熔體相當(dāng)于一根導(dǎo)線，起電氣連接作用；當(dāng)通過(guò)它的電流超過(guò)規(guī)定值（電路發(fā)生嚴(yán)重過(guò)載或短路時(shí)）一定時(shí)間后，其熔體自動(dòng)熔斷并切斷電路，從而起到保護(hù)作用。一般電氣控制線路中常用螺旋式熔斷器，其常用的產(chǎn)品有RL5、RL6、RL7和RL8系列產(chǎn)品，一般選擇熔體

21、熔斷電流應(yīng)為電機(jī)額定電流的1.52.5倍。則主軸電機(jī)電路熔斷器選取型號(hào)為:RL1-100/100.冷卻泵電機(jī)電路、快進(jìn)電機(jī)電路熔斷器選取型號(hào)分別為：RL1-15/2、RL1-15/6.控制電路選取型號(hào)RL1-15/2。（2）熱繼電器熱繼電器是利用電流熱效應(yīng)原理來(lái)工作的保護(hù)電器，具有與電動(dòng)機(jī)容許過(guò)載特性相近的反時(shí)限保護(hù)特性。主要用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)、斷相及電流不平衡運(yùn)行保護(hù)。也常與接觸器配合成電池啟動(dòng)器。三相異步電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，常會(huì)遇到因電氣或機(jī)械原因等引起的過(guò)電流(過(guò)載和斷相)現(xiàn)象，如果過(guò)電流不嚴(yán)重，持續(xù)時(shí)間短，繞組不超過(guò)允許溫升，這種過(guò)電流是允許；如果過(guò)電流情況嚴(yán)重，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，則會(huì)加

22、快電動(dòng)機(jī)絕緣老化，甚至?xí)龤щ妱?dòng)機(jī)，因此，在電動(dòng)機(jī)回路中應(yīng)設(shè)置熱繼電器保護(hù)。選型原則：應(yīng)根據(jù)被保護(hù)對(duì)象的使用條件、工作環(huán)境、啟動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)，電動(dòng)機(jī)的形式以及電動(dòng)機(jī)允許的過(guò)載能力等加以考慮。一般原則是使熱繼電器的安秒特性位于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性之下，并盡可能地接近，以充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，同時(shí)使電動(dòng)機(jī)在短時(shí)過(guò)載和啟動(dòng)瞬間(56)Ie不受影響。通常熱繼電器選取的額定電流應(yīng)為大于或等于電動(dòng)機(jī)額定電流。整定電流一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.051.1倍（或按經(jīng)驗(yàn)公式整定，2 PN 整定，PN為電動(dòng)機(jī)功率）。主軸電機(jī)電路熱繼電器選取型號(hào)為：JR36-63,整定電流為：60A；冷卻泵電路熱繼電器選取型號(hào)為

23、：JR36-20，整定電流為：0.36A。3.2.4 控制開(kāi)關(guān)電器的選擇（1）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)又稱(chēng)組合開(kāi)關(guān)，一般用于電氣設(shè)備中非頻繁的通斷電路、換接電源和負(fù)載、測(cè)量三相電壓以及直接控制小容量感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)由動(dòng)觸頭（動(dòng)觸片）、靜觸頭（靜觸片）、轉(zhuǎn)軸、手柄、定位機(jī)構(gòu)及外殼等部分組成。其動(dòng)靜觸頭分別疊裝于數(shù)層絕緣殼內(nèi)，當(dāng)轉(zhuǎn)換手柄時(shí)，每層的動(dòng)觸片隨方形轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。一般選取的原則為允許通過(guò)的電流大于或等于電路的額定電流，按此選擇轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。常用的產(chǎn)品有：HZ5、HZ10和HZ15等系列。本次設(shè)計(jì)選取HZ10-100/3。（2）按鈕開(kāi)關(guān)盒按鈕開(kāi)關(guān)（簡(jiǎn)稱(chēng)按鈕）又稱(chēng)控制按鈕，是一種接通或斷開(kāi)小

24、電流電路的手動(dòng)開(kāi)關(guān)電器，一般不直接去控制主電路的通斷，而在控制電路中發(fā)出啟動(dòng)或停止“命令”以遠(yuǎn)距離控制接觸器、繼電器、電磁啟動(dòng)器等電器線圈電流的接通或斷開(kāi)，再由它們?nèi)タ刂浦麟娐?。目前常用的按鈕開(kāi)關(guān)盒為L(zhǎng)A4系列產(chǎn)品，本次設(shè)計(jì)選擇的按鈕開(kāi)關(guān)型號(hào)為L(zhǎng)A4-3H。3.2.5 速度繼電器選擇 速度繼電器是當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值時(shí)觸頭動(dòng)作的繼電器。主要用于電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路中，當(dāng)反接制動(dòng)的轉(zhuǎn)速下降到接近零時(shí)能自動(dòng)地及時(shí)切斷電源。速度繼電器的結(jié)構(gòu)如圖所示。1轉(zhuǎn)子2電動(dòng)機(jī)軸3定子4籠型繞組5定子柄6動(dòng)觸頭7反力彈簧8靜觸頭圖3-2 速度繼電器結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)子是一塊固定在軸上的永久磁鐵。浮動(dòng)的定子與轉(zhuǎn)子同心，而且能獨(dú)

25、自偏擺，定子由硅鋼片疊成，并裝有籠型繞組。速度繼電器的軸與電動(dòng)機(jī)軸相連，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)?；\型繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子隨轉(zhuǎn)子向轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向偏擺，定子柄推動(dòng)相應(yīng)觸頭動(dòng)作。定子柄推動(dòng)觸頭的同時(shí)，也壓縮反力彈簧，其反作用阻止定子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速下降到一定數(shù)值時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩小于反力彈簧的反作用力矩，定子返回原來(lái)位置，對(duì)應(yīng)的觸頭恢復(fù)原始狀態(tài)。調(diào)整反力彈簧的拉力即可改變觸頭動(dòng)作的轉(zhuǎn)速。機(jī)床上常用的速度繼電器有JY1型、JFZ0型兩種。一般速度繼電器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速為120r/min，觸頭復(fù)位轉(zhuǎn)速為100r/min以下。本次設(shè)計(jì)選擇的

26、速度繼電器型號(hào)為JY1型速度繼電器500V、2A。3.3 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3.1 確定PLC I/O 口地址表 由系統(tǒng)改造要求可確定I/O地址表，如表3-2所示。表3-2 I/O地址表 輸入輸出名稱(chēng)功能作用I/O口名稱(chēng)功能作用I/O口SB1總停X0KM1控制M1正轉(zhuǎn)運(yùn)行Y0SB2M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)X1KM2控制M1反轉(zhuǎn)運(yùn)行Y1SB3M1反轉(zhuǎn)啟動(dòng)X2KM3控制M1 形運(yùn)行Y2SB4M1點(diǎn)動(dòng)X3KM4控制M1 Y形運(yùn)行Y3SB5M2啟動(dòng)X4KM5控制M2運(yùn)行Y4SB6M2停止X5KM6控制M3運(yùn)行Y5SB7HL照明X6KA電流表A短接中間繼電器Y6SB8HL熄滅X7HL車(chē)床照明Y7SB9M3點(diǎn)動(dòng)X10

27、FR1M1過(guò)載保護(hù)X11FR2M2過(guò)載保護(hù)X12KS1正轉(zhuǎn)制動(dòng)速度繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)X13KS2反轉(zhuǎn)制動(dòng)速度繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)X143.3.2 PLC選型(1) PLC常用的有晶體管輸出與繼電器輸出，其區(qū)別為： 負(fù)載電壓、電流類(lèi)型不同。負(fù)載類(lèi)型：晶體管只能帶直流負(fù)載，而繼電器帶交、直流負(fù)載均可。電流：晶體管電流0.2A-0.3A，繼電器2A。電壓：晶體管可接直流24V（一般最大在直流30V左右，繼電器可以接直流24V或交流220V。 負(fù)載能力不同。晶體管帶負(fù)載的能力小于繼電器帶負(fù)載的能力，用晶體管時(shí)，有時(shí)候要加其他東西來(lái)帶動(dòng)大負(fù)載（如繼電器，固態(tài)繼電器等）。 晶體管過(guò)載能力小于繼電器過(guò)載的能力。一般來(lái)

28、說(shuō)，存在沖擊電流較大的情況時(shí)（例如燈泡、感性負(fù)載等），晶體管過(guò)載能力較小，需要降額更多。 晶體管響應(yīng)速度快于繼電器。繼電器輸出型原理是CPU驅(qū)動(dòng)繼電器線圈，令觸點(diǎn)吸合，使外部電源通過(guò)閉合的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，其開(kāi)路漏電流為零，響應(yīng)時(shí)間慢（約10ms）。晶體管輸出型原理是CPU通過(guò)光耦合使晶體管通斷，以控制外部直流負(fù)載，響應(yīng)時(shí)間快（約0.2ms甚至更?。?。晶體管輸出一般用于高速輸出，如伺服步進(jìn)等，用于動(dòng)作頻率高的輸出。 在額定工作情況下，繼電器有動(dòng)作次數(shù)壽命，晶體管只有老化沒(méi)有使用次數(shù)限制。繼電器是機(jī)械元件所以有動(dòng)作壽命，晶體管是電子元件，只有老化，沒(méi)有使用次數(shù)限制。繼電器的每分鐘開(kāi)關(guān)次數(shù)也是有限

29、制的，而晶體管則沒(méi)有。(2)下表為三菱PLC FX2N系列，繼電器輸出、晶體管輸出部分型號(hào)列表。表3-3 三菱PLC FX2N系列，繼電器輸出、晶體管輸出部分型號(hào)列表序號(hào)型號(hào)輸入輸出總點(diǎn)數(shù)輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)輸出類(lèi)型1FX2N-16MR-0011688繼電器輸出2FX2N-32MR-001321616繼電器輸出3FX2N-48MR-001482424繼電器輸出4FX2N-64MR-001643232繼電器輸出5FX2N-16MT-0011688晶體管輸出6FX2N-32MT-001321616晶體管輸出7FX2N-48MT-001482424晶體管輸出8FX2N-64MT-001643232晶體管

30、輸出因此本次設(shè)計(jì)考慮到共有輸入13個(gè)信號(hào)，輸出8個(gè)信號(hào)，又因控制程序不是很大及不需要遠(yuǎn)程控制與特殊要求，所以選用三菱FX系列的FX2N-32MR-001,由表知輸入輸出總點(diǎn)數(shù)為32，輸入點(diǎn)數(shù)為16，輸出點(diǎn)數(shù)為16，繼電器輸出，可以滿足本次設(shè)計(jì)的要求。3.3.3 PLC的I/O電氣接線圖由3.3.1 I/O 口分配表可以知道，輸入部分：按鈕SB1為整個(gè)控制系統(tǒng)的停止開(kāi)關(guān)；按鈕SB2、SB3及SB4分別控制主軸電機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)控制；按鈕SB5、SB6分別控制冷卻泵電機(jī)的M2啟動(dòng)與停止；按鈕SB7、SB8分別控制HL的照明于熄滅；按鈕SB9控制快進(jìn)電機(jī)的點(diǎn)動(dòng)；熱繼電器常閉開(kāi)關(guān)FR1，F(xiàn)R2分別

31、為M1、M2的過(guò)載保護(hù)；速度繼電器KS1、KS2分別輔助主軸電機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)制動(dòng)。輸出部分：KM1、KM2接觸器分別控制主軸電機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)；KM3、KM4接觸器分別控制主軸電機(jī)M1的、Y運(yùn)行；KM5、KM6接觸器分別控制冷卻泵電機(jī)M2、快進(jìn)電機(jī)M3的運(yùn)行；HL為車(chē)床照明。下圖為，PLC的輸入、輸出I/O電氣接線圖，如圖3-3。圖3-3 PLC I/O電氣接線圖3.4 觸摸屏系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.4.1 觸摸屏的選擇本次設(shè)計(jì)使用日本三菱公司的觸摸屏，其觸摸屏獨(dú)有的“透明傳輸”為其它品牌觸摸屏所不具備，本次設(shè)計(jì)選擇的型號(hào)為：GT1155-QSBD-C。以下為GT1155-QSBD-C部分參數(shù)資料。 產(chǎn)品

32、名稱(chēng)： 5.7英寸三菱觸摸屏GT1155-QSBD-C。 種類(lèi)：TFT彩色觸摸屏。畫(huà)面尺寸：5.7英寸。分辨率：320*240(點(diǎn)）。 顯示尺寸：115（W）*86（H）（mm）。顯示顏色：256色。 外型尺寸：164(W)*135(H)*56(D)(mm)。重量：0.7KG。輸入電源電壓：DC24V(+10%、-15%) 脈動(dòng)電壓200mV以下。沖擊電流：15A以下（26.4V）2ms。 面板開(kāi)孔尺寸：153(W)*121(H)(mm)。 3.4.2 觸摸屏人界面設(shè)計(jì)注明院校、系別、專(zhuān)業(yè)畫(huà)面名稱(chēng)標(biāo)注本次設(shè)計(jì)使用GT Designer3軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，畫(huà)面建立大概步驟為：先新建一個(gè)基本畫(huà)面，軟件

33、自動(dòng)編號(hào)為1，然后新建其他畫(huà)面，并依次編號(hào)設(shè)置好，我此次共設(shè)計(jì)了5幅人機(jī)畫(huà)面 ，即，（1）開(kāi)機(jī)畫(huà)面，（2）系統(tǒng)監(jiān)控選擇畫(huà)面，（3）主軸電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面，（4）冷卻泵電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面，（5）快進(jìn)電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面。建好5幅畫(huà)面后，然后對(duì)各自畫(huà)面進(jìn)行設(shè)計(jì)，在此不在一一詳細(xì)說(shuō)明，建好的畫(huà)面如下介紹及圖所示。設(shè)置同步時(shí)間顯示設(shè)置日期顯示畫(huà)面切換開(kāi)關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)投入運(yùn)行，觸摸，則切換到系統(tǒng)監(jiān)控選擇畫(huà)面 圖3-4開(kāi)機(jī)畫(huà)面課題題目標(biāo)注畫(huà)面名稱(chēng)標(biāo)注設(shè)置時(shí)間顯示圖3-5系統(tǒng)監(jiān)控選擇畫(huà)面設(shè)置時(shí)間顯示如圖3-5所示，課題題目下面有三個(gè)畫(huà)面切換開(kāi)關(guān)，畫(huà)面右下角有一個(gè)畫(huà)面切換開(kāi)關(guān)，共四個(gè)畫(huà)面切換開(kāi)關(guān)，分別對(duì)應(yīng)主軸電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面，冷卻泵電機(jī)

34、監(jiān)控畫(huà)面，快進(jìn)電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面開(kāi)機(jī)畫(huà)面，當(dāng)系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)若觸摸任意一個(gè)開(kāi)關(guān)，則畫(huà)面切換到相應(yīng)的畫(huà)面。畫(huà)面名稱(chēng)標(biāo)注圖3-6主軸電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面如圖3-6所示，畫(huà)面共設(shè)有6個(gè)位開(kāi)關(guān)分別為正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、照明，熄滅和總停分別控制主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)，車(chē)床照明燈HL的亮、熄及主軸電機(jī)的制動(dòng)，即停止，并有總停功能。8個(gè)位指示燈分別為正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、Y形、形、KS1、KS2、FR1、照明分別指示主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行、Y形運(yùn)行、形運(yùn)行，速度繼電器KS正反向常開(kāi)指示，熱繼電器FR1的正常指示，車(chē)床照明指示，圖示為常態(tài)。當(dāng)主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行、Y形運(yùn)行、形運(yùn)行時(shí)分別用紅燈指示，速度繼電器KS正反向常開(kāi)閉合時(shí)用紅燈指示，熱

35、繼電器正常投入工作時(shí)亦用紅燈指示，車(chē)床照明用黃燈指示。3個(gè)畫(huà)面切換開(kāi)關(guān)為冷卻泵電機(jī)、快進(jìn)電機(jī)、系統(tǒng)監(jiān)控選擇畫(huà)面，當(dāng)系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)觸摸其中任一個(gè)畫(huà)面切換開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)，可轉(zhuǎn)換到冷卻泵電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面、快進(jìn)電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面、系統(tǒng)監(jiān)控選擇畫(huà)面相應(yīng)的畫(huà)面。亦設(shè)置有時(shí)間顯示，可供工作人員參看。畫(huà)面名稱(chēng)標(biāo)注設(shè)置時(shí)間顯示 圖3-7冷卻泵電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面如圖3-7所示，設(shè)置有2個(gè)位開(kāi)關(guān)，為啟動(dòng)、停止分別控制冷卻泵電機(jī)的啟動(dòng)與停止；2個(gè)位指示燈，為冷卻泵、FR2分別指示冷卻泵的運(yùn)行指示和熱繼電器的正常運(yùn)行指示，圖示為常態(tài)。當(dāng)冷卻泵運(yùn)行時(shí)，用紅燈指示，熱繼電器正常投入工作時(shí)使用紅燈指示；3個(gè)畫(huà)面切換開(kāi)關(guān)為主軸電機(jī)、快進(jìn)電機(jī)、系統(tǒng)監(jiān)

36、控選擇畫(huà)面，當(dāng)系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)觸摸其中任一個(gè)畫(huà)面切換開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)，可轉(zhuǎn)換到主軸電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面、快進(jìn)電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面、系統(tǒng)監(jiān)控選擇畫(huà)面相應(yīng)的畫(huà)面。亦設(shè)置有時(shí)間顯示，可供工作人員參看。畫(huà)面名稱(chēng)標(biāo)注畫(huà)面切換開(kāi)關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，觸摸此開(kāi)關(guān)，可切換到主軸電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面快進(jìn)電機(jī)點(diǎn)動(dòng)時(shí)（紅燈）指示畫(huà)面切換開(kāi)關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，觸摸此開(kāi)關(guān)，可切換到系統(tǒng)監(jiān)控選擇畫(huà)面點(diǎn)動(dòng)位開(kāi)關(guān)設(shè)置時(shí)間顯示 畫(huà)面切換開(kāi)關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，觸摸此開(kāi)關(guān)，可切換到冷卻泵電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面圖3-8 快進(jìn)電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面如圖3-8所示，為快進(jìn)電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面，畫(huà)面已作標(biāo)注，在此不在作介紹。觸摸屏畫(huà)面的位開(kāi)關(guān)、位指示燈相關(guān)設(shè)置，見(jiàn)觸摸屏畫(huà)面位開(kāi)關(guān)、位指示燈對(duì)應(yīng)設(shè)

37、置一覽表，如表3-4所示。表3-4 觸摸屏畫(huà)面位開(kāi)關(guān)、位指示燈對(duì)應(yīng)設(shè)置一覽表畫(huà)面位開(kāi)關(guān)位指示燈主軸電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面名稱(chēng)設(shè)置功能及作用名稱(chēng)設(shè)置功能及作用正轉(zhuǎn)M10控制主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)正轉(zhuǎn)Y0主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)指示反轉(zhuǎn)M11控制主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)反轉(zhuǎn)Y1主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)指示點(diǎn)動(dòng)M12控制主軸電機(jī)點(diǎn)動(dòng)形Y2主軸電機(jī)形運(yùn)行指示總停M13控制主軸電機(jī)停止、兼有總停功能Y形Y3 主軸電機(jī)Y形運(yùn)行指示照明M14控制車(chē)床照明照明Y7車(chē)床照明指示熄滅M15控制車(chē)床照明熄滅FR1X11熱繼電器FR1正常運(yùn)行指示KS1X13速度繼電器正向常開(kāi)KS1閉合指示KS2X14速度繼電器正向常開(kāi)KS2閉合指示冷卻泵電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面啟動(dòng)M16控制

38、冷卻泵電機(jī)啟動(dòng)冷卻泵Y4冷卻泵運(yùn)行指示停止M17控制冷卻泵電機(jī)停止FR2X12熱繼電器FR2正常運(yùn)行指示快進(jìn)電機(jī)監(jiān)控畫(huà)面點(diǎn)動(dòng)M18控制快進(jìn)電機(jī)點(diǎn)動(dòng)快進(jìn)Y5快進(jìn)電機(jī)點(diǎn)動(dòng)指示3.4.3 觸摸屏供電電源開(kāi)關(guān)電源選擇由觸摸屏的參數(shù)資料可選擇開(kāi)關(guān)電源型號(hào)為：S-50-24 2.1A/24V。輸入電壓為交流220V，功率為：50W，輸出電壓24V，輸出電流2.1A。3.5 PLC與 觸摸屏屏控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)綜上，我們有PLC與 觸摸屏控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)電氣接線圖，如圖3-9。圖3-9 PLC與觸摸屏控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)電氣接線圖3.6 程序設(shè)計(jì)（1）主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)啟動(dòng)程序設(shè)計(jì)。如梯形圖所示，X1、M10為正轉(zhuǎn)啟動(dòng)控制，當(dāng)按

39、下SB2或觸摸觸摸屏“正轉(zhuǎn)”、則對(duì)應(yīng)的X1或M10閉合，接通輔助繼電器M0線圈，其常開(kāi)觸點(diǎn)M0閉合，接通Y0線圈，實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)。X2、M11為反轉(zhuǎn)啟動(dòng)控制，當(dāng)按下SB3或觸摸觸摸屏 “反轉(zhuǎn)”、則對(duì)應(yīng)的X2或M11閉合，接通輔助繼電器M1線圈，其常開(kāi)觸點(diǎn)M1閉合，接通Y1線圈，實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)。（2）主軸電機(jī)Y/啟動(dòng)程序設(shè)計(jì)。如梯形圖所示，當(dāng)主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)Y0閉合，接通Y3線圈，同時(shí)T0開(kāi)始計(jì)時(shí)，5S后動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)Y3線圈得電通路，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通Y2線圈，實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)Y/啟動(dòng)運(yùn)行。主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)Y1閉合，接通Y3線圈，同時(shí)T0開(kāi)始計(jì)時(shí)，5S后動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷

40、開(kāi)Y3線圈得電通路，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通Y2線圈，實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)Y/啟動(dòng)運(yùn)行。（3）主軸正反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)程序設(shè)計(jì)。如梯形圖所示， X0、M13為主軸停車(chē)制動(dòng)控制，當(dāng)主軸在正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)（正向轉(zhuǎn)速達(dá)到120r/min時(shí)， X13閉合），按下SB1或觸摸觸摸屏上的“總?！睍r(shí)（控制正轉(zhuǎn)運(yùn)行的常開(kāi)觸點(diǎn)M0失電斷開(kāi)，切斷主軸正轉(zhuǎn)運(yùn)行電源，主軸自然停車(chē)），則對(duì)應(yīng)的X0或M13閉合，接通輔助繼電器M3線圈，其常開(kāi)觸點(diǎn)M3閉合，接通Y1線圈，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通Y3線圈，則立即給主軸電機(jī)通入反轉(zhuǎn)Y形制動(dòng)電源，使之產(chǎn)生一個(gè)反向力矩來(lái)制動(dòng)主軸電機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)，使主軸電機(jī)的正轉(zhuǎn)速度很快降下來(lái)。當(dāng)主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)速度降到100r

41、/min時(shí)，正轉(zhuǎn)時(shí)已閉合的X13觸點(diǎn)斷開(kāi)，線圈M3失電、同時(shí)Y1線圈、Y3線圈也失電，他們的相應(yīng)觸點(diǎn)恢復(fù)常態(tài)，及時(shí)切斷反接制定電源，主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)停機(jī)而又防止了主軸電機(jī)反向起動(dòng)，完成主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動(dòng)過(guò)程。 X0、M13為主軸停車(chē)制動(dòng)控制，當(dāng)主軸在反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)（反向轉(zhuǎn)速達(dá)到120r/min時(shí)， X14閉合），按下SB1或觸摸觸摸屏上的“總?！睍r(shí)（控制反轉(zhuǎn)運(yùn)行的常開(kāi)觸點(diǎn)M1失電斷開(kāi)，切斷主軸反轉(zhuǎn)運(yùn)行電源，主軸自然停車(chē)），則對(duì)應(yīng)的X0或M13閉合，接通輔助繼電器M4線圈，其常開(kāi)觸點(diǎn)M4閉合，接通Y0線圈，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通Y3線圈，則立即給主軸電機(jī)通入正轉(zhuǎn)Y形制動(dòng)電源，使之產(chǎn)生一個(gè)反向力矩來(lái)

42、制動(dòng)主軸電機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)，使主軸電機(jī)的反轉(zhuǎn)速度很快降下來(lái)。當(dāng)主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)速度降到100r/min時(shí)，反轉(zhuǎn)時(shí)已閉合的X14觸點(diǎn)斷開(kāi)，線圈M4失電、同時(shí)Y0線圈、Y3線圈也失電，他們的相應(yīng)觸點(diǎn)恢復(fù)常態(tài)，及時(shí)切斷反接制動(dòng)電源，主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)停機(jī)而又防止了主軸電機(jī)正向起動(dòng)，完成主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動(dòng)過(guò)程。（4）主軸電機(jī)點(diǎn)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。如梯形圖所示，X3、M12為主軸電機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制，當(dāng)按下SB4或觸摸觸摸屏上的“點(diǎn)動(dòng)”，則對(duì)應(yīng)的X3或M12閉合，接通Y0線圈，其常開(kāi)觸點(diǎn)Y0閉合并接通Y3線圈，主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)Y形點(diǎn)動(dòng)，松開(kāi)SB4或觸摸觸摸屏的手指離開(kāi)“點(diǎn)動(dòng)”，則Y0線圈、Y3線圈失電，相應(yīng)觸點(diǎn)恢復(fù)常態(tài)，主軸電機(jī)

43、停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)的正轉(zhuǎn)Y形點(diǎn)動(dòng)。（5）冷卻泵電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)。 如梯形圖所示，X4、M16為冷卻泵啟動(dòng)控制，當(dāng)按下SB5或觸摸觸摸屏上的“啟動(dòng)”時(shí)，則對(duì)應(yīng)的X4或M16閉合，接通Y4線圈，冷卻泵投入工作。當(dāng)需要冷卻泵停止工作時(shí)，按下SB6或觸摸觸摸屏“停止”，則對(duì)應(yīng)X5或M17失電，斷開(kāi)Y4得電通路，Y4線圈失電，冷卻泵停止工作。（6）快進(jìn)電機(jī)點(diǎn)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。如梯形圖所示，X10、M18為快進(jìn)電機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制，當(dāng)按下SB9或觸摸觸摸屏“點(diǎn)動(dòng)”時(shí)，則對(duì)應(yīng)的的X10或M18閉合，接通Y5線圈，快進(jìn)電機(jī)點(diǎn)動(dòng)，當(dāng)復(fù)位SB9或手離開(kāi)觸摸觸摸屏“點(diǎn)動(dòng)”，Y5線圈失電斷開(kāi)，快進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)。（7）HL照明設(shè)計(jì)。

44、如梯形圖所示，X6、M14為HL照明控制，當(dāng)按下SB7或觸摸觸摸屏“照明”，則對(duì)應(yīng)的X6或M14閉合，接通Y7線圈，HL投入車(chē)床照明。X7、M15為HL熄滅控制，當(dāng)按下SB8或觸摸觸摸屏“熄滅”，則對(duì)應(yīng)的X7或M15失電，斷開(kāi)Y7得電通路，Y7線圈失電，HL熄滅。3.7 系統(tǒng)總程序（1）梯形圖。程序設(shè)計(jì)說(shuō)明： 主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)控制。如梯形圖第一邏輯行所示，X1、M10為主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)控制。當(dāng)按下控制按鈕SB2或在觸摸屏觸摸“正轉(zhuǎn)”，則對(duì)應(yīng)的X1或M10閉合，接通輔助繼電器M0的線圈并自鎖；其位于第五邏輯行的常開(kāi)觸點(diǎn)M0閉合，接通Y0線圈（X11常開(kāi)觸點(diǎn)在PLC通電后即為閉合狀態(tài)）；位于第七邏輯行

45、的常開(kāi)觸點(diǎn)Y0閉合，接通Y3線圈。同時(shí)T0開(kāi)始計(jì)時(shí)，5S后動(dòng)作，T0線圈得電，位于第八邏輯行的常開(kāi)觸點(diǎn)T0 閉合，接通Y2線圈并自鎖，至此完成主軸電機(jī)的Y/正轉(zhuǎn)啟動(dòng)。在主軸電機(jī)完成Y/正轉(zhuǎn)啟動(dòng)的同時(shí)T1開(kāi)始計(jì)時(shí)，5S后動(dòng)作，T1線圈得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合并接通Y6線圈，電流表A開(kāi)始監(jiān)測(cè)主軸電機(jī)的電流。在主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速達(dá)到120r/min時(shí)，第三邏輯行X13常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為主軸電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)反接制動(dòng)做好準(zhǔn)備。 主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)控制。如梯形圖第二邏輯行所示，X2、M11為主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)控制，當(dāng)按下控制按鈕SB3或在觸摸屏觸摸“反轉(zhuǎn)”，則對(duì)應(yīng)的X2或M11閉合，接通輔助繼電器M1的線圈并自鎖；其位于第六

46、邏輯行的常開(kāi)觸點(diǎn)M1閉合，接通Y1線圈（X11常開(kāi)觸點(diǎn)在PLC通電后即為閉合狀態(tài)）；位于第七邏輯行的常開(kāi)觸點(diǎn)Y1閉合，接通Y3線圈。同時(shí)T0開(kāi)始計(jì)時(shí)，5S后動(dòng)作，T0線圈得電，位于第八邏輯行的常開(kāi)觸點(diǎn)T0 閉合，接通Y2線圈并自鎖，至此此完成主軸電機(jī)的Y/反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。在主軸電機(jī)完成Y/反轉(zhuǎn)啟動(dòng)的同時(shí)T1開(kāi)始計(jì)時(shí)，5S后動(dòng)作，T1線圈得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合并接通Y6線圈，電流表A開(kāi)始監(jiān)測(cè)主軸電機(jī)的電流。在主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速達(dá)到120r/min時(shí)，第三邏輯行X14常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為主軸電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)反接制動(dòng)做好準(zhǔn)備。 主軸電機(jī)的正向點(diǎn)動(dòng)控制。如梯形圖第五邏輯行所示，X3、M12為主軸點(diǎn)動(dòng)控制，當(dāng)按下SB4或

47、在觸摸屏上觸摸“點(diǎn)動(dòng)”，則對(duì)應(yīng)的X3或M12閉合，接通Y0線圈（X11常開(kāi)觸點(diǎn)在PLC通電后即為閉合狀態(tài)），其位于第七邏輯行的常開(kāi)觸點(diǎn)Y0閉合，接通Y3線圈 ，主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)Y形點(diǎn)動(dòng)，松開(kāi)SB4或觸摸觸摸屏的手指離開(kāi)“點(diǎn)動(dòng)”，則Y0、Y3失電，主軸電機(jī)停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)。 主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)停機(jī)反接制動(dòng)控制。如梯形圖第三邏輯行所示，X0、M13為主軸停車(chē)制動(dòng)控制（兼有冷卻泵、照明停止工作運(yùn)行），主軸正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)按下SB1或觸摸觸摸屏上的“總?！?，則輔助繼電器M0線圈、Y0線圈、Y2線圈、T0線圈、T1線圈、Y6線圈失電，他們的相應(yīng)觸點(diǎn)同時(shí)也恢復(fù)常態(tài)，切斷主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行電源，主軸電機(jī)自然停機(jī)。與此同時(shí)，

48、第三邏輯行輔助繼電器M3線圈得電（X13已于正轉(zhuǎn)速度達(dá)到120r/min時(shí)閉合），其位于第六邏輯行的常開(kāi)觸點(diǎn)M3閉合，接通Y1線圈（X11常開(kāi)觸點(diǎn)在PLC通電后即為閉合狀態(tài)），其位于第七邏輯行的常開(kāi)觸點(diǎn)Y1閉合，接通Y3線圈，則立即給主軸電機(jī)通入反轉(zhuǎn)Y形制動(dòng)電源，使之產(chǎn)生一個(gè)反向力矩來(lái)制動(dòng)主軸電機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)，使主軸電機(jī)的正轉(zhuǎn)速度很快降下來(lái)。當(dāng)主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)速度降到100r/min時(shí)，正轉(zhuǎn)時(shí)已閉合的X13觸點(diǎn)斷開(kāi)，線圈M3失電、同時(shí)Y1線圈、Y3線圈也失電，他們的相應(yīng)觸點(diǎn)恢復(fù)常態(tài)，及時(shí)切斷反接制動(dòng)電源，主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)停機(jī)而又防止了主軸電機(jī)反向起動(dòng)，完成來(lái)主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動(dòng)過(guò)程。 主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)

49、停機(jī)反接制動(dòng)控制。如梯形圖第三邏輯行所示，X0、M13為主軸停車(chē)制動(dòng)控制（兼有冷卻泵、照明停止工作運(yùn)行），主軸反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)按下SB1或觸摸觸摸屏上的“總?！?，則輔助繼電器M1線圈、Y1線圈、Y2線圈、T0線圈、T1線圈、Y6線圈失電，他們的相應(yīng)觸點(diǎn)同時(shí)也恢復(fù)常態(tài)，切斷主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行電源，主軸電機(jī)自然停機(jī)。與此同時(shí)，第三邏輯行輔助繼電器M4線圈得電（X14已于反轉(zhuǎn)速度達(dá)到120r/min時(shí)閉合），其位于第五邏輯行的常開(kāi)觸點(diǎn)M4閉合，接通Y0線圈（X11常開(kāi)觸點(diǎn)在PLC通電后即為閉合狀態(tài)），其位于第七邏輯行的常開(kāi)觸點(diǎn)Y0閉合，接通Y3線圈，則立即給主軸電機(jī)通入正轉(zhuǎn)Y形制動(dòng)電源，使之產(chǎn)生一個(gè)反向

50、力矩來(lái)制動(dòng)主軸電機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)，使主軸電機(jī)的反轉(zhuǎn)速度很快降下來(lái)。當(dāng)主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)速度降到100r/min時(shí)，反轉(zhuǎn)時(shí)已閉合的X14觸點(diǎn)斷開(kāi)，線圈M4失電、同時(shí)Y0線圈、Y3線圈也失電，他們的相應(yīng)觸點(diǎn)恢復(fù)常態(tài)，及時(shí)切斷反接制動(dòng)電源，主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)停機(jī)而又防止了主軸電機(jī)正向起動(dòng)，完成來(lái)主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行的反接制動(dòng)過(guò)程。 冷卻泵電機(jī)控制。如梯形圖第十邏輯行所示，X4、M16為冷卻泵啟動(dòng)控制、X5、M17、為冷卻泵的停止運(yùn)行控制。當(dāng)按下SB5或觸摸觸摸屏上的“啟動(dòng)”，則對(duì)應(yīng)的X4或M16閉合，接通Y4線圈（X12常開(kāi)觸點(diǎn)在PLC通電后即為閉合狀態(tài)），冷卻泵投入工作。當(dāng)需要冷卻泵停止工作時(shí)，按下SB6或觸摸觸摸屏

51、“停止”，則對(duì)應(yīng)的X4或M16失電，斷開(kāi)Y4得電通路，Y4線圈失電，冷卻泵停止工作。 快進(jìn)電機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制。如梯形圖所示， X10、M18為快進(jìn)電機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制，當(dāng)按下SB9或觸摸觸摸屏“點(diǎn)動(dòng)”時(shí)，則對(duì)應(yīng)的的X10或M18閉合，接通Y5線圈，快進(jìn)電機(jī)點(diǎn)動(dòng)，當(dāng)復(fù)位SB9或手離開(kāi)觸摸觸摸屏“點(diǎn)動(dòng)”，Y5線圈失電斷開(kāi)，快進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)。照明控制。如梯形圖所示，X6、M14為HL照明控制，X7、M15為HL熄滅控制。當(dāng)需要照明時(shí)，按下SB7或觸摸觸摸屏“照明”，則對(duì)應(yīng)的X7或M14閉合并接通Y7線圈，HL開(kāi)始車(chē)床照明。當(dāng)不需要照明時(shí)，按下SB8或觸摸觸摸屏“熄滅”，則對(duì)應(yīng)的X7或M15失電，斷開(kāi)Y7得電通路，

52、Y7線圈失電，HL熄滅。（2） 指令表。0LDX126OUTM256LDT11ORM1027LDM057OUTY62ORM028ORX358LDX43ANIX229ORM1259ORM164ANIM230ORM460ORY45ANIM1131ANDX1161ANIX56OUTM032ANIY162ANDX127LDX233OUTY063ANIM28ORM1134LDM164ANIM179ORM135ORM365OUTY410ANIX136ANDX1166LDX1011ANIM237ANIY067ORM1812ANIM1038OUTY168OUTY513OUTM139LDY069LDX614LD X040ORY170ORM1415ORM1341MPS71ORY716ORM342ANIT072ANIX717OR M443ANIY273ANIM218MPS44OUTY374ANIM1519ANDX1345MPP75OUTY720OUTM3 46OUT