1、 普通车床电气控制系统改造普通车床电气控制系统改造 2014 届电气工程系 专 业 电气自动化 学 号 * 学生姓名 * * * 指导教师 * * * 完成日期 2013 年 12 月 13 日 I 摘摘 要要 传统的C650卧式车床采用继电器实现电气控制，接线多且复杂，体积大，功耗大，一 旦系统构成，想改变或增加功能很困难，其工作性能已不能达到现代生产的要求。因此， 以PLC取代常规的继电器，可提高工作性能，并且达到车床的控制要求。 本次设计的思路是依靠PLC作为核心器件，通过使用PLC将原有的接线方式进行替换， 使其在整体的设计中能实现电路的简单化，其控制部分通过程序的编写来达到车床的工作
2、 要求。在电机调速上使用变频器进行控制，变频器能做到无级调速和阶段化调速，由此对 主轴电机进行转速的控制。 这里先介绍一下使用到的PLC和变频器。更具体的介绍与说明将在下面的章节中进行 体现出来。PLC（Programmable Logic Controller）又称为可编程控制器是一种专门在 工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来 在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过 数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设 备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则
3、而设计。它具有结 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的自动控制中。它的功 能主要是：控制功能、数据采集、储存与处理功能、通信、联网功能、输入/输出接口调 理功能、人机界面功能。在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分 散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。 西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的知名变频器品牌，主要用于控 制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量 控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、超强的过载能力、创新的BiCo（内部功能 互联）功能以及无可比拟的灵活性，在变频器市场
4、占据着重要的地位。 关键词关键词： PLC； 变频器； C650 车床； 目目 录录 摘摘 要要 I 第第 1章章 绪论绪论 . 1 1.1 C650 型普通车床发展现状 1 1.2 PLC 概述 . 2 1.2.1 PLC 的基本结构及特点 . 3 1.2.2 PLC 在电气控制系统中的应用 . 4 1.3 基于 PLC 的电气系统控制的意义及发展前景 5 1.3.1 意义 5 1.3.2 发展前景 5 1.4 本文主要工作 7 第第 2章章 C650 车床的主要结构与控制要求车床的主要结构与控制要求 8 2.1 C650 车床的主要结构 8 2.2 C650 车床的控制要求 8 2.3 继
5、电器电气线路的分析 8 2.3.1 主电路分析 . 9 2.3.2 控制电路分析 . 10 2.3.3 整机线路联锁与保护 . 10 第第 3章章 基于基于 PLC的的 C650 车床仿真平台硬件结构设计车床仿真平台硬件结构设计 . 11 3.1 系统输入输出分析 . 11 3.2 OMRON 24V 继电器-LY4NJ 简介 12 3.3 MM420 变频器简介 15 3.4 西门子 S7-200 PLC 简介 17 3.4.1 PLC 的选型 17 3.4.2 概述 17 3.4.3 应用领域 . 18 3.4.4 优点、特点 . 18 3.4.5 PLC 的硬件组成与各部分的作用 . 1
6、9 3.4.6 PLC 的一些技术参数指标 . 21 3.5 PLC 控制系统外部接线图 22 3.6 本章小结 . 23 第第 4章章 基于基于 PLC的的 C650 车床仿真平台软件设计车床仿真平台软件设计 24 4.1 S7200PLC 编程软件 STEP7-Micro/WIN 的简介 24 4.2 梯形图的设计 24 4.2.1 机床工作指示灯开关控制的梯形图设计 24 4.2.2 电动机 M1 正、反转控制梯形图的设计 . 24 4.2.3 电动机 M1 正转点动控制的设计 . 26 4.2.4 电动机 M1 的正、反转运行的反接制动的设计 26 4.2.5 快速移动电动机的控制设计 . 26 4.2.6 冷却泵电动机的控制设计 . 27 4.3 基于 PLC 控制改造 C650 车床梯形图 . 28 4.4 基于 PLC 控制改造 C650 车床程序表 . 31 4.5 本章小结 33 第第 5章章 系统调试系统调试 34 5.1 硬件
