C650卧式车床改造方案.pdf
.C650 卧式车床电气控制安装与调试改造记录目录一、改造对象说明 0二、改造要求 1三、系统框图 1四、C650 卧式车床电气控制要求分析1五、主要应用技术 4六、硬件局部 4七、软件局部 6八、系统操作说明 9九、进度表 9十、总结 9十一、附件 10一、改造对象说明一、改造对象说明C650 为卧式车床，其主要功能有车削外圆、内圆、端面、螺纹和螺杆，能够车削定型外表，并可用钻头、镗孔、割槽及切断等加工工作。最大回转直径 1020mm，最大工件长度 3000mm。机床原有机械构造完好，但电气线路老化，局部电气元件损坏。驱动电机及功能如下。1)主轴电动机：用于主轴的正反向运动和刀具的工步进给运动，通过手柄的操纵机械变速箱改变主轴和进给的转速。额定数据如下。型号：Y255M-6额定转速：980额定电压：AC 380V50Hz功率引述：0.85额定电流：59.5A连接方式：三角型额定功率：30KW绝缘等级：B2)快速电动机：用于 Z 轴的快速进给，额定数据如下。型号：Y90L-2额定转速：2840额定电压：AC 380V50Hz功率引述：0.86额定电流：4.8A连接方式：星型额定功率：2.2KW绝缘等级：E3)冷却泵电动机：用于驱动冷却泵，额定数据如下。型号：Y2-631-2额定转速：2730额定电压：AC 380V50Hz功率引述：0.8额定电流：0.35A连接方式：星型额定功率：0.18KW绝缘等级：E.-二、改造要求二、改造要求用 PLC200 改造原有的继电器接触器控制系统，改造要求如下：1)原车床的工艺加工方法不变。2)不改变原控制系统电气操作方法和按钮、手柄等操作元件的功能。3)改造原继电器控制中的硬件接线，改为PLC 编程实现。4)有完善的限位保护、电动机过流保护等保护功能。5)原有控制功能不变的情况下，把主轴电动机启动改为星三角启动后、取消降压电阻。具体要求如下：主轴具有正、反转启停功能和正转点动功能。主轴正转、反转启动时采用星三角启动主轴制动时采用星型接法冷却泵电动机启停控制功能快速电动机点动功能三、系统框图三、系统框图电源供电主电源控主控制电路制PLC 控制电路电中间继电器触头路模块交流接触器线圈整流器中间继电器线圈电动机控制电路主轴电机主轴电机M1M1继电作用器冷却泵电机冷却泵电机M2M2供电快速移动电机快速移动电机M3M3控信号输入给 PLC制经 CPU 处理后将信号输出控制交流接触器的线圈是否的得电从而控电制主电路的通断路控制交流接触器的线圈是否的得电从而控制主电路的通断为 PLC 提供输入输出驱动控制中间继电器触头的通断为车床的执行元件PLC四、四、C650C650 卧式车床电气控制要求分析卧式车床电气控制要求分析M1 为主轴电动机，拖动主轴旋转并通过进给机构实现进给运动，主要有正转与反转控制、停车制动时快速停转、加工调整时点动操作等电气控制要求。主轴电动机需要正反转互锁、短路保护、过载保护等保护措施。与主轴电动机有关的操作元件有正向点动按钮、正向启动按钮、反向启动按钮、停顿按钮。.z.-控制要求主轴正向旋转正转长动操作按下主轴电机正转按钮如果电机正在反转那么须先按下急停按钮主要电气原理按下主轴正转按钮主轴电机星型线圈得电，电机星型运行同时松开主轴正转按钮。一段时间后星型线圈失电，三角形线圈得电，电机三角形运行。按下主轴反转按钮主轴电机星型线圈得电，电机星型运行同时松开主轴反转按钮。一段时间后星型线圈失电，三角形线圈得电，电机三角形运行。结果主轴电动机正向星三角启动，三角形长期运行。主轴反向旋转反转长动按下主轴电机反转按钮如果电机正在正转那么须先按下急停按钮主轴电动机反向星三角启动，三角形长期运行。加工位置调整正向点动主轴电机点动按钮进展此项操作前须确保主轴电机为停转状态按下主轴点动按钮主轴电动机正向点主轴电机星型线动运行，加工位置圈得电，电机星型调整运行。一段时间后，电 机 星 型 线 圈 失电，电机停转。转动时间由 PLC 编程决定按下急停按钮主轴三角星型线圈失电，由于速度继电器常开处于闭合状态 星 型 线 圈 得电，电机反接电机转速降低至速度继电器设定值星型线圈失电电机惯性停顿。主轴电动机快速平稳的停顿停车制动时快速制动急停按钮保护机制：.过载保护熔断器-电路过载时即时断开.正反转接触器线圈电气互锁.反接制动按下急停按钮时让电机更快更平稳的停下M2 为冷却泵电动机，驱动冷却泵对零件加工部位进展供液，电气控制是要求加工时供液，并能长期运转。冷却泵电动机需要短路保护、过载保护等保护措施。与冷却泵电动机有关的操作元件有启动按钮、停顿按钮。.z.-控制要求冷却泵电动机在加工时供液，并能长期运行操作按下冷却泵启动按钮主要电气原理当按下冷却泵启动按钮，PLC 采集信号且输出到中间继电器且自锁，中间继电器控制交流接触器，交流接触器闭合。冷却泵电动机启动。当按下冷却泵启动按钮，PLC 采集信号且输出到中间继电器且失电，中间继电器控制交流接触器，交流接触器断开。冷却泵电动机停顿。当冷却泵电动机发生过载保护，热继电器触头动作，PLC采集信号，使中间继电器失电，从而使得交流接触器断开，主轴电动机停车。当主回路短路，熔断器熔断，主回路全部掉电。冷却泵电动机停车。结果冷却泵电动机启动且长期运行，零件加工部位开场供液停顿供液按下冷却泵停顿按钮冷 却 泵 电 动 机 停顿，零件加工部位停顿供液冷却泵电动机过载保护无冷 却 泵 电 动 机 停顿。冷却泵电动机短路保护无冷 却 泵 电 动 机 停顿。M3 是快速移动电动机，拖动刀架快速移动，要求能够随时手动控制启动与停顿。快速移动电动机需要短路保护等保护措施。与快速移动电动机有关的操作元件有点动行程开关SQ。控制要求手动控制启动与停顿操作压下手柄主要电气原理当压下手柄后，行程开关被压下，PLC采集信号并输出到中间继电器，中间继电器控制交流接触器使得快速移动电动机点动。当主回路短路，熔断器熔断，主回路全部掉电。冷却泵电动机停车。结果快速移动电动机点动，拖动刀架快速移动快速移动电动机短路保护无快速移动电动机得到短路保护.z.-EL 是照明灯，为加工时提供照明。照明灯需要短路保护，相关元件有手动开关控制要求加工时提供照明操作旋转手动开关主要电气原理旋转手动开关，电路接通，照明灯点亮当主回路短路，熔断器熔断，主回路全部掉电。照明灯熄灭结果照明灯点亮照明灯短路保护无照明灯得到短路保护五、主要应用技术五、主要应用技术可编程控制器是在继电器控制和计算机技术的根底上，逐渐开展起来的以微处理器为核心，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的新型控制装置。它具有构造简单、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。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的根底设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM 将成为工业生产的三大支柱。由于PLC 具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富。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。本次设计的内容主要是利用 PLCProgrammable Logic Controller对 C650 型车床的电器局部进展改造。首先我对本设计进展总体的分析，使自己有一个大致的总体概念，然后仔细分析C650 车床，对车床主运动和进给运动还有其它的辅助运动，进展分析。最后根据控制电路的线路图，编译 PLC 的梯形图，编译通过后，利用 PLC 实验台进展实验仿真。因此使C650 车床在完成原有的功能特点外，还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。SIMATIC S7-200 Micro 自成一体：特别紧凑但是具有惊人的能力特别是有关它的实时性能它速度快，功能强大的通讯方案，并且具有操作简便的硬件和软件。但是还有更多特点：SIMATIC S7-200 Micro PLC具有统一的模块化设计目前不是很大，但是未来不可限量的定制解决方案。这一切都使得SIMATIC S7-200 Micro PLC 在一个紧凑的性能范围内为自动化控制提供一个非常有效和经济的解决方案。六、硬件局部六、硬件局部1.熔断器选型额定电压 AC220V：因为电动机熔断器选型规那么为熔体额定电流=1.52.5*电动机额定电流，所以做出以下计算和选型：主轴电动机额定电流：59.5A，且频繁使用。所以应选熔体额定电流为：.z.-2.3.4.5.2.5*59.5=148.75A，根据查表无恰好为148.75A 规格的熔断器，所以选择相近为 150A 的规格的熔断器，详细分析和选择后，选择填料封闭管式熔断器，型号为 RTO-150。冷却泵电动机额定电流为：4.8A，非频繁使用。所以应选熔体额定电流为：1.5*4.8=7.2A，根据查表无恰好为 7.2A 规格的熔断器，所以选择相近为 10 A的规格的熔断器，详细分析和选择后，选择螺旋式陶瓷熔断器，型号为 RL1-10。快速移动电动机额定电流为：0.35A，非频繁使用。所以应选熔体额定电流为：1.5*0.35=0.525A，根据查表无恰好为0.525A 规格的熔断器，所以选择相近为0.5A 的规格的熔断器，详细分析和选择后，选择螺旋式陶瓷熔断器，型号为RL1-0.5。整流器所带负载太低，所以采用螺旋式陶瓷熔断器，型号为RL1-0.5。照明电路的负载只有灯泡所带的负载较低，所以采用螺旋式陶瓷熔断器，型号为 RL1-0.5。交流接触器的负载较低，但是频繁使用且带额定电压为 220V，选择螺旋式陶瓷熔断器，型号为 RL1-10。热继电器选型(额定电压为：AC380V)：热继电器的选型规那么为额定电流为1.11.15*电动机额定电压，所以做出以下计算和选型：主轴电动机额定电流：59.5A，且频繁使用。所以应选热继电器额定电流为：1.1*59.5=65.45A，根据查表无恰好为规格的热继电器，所以选择相近为160A的规格的热继电器，详细分析和选择后，选择型号为JR36-160。冷却泵电动机额定电流：4.8A，且频繁使用。所以应选热继电器额定电流为：1.1*4.8=5.28A，根据查表无恰好为规格的热继电器，所以选择相近为7.2A 的规格的热继电器，详细分析和选择后，选择型号为JR36-7.2。交流接触器选型额定电压为AC220V交流接触器的选型规那么为控制电流为额定电流的65%75%，所以做出以下计算和选型：主轴电动机额定电流：59.5A，且频繁使用。所以应选交流接触器额定电流为：59.5/0.65=91.53A，根据查表无恰好为 91.53A 规格的交流接触器，所以选择相近为100A的规格的交流接触器，详细分析和选择后，选择型号为CHT1-100。冷却泵电动机额定电流：4.8A，且频繁使用。所以应选交流接触器额定电流为：4.8/0.65=7.38A，根据查表无恰好为 7.39A 规格的交流接触器，所以选择相近为 10A 的规格的交流接触器，详细分析和选择后，选择型号为CHT1-10。快速移动电动机额定电流：0.35A，且频繁使用。所以应选交流接触器额定电流为：0.35/0.65=0.53A，根据查表无恰好为更小规格的交流接触器，所以选择相近为10A的规格的交流接触器，详细分析和选择后，选择型号为CHT1-10。中间继电器选型额定电压DC24V：中间继电器的选型与交流接触器的选型一样，所以做出以下计算和选型：由于中间继电器由 PLC 控制通断，额定电流负载小所以选择规格为5A 的中间继电器，型号为 JQX-13F，且与之配套的底座为 JQX-13F 2Z。按钮选型：由于整个电路中不会出大电流经过按钮开关等所以选择：按钮：LAY7-11BN行程开关：JLXK1-111.z.-手动开关：LAY7-11X/2急停按钮：XB2-5426.PLC 选型：PLC 选择简单实用小型的PLC200 系列，CPU 型号为 CPU224备注：详细更换元件的型号价格等，请参考?附件一 采购清单?七、软件局部七、软件局部(一)IO 表输入 IO 表标签名称主轴急停主轴点动主轴正转主轴反转停顿供液启动供液刀架移动主轴电机过载冷却电机过载正向速度触点反向速度触点序号1234元件符号SB1SB2SB3SB4SB5SB6SQFR1FR2KS1KS2元件符号KA1KA2KA3KA4地址I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I1.0I1,1I1.2I1.3输出 IO 表地址Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6功能正转 KM1 中间继电器反转 KM2 中间继电器星型 KM3 中间继电器三角型 KM4 中间继电器冷却泵 KM5 中间继电器快速移动电机 KM6 中间继电器电流表防烧保护功能主轴电机急停主轴电机点动主轴电机正转主轴电机反转冷却泵电机停顿冷却泵电机启动快速移动电机点动主轴电机过载保护冷却泵电机过载保护反转制动正转制动备注常闭常开常开常开常闭常开常开常闭常闭常开常开5KA5M1 电机停顿子程序：其主6KA6要作用为控制电机的反接制动，保证其可靠停车，7KA7以及过载保护(二)程序组成框图(三)其他子程序：包括照明电路程序流程图请与 IO 表对照查阅和电流表防烧电路的控制M1 电机的点动控制子程序主轴点动按钮是否按下.z.主程序：对所有的子程序进展管理。复位子程序：对调用的所有资源进展上电复位-按下松开主轴正转中间继电器得电主轴正转中间继电器失电主轴星型中间继电器得电主轴星型中间继电器失电主轴电机启动主轴电机停顿M1 电机的长动运行子程序正转主轴正转按钮是否按下按下后松开主轴正转中间继电器得电主轴星型中间继电器得电延时主轴星型中间继电器失电主轴三角型中间继电器得电电机正向三角型长期运行反转主轴反转按钮是否按下按下后松开主轴反转中间继电器得电主轴星型中间继电器得电延时主轴星型中间继电器失电主轴三角型中间继电器得电电机反向三角型长期运行M1 电机反接制动子程序过载保护是否过载是否主轴电动机有关中间继电器全部失电电动机继续运行主轴电动机停顿正转反接制动是否按下急停按钮主轴电动机继续运行是否正向速度触头是否闭合是主轴正转中间继电器失电主轴正转中间继电器失电主轴反转中间继电器得电主轴三角型中间继电器失电主轴三角型中间继电器失电主轴星型中间继电器得电.z.-正向速度触头是否闭合是否主轴反转中间继电器失电主轴星型中间继电器失电电机停顿反转反接制动是否按下急停按钮主轴电动机继续运行是否正向速度触头是否闭合是主轴正转中间继电器失电主轴正转中间继电器失电主轴反转中间继电器得电主轴三角型中间继电器失电主轴三角型中间继电器失电主轴星型中间继电器得电正向速度触头是否闭合是否主轴反转中间继电器失电主轴星型中间继电器失电电机停顿M2 电机启停控制子程序是否按下启动按钮否是冷却泵电机中间继电器得电是否按下停顿按钮否是否过载否是是冷却泵电动机中间继电器失电冷却泵电动机停顿M3 电机点动子程序手柄是否压下压下松开快速移动电机中间继电器得电快速移动电机中间继电器失电快速移动电机启动快速移动电机停顿其他子程序电流表防烧主轴电机三角型中间继电器是否得电否是延时防烧电路中间继电器得电主轴电机三角型中间继电器是否得电否否.z.-防烧电路中间继电器失电(四)源程序源程序请参考?附件二 源程序?八、系统操作说明八、系统操作说明1)操作说明操作方式与操作结果请参考?四、C650 卧式车床电气控制要求分析?，改造后的方式与改造前的方式保持一致，未发生改变。2)系统考前须知严禁非专业人员拆动电路，以防触电事故当机床运转时，非专业人员请远离机床以免发生伤害事故当对机床进展改造升级或维修时，请切断电源前方可进展机床的操作运行请由专业人员进展，非专业人员九、进度表九、进度表序号1事项对旧车床检测，检查元件的损坏情况，做好记录撤除旧车床损坏元件以及更换的元件撰写改造方案和采购清单采购元件对旧车床按照改造电气原理图施工进展施工PLC 编程现场调试、测试编写、整理技术资料操作员开场日期完毕日期2345678十、总结十、总结通过这次改造方案的撰写使我收获不少,在系统全面总结以前所学知识的同时,又学到了新的知识。不仅锻炼了思考能力，也提高了总结、归纳、综合运用的能力，是毕业前对所学的知识的回忆和检验。无论是根底知识方面还是软件应用，绘图方面都有提高，对可编程控制器有了更深一步的理解。C650 车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺.z.-纹和定型外表，并可以通过尾架进展钻孔、铰孔、攻螺纹。采用传统的继电器 接触器控制，其技术落后,可靠性差,工作效率低,故障诊断和排除困难,已严重制约了企业的生产效率，而可编程控制器是在继电器控制和计算机控制根底上开发的工业自动化控制装置,是一种数字运算操作的电子系统,专门为在工业环境下应用设计的,它具有可靠性高、设计施工周期短、维修方便,价格也很廉价等优点。因而用 PLC 改造其继电器-接触器成了一种必然的选择。本设计主要是用程序的设计来实现其传统的继电器-接触器线路，以实现 C650 车床的各项控制要求。详细介绍了电动机的正反转控制、电动机的正转点动控制及其反接制动控制、电动机的正反转运行的反接制动控制等的设计。并分析了其工作过程。用文字、图表、动作的顺序的标示的形式展现出来，增加了可读性。最后对程序进展了调试，通过调试的结果证明，此程序是可行的。十一、附件十一、附件附件包含清单序号123456名称?附件一 采购清单?附件二 源程序?附件四 改造记录?附件五 检查记录?,?附件六 维修记录?页数114111?附件三 改造电气原理图?1.z.
