基于PLC的C车床控制系统设计

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高工件的质量和生产的效率。 2.2 C650卧式车床改造主要内容

(1)主电动机M1长动时,使用不经限流电阻直接启动的方式。

(2)主电动机M1既能正向持续运行,也能反向持续运行。停转时,使用反接制动的方法抵消转动惯量实现快速停车。

(3)主电动机M1可以正转点动串电阻低压启动。 (4)原车床的工艺加工方法不变。

(5)保留原车床控制系统中按钮、手柄等手动控制元件的作用。 2.3 C650车床的电气控制原理

车床电路相当复杂,但根据各个电路的功用区分,大体由主电路,照明电路和控制电路三部分组成[4]。具体的电气线路如图2所示。

图2 C650型卧式车床电气控制线路

(1)主电动机电路

电源引入与故障保护:首先经熔断器FU对整个电路进行保护,然后由FU1、FR1对M1主电路进行保护,由FU4、FR2对M2主电路进行保护,再由FU5对M3主电路进行保护。

主电动机正反转:根据上图进行电气控制电路分析可知,主电路中KM1与 KM2控制电动机正反转,二者不会同时闭合。 当KM1闭合时,电动机正转;当KM2闭合时,电动机换相反转。

主电动机全压与减运转压状态:电阻R是电动机M1的限流电阻,受KM3主触头控制。当KM3闭合时,电流直接经KM3主触头进入电动机M1电动机全压启动,当KM3断开时,电流将经过R后再进入M1中,经R分压后减压启动。

绕组电流监控:电流表A是用于查看电动机M1主电路中的电流情况的,其中线圈TA套在三相电路其中一相的导线上,且不与该导线相接触。KT常闭延时断开触头闭合时,电流表A短接无显示,当触头断开时,电流表A显示主电路电流情况。

电动机转速监控:KS是速度继电器,与M1同轴安装,当M1启动并接近额定转速时,KS闭合,当M1停转速度降低时,KS重新断开,用于电动机的反接制动中。

(2)冷却泵电动机电路

M2主电路经FU4与FR2保护后,受KM4控制,KM4断开,M2停止转动,系统不供给冷却液;KM4闭合,M2启动,系统开始供液进行冷却。

(3)快移电动机电路

经FU5保护后。KM5闭合与断开,控制M3的启动与停转。

TC变压器一次侧接入三相电源其中两相,电压为380V,二次侧分别为两个电

路供电,一路给照明灯线路供电,电压为36V,另一路则给车床控制线路供电,电压为110V。

控制线路从电路的9区至23区,初始状态时,所有线圈均不通电,各个触头均处于不受力状态。

(1)主电动机点动控制

按下SB2,只有线圈KM1通电,主电路中KM1闭合,M1启动,松开SB2,KM1立即断开,M1停转。

(2)主电动机正转控制

按下SB3,20区的KM3闭合,然后又令位于11区的中间继电器KA闭合,经过1、2、3线路,使得KM1线圈通电。而11~12区的KM1与14区的KA闭合,完成对SB3的自锁。主电路中KM3与KM1闭合,电阻R被短路,电源直接接入电动机M1中,电动机M1正转启动。

M1主电路中还有一个电流表,用来检查电路中电流的大小,KT线圈刚刚通电时,由于刚开始时仍处于延时时间,所以此时KT仍然处于闭合状态,电流表A处于短路状态无显示,当KT断开时,此时绕组电流已基本趋于正常,电流表A取消短接,按一定比例显示出绕组电流。

(3)主电动机反转控制

按下SB4,通过分析不难得出,KM3闭合,进而导致KM2线圈通电,14区KA与17-18区KM2全都闭合,完成对SB4的自锁环节。主电路中KM2、KM3闭合,电动机M1直接与电源接通,反转启动。

(4)主电动机反接制动控制

正转制动控制:KS是速度继电器,当M1转速达到速度继电器的临界速度时,相对应的触头即会闭合。按下SB1,所有电机也全部断电,但由于转动惯量较大,电动机只会缓慢降速,不会立即停转。松开SB1,KM2线圈通电,主电路中电动机M1反转启动,与电动机M1正转惯性相抵消,电动机迅速停车,KS2因速度下降重新断开。

反转制动控制:按下SB1,所有线圈断电。一旦松开SB1,由电路分析可知线圈KM1将通电,电动机M1正转启动,与反转惯性相抵消,电动机迅速停转,KS1也重新断开。

(5)冷却泵电动机起停控制

按下SB6,KM4闭合,形成自锁环节,主电路中M2通电,M2持续转动供液。停止供液时,只需要按下SB5,M2即会停转,冷却泵停止供液。

(6)快移电动机点动控制

将刀架移至一旁,SQ将闭合,进而导致接触器KM5闭合,电动机M3启动。将刀架恢复到原来的位置,SQ重新断开,M3将会停止运转。

(7)照明电路

SA闭合,EL灯亮。SA断开,EL灯灭[5]。

C650卧式车床电气原理图中电气元件符号及名称如表1所示。

3. 系统元器件的概述与选择

3.1 PLC类型的简介

PLC即可编程控器,是针对现代工业自动化控制,运用多种现代电子技术发展起来的一种新型控制元件。以其功能强大,价格低、操作容易,运行稳定,逐渐成为现代工业控制的核心元件。PLC从诞生那一刻起得到了迅猛的发展,世界各个着名电器公司几乎都在生产。现在在各个控制领域到处可见PLC的应用比较常见可编程控制器有的有德国的西门子(SIMATIC )、美国的A-B和GE、日本的三菱和欧姆龙等。 3.2 PLC的特点

PLC是综合计算机与传统电气控制两种不同的技术,可以编程以进行程序控制的器件。这也让PLC拥有其他控制方法无法具有的优点:

(1)可靠性高,抗干扰能力强

PLC针对生产生活使用过程中所面对的各种干扰,在软硬件两方面进行了各种抗干扰的设计,可以在绝大多数的工作环境中稳定运转。用程序软件来取代传统控制器

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