基于PLC的卧式车床电气控制系统设计
电器控制与plc设计-----卧室车床电器控制系统
一、C650卧式车床PLC控制系统设计目的与要求车床是一种应用极为广泛的金属切削机床,它的主运动为主轴回转运动,刀架的移动为进给运动,车削加工一般不要求反转,但加工螺纹时,为避免乱扣,需要反转退刀,并保证工件的转速与刀具的移动速度之间具有严格的比例关系,溜板箱与主轴箱之间通过齿轮传动系统连接，用它能车削外圆、内孔端面螺纹定型表面等，并可装上钻头绞刀等工具进行孔加工。
C650卧式车床是其中较为常见的一种,其原控制电路为继电器控制,接触触点多，故障多。
其属于中型车床，功率为30KW，车身的最大回转半径为1020mm，最大工件长度为3000mm。
操作人员维修任务较大.针对这种情况，我们用PLC控制其继电器控制电路，采用了反接制动，为了减小制动电流，定字回路串入限流电阻R,为减轻工人劳动的劳动强度和节省辅助工作时间，专门设置了一台2.2KW的拖动溜板箱的快速移动电动机。
这些功能克服了以上缺点，降低了设备故障率，提高了设备使用效率,运行效果良好。
(1)主要控制电器为三台电机：主电动机、冷却泵电机、快速移动电动机。
三台电机都要有短路保护措施；(2) 主电动机和冷却泵电动机采用热继电器进行过载保护；(3) 主电动机要采用减压起动方式起；动(4) 主电动机要求能够正反转控制，并且有点动调整控制和长动控制，采用反接制动；(5)主回路负载的电流大小能够监视，但要防止起动电流对电流表产生冲击。
二、设计过程及原理2.1 车床电气控制主电路车床控制主电路图如图1车床的主电路，配置三台电动机M1、M2、M3。
主电动机M1由停止按钮SB3、点动按钮SB4、正转按钮SB1、反转按钮SB2、热继电器常闭触头FR1、速度继电器正转触头KS1、速度继电器反转触头KS2、正转接触器主触头KM1、反转接触器主触头KM2、制动接触器主触头KM3等控制。
冷却泵电动机M2由停止按钮SB6、起动按钮SB5、热继电器常闭触头FR2、接触器主触头KM4等控制；快移电动机M3由限位开关 SQ、接触器主触头KM5控制；，电流表 PA 用来监视主电动机的绕组电流，由于主电动机功率很大，故 PA 接入电流互感器 TA 回路。
基于PLC的卧式车床-电气控制系统设计
电气控制技术课程设计报告设计课题：基于PLC的卧式车床电气控制系统设计姓名:学号:学院：工学院专业：电气工程及其自动化班级: 一班日期 2012年12月26日-—2013年1月6日指导教师:安徽农业大学工学院机电工程系电气控制技术课程设计任务书1。
设计题目：基于PLC的卧式车床电气控制系统设计2. 设计要求:要求根据机床工作的实际情况，按照安全可靠、经济合理、控制线路简单的基本要求。
选择用户输入设备，输出设备，执行电器；PLC的选择;分配I/O点，绘制I/O连接图；设计控制程序；制定电器元件明细表;最后按要求写出设计报告，绘出设计图样。
3. 设计依据：主要技术参数和拖动控制要求：1、最大车削工件外径为300mm。
2、要求主拖动电动机直接起动，点动串电阻，正反向转动。
3、要求切削时提供冷却液。
4、刀架可以由电动机拖动快速移动。
5、必要的照明、信号指示。
4。
设计任务：要求在规定时间内完成下列工作量：4。
1 设计内容包括：1。
分析控制要求。
2。
选择用户输入设备，输出设备,执行电器。
3. PLC的选择。
4。
分配I/O点，绘制I/O连接图。
5。
设计控制程序。
6. 绘制电器位置图、电气接线图.7. 制定电器元件明细表。
4。
2 设计图样:PLC控制线路(I/O连接图）原理图、电器位置图和电气接线图各1张(A4图纸）.5。
课程设计报告的书写要求：5.1 设计报告的格式：要有封面、目录、正文、参考文献等，其中目录、参考文献部分各自要单独放在一页，参考文献的书写请参考《电气控制技术课程设计指导》的参考文献书写规范。
正文的字数要求不少于4000字。
5。
2 设计报告的书写内容：按照任务书的4。
1所列的设计内容逐一书写。
目录1 引言………………………………………………………………………1.1 卧式车床简介……………………………………………………………1.2 PLC在电气控制系统中的应用………………………………………2 分析控制要求……………………………………………………………2.1 车床结构介绍和控制要求…………………………………………2.2 主电动机的点动调整控制……………………………………………2。
「C650卧式车床PLC控制系统设计」
「C650卧式车床PLC控制系统设计」摘要：C650卧式车床是一种常见的工业机械设备，用于加工金属工件。
PLC控制系统设计是该车床的关键部分，它能够将车床的运动和操作过程进行自动化控制，提高生产效率和质量。
本文将详细介绍C650卧式车床PLC控制系统设计的相关内容，包括系统的结构设计、输入输出模块的选型、程序设计等方面。
1引言C650卧式车床是一种常见的金属加工设备，广泛应用于工业生产中。
它通过切削和加工工件来实现不同形状和尺寸的零件制造。
随着工业自动化的发展，PLC控制系统在C650卧式车床中得到了广泛应用，它能够实现对车床的自动化控制，提高生产效率和质量。
2系统结构设计PLC控制系统的结构设计是整个系统的基础，它将决定系统的稳定性和可靠性。
C650卧式车床的PLC控制系统结构主要包括PLC主控模块、输入输出模块、控制面板、电动机驱动模块等。
PLC主控模块负责整个系统的控制和协调工作，它接收输入信号，并通过程序进行逻辑运算，最后输出控制信号。
输入输出模块负责与外部设备的通信，将外部信号转化为可识别的信号，或将PLC的输出信号转化为控制信号。
控制面板是操作员与PLC控制系统的交互界面，可以通过它进行参数设置和监控。
电动机驱动模块将PLC的控制信号转化为电动机控制信号，驱动电动机正常运行。
3输入输出模块的选型输入输出模块是PLC控制系统的重要组成部分，它负责与外部设备的数据交换。
在C650卧式车床的PLC控制系统中，常见的输入输出模块有数字输入模块、数字输出模块、模拟输入模块和模拟输出模块等。
数字输入模块用于接收开关量信号，如传感器的信号，用于检测车床的运动状态。
数字输出模块用于控制外部设备，如电磁阀、继电器等，实现对车床运动的控制。
模拟输入模块用于接收模拟量信号，如电压、电流等，用于检测车床的工作状态。
模拟输出模块用于输出模拟量信号，如电压、电流等，控制电动机驱动模块的运行。
在选型输入输出模块时，需要考虑系统的需求和性能指标。
基于PLC的数控车床电气控制系统设计
数控系统只对主轴系统进行开关控制。数控装置通过PLC对主轴系统进行起停控制。
1.2 PLC的硬件与工作原理
1.2.1 PLC简介
可编程序控制器（Programmable Controller）简称PC，为了不与个人计算机（也简称PC）混淆，通常将可编程序控制器称为PLC。它是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。
图2.1 PLC 车床控制系统分解图
2.4 利用PLC代替继电器--接触器控制方式的优越性
1.可维护性好采用PLC进行控制后,由于采用了专用芯片及集成电路，提高了集成度，减少了元器件数量，机床控制电路的接线量大为减少，故障率大大降低。可维护性好，基本上无需维护。
2.可靠性高PLC的平均无故障工作时间高达300000h（约34.2年），所以其可靠性高。而采用继电器--接触器控制机床的控制则因为存在大量机械触点，工作电压和工作电流较大，可靠性较差。
本文主要完成了主轴控制、坐标轴控制、自动换刀控制、定时润滑控制以及报警处理等功能的PLC控制程序的开发。并且利用FXGP_WIN-C软件编写了该机床的PLC控制程序，并借助其运行、监控功能，通过相关设备，观察了程序的运行情况。
关键词：PLC控制，数控车床，梯形图
第一章 概 述
CK9930型数控车床配备的是华中I型数控系统，是一种比较老式的小型简易经济型数控系统。随着数控技术的不断进步与发展，这一数控系统已不能满足加工要求，本课题就是对现有的CK9930数控车床所进行的改造项目的一个组成部分。主要是车床电气控制部分进行改造。
1.PLC输入输出端与机床面板信号联接
CNC数控机床操作面板上有按钮、旋钮开关和指示灯等，按钮、旋钮开关直接与可编程控制器的输入端接线柱相连，指示灯直接与PLC输出端接线柱相连。
基于plc的c650卧式车床控制系统设计毕业论文[管理资料]
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毕业设计题目基于PLC的C650卧式车床控制系统设计学生所在学院电气信息学院专业电气工程及其自动化学号12155989学生姓名指导教师起止日期毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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基于plc卧式车床的电气控制系统的设计
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卧式车床电气控制系统的plc改造课程设计
卧式车床电气控制系统的plc改造课程设计以卧式车床电气控制系统的plc改造课程设计为标题，本文将探讨如何进行卧式车床电气控制系统的plc改造，以提高其自动化程度和生产效率。
一、卧式车床电气控制系统的现状卧式车床电气控制系统是卧式车床的核心组成部分，其控制卧式车床的各项动作，如主轴转速、进给速度、切削深度等。
目前，许多卧式车床电气控制系统存在以下问题：1. 机器人性能不佳，自动化程度不高，需要人工干预；2. 控制系统稳定性差，易出现故障；3. 控制方式单一，难以适应不同工件的加工要求；4. 功能不够完善，无法满足高精度加工的需要。
二、卧式车床电气控制系统的plc改造方案为了解决上述问题，我们提出了卧式车床电气控制系统的plc改造方案。
具体措施如下：1. 优化机器人性能，提高自动化程度。
我们将卧式车床的控制系统升级为具有高性能的plc系统，增加机器人的自动化程度。
采用高精度传感器和控制器，实现各项动作的精确控制，减少人工干预，提高生产效率。
2. 提高控制系统的稳定性，防止故障。
我们将采用模块化设计，将控制系统分为多个模块，每个模块都具有完整的功能，可以独立工作，不会影响整个系统的运行。
同时，我们将加强系统的故障诊断和排除能力，及时处理系统故障，保证生产的连续性。
3. 提供多种控制方式，适应不同工件的加工要求。
我们将根据不同工件的加工要求，提供多种控制方式，如手动控制、自动控制、半自动控制等，以满足不同客户的需求。
4. 增加功能，提高加工精度。
我们将增加卧式车床的功能，如自动刀具长度测量、自动刀具磨损检测、自动刀补偿等，以提高加工的精度和质量。
三、卧式车床电气控制系统的plc改造效果经过plc改造后，卧式车床电气控制系统的性能和稳定性得到了大幅提升，机器人的自动化程度显著提高，可以实现自动化生产，大大提高了生产效率。
同时，增加了多种控制方式和功能，使卧式车床可以满足不同客户的需求，并提高了加工的精度和质量。
基于PLC的车床电气控制系统设计
基于PLC的车床电气控制系统设计
车床电气控制系统是指运用可编程控制器（PLC）对车床进行电气控制的系统。
它由传感器、执行器、PLC、人机界面等组成，在车床加工的自动化控制中起着重要的作用。
本文介绍了一种基于PLC的车床电气控制系统设计，主要包括以下内容：
一、控制系统硬件设计
PLC选用的是具有高性价比和可靠性的型号，根据实际需要选择了输入输出模块，以满足车床加工过程中需要控制的各种信号输入和执行器控制输出。
同时，在车床电气线路设计中，对于每个执行器都应有对应的保护措施，以防止短路或过流等故障，保护系统的稳定性和安全性。
PLC程序采用Ladder图编写，根据车床加工的要求，编写了对应的控制策略。
如对进给轴进行控制时，可以采用位置控制模式，根据加工要求以及机床的机械结构特点，确定调节位置的方式和速度，以达到加工精度的要求。
此外，还需要制定安全控制策略，如在车床加工时，应设置急停开关、门禁开关等保护措施，以确保操作人员的安全。
三、人机界面设计
人机界面（HMI）是车床电气控制系统中的一个重要组成部分。
它通过显示器和操作面板与PLC进行通讯，用于显示车床加工过程中各种信号和控制指令，同时操作人员也可以通过操作面板进行控制。
为了提高可视化效果，设计了简洁明了的界面，并通过图形化控制按钮实现对车床加工的各种操作，如启动、停止、进给、回程等。
综上所述，基于PLC的车床电气控制系统设计具有高效、精准、安全等优点，能够有效提高车床加工的自动化水平和加工质量，具有广泛的应用前景。
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电气控制技术课程设计报告设计课题: 基于PLC的卧式车床电气控制系统设计姓名:学号:学院: 工学院专业: 电气工程及其自动化班级: 一班日期 2012年12月26日——2013年1月6日指导教师:安徽农业大学工学院机电工程系电气控制技术课程设计任务书1. 设计题目：基于PLC的卧式车床电气控制系统设计2. 设计要求：要求根据机床工作的实际情况，按照安全可靠、经济合理、控制线路简单的基本要求。
选择用户输入设备，输出设备，执行电器；PLC的选择；分配I/O点，绘制I/O连接图；设计控制程序；制定电器元件明细表；最后按要求写出设计报告，绘出设计图样。
3. 设计依据：主要技术参数和拖动控制要求：1、最大车削工件外径为300mm。
2、要求主拖动电动机直接起动，点动串电阻，正反向转动。
3、要求切削时提供冷却液。
4、刀架可以由电动机拖动快速移动。
5、必要的照明、信号指示。
4. 设计任务：要求在规定时间内完成下列工作量：4.1 设计内容包括：1. 分析控制要求。
2. 选择用户输入设备，输出设备，执行电器。
3. PLC的选择。
4. 分配I/O点，绘制I/O连接图。
5. 设计控制程序。
6. 绘制电器位置图、电气接线图。
7. 制定电器元件明细表。
4.2 设计图样：PLC控制线路（I/O连接图）原理图、电器位置图和电气接线图各1张（A4图纸）。
5. 课程设计报告的书写要求：5.1 设计报告的格式：要有封面、目录、正文、参考文献等，其中目录、参考文献部分各自要单独放在一页，参考文献的书写请参考《电气控制技术课程设计指导》的参考文献书写规范。
正文的字数要求不少于4000字。
5.2 设计报告的书写内容：按照任务书的4.1所列的设计内容逐一书写。
目录1 引言………………………………………………………………………1.1 卧式车床简介……………………………………………………………1.2 PLC在电气控制系统中的应用………………………………………2 分析控制要求……………………………………………………………2.1 车床结构介绍和控制要求…………………………………………2.2 主电动机的点动调整控制……………………………………………2.3 主电动机的正反转控制电路…………………………………………2.4 主轴电动机的反接制动控制…………………………………………2.5 刀架的快速移动和冷却泵控制………………………………………3 选择用户输入设备，输出设备，执行电器………………………………3.1 主要电气元件的选择………………………………………………3.2 电动机的选择………………………………………………………3.3 交流接触器和中间继电器的选择…………………………………3.4 保护电器的选择……………………………………………………3.5 控制电器的选择……………………………………………………4 PLC的选择…………………………………………………………………5. 分配I/O点绘制I/O连接图………………………………………………6 设计控制程序……………………………………………………………结束语……………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………附录1:制定电器元件明细表……………………………………………………附录2:电气原理图………………………………………………………………附录3:电气接线图………………………………………………………………附录4:绘制电器位置图…………………………………………………………附录5:实物图……………………………………………………………………1 引言1.1 卧式车床简介卧式车床属于中型车床，用于切削工件外圆、内孔和端面等。
该车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工。
主轴由三相异步电动机拖动，主轴通过卡盘带动工件的旋转运动；进给运动，溜板带动刀架的纵向和横向直线运动，其中纵向运动是指相对操作者向左或向右的运动，横向运动是指相对于操作者向前或向后的运动；辅助运动，包括刀架的快速移动、工件的夹紧与松开等。
工作过程如下：1．正常加工时一般不需反转，但加工螺纹时需反转退刀，且工件旋转速度与刀具的进给速度要保持严格的比例关系，为此主轴的转动和溜板箱的移动由同一台电动机拖动。
主电动机M1（功率为20kW），采用直接起动的方式，可正反两个方向旋转，为加工调整方便，还具有点动功能。
由于加工的工件比较大，加工时其转动惯量也比较大，需停车时必须有停车制动的功能，该设计的采用速度继电器控制的电源反接制动。
2．电动机M2拖动冷却泵。
车削加工时，刀具与工件的温度较高，需设一冷却泵电动机，实现刀具与工件的冷却。
冷却泵电动机M2单向旋转，采用直接起动、停止方式，且与主电动机有必要的联锁保护。
3．快速移动电动机M3。
为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间，利用M3带动刀架和溜板箱快速移动。
电动机可根据使用需要，随时手动控制起停。
4．采用电流表检测电动机负载情况。
5．车削加工时，因被加工的工件材料、性质、形状、大小及工艺要求不同，且刀具种类也不同，所以要求切削速度也不同，这就要求主轴有较大的调速范围。
车床大多采用机械方法调速，变换主轴箱外的手柄位置，可以改变主轴的转速。
1.2 PLC在电气控制系统中的应用PLC 是先进的工业化国家通用的标准工业控制设备，在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术，可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作电子系统。
它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点。
用PLC 控制改造其继电器控制电路, 可靠性高、逻辑功能强、体积小，降低了设备故障率, 提高了设备使用效率, 运行效果良好。
PLC 是一种专为工业生产自动化控制设计的，一般而言，无须任何保护措施就可以直接在工业环境中使用。
然而，当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC 的正常运行。
要提高PLC 控制系统可靠性，一方面生产厂家要提高PLC 的抗干扰能力；另一方面，要在设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合，减少及消除干扰对PLC 的影响。
在新的时代，PLC 会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备、成熟的现场总线通信能力会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC 作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在我国发电厂的电气自动化建设中发挥越来越大的作用。
2 分析控制要求2.1 车床结构介绍和控制要求主轴电动机：用于主轴正反向运动和刀具的工步进给运动，通过手柄操纵机械变速箱改变主轴和进给的转速。
要求：①因转动惯量过大，主轴采用电气停车制动。
②快移电动机实现刀架拖板快速移动，以减少辅助工时。
驱动电机电气控制要求：主轴电动机（30KW）：①正、反转②电气反接制动③正向点动。
快移电动机（2.2KW）：点动控制。
冷却泵电动机（0.125KW）：起停控制。
（提供冷却液）。
2.2 主电动机的点动调整控制电路中KM3为M1电动机的正转接触器，KM3为M1电动机的长动接触器，KA为中间继电器。
M1电动机的点动由点动按钮SB2控制。
按下按钮SB2，接触器KM1得电吸合，他的主触点闭合，电动机的定子绕组限流电阻R与电源接通，电动机在较低速下起动。
2.3 主电动机的正反转控制电路按动正转SB3→ KT线圈通电延时、KM3线圈通电→主回路R被短路→KA线圈通电→KM1线圈通电自锁→M1正向起动。
启动完毕，KT延时时间到→A投入检测运行电流。
2.4 主轴电动机的反接制动控制按动停车按钮SB1→KM1、KT、KM3、KA线圈断电，松开SB1→KM2线圈通电→M1串R反接→n<100r/min时→KM2线圈断电，切除反接电源，M1停止转动。
2.5 冷却泵控制和刀架的快速移动M2（冷却泵）：SB5、SB6及KM4构成起停控制电路：M3（快移）：刀架操纵手柄控制刀架拖板的工步移动和快速移动。
按动操作手柄点动按钮，压下位置开关SQ→KM5线圈通电→电动机M3点动。
3 选择用户输入设备，输出设备，执行电器3.1 主要电气元件的选择任何一种继电器系统都有三个部分组成，即输入部分，逻辑部分和输出部分。
系统输入部分由所有行程开关、方式选择开关、控制按钮等组成。
逻辑部分是指由各种继电器及其触点组成的实现一定逻辑功能的控制线路，输出部分包括各种负载的接触器线圈。
在本次控制系统设计中用PLC 代替了继电器控制系统中的逻辑线路部分。
在车床的电气控制系统，所有触头，行程开关，控制按钮（SB1～SB6）等为系统的输入信号；接触器线圈（KM1-KM5），为系统的输出信号。
3.2 电动机的选择在车床控制系统运行中，电动机类型选择的原则是，在满足工作机械对于拖动系统要求的前提下，所选电动机应尽可能结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉。
因此，在选用电动机种类时，若机械工作对拖动系统无过高要求，应优先选用三相交流电异步动机。
三相交流异步电动机的工作原理是基于定子旋转磁场（定子绕组内的三相电流所产生的合成磁场）和转子电流（转子绕组内的电流）的相互作用。
3.2.1 电动机容量选择的原则在控制系统运行中，电动机的选择主要是容量的选择，如果电动机的容量选小了，一方面不能充分发挥机械设备的能力，使生产效率降低，另一方面电动机经常在过载下运行，会使它过早损坏，同时还出现启动困难、经受不起冲击负载等故障。
如果电动机的容量选大了，则不仅使设备投资费用增加，而且由于电动机经常在轻载下运行，运行效率和功率因数都会下降。
选择电动机的容量应根据以下三项原则进行。
① 发热：电动机在运行时，必须保证电动机的实际最高温度max θ等于或稍微小于电动机绝缘的允许最高工作温度a θ，即max a θθ≤。
② 过载能力：电动机在运行时，必须具有一定的过载能力。
特别是在短期工作时，由于电动机的热惯性很大，电动机在短期内承受高于额定功率的负载功率时仍可保证max a θθ≤，故此时，决定电动机容量的主要因素不是发热而是电动机的过载能力。
即所选电动机的最大转矩T L max 必须大于运行过程中可能出现的最大负载转矩,即m a x m a x L m N T T T λ≤= (m λ一般为0.8 max /N T T ) (3.1)③ 启动能力：由于鼠笼式异步电动机的启动转矩一般较小，为使电动机可靠启动，必须保证L s t N T T λ< (/st st N T T λ=) (3.2)3.2.2 电动机的种类、电压和转速的选择除正确选择电动机的容量外，还需要根据生产机械的要求，技术经济指标和工作环境等条件，来正确选择电动机的种类、电压和转速。