车床电气控制改造PLC控制.pdf

CA6140 车床电气控制改造 PLC 控制系统 1 绪论 1.1 设计目的及意义 20 世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸 汽机，机床的电气传动随电动机的发展而发展。电气传动的控制方式亦经历了一个从 低级到高级的发展过程。最初采用手动控制。最早的自动控制是 20 世纪 20、30 年 代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以 及保护等控制。它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作 可靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。它的缺点是体积大、功耗 大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。 为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在 20 世纪 60 年代出现了顺序控制器。 它是继电器和半导体元件综合应用的控制装置，具有程序改变容易、通用性较强等优 点，广泛用于组合机床、自动线上。随着计算技术的发展，又出现了以微型计算机为 基础的具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器 PLC 【1】。 1.2CA6140 的现状 CA6140 是一种应用广泛的金属切削机床，目前采用传统的继电器控制的普通车 床在中小型企业任大量使用。能够车削外圆、内圆、螺纹、螺杆等，它采用继电器接 触器电路来实现电气控制系统。但由于大量的使用了继电器与接触器，再加上继电器 系统接线复杂，经常造成接触不良，而且原件老化快，设备故障频繁，不便于维修 故障诊断与排除困难，并存在： （1） 触电容易被电弧烧坏而导致接触不良 （2） 机械方式实现的触点控制反映速度慢 （3） 继电器的控制功能被固定在线路中，功能单一、灵活性差 影响到实际的生产运用。因此当务之急就是对 ca6140 车床进行技术改造，以提高企 业的设备利用率，提高产品的质量和产量。 1 西南石油大学本科课程设计报告 1.3 设计内容 根据设计条件，采用可编程控制器（PLC）对原有继电接触器控制系统进行改造 使机床故障率下降，可靠性和灵活性大大的提高，实现一定的自动化，具体设计要求 如下： （1） 按下启动按钮SB3，主轴电机 M1 控制接触器得电，主轴电机启动 起来 （2 ） 按下停止按钮SB4，主轴电机 M1 控制接线器失电，主轴电机停止 （3） 主轴电机启动后，搬动冷却泵电机手动控制开关SB10 致闭合位置 冷却泵电机控制继电器 KA 得电，冷却泵电机启动起来 （4） 主轴电机启动后，搬动冷却泵电机M2 手动控制开关 SB10 致断开位 置，冷却泵电机控制继电器失电，冷却泵电机停止 （5） 按下点动控制按钮SB12，进刀电机M3 控制继电器得电，进刀电机 启动运行 （6） 按下点动控制按钮SB12，进刀电机M3 控制继电器失电，进刀电机 停止工作 （7） 过载、短路保护热继电器FR1\FR2 任何一个触电断开，接触器 KM1、 继电器 KM2 断电，所以电机停止工作 2.CA6140 车床电气 PLC 改造方案设计 设计要求：1）主轴电机M1 先启动，有过载保护，主轴电机 M1 能控制整个线路的 启动和停止 2 ）冷却泵电机M2 实现电动和常动，有过载保护，冷却泵电机能独立的 启动和停止 3 ）进刀电机M3 能独立的启动和停止 2.1CA6140 车床电气控制原理 2．1.1 电气控制原理 根据电气传动的要求，由接触器 KM1、KM2、KM3 分别控制电动机 M1、M2、M3 具体电路图如图 2-1 所示。 2 CA6140 车床电气控制改造 PLC 控制系统 图2-1 主控制电路设计 在主电路中 M1 为主轴电动机，拖动主轴的旋转并通过传动机构实现车刀的进 给。主