C650型卧式普通车床课程设计.pdf

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太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。——《左传》
大同煤炭职业技术学院
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课程设计







设 计 课 题：基于 PLC 的 C650 型卧式普通车床电气控制系统的改
造设计
系 部：_______ 机 电 工 程 系_______
指 导 教 师：_________ 路 芳___________
学 生：赵婷婷 张馨以 杨蓉 张晶
专 业：_______ 机 电 一 体 化_______
班 级：_______11 级机电二班 _________

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太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。——《左传》
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目录
摘要 ................................................................................................ - 3 -
绪 论 ...................................................................................................... - 4 -
设计目的和意义 .................................................................... - 4 -
..................................................... - 4 -
............................................................. - 4 -
............................................................. - 5 -
..................................................... - 6 -
第一章 C650 型卧式普通车床的简介 ...................................... - 7 -
C650 型卧式车床的电气控制 ............................................. - 7 -
C650 型卧式普通车床电力拖动要求与控制特点 ..................... - 7 -
C650 型卧式普通车床电气控制电路（附录一） ............ - 8 -
C650 型卧式普通车床运动形式及控制要求 ....... - 8 -
C650 型卧式普通车床的电气控制电路分析 ....... - 9 -
第二章 电动机及低压电器的选型 ......................................... - 11 -
电动机的选择 .................................................................... - 11 -
其他元器件的选择 ............................................................ - 11 -
第三章 PLC 的选型及设计 ..................................................... - 14 -
PLC 的选型 ........................................................................ - 14 -
PLC 的基本工作原理 ........................................................ - 14 -
PLC 系统组成及性能参数 ................................................ - 15 -
PLC 系统组成 ......................................................... - 15 -
PLC 的性能参数 ..................................................... - 15 -
安装与布线 ............................................................... - 15 -
I/O 端的接线 ........................................................... - 16 -
PLC 的 I/O 分配图（见附录二） ..................................... - 16 -
PLC 的接线图（见附录三） ............................................ - 16 -
PLC 的梯形图（见附录四） ............................................ - 16 -
PLC 的指令表（见附录四） ............................................ - 16 -
结论 .............................................................................................. - 17 -
致谢 .............................................................................................. - 17 -

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太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。——《左传》
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摘要
本论文主要讲述了 C650 型卧式普通车床电气控制系统从原理图
设计到基于 PLC 的 C650 型卧式普通车床控制系统改造设计， 传统机
床配套的电控系统以继电器、 接触器的硬接线为基础， 技术上比较落
后，特别是其触点的可靠性问题， 直接影响了产品的质量和生产效率。
将把 PLC 控制技术应用到改造 C650 型卧式普通车床电气控制系统
中去，从而大大提高卧式车床的工作性能和调试及常见故障分。
关键词：电气控制系统 电器元件 PLC

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绪 论
设计目的和意义
目前，我国的C650 型卧式普通车床的电气控制系统基本上采用
交流继电器接触器控制方式， 因其所要控制的电机较多所以电路较复
杂，可靠性较差。 PLC 电气控制系统可以有效的弥补上述系统的这一
缺陷，应用灵活、可靠性高、维护方便。
可编程控制器的发展历史
可编程控制器（Programmable Logic Controller, 简称 PLC ）是将传
统的继电器控制技术、 现代的微电子技术、 计算机技术和通信技术融
为一体的自动化控制设备。 20 世纪 80 年代以来，随着大规模集成
电路和微型计算机技术的发展，以 16 位和 32 位微处理器为核心的
PLC 得到了迅速发展，使 PLC 在设计、性能、价格以及应用等方面
都有了新的突破。不仅控制功能增强、功耗和体积减小、成本下降、
可靠性提高、编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O 和通
信网络、 数据处理以及图像显示等技术的发展， PLC 的应用领域不断
扩大。 PLC 已成为现代工业生产自动控制的一大支柱设备。
可编程控制器的特点
（1）可靠性高，抗干扰能力强 PLC 在设计与制造过程中，考虑
了工业现场电磁干扰、电源波动、机械振动、温度和湿度变化等因素
的影响， 在设备硬件上采用了隔离、 屏蔽、 滤波、 接地等抗干扰措施，
主要模块采用大规模或超大规模集成电路， I/O 电路设计有完善的通
道保护和信号调理电路； 在软件上采用数字滤波等抗干扰和故障诊断
措施，所有这些使 PLC 具备了很强的抗干扰能力。特别是大量的开
关动作由无触点的电子存储器完成， 大部分继电器和繁杂的硬件接线
被软件程序所取代，故其可靠性大大提高。 PLC 一般平均无故障时
间可达几十万至上千万小时，组成系统时亦可达 4 万～ 5 万小时甚至
更长，这是一般微型计算机不能比拟的。
（2） 通用性强，使用方便 PLC 具有功能齐备的各种硬件配置，
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太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。——《左传》
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可以组成能满足各种控制要求的控制系统。 用户硬件确定之后， 若生
产工艺流程改变或生产设备更新，也不必改变 PLC 的硬件设备，只
需改编程序就可以满足控制要求。
（3）功能强，适应面广 现代 PLC 不仅有逻辑运算、计时、计数、
顺序控制等功能，还具有数字和模拟量的输入输出、 功率驱动、通信、
人机对话、自检、记录显示等功能，既可控制一台生产机械、一条生
产线，又可控制一个生产过程。
（4）编程简单，容易掌握 PLC 程序的编制，一般都采用继电控
制形式的梯形图编程语言。梯形图编程语言既继承了传统控制线路的
形象直观，又兼顾大多数企业电气技术人员的读图，
所以非常容易接受和掌握。
（5）体积小、重量轻、功耗低 PLC 是将微电子技术应用于工业
设备的产品，其结构紧凑，体积小，重量轻，功耗低。
可编程控制器的应用
随着 PLC 功能的不断完善，性价比的不断提高，其应用面也越
来越广。 目前， PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、 石油、 化工、 电力、
建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保和文化娱乐等各个行
业。
（1） 开关量逻辑控制 PLC 取代传统的继电气控制电路构成的逻
辑控制、顺序控制系统是最 PLC 基本的应用，既可用于单机控制，
又可用于多机群控及自动化流水线控制，如组合机床、注塑机、印刷
机械、装配生产线、包装生产线、电镀流水线及电梯控制等。
（2） 运动控制 较高档次的 PLC 都有位置控制模块，用于控制
步进电动机或伺服电动机，实现对各种机械的位置和运动控制。
（3） 闭环过程控制 PLC 具有 A/D 和 D/A 转换功能或模块，能
完成对温度、压力、速度和流量等模拟量的调节与控制。现代大中型
PLC 一般都配备了 PID(Proportional Integral Derivative)控制模块，可
实现闭环过程控制。 当控制过程中某个变量出现偏差时， PLC 能按照
PID 算法计算出正确的输出去控制生产过程，把变量保持在设定值
上。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的
应用。
（4） 数据处理 现代的 PLC 不仅能进行算术运算、数据传送、
排序、查表等，而且还能进行数据比较、数据转换、数据通信、数据
显示和打印等，它具有很强的数据处理能力。
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太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。——《左传》