毕业设计C650卧式车床PLC电气控制系统

毕 业 设 计（论 文）

毕业设计题目： C650普通车床的PLC电气控制系统

学生姓名：

学 号：

系 别： 机电工程系

专 业： 机电一体化技术

指导教师： 专业技术职务： 讲师

毕 业 设 计（论文） 任 务 书

一、设计内容：1.对本课题的总体介绍：传统的自动控制系统由继电器—接触器控制组成，存在故障多、可靠性差、工作寿命短、不易 检修等缺点。随着 PLC 的普及和完善，以及 PLC 本身所具有的高可靠性、易编程修改的特点，在自 动控制系统中应用取得了良好的效果。C650 普通车床示意图如下所示。

C650 卧式车床属中型车床，加工工件:回转半径最大可达 1020mm,长度可达 3000mm。 工艺过程：为了加工各种旋转表面，车床具有切削运动(主运动和进给运动)和辅助运动。主运 动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件作旋转运动。 进给运动是溜板带动刀架的纵向和横向的直线运动。 辅助运动是指刀架的快速移动及工件的加紧与放松。

2.主要内容：2.1 主电动机 M1 采用全压空载直接启动。 2.2 要求主电动机 M1 能实现正、反向连续运转。停止时，由于工件转动惯量大，采用反接制动。 2.3.为便于对刀操作，要求 M1 能实现单向点动控制，同时定子串入电阻获得低速点动。 2.4.主轴启动之后，再启动冷却泵电动机. 2.5.有必要的保护和联锁，有安全可靠的照明电路。

3. 对完成课题内容的具体要求：3.1.编制电气控制总体方案说明； 3.2. 设计电气控制原理图； (1) 主电路设计； (2) 交流控制电路设计； (3) 主要器件参数计算； (4) PLC 控制电路设计：包括 PLC 硬件结构配置及 PLC 控制原理电路设计； (5) PLC 控制程序设计：系统控制流程图和 PLC 控制梯形图程序；用仿真软件和编程软件将程 序录入计算机并进行模拟调试。

二、时间安排与要求：

序号 1 2 3 4

日期(起止日期) 7 月 2 日~7 月 15 日 7 月 16 日~7 月 31 日 8 月 1 日~8 月 15 日 8 月 16 日~8 月 31 日

设计(论文)工作进度 收集相关资料及有关专利文献。 编制电气控制总体方案。 PLC 硬件配置电路。 PLC 状态转移图。PLC 控制程序(梯形图和指 令表),用仿真软件和编程软件将程序录入计 算机并进行模拟调试。 毕业论文撰写。

5

9 月 1 日~9 月 20 日

三、其他需要说明的的事项：毕业设计(论文)撰写内容与格式要求必须严格按照学院教务处规定的格式执行(分 别

详见附件 2 和 3)。 在设计过程中,同学们要以严谨的科学态度，求实创新的精神,独立地保质保量完成毕 业设计任务。 注：任务书由指导教师填写

摘要

可编程控制器是在继电器控制和计算机技术的基础上，逐渐发展起来的以微

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。它具有结构简单、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基础设备之一，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PLC（Programmable Logic Controller）对C650

型车床的电器部分进行改造。首先我对本设计进行总体的分析，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，进行分析。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实验台进行实验仿真。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。

关键词：可编程控制器，C650车床，梯形图，电气控制。

目录

1 引言 ............................................ 1

1.1 C650型普通卧式车床简介 ................................................. 1

1.2 C650卧式车床改造主要内容 ............................................... 3

2 电气控制原理 .................................... 3

2.1 主电路设计 .............................................................. 4

2.2 交流控制电路设计 ........................................................ 5

2.3 辅助电路分析 ............................................................ 7

3 系统元器件的概述与选择 .......................... 8

3.1 PLC 类型的简介 .......................................................... 8

3.1.1 PLC的特点 ............................................................ 8

3.2 PLC型号的选择 .......................................................... 9

3.3 电动机选择 ............................................................. 10

3.4 其它元器件的选择 ....................................................... 11

3.4.1 交流接触器的选择 ..................................................... 11

3.4.2 中间继电器的选择 ..................................................... 11

3.4.3 保护电器的选择 ....................................................... 12

3.4.4 控制开关电器的选择 ................................................... 12

3.4.5 速度继电器选择 ....................................................... 13

4 PLC控制电路设计 ............................... 14

4.1 PLC的硬件电路框图 ..................................................... 14

4.2 车床控制PLC输入/输出接口分配表及电气原理图 ............................ 14

4.2.1 车床控制PLC输入/输出接口分配表（表4-1） ............................ 14

4.2.2 PLC控制原理电路设计 ................................................. 15

5 C650卧式车床改造为PLC控制的软件设计 .......... 16

5.1 S7－200PLC编程软件STEP 7-Micro/WIN的介绍 ............................. 16

5.2 梯形图的设计 ........................................................... 16