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1、序 言现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。随着PLC的日益发展PLC也逐步的进入 了机械工程领域。它可以使电气控制得到很大的提高，使工作效率上升，以下就是我对T68镗床的改造从原来的机械控制改造为PLC控制，从而使我们对PLC有了更深一层的认识对我们以后的工作打下了坚实的基础。目 录第一章 卧式镗床的用途结构与
2、运动形式 11.1 卧式镗床的用途1.2 镗床的主要结构1.3 运动形式第二章 T68卧式镗床的电气控制线路分析 42.1 T68卧式镗床的电气线路分析 2.2 控制电路工作原理第三章PLC的产生和特点及其发展动向 73.1 PLC的基本概念3.2 PLC的发展背景3.3 PLC的发展阶段及前景第四章可编程控制器PLC的组成和工作原理 104.1 PLC的构成4.2 PLC的工作原理第五章 T68镗床控制线路的PLC改造 125.1 改造后T68镗床的PLC调试过程5.2 T68镗床的PLC改造的I/O分配5.3 T68镗床PLC改造的梯形图附录 19第一章 卧式镗床的用途主要结构与运动形式1
3、.1 卧式镗床的用途 镗床主要用于孔的精加工，可分为卧式镗床、落地镗床、坐标镗床和金钢镗床等。卧式镗床应用较多，它可以进行钻孔、镗孔、扩孔、铰孔及加工端平面等，使用一些附件后，还可以车削圆柱表面、螺纹，装上铣刀可以进行铣削1.2镗床的主要结构T68镗床主要由床身，前后立柱，镗头架，尾架，工作台，上下溜板，导轨，床头架，升降丝杠，镗轴，平旋盘，刀具溜盘等组成。 镗床在加工时，一般是将工件固定在工作台上，由镗杆或平旋盘（花盘）上固定的刀具进行加工。1) 前立柱：固定地安装在床身的右端，在它的垂直导轨上装有可上下移动的主轴箱。2) 主轴箱：其中装有主轴部件，主运动和进给运动变速传动机构以及操纵机构。
4、3) 后立柱：可沿着床身导轨横向移动，调整位置，它上面的镗杆支架可与主轴箱同步垂直移动。如有需要，可将其从床身上卸下。4) 要作台：由下溜板，上溜板和回转工作台三层组成。下溜板可沿床身顶面上的水平导轨作纵向移动，上溜板可沿下溜板顶部的导轨作横向移动，回转工作台可以上溜板的环形导轨上绕垂直轴线转位，能使要件在水平面内调整至一定角度位置，以便在一次安装中对互相平等或成一角度的孔与平面进行加工。 1.3 运动形式（1） 主运动：镗轴和花盘的旋转运动。（2）进给运动：镗轴的轴向进给，花盘上刀具的径向进给，镗头架的垂直进给，工作台的横向和纵向进给。（3）辅助运动：工作台的回转，后立柱的轴向水平移动，尾坐
5、的垂直移动及各部分的快速移动。第二章 T68卧式镗床的电气控制线路分析2.1 T68卧式镗床的电气线路分析一 主电路工作原理 T68卧式镗床主电动机M1采用双速电动机，由接触器KM3、KM4和KM5作三角形双星形变换，得到主电动机M1的低速和高速。接触器KM1、KM2主触点控制主电动机M1的正反转。电磁铁YB用于主电动机M1断电抱闸制动。快速移动电动机M2的正反转由接触器KM6、KM7控制，由于M2是短时间工作，所以不设置过载保护。2.2 控制电路工作原理 一 主电机点动控制主轴的正反向点动由按钮SB3和SB4操纵。按下正向点动按钮SB3后使KM1得点从而使KM1的常开触点闭合从而使KM6线圈
6、得电动作。因此，三相电源经KM1主触点、限流电阻R和接触器KM6的主触点接通电动机M1，使电动机在低速下旋转。放开按钮SB3时，KM1和KM6都相继断电释放，电动机断电停止。反向点动与正向点动相似，由SB4操纵，经接触器KM2及KM6相互配合动作来完成。 二 主电机的正反向长动主电机正反控制由SB1和SB2操纵。当要求电动机低速运转时行程开关SQ是断开的SQ3-1，SQ1-1处于闭合状态。按下SB1时KA1得电同时KA1的常开触点闭合使KM3得电动作同时KM3的常开触点短路限流电阻RKM3的常开触点和KA1的另一常开触点使KM1得电自锁，同时KM6得电动作，所以主电机在满电压定子绕组为三角型接
7、法下直接启动低速运行。当要求主电机高速旋转时，通过变速机构和机械动作将行程开关SQ压下。再按下SB1时，继电器KA1得与在低速状态下一样KM3，KM6，KM1相继的得电动作。与此同时时间继电器KT得电动作经过一段延时KT的动段延时点断开，KM6失电定子绕组与电网脱离。同时KT的动合延时闭合触点闭合使KM7，KM8得电动作，KM7，KM8的主触点将定子绕组接成双星行并接入电网。电机从低速转为告诉运行。反向控制与正向控制一样只是开光SB2由接触器KA2，KM3，KM2，KM6以及KM7，KM8组成。三 主电机的反接制动控制按下停止按钮SB5，电动机的电源反接电动机在反接状态下速度制动。当电动机的转
8、速降低到速度继电器的附位转速时，速度继电器触点自动切断控制电路进而切断电动机的电源电动机停止转动。当电动机正转时，速度继电器的正转动合触点BV1闭合BV2断开当反转时，当电动机反转时速度继电器的反转动合触点BV3闭合为电动机在正转或者反转做好反接制动的准备。当电动机停车前为正转时即KA1，KM3，KM1，KM6为得电状态同时BV1也为闭合按下停止按钮SB5时使KA1失电同时使KM3，KM1失电主电机电源被切断，与此同时SB5的常开触点闭合使KM2得电松开SB5，KM2的常开触点闭合使KM6得电主电动机的定子绕组就在KM2的主触点，限流电阻R，KM6的主触点下接通电源反接制动。当转速降低到速度继
9、电器BV的附位转速时，BV1断开使KM2，KM6相继断开释放电动机停车。反转制动与正转相同参与的有BV3，KM1，KM6。四 主轴箱、工作台或主轴的快速移动快速移动是由快速手臂操纵和快速电机M2拖动来实现。快速手臂扳到正向位置行程开光SQ7压下KM4得电动作电动机M2正转。当快速手臂扳到反向位置行程开关SQ8压下KM5得电动作电动机M2反转。五 主轴箱、工作台与主轴机动进给互锁为了防止机床和道具的损坏，主轴箱和工作台的机动进给必须要有互锁这个由行程开关SQ5，SQ6来实现。如果有两种进给SQ5，SQ6同时断开控制电路被断开进给停止。第三章PLC的产生和特点及其发展动向3.1 PLC的基本概念
10、PLC （Programmable Logic Controller），中文名称为可编程控制器，是一种电气自动化控制装置，国际电工委员会（IEC）将PLC定义为：是在工业环境中使用的数字操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它使用可编程存储器内部储存用户设计的指令，这些指令用来实现特殊的功能，诸如逻辑运算、顺序操作、定时、计数以及算术运算和通过数字或模拟输入/输出来控制各种类型的机械或过程。可编程序控制器及其有关的设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 3.2 PLC的发展背景随着工业现代化的发展，生产规模越来越大，劳动生产率及产品质量的要求在不断提高，对
11、于控制系统的可靠性也提出了更高的要求，原有“继电器控制系统”已不适应需要，究其原因是： 动作缓慢；寿命短、可靠性差；体积大、耗电多；设计制造周期长、程序修改费时；不能实现与计算机对话。 1968年美国通用汽车公司提出使用新一代控制器的设想，第二年（1969年），美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置PDP-14，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程控制器。这时的PLC用固态（集成）电路来代替继电器逻辑电路，用存储器电路中的存储数位（程序）来代替继电器系统的布线，以程序来规定逻辑关系；用固态I/ O电路来检测按钮和限位开关的信号，给出输出以控制电机和其它执行机构。
12、这时的PLC系统已开始具有如下一些特点：环境适应性较强，可以使用于车间现场；有较高的可靠性和诊断 能力，维修容易；基本能适应不同的制造过程所需，柔性度有 了较大提高，只要改变系统中的程序即可改变控制“逻辑”，而无需改造或更换控制硬件等。 第一代可编程控制器最早是用于替代传统的继电器控制装置，功能上只有逻辑计算、计时、计数以及顺序控制等，而且只能进行开关量控制。所以第一代可编程控制器取名为可编程逻辑控制器，英文名称为Programmable Logic Controller，简称PLC。 后来，随着电子科技之发展及产业 应用之需要，其控制功能已经远远超出逻辑控制的范畴，PLC的功能也日益强大，在
13、PLC中加入了模拟量、位置控制及网路等功能，其名称也就改为可编程控制器（Programmable Controller），称PC。但PC易与个人计算机（Personal Computer）的简称PC产生混淆，所以使用PLC这一简称，中文仍然称“可编程控制器”。 自1976年以来，微处理器开始引入PLC领域，大大加强了PLC的作用，使PLC由简单地代替继电器电路，而发展为先 进的控制装置。当今PLC具有采集与处理大量数据、完成数学运算、与其它智能器件通信的能力，以及具有先进的人机对 话手段（如键盘、CRT和语音对话），近年来由于现场总线理念的出现和相关标准的建立，以及产品的迅速发展，PLC成为
14、现场总线的一个重要组成部分，进一步扩大了PLC的应用领域。 由于PLC同时提高了功能和柔性度，使其应用迅速增长，并普及到许多其它离散零件制造工业领域。随后又扩展到与批量生产和连续生产过程有关的工业领域。随着CIMS(计算机集成制造系统)的发展，PLC当前还被人们应用于工厂通信网络、柔性制造系统、工业机器人到大型分散型控制系统，之中，与其它智能控制器和计算机系统一起成为计算机综合控制系统中的重要组成部分，特别是单元级和工作站级。 3.3 PLC的发展阶段及前景 从1969年第一台PLC问世至今，可编程控制器大约经历了三个阶段： 第一阶段：开发的PLC容量较小，I/O点数小于120点。用户存储区容
15、量在2KB左右，扫描速度为20-50ms/KB，指令较为简单，只有逻辑运算、计时、计数等，编程语言采用简单的语句表语言。使用上，主要用来作开关量控制。 第二阶段：PLC 的容量有所扩展，I/O点数从 512点至1024点，用户程序存储区扩展到8KB以上，速度也有提高，扫描速度达到5-6ms/KB，指令功能除了基本的逻辑运算、计时、计数外，还增加了算术运算指令、比较指令，以及模拟量处理指令等，输入输出类型也由纯开关量I/O，扩展为带模拟量的I/O。编程语言除了使用语句表外，还可以使用梯形图编程语言。 第三阶段：进入80年代以来，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展，以16位和32位微处理器构成的PLC得到惊人的发展，其功能远远超出了上述两阶段的产品。使PLC在概念，设计，性价比以及应用方面都有了新的突破。这一阶段的产品向大型和小型两个方向发展
