根据给定的文件信息，本文将详细介绍基于西门子S7-200 PLC对C650卧式车床控制系统的改造过程，包含的关键知识点如下：
### C650卧式车床简介
C650卧式车床是一种广泛应用于加工各种工件外圆、内孔、端面、螺纹等的机械设备，适用于多种金工实习需求。其主电路主要由主电动机M1、冷冻泵电动机M2和快移电动机M3组成。主电动机M1支持空载直接起动，并可进行正反转控制。冷冻泵电动机M2单方向运行，而快移电动机M3能够通过转动刀架手柄位置开关实现随时起停。
### 控制系统改造目标
针对C650卧式车床设备老旧且故障频发的问题，以及学校PLC实验室设备更新，利用淘汰的S7-200 PLC（可编程逻辑控制器）进行自动化改造，旨在提高设备运行的可靠性，减少故障率，满足教学需求，延长车床使用寿命并节约办学经费。
### 改造方案实施
#### 确定改造方案
改造时保留了C650卧式车床的加工工艺和电气控制功能，仅对控制电路的继电器-接触器控制系统进行了PLC改造。通过编写梯形图程序替代了复杂的硬件电气接线。
#### PLC选型及I/O地址分配
在理论分析C650卧式车床控制电路后，确定了需要11个输入点和6个输出点。选择西门子S7-200 PLC中的CPU226型号，该型号具有24个数字量输入点和16个数字量输出点，满足了PLC控制系统对I/O点数的要求，并留有一定的设计余量。
#### PLC外部I/O接线
根据C650卧式车床的工作原理和PLC的型号及I/O地址分配，设计了外部接线方案。将SB1-SB6、SQ、FR1-FR2、KS1-KS2连接到PLC的输入端，KM1-KM5、KT连接到PLC的输出端。为确保主轴电动机M1正反转运行可靠，还设计了KM1和KM2的硬件接线互锁。
#### 梯形图控制程序设计
编写了C650卧式车床的PLC梯形图控制程序，通过分析车床工艺加工过程和电气原理图中的控制电路图，得出了梯形图程序。
#### 系统调试及施工
经过理论准备后，使用西门子STEP7-Micro/WIN32编程软件编制梯形图程序，并将其下载到S7-200 PLC（CPU226型号）。按照PLC外部接线图进行电源、按钮的接线，主要是连接PLC输入部分。
### 关键技术点与知识
1. **PLC的基本概念**：可编程逻辑控制器（PLC）是一种用于工业自动化控制的数字运算操作的电子装置，它可以根据用户程序接收和处理各种类型的输入信号，并控制各种类型的机械或生产过程。
2. **S7-200 PLC的特点**：西门子S7-200 PLC是小型PLC系列，适用于小型自动化任务，具有较高的性价比。其CPU226型号适合中等复杂度的控制项目。
3. **电气控制系统改造**：指利用先进的控制技术对老旧的电气控制设备进行升级，以提高设备的自动化程度、效率和可靠性。
4. **梯形图程序设计**：梯形图是PLC编程中常用的一种图形化编程语言，它模拟电气控制线路图，通过逻辑关系来控制输出，适用于顺序控制和简单的逻辑控制。
5. **系统调试与施工**：系统调试是确保改造后的PLC控制系统按照预期正常工作的重要步骤，需要进行硬件接线、软件编程以及功能测试。
6. **硬件接线互锁**：在设计PLC控制逻辑时，为了防止某些故障或误操作，需要设计互锁机制，确保某些操作必须在特定条件下才能进行。
通过以上改造，C650卧式车床控制系统得以实现稳定可靠的自动化操作，提高了教学质量和设备使用效率，同时也为学生提供了实践操作的机会，锻炼了学生的动手能力。此外，该项目还得到了周口师范学院实验室开放项目的资助，项目编号为K***。
