機床電氣控制技術課程設計--基于平面磨床的plc控制系統(tǒng)設計

1、<p>　　1設計要求 ………………………………………………………………………………………3</p><p>　　2部件選用……………………………………………………………………4</p><p>　　控制電路制定……………………………………………5</p><p>　　用PLC代替控制電路…………………….……………………………………….…6</p&

2、gt;<p>　　磨床控制電路圖…………………………………………………………………7</p><p>　　用PLC對電路進行控制………………………………………………………………5</p><p>　　3.3 PLC的I/O端口分配表………………………………………………………7</p><p>　　3.4 PLC的I/O電氣接線圖的設計………………………

3、………………………8</p><p>　　3.5低壓電器的選擇………………………………………………………………8</p><p>　　3.6電器位置圖和安裝接線圖的設計……………………………………………9</p><p>　　PLC控制電路接線圖計……………………………………………………………9</p><p>　　PLC 梯形圖程序設計……

4、………………………………………………………10</p><p>　　零件明細表………………………………………………………………11</p><p>　　結論…………………………………………………………………………………12</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………12</p><p>　　參考文獻

5、……………………………………………………………………………13</p><p>　　附錄A 梯形圖程序…………………………………………………………………14 </p><p>　　附錄B 語句指令表程序……………………………………………………………15</p><p>　　附錄C 元器件明細表………………………………………………………16</p>&

6、lt;p>　　附錄D 磨床的電器位置圖……………………………………………16</p><p>　　基于平面磨床的PLC控制系統(tǒng)設計</p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　本設計是基于學習任務要求，旨在用PLC控制系統(tǒng)的方式對一臺平面磨床進行控制，讓我們了解用邏輯電路模仿機床的控制電路對平面磨床進行控制，由于PL

7、C的體積小，操作方便，成本低。對于控制電路的大體積、高成本所以研究PLC有利于節(jié)約機床的生產成本，降低能耗，減小機床的體積有一定的作用。</p><p><b>　　設計要求</b></p><p>　　要求根據機床工作的實際情況，按照安全可靠、經濟合理、控制線路簡單的基本要求。選擇用戶輸入設備，輸出設備，執(zhí)行電器；分配I/O點，繪制I/O接線圖；設計控制程序；制定電

8、器元件明細表；最后寫出設計報告，繪出設計圖樣。</p><p><b>　　三.設計依據</b></p><p>　　主要設計技術參數和拖動控制要求：</p><p>　　1.砂輪電動機7.5KW，正轉。</p><p>　　2.砂輪可以由電動機拖動上下移動。</p><p>　　3.切削時提供冷

9、卻液。</p><p>　　4.要求電磁吸盤起作用。</p><p><b>　　四.設計任務</b></p><p>　　要求在規(guī)定時間內完成下列工作量；</p><p><b>　　1.設計內容包括；</b></p><p>　?。?）.分析控制要求。</p>

10、<p>　?。?）.選擇用戶輸入設備，輸出設備，執(zhí)行電器。</p><p>　?。?）.PLC的選擇</p><p>　?。?）.分配I/O點，繪制I/O點</p><p>　?。?）.設計控制程序。</p><p>　?。?）.繪制電器位置圖，電器接線圖。</p><p>　　（7）.制定電器元件明細表

11、</p><p><b>　　設計正文</b></p><p>　　一.分析機床的運動及機床主部件的選用</p><p>　　平面磨床主要有立柱、砂輪架、床身和工作臺組成的主電動機帶動砂輪做切削運動，砂輪架可以做縱向進給運動工作臺可以做橫向左右前后進給運動，切削時會產生大量的熱需要釋放出來，故需要一個冷卻泵提供冷卻液為了使工件緊密的固定在工作臺

12、上故需要一個電磁吸盤來固定工件</p><p>　　基于上述磨床的工作性質和加工精度要求，對電力拖動控制方案提出如下要求：</p><p>　　1），為保證精度磨床的橫縱向進給及上下進給需要有一個電動機直接拖動由于平面磨床的要求精度很高，故磨床的進給量需要嚴格的控制，因此電動機必須要裝有制動及正反控制，以此來實現工作臺的橫縱向進給和左右往復運動</p><p>　　

13、2）為了簡化磨床的機械傳動機構，采用多電動機單獨拖動。平面磨床采用三臺電動機拖動，砂輪的旋轉運動由裝入式電動機直接拖動。進給電動機由一個電動機單獨拖動，以實現工作臺的進給，為避免超程現象電動機要求小功率小轉數的電動機，砂輪架的快速橫向移動以及工作臺導軌的潤滑等。拖動冷卻泵的電動機為磨削加工提供冷卻液。</p><p>　　3）為了提高磨削質量，要求砂輪有較高轉速，通常采用兩極（理想空載轉速為3000r/min50

14、Hz）的籠型異步電動機拖,從而提高了磨床的加工精度。</p><p>　　4）平面磨削加工中，由于磨削溫度高，為減少工件的熱變形，必須使工件得到充分的冷卻，同時冷卻液能沖走磨屑和砂粒，以保證磨削精度,所以需提供一個冷卻泵電動機。</p><p>　　5）平面磨床常用電磁吸盤，利用電磁吸力很方便地安裝和加工小工件，且工件在加工過程中由于發(fā)熱變形，電磁吸盤允許工件有自由伸縮余地，從而保證加工精

15、度。</p><p>　　為了滿足上述電力拖動控制方案的要求，平面磨床的電力拖動控制系統(tǒng)提出以下幾點要求：</p><p>　　1）砂輪電動機、進給電動機·、冷卻泵電動機三臺電動機。</p><p>　　2）冷卻泵電動機應隨砂輪電動機的開動而開動，若加工中不需要冷卻液時，可單獨斷開冷卻泵電動機。</p><p>　　3）在正常加工中

16、，若電磁吸盤吸力不足或消失時，砂輪電動機與液壓泵電動機應立即停止工作，以防止工件被砂輪切身力打飛而發(fā)生人身和設備事故。不加工時，即電磁吸盤不工作的情況下，允許砂輪電動機與液壓泵電動機開支，機床作調整運動。</p><p>　　4）電磁吸盤勵磁線圈具有吸牢工件的正向勵磁、松開工件的斷開勵磁、以及為抵消剩磁便于取下工件的反勵磁控制環(huán)節(jié)。</p><p>　　5）具有完善的保護環(huán)節(jié)。各電路的短路

17、保護，各電動機的長期過載保護，零壓、欠壓保護，電磁吸力不足的欠電流保護，以及線圈斷開時產生高電壓，而危及電路中其它電器設備的過壓保護等等。</p><p>　　6）機床照明電路與工件去磁的控制環(huán)節(jié)。</p><p>　　二.平面磨床電氣控制電路的確定</p><p>　?。?）電動機控制電路</p><p>　　1.主電路 由電源引入開關Q

18、S控制整機電源的接通與斷開。主電機要求單向旋轉，M1主電機即砂輪電動機，由KM1控制。M2進給電動機由于要控制往復進給故需要正反轉，同時由接觸器KM2和KM4控制，M3液壓泵電動機由接觸器KM3控制。此外電動機需要有FU1、FU2、FU3三個熔斷器作短路保護，和FR1、FR2、FR3三個熱繼電器作過載保護。</p><p>　　2.控制電路 有電源的一條引入交流電在FU短路保護的情況下，通入交流電由條件知知道主電

19、動機作單向正轉，進給電動機具有換向作用，所以進給電動機作雙向轉動，故需要KM2和KM4控制，為防止過載故需要用熱繼電器FR2來保護電動機，冷卻泵電動機的負載最小，由于冷卻泵的泵出的冷卻液是單方向的故需要電動機單向運轉，及需要一個過載保護；為防止電動機，線路等因一些意外原因導致短路，對電動機等造成損害因此需要一個短路保護FU1，FU2，FU3，控制電路的邏輯順序如圖所示（其中SQ是轉換開關，電路的另一端接地）：</p>&l

20、t;p>　　主電路與控制電路由熔斷器FU1、FU2分別實現適中保護。砂輪與液壓泵電動機利用熱繼電器KR1、KR2實現長期過載保護。為了保護工件與砂輪的安全，當有一臺電動機過載停機時，另一臺電動機也應停止。因此，應將KR1、KR2常閉觸點串接在總控制電路中。</p><p>　　（2）電磁吸盤控制電路</p><p>　　電磁吸盤又稱為電磁工作臺，它也是安裝工件的一種夾具。具有夾緊迅速

21、、不損傷工件、且一次能吸牢若干個工件，工作效率高，加工精度高等優(yōu)點。但它的夾緊程度不可調整，電磁吸盤要用直流電源，且不能用于加工非磁性材料的工件。</p><p>　?。?）照明電路與去磁器</p><p>　　照明電路由照明變壓器T1，將380V電壓降為24V，并由開關SA2控制照明燈EL，照明變壓器二次側裝有熔斷器FU3作為短路保護。其一次側短路可由熔斷器FU2實現保護。</p&

22、gt;<p>　　在平面磨床上加工的零件可能存在有剩磁，若零件對剩磁有嚴格要求，應在電磁吸盤取下工件后進行去磁處理。交流去磁器是平面磨床的一個附件。使用時，將交流去磁器插頭插在床身的X2插座上，再將工件放在去磁器上處理即可去磁</p><p>　　三.用PLC對控制電路進行控制</p><p>　　1）分析被控對象并提出控制要求</p><p>　　在

23、設計繼電器-接觸器的時候我們已經對平面磨床的控制電路進行了的分析，確定了其控制方案并擬訂了任務書。</p><p>　　2）確定輸入/輸出設備</p><p>　　根據控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設備和輸出設備。</p><p>　　輸入設備：開關SB1，SB2，SB3，SB4等</p><p>　　輸出設備：電動機M1,M2,M3<

24、;/p><p>　　3）選擇可編程控制器</p><p>　　選擇可編程控制器包括對可編程器的機型，容量，輸入/輸出模塊，電源等的選擇。為此我們選擇了S7-200</p><p>　　4）分配輸入/輸出點并設計可編程控制器的外圍硬件線路</p><p>　　分配輸入/輸出點：畫出可編程控制器的輸入/輸出點與輸入/輸出設備的連接圖或對應關系表，畫出

25、可編程控制器硬件接線圖。</p><p><b>　　其程序如下圖：</b></p><p><b>　　元器件明細表</b></p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　本課題采用PLC自動控制技術取代了傳統(tǒng)繼電器—接觸器電氣控制系統(tǒng)，實現了對G607型圓

26、鋸床的半自動控制，從而提高了機床的工作效率、工作穩(wěn)定性和可靠性，而且還大大降低了工人的勞動強度，改善了產品的加工質量，降低了設備故障率，提高了生產率。通過此次畢業(yè)設計讓我對PLC技術及應用和機床電氣控制技術方面的知識有了更加深刻的理解和掌握，為今后走上工作崗位從事相關工作奠定了良好的基礎；另一方面，在此次畢業(yè)設計中讓我感受頗深是：對于所研究的課題或者項目，僅僅憑借一個人現階段所掌握的知識往往很難予以完成，為此要求我們必須通過查閱大量的技

27、術資料、借助互聯網這一平臺以及團隊的力量才能夠加以解決，無疑這些為我未來三年研究生階段的學習提供了借鑒；最后，我也深知此次的畢業(yè)設計存在很多不足，如PLC電氣控制系統(tǒng)設計中未涉及到液壓進給系統(tǒng)方面的內容，雖然減輕了設計的難度，但卻使得設計的水平較低，層次較淺。這些不足將不斷地激勵我在以后的學習、工作中努力學習專業(yè)知識，強化培養(yǎng)專業(yè)技能，拓展專業(yè)綜合能力素質，以便更好地適應未來工作的需要！</p><p><

28、b>　　致 謝</b></p><p>　　本論文是在**老師的悉心指導下完成的。**老師淵博的知識、豐富的實踐經驗和誨人不倦的作風令我終生難忘。從馬德貴老師身上，除了學到許多專業(yè)知識外，我還學到了如何做人、做事等許多其它寶貴的東西，所有這些都將使我受益匪淺。在此，我衷心的感謝**老師，感謝他在指導我做學士學位論文期間對我無私的關懷和孜孜不倦地教誨，并向**老師致以崇高的敬意！</p>