機(jī)床電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)--基于平面磨床的plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　1設(shè)計(jì)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(duì)電路進(jìn)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(xiàn)圖的設(shè)計(jì)………………………

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(xiàn)圖的設(shè)計(jì)……………………………………………9</p><p>　　PLC控制電路接線(xiàn)圖計(jì)……………………………………………………………9</p><p>　　PLC 梯形圖程序設(shè)計(jì)……

4、………………………………………………………10</p><p>　　零件明細(xì)表………………………………………………………………11</p><p>　　結(jié)論…………………………………………………………………………………12</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………12</p><p>　　參考文獻(xiàn)

5、……………………………………………………………………………13</p><p>　　附錄A 梯形圖程序…………………………………………………………………14 </p><p>　　附錄B 語(yǔ)句指令表程序……………………………………………………………15</p><p>　　附錄C 元器件明細(xì)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(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是基于學(xué)習(xí)任務(wù)要求，旨在用PLC控制系統(tǒng)的方式對(duì)一臺(tái)平面磨床進(jìn)行控制，讓我們了解用邏輯電路模仿機(jī)床的控制電路對(duì)平面磨床進(jìn)行控制，由于PL

7、C的體積小，操作方便，成本低。對(duì)于控制電路的大體積、高成本所以研究PLC有利于節(jié)約機(jī)床的生產(chǎn)成本，降低能耗，減小機(jī)床的體積有一定的作用。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　要求根據(jù)機(jī)床工作的實(shí)際情況，按照安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、控制線(xiàn)路簡(jiǎn)單的基本要求。選擇用戶(hù)輸入設(shè)備，輸出設(shè)備，執(zhí)行電器；分配I/O點(diǎn)，繪制I/O接線(xiàn)圖；設(shè)計(jì)控制程序；制定電

8、器元件明細(xì)表；最后寫(xiě)出設(shè)計(jì)報(bào)告，繪出設(shè)計(jì)圖樣。</p><p><b>　　三.設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)和拖動(dòng)控制要求：</p><p>　　1.砂輪電動(dòng)機(jī)7.5KW，正轉(zhuǎn)。</p><p>　　2.砂輪可以由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)上下移動(dòng)。</p><p>　　3.切削時(shí)提供冷

9、卻液。</p><p>　　4.要求電磁吸盤(pán)起作用。</p><p><b>　　四.設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成下列工作量；</p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)內(nèi)容包括；</b></p><p>　?。?）.分析控制要求。</p>

10、<p>　?。?）.選擇用戶(hù)輸入設(shè)備，輸出設(shè)備，執(zhí)行電器。</p><p>　?。?）.PLC的選擇</p><p>　?。?）.分配I/O點(diǎn)，繪制I/O點(diǎn)</p><p>　?。?）.設(shè)計(jì)控制程序。</p><p>　?。?）.繪制電器位置圖，電器接線(xiàn)圖。</p><p>　?。?）.制定電器元件明細(xì)表

11、</p><p><b>　　設(shè)計(jì)正文</b></p><p>　　一.分析機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及機(jī)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(tái)組成的主電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)砂輪做切削運(yùn)動(dòng)，砂輪架可以做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)可以做橫向左右前后進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱需要釋放出來(lái)，故需要一個(gè)冷卻泵提供冷卻液為了使工件緊密的固定在工作臺(tái)

12、上故需要一個(gè)電磁吸盤(pán)來(lái)固定工件</p><p>　　基于上述磨床的工作性質(zhì)和加工精度要求，對(duì)電力拖動(dòng)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(jìn)給及上下進(jìn)給需要有一個(gè)電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)由于平面磨床的要求精度很高，故磨床的進(jìn)給量需要嚴(yán)格的控制，因此電動(dòng)機(jī)必須要裝有制動(dòng)及正反控制，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的橫縱向進(jìn)給和左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)</p><p>　　

13、2）為了簡(jiǎn)化磨床的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，采用多電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)。平面磨床采用三臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由裝入式電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)。進(jìn)給電動(dòng)機(jī)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的進(jìn)給，為避免超程現(xiàn)象電動(dòng)機(jī)要求小功率小轉(zhuǎn)數(shù)的電動(dòng)機(jī)，砂輪架的快速橫向移動(dòng)以及工作臺(tái)導(dǎo)軌的潤(rùn)滑等。拖動(dòng)冷卻泵的電動(dòng)機(jī)為磨削加工提供冷卻液。</p><p>　　3）為了提高磨削質(zhì)量，要求砂輪有較高轉(zhuǎn)速，通常采用兩極（理想空載轉(zhuǎn)速為3000r/min50

14、Hz）的籠型異步電動(dòng)機(jī)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(shí)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(gè)冷卻泵電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　5）平面磨床常用電磁吸盤(pán)，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(guò)程中由于發(fā)熱變形，電磁吸盤(pán)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(mǎn)足上述電力拖動(dòng)控制方案的要求，平面磨床的電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)提出以下幾點(diǎn)要求：</p><p>　　1）砂輪電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給電動(dòng)機(jī)·、冷卻泵電動(dòng)機(jī)三臺(tái)電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)應(yīng)隨砂輪電動(dòng)機(jī)的開(kāi)動(dòng)而開(kāi)動(dòng)，若加工中不需要冷卻液時(shí)，可單獨(dú)斷開(kāi)冷卻泵電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　3）在正常加工中

16、，若電磁吸盤(pán)吸力不足或消失時(shí)，砂輪電動(dòng)機(jī)與液壓泵電動(dòng)機(jī)應(yīng)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(shè)備事故。不加工時(shí)，即電磁吸盤(pán)不工作的情況下，允許砂輪電動(dòng)機(jī)與液壓泵電動(dòng)機(jī)開(kāi)支，機(jī)床作調(diào)整運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　4）電磁吸盤(pán)勵(lì)磁線(xiàn)圈具有吸牢工件的正向勵(lì)磁、松開(kāi)工件的斷開(kāi)勵(lì)磁、以及為抵消剩磁便于取下工件的反勵(lì)磁控制環(huán)節(jié)。</p><p>　　5）具有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)。各電路的短路

17、保護(hù)，各電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)，零壓、欠壓保護(hù)，電磁吸力不足的欠電流保護(hù)，以及線(xiàn)圈斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生高電壓，而危及電路中其它電器設(shè)備的過(guò)壓保護(hù)等等。</p><p>　　6）機(jī)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(dòng)機(jī)控制電路</p><p>　　1.主電路 由電源引入開(kāi)關(guān)Q

18、S控制整機(jī)電源的接通與斷開(kāi)。主電機(jī)要求單向旋轉(zhuǎn)，M1主電機(jī)即砂輪電動(dòng)機(jī)，由KM1控制。M2進(jìn)給電動(dòng)機(jī)由于要控制往復(fù)進(jìn)給故需要正反轉(zhuǎn)，同時(shí)由接觸器KM2和KM4控制，M3液壓泵電動(dòng)機(jī)由接觸器KM3控制。此外電動(dòng)機(jī)需要有FU1、FU2、FU3三個(gè)熔斷器作短路保護(hù)，和FR1、FR2、FR3三個(gè)熱繼電器作過(guò)載保護(hù)。</p><p>　　2.控制電路 有電源的一條引入交流電在FU短路保護(hù)的情況下，通入交流電由條件知知道主電

19、動(dòng)機(jī)作單向正轉(zhuǎn)，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)具有換向作用，所以進(jìn)給電動(dòng)機(jī)作雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，故需要KM2和KM4控制，為防止過(guò)載故需要用熱繼電器FR2來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)，冷卻泵電動(dòng)機(jī)的負(fù)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(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，及需要一個(gè)過(guò)載保護(hù)；為防止電動(dòng)機(jī)，線(xiàn)路等因一些意外原因?qū)е露搪?，?duì)電動(dòng)機(jī)等造成損害因此需要一個(gè)短路保護(hù)FU1，F(xiàn)U2，F(xiàn)U3，控制電路的邏輯順序如圖所示（其中SQ是轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，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(shí)現(xiàn)適中保護(hù)。砂輪與液壓泵電動(dòng)機(jī)利用熱繼電器KR1、KR2實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。為了保護(hù)工件與砂輪的安全，當(dāng)有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)過(guò)載停機(jī)時(shí)，另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)也應(yīng)停止。因此，應(yīng)將KR1、KR2常閉觸點(diǎn)串接在總控制電路中。</p><p>　?。?）電磁吸盤(pán)控制電路</p><p>　　電磁吸盤(pán)又稱(chēng)為電磁工作臺(tái)，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(gè)工件，工作效率高，加工精度高等優(yōu)點(diǎn)。但它的夾緊程度不可調(diào)整，電磁吸盤(pán)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(kāi)關(guān)SA2控制照明燈EL，照明變壓器二次側(cè)裝有熔斷器FU3作為短路保護(hù)。其一次側(cè)短路可由熔斷器FU2實(shí)現(xiàn)保護(hù)。</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(duì)剩磁有嚴(yán)格要求，應(yīng)在電磁吸盤(pán)取下工件后進(jìn)行去磁處理。交流去磁器是平面磨床的一個(gè)附件。使用時(shí)，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(duì)控制電路進(jìn)行控制</p><p>　　1）分析被控對(duì)象并提出控制要求</p><p>　　在

23、設(shè)計(jì)繼電器-接觸器的時(shí)候我們已經(jīng)對(duì)平面磨床的控制電路進(jìn)行了的分析，確定了其控制方案并擬訂了任務(wù)書(shū)。</p><p>　　2）確定輸入/輸出設(shè)備</p><p>　　根據(jù)控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。</p><p>　　輸入設(shè)備：開(kāi)關(guān)SB1，SB2，SB3，SB4等</p><p>　　輸出設(shè)備：電動(dòng)機(jī)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(duì)可編程器的機(jī)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(diǎn)并設(shè)計(jì)可編程控制器的外圍硬件線(xiàn)路</p><p>　　分配輸入/輸出點(diǎn)：畫(huà)出可編程控制器的輸入/輸出點(diǎn)與輸入/輸出設(shè)備的連接圖或?qū)?yīng)關(guān)系表，畫(huà)出

25、可編程控制器硬件接線(xiàn)圖。</p><p><b>　　其程序如下圖：</b></p><p><b>　　元器件明細(xì)表</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本課題采用PLC自動(dòng)控制技術(shù)取代了傳統(tǒng)繼電器—接觸器電氣控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)G607型圓

26、鋸床的半自動(dòng)控制，從而提高了機(jī)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(dòng)強(qiáng)度，改善了產(chǎn)品的加工質(zhì)量，降低了設(shè)備故障率，提高了生產(chǎn)率。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我對(duì)PLC技術(shù)及應(yīng)用和機(jī)床電氣控制技術(shù)方面的知識(shí)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(guān)工作奠定了良好的基礎(chǔ)；另一方面，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中讓我感受頗深是：對(duì)于所研究的課題或者項(xiàng)目，僅僅憑借一個(gè)人現(xiàn)階段所掌握的知識(shí)往往很難予以完成，為此要求我們必須通過(guò)查閱大量的技

27、術(shù)資料、借助互聯(lián)網(wǎng)這一平臺(tái)以及團(tuán)隊(duì)的力量才能夠加以解決，無(wú)疑這些為我未來(lái)三年研究生階段的學(xué)習(xí)提供了借鑒；最后，我也深知此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)存在很多不足，如PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中未涉及到液壓進(jìn)給系統(tǒng)方面的內(nèi)容，雖然減輕了設(shè)計(jì)的難度，但卻使得設(shè)計(jì)的水平較低，層次較淺。這些不足將不斷地激勵(lì)我在以后的學(xué)習(xí)、工作中努力學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，強(qiáng)化培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技能，拓展專(zhuān)業(yè)綜合能力素質(zhì)，以便更好地適應(yīng)未來(lái)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(dǎo)下完成的。**老師淵博的知識(shí)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和誨人不倦的作風(fēng)令我終生難忘。從馬德貴老師身上，除了學(xué)到許多專(zhuān)業(yè)知識(shí)外，我還學(xué)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(dǎo)我做學(xué)士學(xué)位論文期間對(duì)我無(wú)私的關(guān)懷和孜孜不倦地教誨，并向**老師致以崇高的敬意！</p>