M7120型平面磨床電氣控制說(shuō)明書(shū)

1、電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)M7120型平面磨床電氣控制學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院指導(dǎo)教師：李海軍 劉宇專(zhuān) 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí)：11級(jí)電氣一班姓 名：溫強(qiáng) 周琳 學(xué) 號(hào)：110512530 110512556 設(shè)計(jì)完成日期：2014年 5月 4日目錄一、 M7120型平面磨床電氣控制設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)要求11 控制設(shè)計(jì)要求12 控制設(shè)計(jì)任務(wù)1二 設(shè)計(jì)方案11 主電路設(shè)計(jì)12 輔助電路設(shè)計(jì)3三 電氣原理圖設(shè)計(jì) 41 主電路設(shè)計(jì)與分析 42 輔助電路設(shè)計(jì)及分析 5四 電氣控制板安裝與調(diào)制61 控制板任務(wù) 62 安裝實(shí)物圖片 63 調(diào)試情況 8五 PLC控制的設(shè)計(jì) 101 I/O點(diǎn)分析 102 PLC

2、選型 103 I/O點(diǎn)分配 104 PLC外圍接線(xiàn)圖 115 PLC程序設(shè)計(jì) 126 程序的運(yùn)行與調(diào)試 14六 收獲與與體會(huì) 23七 總結(jié)：PLC控制與繼電器控制的區(qū)別 24摘要 我先對(duì)本次的設(shè)計(jì)進(jìn)行了總體的思考和分析M7120型平面磨床主要由4臺(tái)電動(dòng)機(jī)組成，它們分別是：液壓泵電動(dòng)機(jī)M1，砂輪電動(dòng)機(jī)M2，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3，砂輪升降電動(dòng)機(jī)M4。M1單向旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)、兩地控制；M2、M3均單向旋轉(zhuǎn)，M3只有在M2啟動(dòng)后才能運(yùn)轉(zhuǎn)；M4可實(shí)現(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)，且只能通過(guò)電動(dòng)控制。首先繪制原理接線(xiàn)圖，隨后連電路板、進(jìn)行調(diào)試。然后根據(jù)電氣控制電路的線(xiàn)路圖，繪制PLC外圍接線(xiàn)圖，編程PLC的梯形圖，調(diào)試。

3、一、 M7120型平面磨床電氣控制設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)要求 1 控制設(shè)計(jì)要求 （1）液壓泵電動(dòng)機(jī)M1單向旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)，兩地控制。 （2）M2、M3均單向旋轉(zhuǎn)，M3只有在M2啟動(dòng)后才能運(yùn)轉(zhuǎn)。 （3）M4可實(shí)現(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)，且M4只能通過(guò)電動(dòng)控制。 （4）M1、M2、M3均有過(guò)載保護(hù)功能，整個(gè)電路具有短路保護(hù)功能。 （5）機(jī)床控制電路及指示燈電路，電壓均為380V。其中HL1為控制指示燈，HL2為M1運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈，HL3為M2及M3運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈，HL4為M4運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈。 2 控制設(shè)計(jì)任務(wù) （1）繪制電氣控制原理圖（A2圖幅），PLC外圍接線(xiàn)圖（A3圖幅），編寫(xiě)PLC控制程序。 （2）制作電氣控制板：按照

4、設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)要求的控制功能，制作安裝液壓泵電動(dòng)機(jī)M1，砂輪電動(dòng)機(jī)M2，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3，砂輪升降電動(dòng)機(jī)M4主回路及控制回路，取消控制變壓器及照明燈。 （3）完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。二 設(shè)計(jì)方案 1 主電路設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，液壓泵電動(dòng)機(jī)M1單向旋轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)、兩地控制，M2、M3均單向旋轉(zhuǎn)，M4可實(shí)現(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)。M1、M2、M3均有過(guò)載保護(hù)功能，整個(gè)電路具有短路保護(hù)功能。2 輔助電路設(shè)計(jì)方案一方案二方案二較方案一更加清晰明了，將負(fù)載（線(xiàn)圈及指示燈）放到一側(cè)。方案二比方案一實(shí)物接線(xiàn)更加方便快捷。根據(jù)上述兩種方案的比較，最終選擇方案二。三 電氣原理圖設(shè)計(jì) 1 主電路設(shè)計(jì)與分析U、V、W為三相電源，QF為空

5、氣開(kāi)關(guān)，起短路、過(guò)載、失壓、欠壓保護(hù)；KM2為正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)，KM3為制動(dòng)觸點(diǎn)，R起限流的作用。KM4為電動(dòng)機(jī)M2的正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)，KM5為電動(dòng)機(jī)M3正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)，KM6為電動(dòng)機(jī)M4的正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)，KM7為電動(dòng)機(jī)M4的反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)。FR為熱繼電器起過(guò)載保護(hù)。2 輔助電路設(shè)計(jì)及分析（1）按下SB0按鈕，交流接觸器KM1的線(xiàn)圈得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖，若要控制電路斷開(kāi)電源，按下SB1按鈕。（2）按下SB2或SB3按鈕，交流接觸器KM2的線(xiàn)圈均能得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，自鎖，實(shí)現(xiàn)兩地閉合控制，按下SB4或SB5按鈕，KM2的線(xiàn)圈均能失電，實(shí)現(xiàn)兩地?cái)嚅_(kāi)控制。（3）當(dāng)電動(dòng)機(jī)M1的轉(zhuǎn)速快一定程度時(shí)，速度繼電器KS閉合。按下S

6、B4或SB5按鈕，KM2的線(xiàn)圈失電，KM3的線(xiàn)圈得電，電動(dòng)機(jī)M1反接制動(dòng)。（4）按下SB7按鈕，KM4的線(xiàn)圈得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖。按下SB8按鈕，KM5的線(xiàn)圈得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖。為使M3在M2啟動(dòng)后才能運(yùn)轉(zhuǎn)需將KM4線(xiàn)圈的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)到KM5線(xiàn)圈的支路中。（5）按下SB6按鈕，KM4、KM5的線(xiàn)圈失電，M2、M3均停止轉(zhuǎn)動(dòng)（6）按下SB9按鈕線(xiàn)圈KM6得電，電動(dòng)機(jī)M4正轉(zhuǎn)。按下SB10按鈕線(xiàn)圈KM7得電，電動(dòng)機(jī)M4反轉(zhuǎn)。正反轉(zhuǎn)電路不能同時(shí)工作，需加互鎖。且要求M4電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制，所以不需加自鎖。（7）指示燈電路：按下SB0按鈕時(shí)KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，指示燈HL1亮；按下S

7、B2或SB3按鈕時(shí)KM2或KM3的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，指示燈HL2亮；按下SB7按鈕時(shí)KM4的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，指示燈HL3亮；按下按鈕SB9或SB10，KM6或KM7的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，指示燈HL4亮。四 電氣控制板安裝與調(diào)制 1 控制板任務(wù) 按照設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)要求的控制功能，制作安裝液壓泵電動(dòng)機(jī)M1，砂輪電動(dòng)機(jī)M2，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3，砂輪升降電動(dòng)機(jī)M4主回路及控制回路，取消控制變壓器及照明燈。2 安裝實(shí)物圖片說(shuō)明：該實(shí)物連接嚴(yán)格依據(jù)電氣原理圖，由于沒(méi)有速度繼電器，只好用旋鈕開(kāi)關(guān)來(lái)代替。3 調(diào)試情況（1）問(wèn)題： 接觸器KM4，在整個(gè)控制板接入電源后發(fā)生振顫現(xiàn)象解決方法：KM4接觸器發(fā)生振顫原因：電壓不夠、彈簧

8、彈力不夠、短路環(huán)斷裂、內(nèi)部有異物。當(dāng)拆開(kāi)接觸器時(shí)發(fā)現(xiàn)短路環(huán)斷裂，及時(shí)更換接觸器后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題。（2）問(wèn)題： 在整個(gè)控制板接入電源后，按下SB4或SB5按鈕HL2指示燈不熄滅。解決方法：錯(cuò)將按鈕SB4與SB5并聯(lián)，將其并聯(lián)后斷開(kāi)一個(gè)常閉按鈕不能使KM2的線(xiàn)圈失電，則指示燈HL2無(wú)法熄滅。所以應(yīng)將這兩按鈕串聯(lián)，這樣斷開(kāi)任一個(gè)按鈕就能實(shí)現(xiàn)HL2指示燈熄滅。（3）問(wèn)題： 在整個(gè)控制板接入電源后，按下SB7按鈕，接觸器KM4不吸合，按下SB8按鈕，接觸器KM5不吸合，HL3指示燈不亮。解決方法：認(rèn)真檢查說(shuō)連接線(xiàn)路沒(méi)有發(fā)現(xiàn)接錯(cuò)的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)按鈕SB6一個(gè)觸頭的線(xiàn)接的不牢靠導(dǎo)致無(wú)法給KM4線(xiàn)圈、KM5線(xiàn)圈

9、供電。（4）問(wèn)題： 接通電源后，不能實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)和正反轉(zhuǎn) 解決方法： 電源本來(lái)應(yīng)該是三項(xiàng)，我們實(shí)際接成了兩項(xiàng)。兩項(xiàng)電換向無(wú)意義。所以，接三相電。（5）問(wèn)題： 一臺(tái)熱繼電器過(guò)載斷開(kāi)，所有電路斷電 解決方法： 由于之前沒(méi)徹底理解題目要求，所以將3臺(tái)熱繼電器串聯(lián)。將他們并聯(lián)到電路之后就解決了這個(gè)問(wèn)題。五 PLC控制的設(shè)計(jì)1 I/O點(diǎn)分析 輸入點(diǎn)共有12個(gè)，輸出點(diǎn)共有11個(gè)。2 PLC選型 考慮到I/O點(diǎn)得留有15%-20%的裕度，應(yīng)選CPM1A 40CD R-D 其中CPM1A是歐姆龍的一種型號(hào)，40是表示，有24個(gè)輸入點(diǎn)，16個(gè)輸出點(diǎn)。 3 I/O點(diǎn)分配輸入輸出器件符號(hào)功能輸入點(diǎn)器件符號(hào)功能輸入點(diǎn)

10、SB0供電00000KM1控制指示燈亮01000SB1總停止00001KM2M1啟動(dòng)01001SB2M1 a地啟動(dòng)00002KM3M1反接制動(dòng)01002SB3M1 b地啟動(dòng)00003KM4M2啟動(dòng)01003SB4M1 a地停止00004KM5M3啟動(dòng)01004SB5M1 b地停止00005KM6M4點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)01005SB6M3、M3停止00006KM7M4點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)01006SB7M2啟動(dòng)00007控制指示燈指示電路供電01007SB8M3啟動(dòng)00008M1運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈指示M1運(yùn)轉(zhuǎn)01008SB9M4點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)00009M2、M3運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈指示M2、M3運(yùn)轉(zhuǎn)01100SB10M4點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)00010M

11、4運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈指示M4運(yùn)轉(zhuǎn)01101KS速度繼電器000114 PLC外圍接線(xiàn)圖5 PLC程序設(shè)計(jì)指令 操作數(shù)LD 0.00OR 10.00ANDNOT 0.01IL(02)LDNOT 0.01OUT 10.00LD 0.02OR 0.03OR 10.01ANDNOT 0.04ANDNOT 0.05ANDNOT 10.02OUT 10.01LD 0.04OR 0.05OR 10.02AND 0.11ANDNOT 10.01OUT 10.02LDNOT 0.06IL(02)LD 0.07OR 10.03OUT 10.03LD 0.08OR 10.04AND 10.03OUT 10.04ILC(03

12、)LD 0.09ANDNOT 10.06OUT 10.05LD 0.10ANDNOT 10.05OUT 10.06LD 10.00OUT 10.07LD 10.01OR 10.02OUT 10.08LD 10.03OUT 11.10LD 10.05OR 10.06OUT 11.11ILC(03)6 程序的運(yùn)行與調(diào)試（1）接通0.00時(shí),10.00得電，KM1自鎖，電路供電（2）接通0.02時(shí)，10.01得電，自鎖。a地啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1。（3）此時(shí)，電動(dòng)機(jī)M1的運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈亮（4）接通0.04時(shí)，10.01斷電。 a地停止M1。（5）或接通0.05時(shí)，10.01斷電。b地停止M1（6）M1電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)

13、到一定值時(shí)，速度繼電器KS閉合。（7）斷開(kāi)0.04時(shí)，10.01斷電，10.02得電，自鎖。電動(dòng)機(jī)M1開(kāi)始反接制動(dòng)。（8）斷開(kāi)0.05時(shí)，也能達(dá)到這種效果。（9）反接制動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)M1轉(zhuǎn)速降到一定值時(shí)，速度繼電器KS斷開(kāi)（10）接通0.07時(shí),10.03得電，自鎖。電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)。（11）此時(shí)M2或M3運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈亮（12）在按下0.08時(shí),10.04得電，自鎖。電動(dòng)機(jī)M3啟動(dòng)。（13）若未接通0.07時(shí)，接通0.08,10.04不得電。電動(dòng)機(jī)M3不能啟動(dòng)。（14）按下0.06時(shí)，10.03、10.04都斷電。電動(dòng)機(jī)M2和M3停止。（15）按下0.09時(shí)，10.05得電。電動(dòng)機(jī)M4運(yùn)轉(zhuǎn)。（16）

14、松開(kāi)0.09時(shí)，10.05斷電。電動(dòng)機(jī)M4停止運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。17）此時(shí)M4運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈亮六 收獲與與體會(huì)為了完成這次課程設(shè)計(jì)，我們放棄了五一的假期，取消了一切娛樂(lè)計(jì)劃。通過(guò)電氣控制技術(shù)的課程設(shè)計(jì)實(shí)施，我們握電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、電器元件的選用、電氣控制線(xiàn)路的安裝于調(diào)試，掌握可編程控制器硬件電路的設(shè)計(jì)方法，熟練使用小型可編程控制器的編程軟件，掌握可編程控制器軟件程序的設(shè)計(jì)思路和梯形圖的設(shè)計(jì)方法，掌握可編程控制器程序的應(yīng)用及調(diào)試、監(jiān)控、運(yùn)行方法，掌握設(shè)計(jì)資料整理和繪圖軟件的使用方法，在設(shè)計(jì)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生從事設(shè)計(jì)工作的整體觀念，通過(guò)較為完整的工程實(shí)踐基本訓(xùn)練，為綜合素質(zhì)全面提高及增強(qiáng)工作適應(yīng)能

15、力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 通過(guò)幾天的實(shí)際操作，我們更加鞏固了課堂上所學(xué)到的知識(shí)，同時(shí)明白了實(shí)驗(yàn)和操作的必要性。學(xué)到了書(shū)本上沒(méi)有的知識(shí)，強(qiáng)化了我們實(shí)際操作的能力。并且小組內(nèi)分工明確，鍛煉了相互合作的精神。兩人相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，很好的完成本次課程設(shè)計(jì)。七 總結(jié)：PLC控制與繼電器控制的區(qū)別(1)邏輯控制 繼電器控制是利用各電器件機(jī)械觸點(diǎn)的串、并聯(lián)組合成邏輯控制。采用硬線(xiàn)連接,連線(xiàn)多而復(fù)雜,對(duì)今后的邏輯修改、增加功能很困難。而PLC中邏輯控制是以程序的方式存儲(chǔ)在內(nèi)存當(dāng)中,改變程序,便可改變邏輯。連線(xiàn)少、體積小、方便可靠。(2)控制速度 依靠機(jī)械觸點(diǎn)的吸合動(dòng)作來(lái)完成控制的繼電器控制系統(tǒng),工作頻率低,工作速度慢。

16、而PLC由于采用程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制,穩(wěn)定、可靠,運(yùn)行速度大大提高了。(3)順序控制 繼電器控制是利用時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作來(lái)完成時(shí)間上的順序控制。時(shí)間繼電器內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)易受環(huán)境溫度和濕度變化的影響,造成定時(shí)的精度不高。在PLC內(nèi)部是由半導(dǎo)體電路組成的定時(shí)器以及由晶體振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖計(jì)時(shí),定時(shí)精度高。使用者根據(jù)需要,定時(shí)值在程序中便可設(shè)置,靈活性大,定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境影響。(4)靈活性可擴(kuò)展性 繼電器系統(tǒng)安裝后,受電器設(shè)備觸點(diǎn)數(shù)目的有限性和連線(xiàn)復(fù)雜等原因的影響,系統(tǒng)在今后的靈活性、擴(kuò)展性很差。而具有專(zhuān)用的翰人和輸出模塊,理論上連接可以無(wú)窮多。連線(xiàn)少,靈活性可擴(kuò)展性好。(5)計(jì)數(shù)功能 繼電器控制可實(shí)現(xiàn)邏輯功能,