Y3150齒輪機(jī)床電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、 Y3150型齒輪機(jī)床電氣控制設(shè)計(jì) 目 錄摘要. 3第1章 設(shè)計(jì)內(nèi)容 3 1.1 設(shè)計(jì)目的. 3 1.2 設(shè)計(jì)要求. 41.2.1 基本要求. 41.2.2 提高. 4 1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)書.51.3.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 51.3.2 時(shí)間安排 5第2章 電氣原理圖設(shè)計(jì) 52.1 輔助電路設(shè)計(jì).52.1.1 電機(jī)點(diǎn)長(zhǎng)動(dòng)正反轉(zhuǎn)控制.52.1.2 Y/啟動(dòng)控制 62.1.3 能耗制動(dòng)控制 72.1.4 反接制動(dòng)控制82.2 主電路設(shè)計(jì) 9第3章 電氣工藝安裝 11 3.1 元器件的布置及接線 113.1.1 元件的選擇113.1.2 測(cè)試 113.1.3控制板安裝原則 123.1.4安裝時(shí)出現(xiàn)的問題12第

2、四章 PLC控制設(shè)計(jì). 134.1 PLC選型及I/O分配.134.2 繪制梯形圖 144.3 PLC程序 144.4 繪制外圍接線圖 164.5 PLC調(diào)試16參考文獻(xiàn).16摘 要齒輪型機(jī)床是機(jī)械加工中使用最廣泛的機(jī)床，它廣泛的應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、石油、航天器等各種機(jī)械制造業(yè)中?，F(xiàn)代生產(chǎn)機(jī)械多采用機(jī)械電氣相結(jié)合的控制技術(shù)，其中電氣控制技術(shù)起聯(lián)結(jié)中樞作用，其應(yīng)用最為廣泛，電氣控制系統(tǒng)是生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的重要組成部分，是保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的首要條件，本文主要是關(guān)于Y3150型齒輪機(jī)床電氣控制設(shè)計(jì)。通過對(duì)Y3150型齒輪機(jī)床的電氣控制設(shè)計(jì)以及PLC控制系統(tǒng)的工作原

3、理的分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編程、及上機(jī)調(diào)試工作的實(shí)踐，了解電氣控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)思路，熟悉和掌握外圍電路系統(tǒng)和軟件設(shè)計(jì)的方法，并掌握利用PC對(duì)PLC工作狀況進(jìn)行監(jiān)控的方法。 關(guān)鍵詞：齒輪機(jī)床、電氣控制、PLC第1 章 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.1 設(shè)計(jì)目的通過電氣控制技術(shù)的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，使學(xué)生掌握電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、電器元件的選用、電氣控制線路的安裝與調(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)過程中培養(yǎng)學(xué)生從事設(shè)計(jì)工作的整體觀

4、念，通過較為完整的工程實(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)能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 1.2 設(shè)計(jì)要求 1.2.1 基本要求 1.在接受設(shè)計(jì)任務(wù)并選定課題后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和應(yīng)完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容，擬定工作進(jìn)度計(jì)劃，確定各階段應(yīng)完成的工作量，妥善安排時(shí)間，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成所有的設(shè)計(jì)任務(wù)。 2.在方案確定過程中應(yīng)主動(dòng)提問題，以取得指導(dǎo)教師的幫助，在此階段要求多思考，提倡廣泛討論，做到思路開闊，依據(jù)充分。 3.根據(jù)工藝要求設(shè)計(jì)電氣控制線路并選擇電器元件。 4.按指導(dǎo)教師制定內(nèi)容布置并安裝電器元件與控制線路。 5.進(jìn)行電氣控制線路的通電調(diào)試，排除故障。 6.設(shè)計(jì)相應(yīng)的PLC控制程序?qū)崿F(xiàn)傳輸、調(diào)試和運(yùn)行

5、。7.制作電氣控制設(shè)計(jì)過程的成套圖紙和設(shè)計(jì)說(shuō)明書。所有電氣圖紙的繪制必須符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，包括線條、圖形符號(hào)、項(xiàng)目代號(hào)、回路標(biāo)號(hào)，技術(shù)要求、標(biāo)題欄、元件明細(xì)表以及圖紙的折疊和裝訂。說(shuō)明書要求文字通順、簡(jiǎn)練、字跡端正、整潔，格式內(nèi)容符合要求。1.2.2 提高 1.能根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求的變化，更改施工。 2.能根據(jù)電路故障現(xiàn)象準(zhǔn)確判斷故障，并熟練排除。 3.能根據(jù)新工藝發(fā)展要求，使用新技術(shù)、新方法。 1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程設(shè)計(jì)題目：Y3150型齒輪機(jī)床電氣控制設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：Y3150齒輪機(jī)床主要由2臺(tái)電動(dòng)機(jī)組成，它們分別是：主軸電動(dòng)機(jī)M1、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2。 控制設(shè)計(jì)要求： 1、M1

6、具有正/反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)/長(zhǎng)動(dòng)的控制功能; 2、M1可實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)； 3、只有M1啟動(dòng)后,M2才能啟動(dòng)； 4、M2可實(shí)現(xiàn)Y/啟動(dòng)； 5、M2可實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)6、M1、M2均具有短路保護(hù)功能、過載保護(hù)功能；7、一臺(tái)電動(dòng)機(jī)過載停止，另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)也必須停止；8、機(jī)床具有照明燈，照明電路電壓為36V，由控制變壓器TC提供； 指導(dǎo)老師：李海軍、劉宇 發(fā)出任務(wù)時(shí)間：2014年4月28日 1.3.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.繪制電氣控制原理圖（A2圖幅）、PLC外圍接線圖（A3圖幅），編寫PLC控制程序。2.制作電氣控制板：按照設(shè)計(jì)指導(dǎo)書要求的控制功能，制作安裝冷卻泵電動(dòng)機(jī)M、1M2主回路及控制回路，取消M2電機(jī)能耗制動(dòng)、控

7、制變壓器及照明。3.完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 第2章 電氣原理圖設(shè)計(jì) 2.1 輔助電路的設(shè)計(jì) 2.1.1 電機(jī)點(diǎn)長(zhǎng)動(dòng)正反轉(zhuǎn)控制 電機(jī)正反向工作的電器控制線路圖如下： 工作原理：按下SB2，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，KM1，KM3線圈得電，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；按下SB3，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，KM2，KM3線圈得電，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，自鎖，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。KM1、KM2常閉觸點(diǎn)互相串于對(duì)方的線圈電路中，起到互鎖作用。SB7，SB8實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。 2.1.2 Y/啟動(dòng)控制 電機(jī)Y/啟動(dòng)控制電路圖如下：按下SB6，KM4帶電，自鎖。KMY通電，Y接啟動(dòng)，KMY常閉開，

8、斷開KM;KT4通電，KT常閉開，解除Y接，KT的常開閉，KM通電，接運(yùn)行，KM常閉開，解除KT； 2.1.3 能耗制動(dòng)控制 當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)快速停止時(shí)，在切斷三相電源的同時(shí)，立即在定子繞組接入一直流電源，直流電流就會(huì)在電動(dòng)機(jī)定子繞組中產(chǎn)生一個(gè)靜止的磁場(chǎng)，而轉(zhuǎn)子由于慣性作用在繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并切割這個(gè)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場(chǎng)的相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低，達(dá)到迅速而準(zhǔn)確制動(dòng)的目的。能耗制動(dòng)控制電路如下圖所示：工作原理；按下SB6，KM5線圈及KT線圈均得電，KM2常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，交流電源經(jīng)變壓器和單向整流橋變?yōu)橹绷麟姴⑦M(jìn)入電

9、動(dòng)機(jī)定子繞組，產(chǎn)生靜止磁場(chǎng)，與轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子相互切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，感應(yīng)電流與靜止磁場(chǎng)共同作用，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)在能耗制動(dòng)下迅速停止。KT4延時(shí)斷開的常閉觸點(diǎn)經(jīng)過一個(gè)時(shí)間段后斷開，使KM5失電釋放，直流電源被切除，制動(dòng)結(jié)束。 2.1.4 反接制動(dòng)控制反接制動(dòng)是通過改變電動(dòng)機(jī)電源相序，使定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子慣性旋轉(zhuǎn)的方向相反，因而產(chǎn)生制動(dòng)作用。使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，直至停止。如果當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=0時(shí)仍未把反向電源斷開，則電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。反接制動(dòng)控制的任務(wù)就是恰到好處地把握n0的瞬間，及時(shí)切斷反向電源。電機(jī)反接制動(dòng)控制原理圖如下：工作原理：按下啟動(dòng)按鈕SB4，接觸器KM7得電吸合，電動(dòng)機(jī)

10、正轉(zhuǎn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器KS1正向常閉觸點(diǎn)斷開，正向常開觸點(diǎn)閉合，為制動(dòng)做準(zhǔn)備。由于KM7互鎖觸點(diǎn)作用，KM8不會(huì)通電 。欲使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，按下停止按鈕SB6，KM7停電釋放，反向接觸器KM8立即吸合，電動(dòng)機(jī)定子電源反相序，因而是反接制動(dòng)，轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，速度繼電器KS2的正向常開觸點(diǎn)斷開，KM8斷電釋放，反接制動(dòng)結(jié)束。 2.2 主電路設(shè)計(jì) 主電路圖如下：1、M1為主軸電機(jī)：當(dāng)KM1和KM3得電時(shí)，主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)KM2和KM3得電時(shí)，主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)KM1和KM2得電時(shí)，反接制動(dòng)；2、M2為冷卻泵電機(jī)： 當(dāng)KM得電時(shí)，運(yùn)行；當(dāng)KM4得電 當(dāng)KMY得電時(shí)，Y運(yùn)行；在或者Y的

11、運(yùn)行模式下，KM5得電，能耗制動(dòng)；3、變壓器：因?yàn)檎彰麟娐冯妷簽?6V，所以需要降壓變壓器；第3章 電氣控制板的安裝與調(diào)試 3.1 元器件的布置及接線3.1.1 元件的選擇名稱型號(hào)數(shù)量接觸器CJX2-097空氣開關(guān)DZ47-601熱繼電器JR36-202中間繼電器2時(shí)間繼電器JS14P3熔斷器RT18-321按鈕LAY377工具箱1萬(wàn)用表1導(dǎo)線若干 3.1.2 測(cè)試在老師的指導(dǎo)與同學(xué)的幫助下，我們將該設(shè)計(jì)所要求完成的電氣控制電路部分安裝到了控制板上并進(jìn)行測(cè)試，通過反復(fù)調(diào)試，最終完成了此次設(shè)計(jì)任務(wù)。 接通電源，按下空氣開關(guān)，按下SB7(正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng))，主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)正轉(zhuǎn)；按下SB2（長(zhǎng)動(dòng)），主軸

12、電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)正轉(zhuǎn)；按下SB6（Y），5s后進(jìn)行切換。按下SB1反接制動(dòng)停車；按下SB8(反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng))，主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)正轉(zhuǎn)；按下SB3（長(zhǎng)動(dòng)），主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)反轉(zhuǎn)；按下SB6（Y），5s后進(jìn)行切換。按下SB1反接制動(dòng)停車； 3.1.3 控制板安裝原則1、根據(jù)電器元件的數(shù)量與設(shè)計(jì)要求，選擇大小適當(dāng)?shù)目刂瓢澹?、將按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)等固定在控制板特定的位置上；3、將接觸器、繼電器、熔斷器、空氣開關(guān)等盡可能按規(guī)定的順序固定在控制板的軌道上；4、接線時(shí)，主電路用紅色導(dǎo)線，控制電路用黑色導(dǎo)線；5、連接電路的導(dǎo)線盡可能橫平豎直，并且避免交叉；6、控制電路的導(dǎo)線上，必要的地方需標(biāo)明線號(hào)；7、制作

13、完成的控制板盡可能整齊、美觀。3.1.4 安裝時(shí)出現(xiàn)的問題1、安裝完成后，接通電源，中間繼電器冒火花。原因：常開接成常閉了；2、安裝完成后，反轉(zhuǎn)沒自鎖。原因：自鎖的線接錯(cuò)位置；3、安裝后，Y切換后試驗(yàn)臺(tái)響。原因：接觸器器件有問題；第4章 PLC控制設(shè)計(jì) 4.1 PLC選型及I/O分配 1、確定輸入輸出元件： 輸入元件：按鈕SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6、SB7、SB8 輸出元件：接觸器線圈KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KMY、KM、KA1、KA2、 2、PLC選型 共有 8個(gè)輸入， 9個(gè)輸出，可選擇型號(hào)為CPMIA-30CDR-A的PLC即可。 3、I/O分配 輸入地

14、址輸出地址SB100003KM101000SB200002KM201001SB300005KM301002SB400001KM401003SB500007KM501004SB600008KM01005SB700004KMY01006SB800006KA101007KA2010084.2 繪制梯形圖總梯形圖見附錄。 4.3 PLC程序根據(jù)梯形圖寫出的PLC程序如下： LDNOT 0.01IL(02)LD 0.02LD 10.00ANDNOT 0.04ORLDOR 0.04OR 10.08ANDNOT 0.03ANDNOT 10.01OUT 10.00LD 0.05LD 10.01ANDNOT 0

15、.06ORLDOR 0.06OR 10.07ANDNOT 0.03ANDNOT 10.00OUT 10.01LD 10.00OR 10.01OUT TR0ANDNOT 10.08ANDNOT 0.03ANDNOT 10.07OUT 10.02LD TR0ANDNOT 0.07LD 0.08OR 10.03ANDLDOUT TR1ANDNOT 0.03OUT 10.03LD TR1ANDNOT 10.05OUT TR2ANDNOT TIM003OUT 10.06LD TR2TIM 003 #010LD TR1ANDNOT 10.06AND TIM003OUT 10.05LD TR0LD 0.07OR 10.04ANDLDOUT TR0ANDNOT TIM004ANDNOT 0.03OUT 10.04LD TR0ANDNOT 0.03TIM 004 #050ILC(03)LD 0.03OR 10.07OUT TR0ANDNOT TIM001OUT 10.07LD T