用PLC改造M型平面磨床的電氣控制系統(tǒng)

1、柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：用PLC改造M7120型平面磨床的電氣控制系統(tǒng)姓名 * 學(xué)號(hào) 專業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) 年級(jí) 指導(dǎo)教師 完成時(shí)間 柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任 務(wù) 書任務(wù)書的內(nèi)容：磨床是用砂輪的周邊或端面對(duì)工件進(jìn)行磨削加工的精加工機(jī)床。M7120型平面磨床是用砂輪來磨削工件的平面，它的磨削精度和粗糙度都比較高，是應(yīng)用較普遍的一種機(jī)床。M7120平面磨床外形圖如圖1所示。1-液壓換向開關(guān)；2-電磁吸盤；3-砂輪；4-砂輪箱；5-砂輪縱向進(jìn)給手柄；6-立柱導(dǎo)軌；7-砂輪啟動(dòng)按鈕；8-工作臺(tái)；9-停止按鈕；10-電磁吸盤按鈕；11-液壓泵電動(dòng)機(jī)啟停按鈕；12-砂輪垂直進(jìn)給手輪

2、；13-工作臺(tái)移動(dòng)手輪圖1 M7120平面磨床外形圖1、運(yùn)動(dòng)形式n 主運(yùn)動(dòng)：砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。n 縱向進(jìn)給：工作臺(tái)左右往返運(yùn)動(dòng)。n 橫向進(jìn)給：砂輪在床身導(dǎo)軌上的前后運(yùn)動(dòng)。n 垂直進(jìn)給：砂輪箱在立柱導(dǎo)軌上的上下運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)每完成一次縱向進(jìn)給，砂輪自動(dòng)作一次橫向進(jìn)給。當(dāng)加工完整個(gè)平面后，手動(dòng)砂輪箱作垂直進(jìn)給。2、控制要求n 只有當(dāng)電磁吸盤的吸力足夠大時(shí)，才能啟動(dòng)液壓泵電動(dòng)機(jī)和砂輪電動(dòng)機(jī)，以防吸力過小吸不住工件，砂輪使工件高速飛出的事故電磁吸盤需有欠壓保護(hù)。n 砂輪電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)只需單向旋轉(zhuǎn)，因容量不大，采用全壓?jiǎn)?dòng)。n 砂輪箱電動(dòng)機(jī)要求能正反轉(zhuǎn)，也采用全壓?jiǎn)?dòng)。n 砂輪電動(dòng)機(jī)和冷

3、卻泵電動(dòng)機(jī)應(yīng)同時(shí)啟動(dòng)，保證砂輪磨削時(shí)能及時(shí)供給冷卻液。n 電磁吸盤有去磁的控制環(huán)節(jié)。n 砂輪旋轉(zhuǎn)、砂輪箱升降和冷卻泵都不需要調(diào)速。n 工作臺(tái)縱向進(jìn)給時(shí)，砂輪對(duì)工件進(jìn)行磨削，工作臺(tái)反向返回時(shí)，砂輪箱由液壓裝置自動(dòng)實(shí)現(xiàn)周期性的橫向進(jìn)給一次，使工件整個(gè)加工面連續(xù)得到加工。橫向進(jìn)給也可用橫向進(jìn)給手輪操縱。當(dāng)整個(gè)加工面加工完畢后，操縱砂輪垂直進(jìn)給手輪，使砂輪垂直進(jìn)給。再次進(jìn)行加工，完成磨削量。設(shè)計(jì)要求：選用西門子7S-200系列的PLC對(duì)M7120型平面磨床的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。給定參數(shù)：液壓泵電動(dòng)機(jī)1.1kW，1410r/min，380V；砂輪電動(dòng)機(jī)3kW，2860r/min，380V；冷卻泵電

4、動(dòng)機(jī)0.12kW，2750r/min，380V；砂輪箱電動(dòng)機(jī)0.75kW，1410r/min，380V。其余參數(shù)由學(xué)生自己設(shè)定。目的： （1）通過本設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握根據(jù)普通機(jī)床的加工工藝要求進(jìn)行機(jī)床電氣控制系統(tǒng)改造（繼電器接觸器控制、PLC控制）的基本方法進(jìn)一步鞏固電氣控制技術(shù)與可編程控制器的理論和應(yīng)用知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析控制要求、設(shè)計(jì)和調(diào)試控制系統(tǒng)的能力，為將來從事機(jī)電設(shè)備電氣控制設(shè)計(jì)、維修和管理打下基礎(chǔ)。（2）提高學(xué)生對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍，認(rèn)真思考、用于開拓、用于實(shí)踐的基本素質(zhì)。（3）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際獨(dú)立完成課題的工作能力和解決生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力。（4）對(duì)學(xué)生的知識(shí)面、

5、掌握知識(shí)的深度、運(yùn)用理論結(jié)合實(shí)際去處理問題的能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?jì)算機(jī)運(yùn)用水平、書面及口頭表達(dá)能力進(jìn)行綜合考核。任務(wù)： （1）收集 M7120型平面磨床的相關(guān)資料，分析其工作過程。（2）技術(shù)參數(shù)的設(shè)定。（3）設(shè)計(jì)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)，分析電氣控制電路工作過程。（4）選擇PLC型號(hào)，設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)輸入輸出接線圖、梯形圖。（5）完成電氣元件計(jì)算選擇、列出元件清單。（6）設(shè)計(jì)機(jī)床電氣接線施工方案。 工作日程安排： （1）準(zhǔn)備階段： 學(xué)生在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下確定論文題目（2）畢業(yè)設(shè)計(jì)階段：學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行電氣控制電路的設(shè)計(jì)。初步完成后，指導(dǎo)老師審閱，并修改。（3）編寫設(shè)計(jì)說明書階段： （4）修改說

6、明書階段學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師提出的意見和建議，對(duì)說明書作出必要的補(bǔ)充修改（5） 答辯準(zhǔn)備階段（6） 指導(dǎo)教師審定設(shè)計(jì)，推薦合格的學(xué)生參加答辯，學(xué)生準(zhǔn)備答辯資料。（6） 論文答辯階段（7） 畢業(yè)設(shè)計(jì)分組答辯。設(shè)計(jì)（論文）要求： 要求每個(gè)學(xué)生設(shè)定不同的工藝要求及技術(shù)參數(shù)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。（1）畫出電氣控制原理圖，分析電氣控制電路工作過程。（2）畫出PLC控制輸入輸出接線圖、梯形圖，寫出程序清單。（3）完成電氣元件選擇、列出元件清單。（4）繪制電器元件安裝位置圖和電氣接線示意圖。（5）編寫設(shè)計(jì)說明書（不少于7000字）及進(jìn)行畢業(yè)答辯。目錄 目錄6摘要8前言9一、M7120型平面磨床的型號(hào)含義與概述111.1

7、.機(jī)床的型號(hào)含義111.2.概述11二、M7120磨床控制系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式122.1.M7120磨床控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)122.2 M7120型平面磨床在傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制中的優(yōu)缺點(diǎn)13三、PLC控制電路相對(duì)于早期的繼電器控制電路的優(yōu)點(diǎn)14四、M7120型平面磨床的電氣原理圖14五、M7120型平面磨床的電氣控制線路分析165.1.主電路分析165.2.控制電路分析165.2.1液壓泵電動(dòng)機(jī)M1的控制16砂輪電動(dòng)機(jī)M2的控制17冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制17砂輪升降電動(dòng)機(jī)控制17電磁吸盤控制175.3.輔助電路分析18六、PLC控制的I/O分配表18七、PLC控制的I/O接線圖19八、梯形圖和

8、語(yǔ)句表22九、電器元件計(jì)算選擇249.1.電機(jī)的線電流計(jì)算249.2.熱繼電器計(jì)算249.3.熔斷器計(jì)算24十、電器元件清單25十一、柜內(nèi)電器元件安裝位置圖28十二、電柜內(nèi)電器元件接線圖示意圖29十三、電柜外電器元件接線圖示意圖30十四、機(jī)床操作面板31總結(jié)32主要參考文獻(xiàn)32摘要 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是利用PLC對(duì)M7120平面磨床的控制部分進(jìn)行改造。為了解決傳統(tǒng)繼電器-接觸器電氣控制系統(tǒng)存在的線路復(fù)雜，故障診斷和排除困難等難題。由于PLC極高的可靠性，極豐富的指令集，易于掌握，便捷的操作，豐富的內(nèi)置集成功能，實(shí)現(xiàn)特性。因此，使M7120平面磨床在完成原有的功能特點(diǎn)外，還具有安裝簡(jiǎn)便、穩(wěn)定

9、性好、易于維修、擴(kuò)張能力強(qiáng)等特點(diǎn)。前言在制造工業(yè)（以改變幾何形態(tài)和機(jī)械性能為特征）和過程工業(yè)（以物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征）中，大量的開關(guān)量順序控制，它按邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)和電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。隨著產(chǎn)品機(jī)型的更新?lián)Q代，生產(chǎn)線承擔(dān)的加工對(duì)象也隨之改變，這就需要改變控制程序，使生產(chǎn)線的機(jī)械設(shè)備按新的工藝過程運(yùn)行，而繼電接觸器控制系統(tǒng)是采用固定接線的，很難適應(yīng)這個(gè)要求。大型自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)使用的繼電器數(shù)量很多，這種有觸點(diǎn)得電器工作頻率較低，在頻繁動(dòng)作的情況下壽命較短，從而造成系統(tǒng)故障，使生

10、產(chǎn)的運(yùn)行可靠性降低。現(xiàn)在，PLC的出現(xiàn)解決了這一問題。PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力比之大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。在我國(guó)應(yīng)用的PLC系統(tǒng)中，I/O 64點(diǎn)以下PLC銷售額占整個(gè)PLC的47%。在我國(guó)應(yīng)用的PLC，幾乎涵蓋了世界所有的品牌，但從行業(yè)上分，有各自的勢(shì)力范圍。大中型控制系統(tǒng)采用歐美PLC居多，小型控制系統(tǒng)、機(jī)床、設(shè)備單體自動(dòng)化及OEM產(chǎn)品采用日本的PLC居多。歐美PLC在網(wǎng)絡(luò)和軟件方面具有優(yōu)勢(shì)，而日本PLC在靈活性和價(jià)位方面占優(yōu)勢(shì)。我國(guó)的PLC供應(yīng)渠道，主要有制造商、分銷商、系統(tǒng)集成

11、商、OEM用戶、最終用戶。其中，大部分PLC是通過分銷商和系統(tǒng)集成商達(dá)到最終用戶的。 1、人機(jī)界面更加友好PLC制造商紛紛通過收購(gòu)或聯(lián)合軟件企業(yè)、或發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)，大大提高了其軟件水平，多數(shù)PLC品牌擁有與之相應(yīng)的開發(fā)平臺(tái)和組態(tài)軟件，軟件和硬件的結(jié)合，提高了系統(tǒng)的性能，同時(shí)，為用戶的開發(fā)和維護(hù)降低了成本，使更易形成人機(jī)友好的控制系統(tǒng)，目前，PLC+網(wǎng)絡(luò)+IPC+CRT的模式廣泛應(yīng)用。（工控機(jī)：英文簡(jiǎn)稱IPC，全稱Industrial Personal Computer。工控機(jī)通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。工控機(jī)有以下特點(diǎn)：1：機(jī)箱采用鋼結(jié)構(gòu)，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。2：機(jī)箱

12、內(nèi)有專用底版，底版上有PCI和ISA插槽。3：機(jī)箱內(nèi)有專門電源，電源有較強(qiáng)的抗干擾能力。）2、 網(wǎng)絡(luò)通訊能力大大加強(qiáng)PLC廠家在原來CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的基礎(chǔ)上，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。由于近來數(shù)據(jù)通訊技術(shù)發(fā)展很快，用戶對(duì)開放性要求很強(qiáng)烈，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展。3、 開放性和互操作性大大發(fā)展PLC在發(fā)展過程中，各PLC制造商為了壟斷和擴(kuò)大各自市場(chǎng)，處于群雄割據(jù)的局面，各自發(fā)展自己的標(biāo)準(zhǔn)，兼容性差，這給用戶使用帶來不便，并增加了維護(hù)成本。開放是發(fā)展的趨勢(shì)，這已被各廠商所認(rèn)識(shí)，形成了長(zhǎng)期妥協(xié)與競(jìng)爭(zhēng)的過程，并且這一過程還在繼續(xù)。開

13、放的過程，可以從以下方面反映：（1） IEC形成了現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)包含8種標(biāo)準(zhǔn)，雖然有人說，多種標(biāo)準(zhǔn)就是沒有標(biāo)準(zhǔn)，但畢竟是一個(gè)經(jīng)過困難的爭(zhēng)論與妥協(xié)的成果。標(biāo)準(zhǔn)堆出后，各廠商紛紛將自己的產(chǎn)品適應(yīng)這些標(biāo)準(zhǔn)，或者開發(fā)與之相應(yīng)的新產(chǎn)品。（2） IEC制定了基于Windows的編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3，它規(guī)定了指令表（IL）、梯形圖（LD）、順序功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）五種編程語(yǔ)言。（3） OPC基金會(huì)推出了OPC（OLE for Process Control）標(biāo)準(zhǔn)，這進(jìn)一步增強(qiáng)了軟硬件的互操作性，通過OPC一致性測(cè)試的產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)方便的和無縫隙數(shù)據(jù)交換

14、。（4） PLC的功能進(jìn)一步增強(qiáng)，應(yīng)用范圍越來越廣泛。（5） 工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展對(duì)PLC有重要影響。一、M7120型平面磨床的型號(hào)含義與概述1.1.機(jī)床的型號(hào)含義M7120M：磨床；7：平面；1：臥軸柜臺(tái)式；20：工作臺(tái)工作面寬200mm1.2.概述M7120平面磨床共有四臺(tái)電動(dòng)機(jī)，即砂輪電動(dòng)機(jī)、砂輪升降電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)。砂輪電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)，對(duì)工件進(jìn)行磨削加工，在M7120型平面磨床中，砂輪并不要求調(diào)速，所以通常采用籠型異步電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)，這是平面磨床的主運(yùn)動(dòng)；砂輪升降電動(dòng)機(jī)使砂輪在立柱導(dǎo)軌上作垂直運(yùn)動(dòng)，用以調(diào)整砂輪與工件位置。工作臺(tái)和砂輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是靠液壓泵電動(dòng)機(jī)進(jìn)行液

15、壓傳動(dòng)得，液壓傳動(dòng)較平穩(wěn)，能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)整，換向平穩(wěn)。M7120型平面磨床工作臺(tái)的往返運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)，能保證加工精度。由液壓電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵，經(jīng)液壓傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。冷卻泵電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)冷卻泵供給砂輪和工件冷卻液，同時(shí)利用冷卻液帶走磨削下來的鐵屑。二、M7120磨床控制系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式M7120 平面磨床的結(jié)構(gòu)如圖所示，它由1床身、2工作臺(tái)、3電磁吸盤、4砂輪箱、5滑座、6立柱及7撞塊等部分組成。圖3-1 M7120 平面磨床的結(jié)構(gòu)如圖2.1.M7120磨床控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)1、砂輪架安裝砂輪并帶動(dòng)砂輪作高速旋轉(zhuǎn)，砂輪架可沿滑座的燕尾導(dǎo)軌作手動(dòng)或液動(dòng)的橫向間隙運(yùn)動(dòng)。 2、滑座安裝

16、砂輪架并帶動(dòng)砂輪架沿立柱導(dǎo)軌作上下運(yùn)動(dòng)。 3、立柱支承滑座及砂輪架。 4、工作臺(tái)安裝工件并由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，有效工作面積為630×200毫米。工作面及中央T型槽側(cè)面經(jīng)過精細(xì)的磨削，其精度和光潔度很高，是安裝工件或夾具的重要基面，應(yīng)小心使用和加以保護(hù)。 5、床身支承工作臺(tái)、安裝其它部件，用以安裝立柱、工作臺(tái)、液壓系統(tǒng)、電氣元件和其它操縱機(jī)構(gòu)。 6、冷卻液系統(tǒng)向磨削區(qū)提供冷卻液（皂化油）。 7、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)其組成有： （1）動(dòng)力元件為油泵，供給液壓傳動(dòng)系統(tǒng)壓力油； （2）執(zhí)行元件為油缸，帶動(dòng)工作臺(tái)等部件運(yùn)動(dòng)； （3）控制元件為各種閥，控制壓力、速度、方向等； （4）輔助元件如

17、油箱、壓力表等。液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)相比具有傳動(dòng)平穩(wěn)，能過載保護(hù)，可以在較大范圍實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)。 2.2 M7120型平面磨床在傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制中的優(yōu)缺點(diǎn)傳統(tǒng)繼電器-接觸器電氣控制系統(tǒng)存在的線路復(fù)雜，故障診斷和排除困難。M7120型平面磨床是一種中型磨床，能夠完成外圓、孔、平面以及齒輪、螺紋等成形表面的精加工，也可以刃磨各種切削刀具。目前采用傳統(tǒng)的繼電器控制的普通車床在中小型企業(yè)仍使用，由于繼電器系統(tǒng)接線復(fù)雜，故障診斷與排除困難，同時(shí)存在：1.觸點(diǎn)易被電弧燒壞而導(dǎo)致接觸不良；2.機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)的觸點(diǎn)控制反映速度慢；3.繼電器的控制功能被固定在線路中，功能單一、靈活性差等缺點(diǎn)，從而影響正

18、常生產(chǎn)。4.需要的元器件較多。因此，選用一種較合理，經(jīng)濟(jì)耐用的器件來開發(fā)、改造，才能使這次設(shè)計(jì)有意義。PLC的性能比較穩(wěn)定些，它的抗干擾能力比較突出，可以用在環(huán)境比較惡劣的工作環(huán)境中。但，PLC與單片機(jī)比起來價(jià)格要搞一點(diǎn)，PLC不相單片機(jī)那樣，可以根據(jù)工作的需要，靈活的開發(fā)。PLC是一個(gè)成品只能使用，而單片機(jī)可以靈活改動(dòng)。但單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)沒有PLC那么簡(jiǎn)單易學(xué)。三、PLC控制電路相對(duì)于早期的繼電器控制電路的優(yōu)點(diǎn)PLC是一種帶有指令存儲(chǔ)器，數(shù)字或模擬輸入/輸出接口，以位運(yùn)算為主，能夠完成邏輯，順序，定時(shí)，記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能，用于控制機(jī)器或生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制裝置。PLC系統(tǒng)的等效工作電路分為三

19、個(gè)部分：輸入部分、內(nèi)部控制電路、輸出部分。PLC的工作過程包括公共處理掃描階段、輸入采樣階段、執(zhí)行擁護(hù)程序階段、輸出刷新掃描階段。 1、控制方式方面：電器控制硬接線，邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功能很是困難；而PLC軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。 2、工作方式方面：電器控制并行工作，而PLC串行工作，不受制約。 3、控制速度方面：電器控制速度慢，觸點(diǎn)易抖動(dòng)；而PLC通過半導(dǎo)體來控制，速度很快，無觸點(diǎn)，顧而無抖動(dòng)一說。4、定時(shí)、記數(shù)精度方面：電器控制定時(shí)精度不高，容易受環(huán)境溫度變化影響，且無記數(shù)功能；PLC時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬；有記數(shù)功能。 5、可靠性、

20、維護(hù)性能方面：電器控制觸點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和電弧燒傷，接線也多，可靠性、維護(hù)性能差；PLC無觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng)，且有自我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)方便。四、M7120型平面磨床的電氣原理圖五、M7120型平面磨床的電氣控制線路分析 M7120型平面磨床的電氣控制線路如圖所示。該線路由主電路、控制電路、電磁吸盤控制電路和輔助電路四部分組成。5.1.主電路分析主電路中有4臺(tái)電動(dòng)機(jī)。其中M1為液壓泵電動(dòng)機(jī)，由KM1主觸點(diǎn)控制；M2為砂輪電動(dòng)機(jī)，M3為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，同由KM2的主觸點(diǎn)控制；M4為砂輪箱升降電動(dòng)機(jī)，由KM3、KM4的主觸點(diǎn)分別控制。FU1對(duì)4臺(tái)電動(dòng)機(jī)和控制電路進(jìn)行短路保護(hù)

21、，F(xiàn)R1、FR2、FR3分別對(duì)M1、M2、M3進(jìn)行過載保護(hù)。砂輪升降電動(dòng)機(jī)因運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間很短，所以不設(shè)置過載保護(hù)。5.2.控制電路分析 當(dāng)電源電壓正常時(shí)，合上電源總開關(guān)QS1，位于7區(qū)的電壓繼電器KV的常開觸點(diǎn)閉合，便可進(jìn)行操作。5.2.1液壓泵電動(dòng)機(jī)M1的控制 其控制電路位于7區(qū)、8區(qū)，啟動(dòng)過程為：按下SB3KM1得電M1啟動(dòng)；停止過程為：按下SB2KM1失電M1停轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)過程中若M1過載，則FR1常閉觸點(diǎn)分?jǐn)?，M1停轉(zhuǎn)，起到過載保護(hù)作用。砂輪電動(dòng)機(jī)M2的控制 其控制電路位于9區(qū)、10區(qū)，啟動(dòng)過程為：按下SB5KM2得電M2啟動(dòng)；停止過程為：按下SB4KM2失電M2停轉(zhuǎn)。冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制 冷卻泵

22、電動(dòng)機(jī)M3通過接觸器KM2控制，因此M3于砂輪電動(dòng)機(jī)M2是聯(lián)動(dòng)控制。按下SB5時(shí)M3與M2同時(shí)啟動(dòng)，按下SB4時(shí)M3與M2同時(shí)停止。FR2與FR3的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在KM2線圈回路中。M2、M3中任一臺(tái)過載時(shí)，相應(yīng)的熱鍵電器動(dòng)作，都將使KM2線圈失電，M2、M3同時(shí)停止。砂輪升降電動(dòng)機(jī)控制 其控制電路位于11區(qū)、12區(qū)，采用點(diǎn)動(dòng)控制。砂輪上升控制過程為：按下SB6KM3得電M4啟動(dòng)正轉(zhuǎn)。當(dāng)砂輪上升到預(yù)定位置時(shí)，松開SB6KM3失電M4停轉(zhuǎn)。砂輪下降控制過程為：按下SB7KM4得電M4啟動(dòng)反轉(zhuǎn)。當(dāng)砂輪下降到預(yù)定位置時(shí)，松開SB7KM4失電M4停轉(zhuǎn)。電磁吸盤控制 電磁吸盤是固定加工工件的一種夾具。它是

23、利用通電線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的特性吸牢鐵磁性材料的工件，便于磨削加工。電磁吸盤的內(nèi)部裝有凸起的磁極，磁極上繞有線圈。吸盤的面板也用鋼板制成，在面板和磁極之間填有絕磁材料。當(dāng)吸盤內(nèi)的磁極線圈通以直流電時(shí)，磁極和面板之間形成兩個(gè)磁極，既N極和S極，當(dāng)工件放在兩個(gè)磁極中間時(shí)，使磁路構(gòu)成閉合回路，因此就將工件牢固地吸住。（1）電磁吸盤的組成 工作電路包括整流、控制和保護(hù)三個(gè)部分，位于圖中的1620區(qū)。整流部分由整流變壓器和橋式整流器VC組成，輸出110V直流電壓。（2）電磁吸盤充磁的控制過程 按下SB9KM5得電（自鎖）YC充磁。（3）電磁吸盤的退磁控制過程 工件加工完畢需取下時(shí)，先按下SB8，切斷電磁吸盤的

24、電源，由于吸盤和工件都有剩磁，所以必須對(duì)吸盤和工件退磁。退磁過程為：按下SB8、SB10KM6得電YC退磁，此時(shí)電磁吸盤線圈通入反向的電流，以消除剩磁。由于去磁時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)使工件和吸盤反向磁化，因此去磁采用點(diǎn)動(dòng)控制。松開SB10則去磁結(jié)束。 電磁吸盤是一個(gè)比較大的電感，當(dāng)線圈斷電瞬間，將會(huì)在線圈中產(chǎn)生較大的自感電動(dòng)勢(shì)。為防止自感電動(dòng)勢(shì)太高而破壞線圈的絕緣，在線圈兩端接有RC組成的放電回路，用來吸收線圈斷電瞬間釋放的磁場(chǎng)能量。 當(dāng)電源電壓不足或整流變壓器發(fā)生故障時(shí)，吸盤的吸力不足，這樣在加工過程中，會(huì)使工件高速飛離而造成事故。為防止這種情況，在線路中設(shè)置了欠電壓繼電器KV，其線圈并聯(lián)在電磁吸盤電路

25、中，其常開觸點(diǎn)串聯(lián)在控制線路中。當(dāng)電源電壓不足或?yàn)榱銜r(shí)，KV常開觸點(diǎn)斷開，使KM1、KM2斷電，液壓泵電動(dòng)機(jī)和砂輪電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，確保安全生產(chǎn)。 5.3.輔助電路分析 輔助電路主要是信號(hào)指示和局部照明電路，位于圖中2128區(qū)。其中，HL6為局部照明燈，由變壓器TC供電，工作電壓為24V，由手動(dòng)開關(guān)QS2控制。其信號(hào)燈也由TC供電，工作電壓為6V。HL1為電源指示燈；HL2為M1運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈；HL3為M2運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈；HL4為M4運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈；HL5為電磁吸盤工作指示燈。六、PLC控制的I/O分配表PLC采用S700-200/CPU/224輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱輸入元件輸入點(diǎn)名稱輸出元件輸出點(diǎn)電壓繼電器KV

26、I0.0液壓泵電機(jī)接觸器KM1Q0.0總停按鈕SB1I0.1砂輪電機(jī)接觸器+冷卻液電動(dòng)機(jī)KM2Q0.1液壓泵電機(jī)1M啟動(dòng)按鈕SB3I0.2砂輪上升接觸器KM3Q0.2液壓泵電機(jī)1M停止按鈕SB2I0.3砂輪下降接觸器KM4Q0.3砂輪電機(jī)2M啟動(dòng)按鈕SB5I0.4電磁吸盤充磁接觸器KM5Q0.4砂輪電機(jī)2M停止按鈕SB4I0.5電磁吸盤去磁接觸器KM6Q0.5升降砂輪電機(jī)4M上升按鈕SB6I0.6升降砂輪電機(jī)4M下降按鈕SB7I0.7電磁吸盤充磁按鈕SB9I1.0電磁吸盤停止充磁按鈕SB8I1.1電磁吸盤去磁按鈕SB10I1.2液壓泵電機(jī)1M熱繼電器FR1I1.3砂輪電機(jī)2M熱繼電器、冷卻泵電

27、機(jī)3M熱繼電器FR2、FR3I1.4七、PLC控制的I/O接線圖八、梯形圖和語(yǔ)句表 梯形圖 語(yǔ)句表九、電器元件計(jì)算選擇液壓泵電動(dòng)機(jī)1.1kW，1410r/min，380V；砂輪電動(dòng)機(jī)3kW，2860r/min，380V；冷卻泵電動(dòng)機(jī)0.12kW，2750r/min，380V；砂輪箱電動(dòng)機(jī)0.75kW，1410r/min，380V.9.1.電機(jī)的線電流計(jì)算 取 計(jì)算出：液壓泵電機(jī)的線電流：2.23A轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪電機(jī)的線電流：6.08A冷卻泵電機(jī)的線電流：0.24A升降砂輪電機(jī)的線電流：1.52A9.2.熱繼電器計(jì)算液壓泵電機(jī)熱繼電器的額定電流：轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪電機(jī)熱繼電器的額定電流：冷卻泵電機(jī)熱繼電器的額定

28、電流：升降砂輪電機(jī)熱繼電器的額定電流：9.3.熔斷器計(jì)算（1）.負(fù)載較平穩(wěn)，無尖峰電流，如照明電路、信號(hào)電路、電阻爐電路等。熔體額定電流（2）.負(fù)載出現(xiàn)尖峰電流，如籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流為47倍Ied(電動(dòng)機(jī)額定電流)。（3）.單臺(tái)頻繁啟動(dòng)、長(zhǎng)期工作的電動(dòng)機(jī)：（4）.多臺(tái)長(zhǎng)期工作的電動(dòng)機(jī)共用熔斷器：十、電器元件清單序號(hào)符號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量備注1KM1液壓泵電機(jī)交流接觸器CJX1-10 10A,220V12KM2轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪、冷卻電機(jī)交流接觸器CJX1-20 20A,220V13KM3上升砂輪電機(jī)交流接觸器CJX1-5 5A,220V14KM4下降砂輪電機(jī)交流接觸器CJX1-5 5A,220V15FR1液壓泵電機(jī)熱繼電器FR16-5/3D16FR2砂輪電機(jī)熱繼電器FR16-16/3D17FR3冷卻電機(jī)熱繼電器FR16-0.72/3D18FU1主電源熔斷器RC1A-60/3539FU2電磁吸盤熔斷器RC1A-5/