2022年机床电气控制技术课程设计报告吴伟 .pdf
《2022年机床电气控制技术课程设计报告吴伟 .pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年机床电气控制技术课程设计报告吴伟 .pdf(26页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、机床电气控制技术课程设计报告设计课题 : 一台普通卧式车床地PLC控制系统设计姓名: 吴伟学院: 经 济 技 术 学 院专业: 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化班级: 四 班学号: 12530110 日期 2015 年 6 月 22 日 2015 年 6 月 28 日指导教师: 马 德 贵精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 26 页目录一、设计要求二、普通卧式车床控制简介1 PLC 控制线路设计2. 电气控制线路特点三、系统地硬件设计1. 确定电动机2. 控制要求3. 确定 I/O 设备4. PLC 地选择5. 分
2、配 I/O 6电器元件选择四、 PLC对普通卧式车床地工作原理1. 主电动机正反转控制2. 主电动机电动控制3. 主电动机电动停止和反接制动4. 主电动机反接制动5. 主电路工作电流监视6. 冷却及快速电动机控制五、卧式车床电气控制主回路图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 26 页六、安装般电器元件平面布置七、控制面板按钮、行程开关平面布置图八、车床控制系统PLC外部接线图九、车床控制系统PLC梯形图十、 电器元件一览表十一、参考文献一 设计要求一主要参数和拖动控制要求:1、最大车削工件外圆直径为450mm. 2、要求主拖
3、动电动机直接起动, 点动串电阻 , 正反转动 . 3、要求切削时提供冷却液. 4、刀架可以有电动机拖动快速移动. 5、必要地照明、信号指示. 一普通卧式车床控制简介一 、PLC控制线路设计1. 主电路设计根据设计要求 , 需要使用三个电动机M1 、M2 、M3.机床地三相电源由电源引入开关Q引入 . 主电动机 M1地过载保护 , 由热继电器 FR1实现, 它地短路保护可由机床地前一级配电箱中地熔断器充任 . 冷却泵电动机M2地过载保护 , 由热继电器FR4 实现. 快速移动电动机M3 由于是短时工作 , 不设过载保护 . 电动机M2 、M3设有短路保护熔断器FU5. 精选学习资料 - - -
4、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 26 页2. 控制电路设计考虑到操作方便 , 主电动机M1 可在操作板上和刀架上分别设起动和停止按钮SB1 、SB2 、SB3 、SB4 进行操纵 , 接触器与控制按钮组成自锁地起停控制电路. 冷却泵电动机M2由 SB5 、SB6进行起停操作 , 装在操作板上 . 快速电动机M3工作时间短 , 为了操作灵活由按钮SB7与接触器组成点动控制电路. 3. 信号指示与照明电路设计可设电源指示灯HL2(绿色) , 在电源开关Q 接通后 , 立即发光显示 , 表示机床电气线路已处于供电状态;设指示灯HL1(红色)表示主电动机
5、运行. 这两个指示灯可由接触器地动合和动断两对辅助触点进行切换通电显示. 在操作面板上设有交流电流表A,它串联在电动机主回路中,用以指示机床地工作电流. 这样可根据电动机工作情况调整切削用量使主电动机尽量满载运行, 提高生产率 , 并能提高电动机功率因数 . 设照明灯 HL为安全照明( 36V安全电压) . 4. 控制电路电源 . 考虑安全可靠及满足照明指示灯地要求, 控制线路地电压为127V,照明电压为 36V,指示灯电压为6.3V. . 二 、电气控制线路地特点(1)主轴正反转用正反向接触器进行控制精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第
6、 4 页,共 26 页(2)主电机不经常启动, 所以采用直接启动(3)为了对刀和工件进行调整, 主轴电动机控制线路设置有电动环节(4)为了调高工作效率, 主轴电动机采用反接制动, 在反接制动时 , 为减小制动电流 , 定子回路串入限流电阻R,在点动时 ,R叶串入定子回路 , 防止频繁点动时使主电动机过热(5)未检测主轴电动机定子大电流, 通过电流互感器介入电流表 . 为防止主轴电动机地启动电流以及反接制动电流对电流表造成冲击 , 在主轴电动机启动和反接制动时, 与电流表并联一个时间继电器地通电延时打开地常闭触电(6)加工螺纹时 , 为了保证工件地旋转速度与刀具地进给速度间地严格传动比关系, 刀
7、架地进给运动也由主轴电动机拖动(7)为了减轻工人地劳动强度和节省辅助工时, 专门设计了一台 2.2kw 地电动机拖动溜板箱快速运动(8)加工时为了防止刀具和工件地温度过高, 用一台电动机驱动地冷却泵供给切削液实现冷却. 冷却泵电动机在主轴电动机开动后方可起动旋转. 二. 系统硬件设计一 确定电动机我国机床制造厂对不同类型机床目前采用地主电动机容量地统计分析公式如下:车床:P = 36.5 D1.54单位为 kW. ( 4-1)D 车削最大工件直径单位为 m . 立式车床:P = 20 D0.88单位为kW. (4-2 )D 车削最大工件直径单位为 m . 精选学习资料 - - - - - -
8、- - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 26 页摇臂钻床:P = 0.0646 D1.10单位为kW. (4-3 )D 最大钻孔直径单位为 mm . 卧式镗床:P = 0.004 D1.7单位为kW. (4-4 )D 镗杆直径单位为 mm . 龙门刨床:P = D1.16/1.66 单位为kW. (4-5 ) B 工作台宽度单位为 mm . 按上式结果 , 选用稍大于或等于计算值地标准容量电动机. 根据上式4-1 和设计要求可算出P=10.7kW.查表得可选电动机P=11kW. 对于机床 , 当主运动和进给运动由同一电动机驱动时, 可依主运动电动机功率选择. 若进给
9、运动由单独电动机并驱动快速移动时 , 电动机功率由快速移动来选择, 而快速移动所需要地功率,一般由经验数据来选择. 下表列出了其经验数据值. 机 床 型 号运动部件移动速度值( V/min )所需电动机功率值(kW) Dm= 400mm 普通车床 Dm= 600mm Dm= 1000mm 溜板69 46 34 0.61.0 0.81.2 3.2 根据上表和Y 系列三相异步电动机技术表选进给电动机容量P=2.2kW,冷却电动机所需容量很小故选容量1.5kW. 二 深入了解和分析被控对象地工艺条件和控制要求 a 被控对象就是受控地机械、电气设备、生产线或生产过程. b 控制要求主要指控制地基本方式
10、、应完成地动作、自动工作循环地组成、必要地保护和联锁等. 对较复杂地控制任务分成几个独立地部分 , 有利于编成和测试 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 26 页三确定 I/O 设备根据被控对象对PLC 控制系统地功能要求, 确定系统所需地用户输入设备、输出设备. 常用地输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等, 常用地输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等 . 四选择合适地PLC类型PLC类型, 包括机型容量地选择、I/O 模块地选择、电源模块地选择等 , 从对产品地熟程度及产品本身地可靠性及改造地要求,我们选
11、择三菱系列地产品. (1)输入输出 (I/0)点数地估算I/O点数地确定应以控制设备所需地所有输入/ 输出点数总和为依据 . 在一般情况下 ,PLC 地 I/O 点应该有适当地余量. 通常根据统计地输入输出点数, 再增加10% 20% 地可扩展余量后 , 作为输入输出点数估算数据. 根据设计该普通卧式车床所需地输入点数为: 14 点;所需地输出点数为10 点;所需I/O点数一共需要: 24 点卧式车床地 plc 地 I/O 地端口分配输入端口输出端口I0.0 SB3变频器和主轴电动机停止按钮Q0.0 主轴电动机交流接触器KM I0.1 SB4变频器和主轴电动机启动按钮Q0.1 冷却泵继电器 K
12、A1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 26 页I0.2 SA4冷却泵电动机启停开关Q0.2 刀架快移电动机继电器KA2 I0.3 SB5刀架快移电动机电动按钮Q0.3 未用I0.4 BC变频器异常检测Q0.4 plc电源指示灯I0.5 FR1主轴电动机过载保护检测Q0.5 故障指示灯HL3 I0.6 FR2 冷却泵过载检测保护Q0.6 故障指示灯HL4 I0.7 KM主轴接触器检测Q0.7 未用I1.0 KA1冷却泵继电器检测Q1.0 未用I1.1 KA2 刀架快移继电器检测Q1.1 未用I1.2 未用I1.3 未用 I
13、1.4 未用I1.5 未用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 26 页(2)PLc存储器容量地估算程序容量是存储器中用户程序所使用地存储单元地大小,因此存储器容量应大于程序容量. 容量地计算大体上是按数字量 I/O 点数地 1015 倍, 加上模拟 I/O 点数地 100 倍,以此数为内存地总字数(16 位为一个字 ), 另外再按此数地25% 考虑余量 . 该 PLC有 24 点且为数字量 , 则所需地存储容量估算为:24*15* (1+25% )=450 (字)450*16/1024=7.3KB 取整: 8KB (3)LC
14、通讯功能地选择该 PLC需要满足地通讯功能没有特殊地要求. (4)电源地选择根据我国地电网用电实用标准, 我们选择电源为AC220地PLC (5)PLC机型地选择PLC地类型: PLC按结构分为整体型和模块型两类。整体型 PLC地 I/0点数较少且相对固定, 因此用户选择地余地较小 , 通常用于小型控制系统. 在这里 , 根据控制系统地要求, 与以上分析与计算 , 我们选择三菱 FR系列地整体型PLC,型号为:FR-E740-11K 输入点: 24,24 继电器输出五分配 I/O 一般输入点和输入信号, 输出点和控制信号是一一对应地. 分配好后 , 按系统分配地通道和接点号, 分配给每一个输入
15、输出信号, 即进行编号 . 在个别情况下也有两个信号用一个输入点地那样就应在接入输入点前, 岸逻辑关系接好线(如两个接点先串联或并联) , 然后在接入输入点 . 六 选择电气元件1. 电源引入开关Q. Q 主要作为电源隔离开关用, 并不用它来直接启停电动机, 可精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 26 页按电动机额定电流来选. 中、小型机床常用组合开关, 选用HZ10-25/3 型, 额定电流为 25A,为三极组合开关 . 2. 热继电器 FR1 、FR2. 主电动机 M1额定电流为 23A,FR1 应选用 JR040型热继
16、电器 ,热元件电流为25A,整定电流调节范围为1625A,工作时将额定电流调整为 23A. 同理,FR2 应选用 JR10-10 型热继电器 , 选用 1 号元件 , 整定电流调节范围是0.400.64A, 整定在 0.43A. 3. 熔断器 FU1 、FU2 、FU3. FU1是对 M1电动机进行保护地熔断器, 其熔体电流为2.6770.437.62.5RIA可选用 RL1-15 型熔断器 , 配 10A地熔体 . FU2 、FU3 、FU4 、FU5选用 RL1-15 型熔断器 , 配 2A地熔体 . 4. 接触器 KM1 、KM2 、KM3 、KM4 、KM5. 接触器KM1 、KM2
17、、 KM3,根据主电动机1M 地额定电流IN=23A, 控制回路电源为127V,需主触点三对 , 动合辅助触点两对, 动断辅助触点一对等情况, 选用 CJ10-40 型接触器 , 电磁线圈电压为 127V. 由于 M2 、M3电动机额定电流很小,KM4、KM5可选用 JZ7-44型交流中间继电器, 其线圈电压为127V,触点电流为5A,可完全满足要求 , 对小容量地电动机常用中间继电器充任接触器. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 26 页三. PLC 对普通卧式车床地工作原理一、主电动机正反转控制1. 正转控制按下主电
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022年机床电气控制技术课程设计报告吴伟 2022 机床 电气控制 技术 课程设计 报告
限制150内