Y3150齒輪機床電氣控制技術課程設計

1、 Y3150型齒輪機床電氣控制設計 目 錄摘要. 3第1章 設計內容 3 1.1 設計目的. 3 1.2 設計要求. 41.2.1 基本要求. 41.2.2 提高. 4 1.3 設計任務書.51.3.1 設計任務 51.3.2 時間安排 5第2章 電氣原理圖設計 52.1 輔助電路設計.52.1.1 電機點長動正反轉控制.52.1.2 Y/啟動控制 62.1.3 能耗制動控制 72.1.4 反接制動控制82.2 主電路設計 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 測試 113.1.3控制板安裝原則 123.1.4安裝時出現的問題12第

2、四章 PLC控制設計. 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調試16參考文獻.16摘 要齒輪型機床是機械加工中使用最廣泛的機床，它廣泛的應用于汽車、拖拉機、機床、工程機械、礦山機械、冶金機械、石油、航天器等各種機械制造業(yè)中?，F代生產機械多采用機械電氣相結合的控制技術，其中電氣控制技術起聯結中樞作用，其應用最為廣泛，電氣控制系統(tǒng)是生產機械設備的重要組成部分，是保證機械設備正常運行的首要條件，本文主要是關于Y3150型齒輪機床電氣控制設計。通過對Y3150型齒輪機床的電氣控制設計以及PLC控制系統(tǒng)的工作原

3、理的分析、系統(tǒng)設計、編程、及上機調試工作的實踐，了解電氣控制系統(tǒng)的一般設計思路，熟悉和掌握外圍電路系統(tǒng)和軟件設計的方法，并掌握利用PC對PLC工作狀況進行監(jiān)控的方法。 關鍵詞：齒輪機床、電氣控制、PLC第1 章 設計內容 1.1 設計目的通過電氣控制技術的課程設計實踐，使學生掌握電氣控制系統(tǒng)的設計方法、電器元件的選用、電氣控制線路的安裝與調試，掌握可編程控制器硬件電路的設計方法，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計思路和梯形圖的設計方法，掌握可編程控制器程序的應用及調試、監(jiān)控、運行方法，掌握設計資料整理和繪圖軟件的使用方法。在設計過程中培養(yǎng)學生從事設計工作的整體觀

4、念，通過較為完整的工程實踐基本訓練，為綜合素質全面提高及增強工作適應能力打下堅實的基礎。 1.2 設計要求 1.2.1 基本要求 1.在接受設計任務并選定課題后，應根據設計要求和應完成的設計內容，擬定工作進度計劃，確定各階段應完成的工作量，妥善安排時間，在規(guī)定時間內完成所有的設計任務。 2.在方案確定過程中應主動提問題，以取得指導教師的幫助，在此階段要求多思考，提倡廣泛討論，做到思路開闊，依據充分。 3.根據工藝要求設計電氣控制線路并選擇電器元件。 4.按指導教師制定內容布置并安裝電器元件與控制線路。 5.進行電氣控制線路的通電調試，排除故障。 6.設計相應的PLC控制程序實現傳輸、調試和運行

5、。7.制作電氣控制設計過程的成套圖紙和設計說明書。所有電氣圖紙的繪制必須符合國家有關標準的規(guī)定，包括線條、圖形符號、項目代號、回路標號，技術要求、標題欄、元件明細表以及圖紙的折疊和裝訂。說明書要求文字通順、簡練、字跡端正、整潔，格式內容符合要求。1.2.2 提高 1.能根據生產工藝的要求的變化，更改施工。 2.能根據電路故障現象準確判斷故障，并熟練排除。 3.能根據新工藝發(fā)展要求，使用新技術、新方法。 1.3 設計任務書 課程設計題目：Y3150型齒輪機床電氣控制設計 課程設計內容：Y3150齒輪機床主要由2臺電動機組成，它們分別是：主軸電動機M1、冷卻泵電動機M2。 控制設計要求： 1、M1

6、具有正/反轉、點動/長動的控制功能; 2、M1可實現反接制動； 3、只有M1啟動后,M2才能啟動； 4、M2可實現Y/啟動； 5、M2可實現能耗制動6、M1、M2均具有短路保護功能、過載保護功能；7、一臺電動機過載停止，另一臺電動機也必須停止；8、機床具有照明燈，照明電路電壓為36V，由控制變壓器TC提供； 指導老師：李海軍、劉宇 發(fā)出任務時間：2014年4月28日 1.3.1 設計任務 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：按照設計指導書要求的控制功能，制作安裝冷卻泵電動機M、1M2主回路及控制回路，取消M2電機能耗制動、控

7、制變壓器及照明。3.完成設計說明書。 第2章 電氣原理圖設計 2.1 輔助電路的設計 2.1.1 電機點長動正反轉控制 電機正反向工作的電器控制線路圖如下： 工作原理：按下SB2，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，KM1，KM3線圈得電，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，自鎖，電動機正轉；按下SB3，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，KM2，KM3線圈得電，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，自鎖，電動機反轉。KM1、KM2常閉觸點互相串于對方的線圈電路中，起到互鎖作用。SB7，SB8實現點動控制。 2.1.2 Y/啟動控制 電機Y/啟動控制電路圖如下：按下SB6，KM4帶電，自鎖。KMY通電，Y接啟動，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，接運行，KM常閉開，解除KT； 2.1.3 能耗制動控制 當需要電動機快速停止時，在切斷三相電源的同時，立即在定子繞組接入一直流電源，直流電流就會在電動機定子繞組中產生一個靜止的磁場，而轉子由于慣性作用在繼續(xù)旋轉，并切割這個磁場，在轉子繞組中產生感應電動勢和電流，利用轉子感應電流與靜止磁場的相互作用產生電磁轉矩，該轉矩為制動轉矩，使轉子轉速降低，達到迅速而準確制動的目的。能耗制動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常開觸點閉合，常閉觸點斷開，交流電源經變壓器和單向整流橋變?yōu)橹绷麟姴⑦M入電

9、動機定子繞組，產生靜止磁場，與轉動的轉子相互切割產生感應電動勢和電流，感應電流與靜止磁場共同作用，產生制動轉矩，電動機在能耗制動下迅速停止。KT4延時斷開的常閉觸點經過一個時間段后斷開，使KM5失電釋放，直流電源被切除，制動結束。 2.1.4 反接制動控制反接制動是通過改變電動機電源相序，使定子繞組產生的旋轉磁場與轉子慣性旋轉的方向相反，因而產生制動作用。使電動機轉速迅速下降，直至停止。如果當電動機轉速n=0時仍未把反向電源斷開，則電動機反轉。反接制動控制的任務就是恰到好處地把握n0的瞬間，及時切斷反向電源。電機反接制動控制原理圖如下：工作原理：按下啟動按鈕SB4，接觸器KM7得電吸合，電動機

10、正轉，當電動機正轉時，速度繼電器KS1正向常閉觸點斷開，正向常開觸點閉合，為制動做準備。由于KM7互鎖觸點作用，KM8不會通電 。欲使電動機停轉，按下停止按鈕SB6，KM7停電釋放，反向接觸器KM8立即吸合，電動機定子電源反相序，因而是反接制動，轉速迅速下降，當轉速接近零時，速度繼電器KS2的正向常開觸點斷開，KM8斷電釋放，反接制動結束。 2.2 主電路設計 主電路圖如下：1、M1為主軸電機：當KM1和KM3得電時，主軸電機正轉；當KM2和KM3得電時，主軸電機反轉；當KM1和KM2得電時，反接制動；2、M2為冷卻泵電機： 當KM得電時，運行；當KM4得電 當KMY得電時，Y運行；在或者Y的

11、運行模式下，KM5得電，能耗制動；3、變壓器：因為照明電路電壓為36V，所以需要降壓變壓器；第3章 電氣控制板的安裝與調試 3.1 元器件的布置及接線3.1.1 元件的選擇名稱型號數量接觸器CJX2-097空氣開關DZ47-601熱繼電器JR36-202中間繼電器2時間繼電器JS14P3熔斷器RT18-321按鈕LAY377工具箱1萬用表1導線若干 3.1.2 測試在老師的指導與同學的幫助下，我們將該設計所要求完成的電氣控制電路部分安裝到了控制板上并進行測試，通過反復調試，最終完成了此次設計任務。 接通電源，按下空氣開關，按下SB7(正轉點動)，主軸電動機M1啟動正轉；按下SB2（長動），主軸

12、電動機M1啟動正轉；按下SB6（Y），5s后進行切換。按下SB1反接制動停車；按下SB8(反轉點動)，主軸電動機M1啟動正轉；按下SB3（長動），主軸電動機M1啟動反轉；按下SB6（Y），5s后進行切換。按下SB1反接制動停車； 3.1.3 控制板安裝原則1、根據電器元件的數量與設計要求，選擇大小適當的控制板；2、將按鈕、轉換開關、行程開關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，主電路用紅色導線，控制電路用黑色導線；5、連接電路的導線盡可能橫平豎直，并且避免交叉；6、控制電路的導線上，必要的地方需標明線號；7、制作

13、完成的控制板盡可能整齊、美觀。3.1.4 安裝時出現的問題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，反轉沒自鎖。原因：自鎖的線接錯位置；3、安裝后，Y切換后試驗臺響。原因：接觸器器件有問題；第4章 PLC控制設計 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個輸入， 9個輸出，可選擇型號為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