C5225型雙柱立式車床電氣控制課程設(shè)計(jì).docx

本科電氣技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書題目：C5225型雙柱立式車床電氣控制 設(shè)計(jì)完成日期：二一四年五月目錄一 設(shè)計(jì)概況3二.控制設(shè)計(jì)要求:3三.設(shè)計(jì)方案及確定3四.器件的選擇34.1斷路器的選擇34.2 熔斷器的選擇44.3 交流接觸器的選擇44.4 熱繼電器的選擇44.5 中間繼電器的選擇44.6 按鈕的選擇44.7 導(dǎo)線的選擇4五.器件明細(xì)5六.電氣控制板的布置與安裝5七.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)87.1 IO的分析，確定輸入輸出87.2 選擇PLC87.3 IO的分配87.4 PLC程序設(shè)計(jì)9八 總結(jié)與感受12九 參考文獻(xiàn)13一 設(shè)計(jì)概況 C5225型雙柱立式車床主要由7臺(tái)電動(dòng)機(jī)組成，他們分別是：工作臺(tái)主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1，油泵電動(dòng)機(jī)M2，橫梁升降電動(dòng)機(jī)M3，右立刀架快速電動(dòng)機(jī)M4，右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M5，左立刀架快速電動(dòng)機(jī)M6，左立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M7。二.控制設(shè)計(jì)要求:(1)M1實(shí)現(xiàn)Y/啟動(dòng)，只可正轉(zhuǎn)運(yùn)行，并可實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)。（2）M2必須先啟動(dòng),M1才能工作，M2連續(xù)工作。（3）橫梁可以實(shí)現(xiàn)升，降功能。（4）左，右立刀架均點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行且通過行程開關(guān)控制左，右行程。（5）刀架進(jìn)給可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)/常動(dòng)控制。（6）刀架快速和進(jìn)給不可同時(shí)進(jìn)行。（7）電機(jī)具有短路，過載保護(hù)，整個(gè)線路具有短路保護(hù)。（8）控制電路電壓為380V。三.設(shè)計(jì)方案及確定 M1實(shí)現(xiàn)Y/啟動(dòng)，利用時(shí)間繼電器控制轉(zhuǎn)換，先啟動(dòng)M2才可啟動(dòng)M1，M2連續(xù)工作給電機(jī)二的啟動(dòng)按鈕進(jìn)行自鎖，利用控制順序的原理。橫梁的升降利用互鎖原理，按鈕自鎖實(shí)現(xiàn)常動(dòng)控制，利用行程開關(guān)控制行程。右立刀架快速電動(dòng)機(jī)M4只是點(diǎn)動(dòng)，但不可與刀架進(jìn)給同時(shí)運(yùn)行，我利用接觸器互鎖的原理實(shí)現(xiàn)。刀架的進(jìn)給實(shí)現(xiàn)點(diǎn)/常動(dòng)控制，點(diǎn)常動(dòng)并聯(lián),并給常動(dòng)按鈕自鎖。短路保護(hù)用熔斷器，過載保護(hù)用熱繼電器。能耗制動(dòng)利用時(shí)間制動(dòng)。四.器件的選擇4.1斷路器的選擇 斷路器主要用于保護(hù)交流、直流電路內(nèi)的設(shè)備，使之免受過電流、逆電流、短路和欠電壓等不正常情況的危害，同時(shí)也可用于不頻繁啟動(dòng)地電動(dòng)機(jī)以及操作和轉(zhuǎn)換電路。 選擇斷路器時(shí)應(yīng)考慮地主要參數(shù)有：額定電壓、額定電流和允許地極限電流。選擇的要求一般有：低壓斷路器的額定電壓大于或等于線路額定電壓。低壓斷路器的額定電流大于或等于線路計(jì)算負(fù)載電流。低壓斷路器的極限通斷能力大于或等于線路中最大的短路電流。 4.2 熔斷器的選擇 熔斷器的類型很多，通常有插入式，螺旋式，填料封閉管式等，選擇熔斷器，實(shí)際上主要是選擇熔斷器類型，額定電壓和電流，以及熔體的額定電流。 對(duì)于具有沖擊電流的電氣設(shè)備，如異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5-7倍，則應(yīng)采用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法。4.3 交流接觸器的選擇 接觸器分為交流和直流兩種，在機(jī)床上應(yīng)用最多的是交流接觸器，選擇時(shí)主要考慮主觸點(diǎn)的額定電流，輔助觸點(diǎn)的數(shù)量，吸引線圈的電壓等級(jí)，操作頻率等，選擇的交流接觸器，其主觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)該大于負(fù)載或電動(dòng)機(jī)的額定電流。4.4 熱繼電器的選擇 熱繼電器是依據(jù)電流流過發(fā)熱組件時(shí)產(chǎn)生的熱使雙金屬片發(fā)生彎曲而推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的一種電器，主要用于電動(dòng)機(jī)地過載保護(hù)、斷相及電流不平衡運(yùn)行地保護(hù)及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)地控制。對(duì)于過載可能性很小的電動(dòng)機(jī)就不必增設(shè)熱繼電器。 按電動(dòng)機(jī)的額定電流來確定熱繼電器的型號(hào)和規(guī)格。熱繼電器組件地額定電流Ir應(yīng)接近或略大于電動(dòng)機(jī)的額定電流In，即 Ir=（0.951.05）In4.5 中間繼電器的選擇 中間繼電器是將一個(gè)輸入信號(hào)變成一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)的繼電器。它的輸入信號(hào)為線圈的通電或斷電。它的輸出觸頭的動(dòng)作，將信號(hào)同時(shí)傳給幾個(gè)控制原件或回路。 中間繼電器的選擇主要依據(jù)被控制電路的電壓等級(jí)，以及所需觸頭的數(shù)量，種類及容量等要求來選擇。 常用的中間繼電器有JZ7和JZ8系列兩種。JZ7系列繼電器的結(jié)構(gòu)由線圈，靜鐵芯，動(dòng)鐵芯，觸頭系統(tǒng)及反作用彈簧組成。它的觸頭較多，一般有8對(duì)，可組成4對(duì)常開，4對(duì)常閉或者6對(duì)常開，2對(duì)常閉或者8對(duì)常開三種形式。4.6 按鈕的選擇 按鈕通常是用來短時(shí)接通或斷開小電流控制電路的開關(guān)。按鈕主要根據(jù)電源種類、觸電數(shù)、使用場(chǎng)合及顏色來選擇。4.7 導(dǎo)線的選擇 對(duì)于銅線的載流量，口訣指出”銅線升級(jí)”,即將銅導(dǎo)線的截面積按截面排列順序提升一級(jí)，再按相應(yīng)的線條件計(jì)算。 當(dāng)相線截面小于16平方毫米，PE線與相線等徑。 當(dāng)相線截面大于16平方毫米，且小于35平方毫米，PE線最小截面為16平方毫米。 當(dāng)相線截面大于35平方毫米，PE線最小截面為相線截面的1/2。五.器件明細(xì) 空氣開關(guān) QF 4個(gè) 接觸器 KM 8個(gè) 熱繼電器 FR 4個(gè) 按鈕開關(guān) SB 11個(gè) 時(shí)間繼電器 KT 2個(gè) 熔斷器FU 1個(gè)六.電氣控制板的布置與安裝1 功能相似的元件組合在一起2 盡可能減少器件之間的連接數(shù)量，按接線關(guān)系密切的控制電器盡可能置于同一組件中3 強(qiáng)、弱點(diǎn)控制器分離，以減少干擾。4 布置美觀，合理分布，盡量相近的電器組合在一起5 便于檢查與調(diào)試，需經(jīng)常調(diào)節(jié)、維護(hù)和易損的元件組合在一起6 所有電氣設(shè)備應(yīng)該放在操作方便，便于更換、識(shí)別與檢測(cè)的位置整體布局圖電機(jī)M1,M2部分電路 這部分完成了，按下SB2電機(jī)M2先啟動(dòng)，保持運(yùn)行，M1在M2啟動(dòng)后才運(yùn)行，按下SB1M1電機(jī)Y/啟動(dòng)。當(dāng)按下SBP1時(shí)接觸器MS線圈吸合能耗制動(dòng)啟動(dòng)，時(shí)間繼電器設(shè)定制動(dòng)時(shí)間。電機(jī)M4,M5部分 這部分完成了刀架進(jìn)給電機(jī)M5正轉(zhuǎn)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了即可常動(dòng)運(yùn)行也可點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行。行程開關(guān)SQ1控制電機(jī)M5的正轉(zhuǎn)運(yùn)行的行程，并且還有M5的反轉(zhuǎn)運(yùn)行（常動(dòng)運(yùn)行）SQ2控制電機(jī)M5的反轉(zhuǎn)運(yùn)行的行程。刀架的快速運(yùn)行靠電機(jī)M6實(shí)現(xiàn)（點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行）。 在安裝過程中開始布局不合理，器件間隔較大。安裝完畢后遇到里三個(gè)問題，第一個(gè)問題接觸器MS不吸合導(dǎo)致電機(jī)無法實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)，第二個(gè)問題能耗制動(dòng)的時(shí)間繼電器在不應(yīng)該工作時(shí)卻啟動(dòng)，第三個(gè)問題是，M1接觸器不吸合導(dǎo)致M1電機(jī)不起動(dòng)。第一個(gè)問題是電路原理圖出現(xiàn)問題重新改進(jìn)了電路原理，并在能耗制動(dòng)的時(shí)間繼電器前加入了MS的常開觸點(diǎn)。M1不吸合是應(yīng)為線沒接好接線頭從接線出掉落。七.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.1 IO的分析，確定輸入輸出 據(jù)據(jù)系統(tǒng)的控制要求，系統(tǒng)有啟動(dòng)和停止信號(hào)，由此確定，系統(tǒng)的輸入有13只按鈕和2只時(shí)間繼電器，PLC需用13個(gè)輸入點(diǎn)分別與輸入設(shè)備的常開觸頭相連，13個(gè)輸入點(diǎn)分別與輸入設(shè)備的常閉觸頭相連。車床有7臺(tái)電動(dòng)機(jī)，有11種狀態(tài)，由此確定，系統(tǒng)的輸出設(shè)備有13只接觸器，PLC應(yīng)用13個(gè)接觸器分別驅(qū)動(dòng)7臺(tái)電動(dòng)機(jī)接觸器的線圈。7.2 選擇PLC CPM1A-30CDR-A7.3 IO的分配IO輸入IO輸出輸入編號(hào)說明輸入編號(hào)說明SBP00000電機(jī)M1,M2總停KM201000KM2正轉(zhuǎn)SB200001M2的啟動(dòng)KM101001KM1正轉(zhuǎn)SB100002M1的啟動(dòng)KMY01002Y啟動(dòng)SPA00003能耗制動(dòng)開關(guān)KM01003啟動(dòng)SB300004橫梁的升KMS01004能耗制動(dòng)啟動(dòng)SB3反00005橫梁的降KM301005KM3正轉(zhuǎn)SB400006右立刀架的快速KM3反01006KM3反轉(zhuǎn)SB600007左立刀架的快速KM401007KM4啟動(dòng)SBPB00008電機(jī)M5,M7的停KM601008KM6啟動(dòng)SB500009右立刀架的進(jìn)給KM501009KM5正轉(zhuǎn)SB5反00010右立刀架退出KM5反01010KM5反轉(zhuǎn)SB700011左立刀架的進(jìn)給KM701011KM7正轉(zhuǎn)SB7反00012左立刀架的退出KM7反01012KM7反轉(zhuǎn)7.4 PLC程序設(shè)計(jì)電機(jī)M1M2運(yùn)行電路PLC梯形圖電機(jī)M1M2運(yùn)行電路PLC助記符電機(jī)M3運(yùn)行電路PLC梯形圖電機(jī)M3運(yùn)行電路PLC助記符電機(jī)M4,M5,M6,M7運(yùn)行電路PLC梯形圖電機(jī)M4,M5,M6,M7運(yùn)行電路PLC助記符八 總結(jié)與感受 為期幾天的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，這段時(shí)間所做的事情就是我們未來工作中的提前演練，遇到難題，積極求證，分析問題，解救問題 一系列的過程不僅讓我體會(huì)到了面對(duì)問題無從下手的尷尬，也讓我體會(huì)到了問題迎刃而解的喜悅。 通過這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)電氣控制與PLC有了一個(gè)大致的了解，對(duì)設(shè)計(jì)的思路、基本方法、步驟有了深刻的認(rèn)識(shí)。盡管在這次設(shè)計(jì)中，或許我們的選擇方案不是實(shí)際中的最優(yōu)方案，但我們按照老師指導(dǎo)設(shè)計(jì)程序進(jìn)行，也是學(xué)習(xí)電氣控制與PLC原理及應(yīng)用理論知識(shí)的一次實(shí)際應(yīng)用，把我們的理論和實(shí)際聯(lián)系了起來，在這次的設(shè)計(jì)過程中，我們組先根據(jù)派發(fā)的任務(wù)收集，調(diào)查有關(guān)的資料書籍，然后進(jìn)入起草方案階段，其間與同組同學(xué)進(jìn)行方案的討論修改，最后在老師的提示下確定了最后的設(shè)計(jì)方案。在過去的學(xué)習(xí)中我沒有真正了解設(shè)計(jì)過程具體是怎么進(jìn)行的，也沒有意識(shí)到細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的重要性。比如常開觸點(diǎn)放在某條線路的前后是兩種結(jié)果，電氣控住原理圖改成PLC的原理圖后有事另一種結(jié)果。電氣控制與PLC之間有也不同之處，比如PLC運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)更靠，體積小，器件不容易被損耗，在接線方面更加快捷，可多次容易的修改控制電路。 這次課程設(shè)計(jì)帶給我了很多感受，讓我懂得對(duì)于團(tuán)隊(duì)合作的重要性，分工明確對(duì)效率的重要，以及對(duì)器件了解是非常重要的，為以后工作提供了一定經(jīng)驗(yàn)。九 參考文獻(xiàn)周軍，電氣控制及PLC,北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2001黃友銳，電工技術(shù)，合肥，合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2008陳伯時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1981曾建唐，電工電子基礎(chǔ)實(shí)踐教程工程實(shí)踐指導(dǎo)，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2008齊占慶、王振臣，電氣控制技術(shù)，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2002李海軍、劉宇、王威，電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011