機電控制與可編程序控制器技術(shù)00

1、 機電控制與可編程序控制器技術(shù)課程設(shè)計 2013 級 秋 季 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 本 科設(shè)計題目： 具有反接制動電阻的可逆運行反接制動控制線路 學(xué) 校： 安徽廣播電視大學(xué)蕪湖分校 專 業(yè): 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號: 1334001253631 姓 名: 楊子發(fā) 2014年4月25日機電控制與可編程序控制器技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)教師評語表指 導(dǎo) 教 師 基 本 信 息姓名學(xué)歷專業(yè)職稱年齡畢業(yè)院校工作單位指 導(dǎo) 教 師 評 語設(shè)計成績 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日機電控制及可編程序控制器技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書題目：z30130×31型鉆床控制系統(tǒng)的plc改造內(nèi)容：1、plc接線圖 1

2、張2、plc梯形圖 1張 3、課程設(shè)計說明書 1張目錄封面-1課程設(shè)計指導(dǎo)教師評語表-2設(shè)計任務(wù)書-3序言-5一、鉆床的機械及運動形式-5（一）液壓系統(tǒng)的主要特點-5（二）鉆床的控制原理-51.控制線路特點- 52.電氣線路概述-53.主軸電動機起動與停止控制線路-64.搖臂上升控制線路及工作原理-65.搖臂下降的控制線路原理分析-76.主軸箱松開與夾緊控制原理分析-77.立柱單獨松開與夾緊的控制原理分析- 88.立柱和主軸箱同時夾緊的控制原理分析-89主軸箱的水平移動控制-9三、plc控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計-10（一）接觸器的選擇-10（二）自動空氣斷路器的選型 -12（三）熱繼電器的選用-13

3、（四）中間繼電器的選型-14（五）電磁鐵的選型-14（六）按鈕的選型-14（七）位置開關(guān)的選型-14（八）變壓器的選型-15（九）可編程控制器-15（十）plc指令系統(tǒng)-18四、plc控制系統(tǒng)軟件設(shè)計-19（一）輸入地址分配-19（二）輸入地址分配-19（三）接線圖-20（四）程序語句表-22五、程序模擬運行調(diào)試-24（一）主軸電機起停-24（二）搖臂升（降）-24（三）主軸箱松開、夾緊-24（四）主軸箱水平移動-25（五）系統(tǒng)運行情況-25參考文獻-26序言z30130×31型鉆床控制系統(tǒng)的plc改造課程設(shè)計是我們學(xué)完了電大的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我

4、們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們?nèi)甑拇髮W(xué)生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。一、鉆床的機械及運動形式z30130x31型搖臂鉆床適用于在重大型零件上鉆孔、擴孔、鉸孔、刮平面及攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下可以進行鏜孔。（一）液壓系統(tǒng)的主要特點1.該液壓系統(tǒng)中工作臺的換向采用了時間控制的換向回路。在換向閥閥芯上的四個控制邊均帶有錐度較小的制動錐，同時可采用單向節(jié)流閥來調(diào)整閥芯的移動速度，使制動過程平穩(wěn)，減小了換向沖擊，這對

5、工作臺運動速度較高、換向要求平穩(wěn)。2.液壓系統(tǒng)中，采用了進油和回油路的雙重節(jié)流調(diào)速回路，并以回油節(jié)流調(diào)速為主，因此，工作臺的運動平穩(wěn)，且可減小工作臺啟動時的前沖現(xiàn)象。3.具有卸荷回路，機床不工作時，可使系統(tǒng)卸荷，以減少功率損失和減少油液發(fā)熱。（二）鉆床的控制原理1.控制線路特點 （1）電路、控制線路、信號指示燈電路及機床照明均采用自動空氣斷路器作為電源引入開關(guān)。自動空氣斷路器中的電磁脫扣裝置作為短路保護電器而取代熔斷器。另外，此斷路器也具有零壓保護和欠壓保護作用。（2）由于各臺電動機的容量不同，在起動時須區(qū)別對待。主軸電動機容量較大，為降低起動電流，采用了y起動控制線路。其它五臺電動機采用接觸

6、器直接起動控制線路或開關(guān)直接起動控制線路。（3）控制線路裝有總起動與總停止按鈕，便于操作和在發(fā)生事故時緊急停車。（4）搖臂的上升運動和下降運動有嚴格的動作順序，由限位開關(guān)sq3給以保證。（5）每一個主要動作均有指示燈做出指示，便于操作和進行電氣維修。（6）主柱的夾緊與松開單獨用一臺電動機拖動，使控制更為靈活。（7）主軸箱的水平移動單獨用一臺電動機拖動，降低了操作者的勞動強度。（8）搖臂的上升運動和下降運動可以用主軸箱上的十字開關(guān)操作，也可以裝在立柱下部的控制按鈕操作，屬于兩地控制線路。（9）立柱與主軸箱的松開與夾緊可以同時進行操作，也可以單獨進行。（10）控制線路采取了可靠的電氣聯(lián)鎖措施，以防

7、止發(fā)生電源短路事故。2.電氣線路概述主電路由六臺三相交流異步電動機及其有關(guān)的電氣元件組成。主軸電動機只有一個旋轉(zhuǎn)方向，因為功率較大，所以采用y起動控制線路。冷卻泵電動機也只有一個旋轉(zhuǎn)方向，采用開關(guān)直接起動控制線路。其它四臺交流電動機都有兩個旋轉(zhuǎn)方向，采用交流接觸器起動控制線路。m1為主電動機，由交流接觸器km1、km2和km3進行y起動，km1和km3也是m1的停止電器。m1的短路保護電器是總電源引入開關(guān)自動空氣斷路器qf1中的電磁脫扣裝置。熱繼電器fr1是m1的過載保護電器。 m2是搖臂升降電動機。交流接觸器km4控制m2的正向起動與停止。m2的反向起動與停止由反向交流接觸器km5控制。m2

8、的短路保護電器也是自動空氣斷路器qf1中的電磁脫扣裝置。因為m2是短時間工作，所以不設(shè)過載保護電器。m3是搖臂和主軸箱松開與夾緊電動機，它實質(zhì)上是液壓油泵電動機，為搖臂與主軸箱的松開與夾緊提供壓力油。交流接觸器km6控制m3的正向起動與停止。m3反向轉(zhuǎn)動的起動與停止由交流接觸器km7控制。自動空氣斷路器qf4中的電磁脫扣裝置是m3的短路保護器。雖然搖臂與主軸箱的松開與夾緊是短時間的調(diào)整工作，m3并不長期運轉(zhuǎn)，但液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障或行程開關(guān)調(diào)整不當時，m3也會處于長時間過載狀態(tài)而造成事故，所以在電路中裝設(shè)了熱繼電器fr2。 m4是立柱的松開與夾緊電動機，也是液壓油泵電動機，專供立柱松開與夾緊用的壓

9、力油。m4的正反向起動與停止分別由正向交流接觸器km8與反向交流接觸器km9控制。m4的短路保護電器是自動空氣斷路qf4的電磁脫扣裝置。由于m4不是長期運行的電動機，所以不設(shè)過載保護電器。m5是主軸箱水平移動電動機，有兩個旋轉(zhuǎn)方向，由交流接觸器km10和km11分別控制其起動與停止。短路保護電器仍為自動空氣斷路器qf4中的電磁脫扣裝置。由于短時間工作，所以不設(shè)過載保護電器。 m6是冷卻泵電動機，功率很小，雖然長時間工作，也不設(shè)過載保電器。由自動空氣斷路器qf2控制其起動和停止，并兼作短路保護電器。 控制線路中裝設(shè)了三臺時間繼電器，其中kt1為通電延時型、kt2和kt3為斷電延時型在主軸箱水平移

10、動控制線路中，主軸箱與電動機之間接入了直流電磁離合器yc1，使控制更為可靠。3.主軸電動機起動與停止控制線路在中間繼電器ka1得電并自鎖的基礎(chǔ)上，按下起動按鈕sb2，時間繼電器kt1的線圈經(jīng)(1-3-5-7-11-13-2-0)線路通電吸合。接觸器km1的線圈經(jīng)(1-3-5-7-11-13-2-0)線路通電吸合并自鎖。接觸器km3。接觸器km2的線圈經(jīng)(1-3-5-7-11-13-15-17-2-0)線路通電吸合。km2的主觸點閉合，短路主電動機三相繞組的末端，將主電動機接成y形。由于km1主觸點閉合，接通m1的三相電源，主軸電動機在定子繞組接成y的情況下得電旋轉(zhuǎn)。當主軸電動機的轉(zhuǎn)速逐漸升高到

11、接近額定轉(zhuǎn)速時，時間繼電器kt1延時開啟的動斷觸點kt1-2(13-15)斷開，接觸器km2的線圈斷電釋放。km2的主觸點斷開，使主觸點電動機定子繞組的末端脫離短路狀態(tài)。與此同時，時間繼電器kt1延時閉合的動合觸點kt1(13-21)閉合，使接觸器km3的線圈經(jīng)(1-3-5-7-11-13-21-23-2-0)線路通電吸合。km3的主觸點閉合，將主軸電動機的定子繞組接成形并通過已閉合的km1街道電源上，使m1在額定轉(zhuǎn)速下正常旋轉(zhuǎn)。接觸器km3得電時，它的動合輔助觸點km3(605-607)閉合，主軸電動機旋轉(zhuǎn)指示燈hl2亮。停止主軸電動機時，按下停止按鈕sb12，時間繼電器kt1、交流接觸器k

12、m1和km3同時斷電釋放，km1的主軸觸點斷開，切除三相電源，主軸電動機停轉(zhuǎn)。接觸器km3斷電釋放時，其動合觸點km3(605-607)斷開，主軸電動機旋轉(zhuǎn)指示燈hl2滅。4.搖臂上升控制線路及工作原理在中間繼電器ka1得點吸合并自鎖的情況下，將主軸箱上的十字開關(guān)向上扳動，使sa1-1接通，或按下裝在立柱下部的搖臂上升起動按鈕sb3，中間繼電器ka2的線圈經(jīng)(1-3-5-7-25-27-29-0)線路通電吸合，ka2動斷觸點ka2-4(55-57)斷開，保證km7無電。同時，動合觸點ka2-3(39-41)和ka2-1(7-37)閉合。前者為交流接觸器km4得點做好準備，后后者使時間繼電器kt

13、2的線圈經(jīng)(1-3-5-7-37-0)線路通電吸合。因為kt2是斷電延時型的時間繼電器，所以它的斷電延時開啟的動合觸點kt2-1(7-55)雜通電時瞬時閉合，使時間繼電器kt3的線圈得電吸合。與此同時，時間繼電器kt2的瞬時動作動合觸點kt2-3(7-87)閉合，使電磁鐵ya1的線圈得電動作，打開搖臂松開油腔的進油閥門，為搖臂松開做好準備。由于kt3線圈通電吸合，其斷電延時開啟觸點kt3-2(7-87)瞬時閉合，保證了ya1的線圈在時間繼電器kt2斷電后 仍然通電。與此同時，kt3瞬時動作的動合觸點kt3-1(49-51)閉合，使交流接觸器km6的線圈經(jīng)(1-3-5-7-37-49-51-53

14、-4-0)線路通電吸合。km6的主觸點閉合，接通m3的電源，主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機通電正向旋轉(zhuǎn)，使壓力油經(jīng)二位六通閥進入搖臂松開油腔，推動活塞和菱形塊，將搖臂松開。這時活塞桿通過彈簧片壓動限位開關(guān)sq3，使其動斷觸點sq3-2(37-49)斷開，交流接觸器km6的線圈斷電釋放。km6的主觸點斷開，切斷m3的電源，主軸箱和搖臂夾緊與松開電動機停止轉(zhuǎn)動。與此同時，限位開關(guān)sq3的動合觸點sq3-1(37-39)閉合，接觸器km4的線圈經(jīng)(1-3-5-7-37-39-41-43-0)線路通電吸合，其主觸點接通m2的電源，搖臂升降電動機正向轉(zhuǎn)動 ，帶動搖臂上升。當搖臂上升到所需要的位置時，扳動十

15、字開關(guān)使sa1-1斷開，或松開起動按鈕sb3，中間繼電器ka2的線圈斷電釋放。ka2的動斷觸點ka2-1(7-37)斷開，時間繼電器kt2和交流接觸器km4的線圈斷電釋放，搖臂升降電動機停止轉(zhuǎn)動，搖臂停止上升。ka2釋放時，動斷觸點ka2-4(55-57)閉合，為交流接觸器km7得電動作做好了準備kt2斷電釋放時，它的瞬時動作動觸點kt2-3(7-87)斷開，但由于kt3仍然通電，所以電磁鐵yc1仍處于帶電狀態(tài)。經(jīng)過13s的延時，kt2延時開啟動合觸點kt2-1(7-55)斷開，但因為限位開關(guān)sq4閉合，所以并不影響kt3的通電吸合狀態(tài)。同時，kt2的延時閉合動斷觸點kt2-2(59-63)閉

16、合，交流接觸器km7的線圈經(jīng)(1-3-5-7-55-57-59-63-65-4-0)線路通電吸合。km7的住觸點接通m3的電源，主軸箱和搖臂夾緊與松開電動機反向轉(zhuǎn)動，壓力油經(jīng)二為六通閥進入搖臂夾緊油腔，推動活塞和菱形塊，將搖臂夾緊。與此同時，活塞桿通過彈簧片壓動限位開關(guān)sq4，使它的動斷觸點sq4(7-55)斷開，交流接觸器km7和時間繼電器kt3的線圈斷電釋放，主軸箱和搖臂夾緊與松開電動機停止轉(zhuǎn)動。經(jīng)過13s的延時，kt3延時開啟的動合觸點kt3-2(7-87)斷開，yc1斷電釋放。5.搖臂下降的控制線路原理分析 搖臂下降的控制線路及其工作原理和搖臂上升的控制線路及工作原理極為相似，只要把搖

17、臂上升線路中的sa1-1改為sa1-2（十字開關(guān)向下扳動），搖臂上升起動按鈕sb3改為搖臂下降起動按鈕sb4，中間繼電器ka2改為ka3，接觸器km4改為km5即可。搖臂的上升與下降是短時間調(diào)整工作，所以采用電動方式。行程開關(guān)sq1和sq2用來限制搖臂上升和下降的行程。當搖臂上升到極限位置時，壓動sq1，使其動斷觸點sq1(25-27)斷開。中間繼電器ka2斷電釋放，動合觸點ka2-1(7-37) ka2-3(38-41)斷開，接觸器km4失電，搖臂升降電動機停止轉(zhuǎn)動，搖臂停止上升。當搖臂下降到極限位置時，壓動限為開關(guān)sq2，使它的觸點sq2(31-33)斷開，中間繼電器ka3的動合觸點ka3

18、-1(7-37)和ka3-3(39-45)斷開，km5斷電，搖臂升降電動機停止轉(zhuǎn)動，搖臂停止下降。正常工作時，限位開關(guān)sq1和sq2的動斷觸點總是閉合的。6.主軸箱松開與夾緊控制原理分析主軸箱和立柱的松開（或夾緊）即可以同時進行，也可以單獨進行，由轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2控制。轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2有三個位置，將sa2扳到中間位置，主柱和主軸箱同時松開（或夾緊）；將sa2扳到左邊位置，立柱單獨松開（或夾緊）；將sa2扳到右邊位置，主軸箱單獨松開（或夾緊）。復(fù)合按鈕sb5是立柱與主軸箱的松開控制按鈕，sb6是夾緊控制按鈕。下面，先分析主軸箱單獨松開的控制線路原理。將轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2扳到右邊位置，則觸點sa2(73-

19、51)和sa2(79-55)接通。按下復(fù)合按鈕sb5，接觸器km6的線圈經(jīng)(1-3-5-7-73-51-53-4-0)線路通電吸合，它的主觸點閉合，接通m3的電源，主軸箱和搖臂的松開與夾緊電動機起動正向旋轉(zhuǎn)，供應(yīng)壓力油。由于這時電磁鐵ya1處于無電釋放狀態(tài)，所以壓力油經(jīng)二位六通閥進行主軸箱松開油缸，推動活塞和菱形塊，將主軸箱松開。松開時壓動限位開關(guān)sq6，使動斷觸點sq6-2(605-613)閉合，立柱和主軸箱松開指示燈hl3亮。這時，應(yīng)立即松開復(fù)合按鈕sb5，使接觸器km6斷電釋放，主軸箱和搖臂的松開與夾緊電動機停轉(zhuǎn)。主軸箱單獨夾緊時，仍將轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2扳到右邊位置，使sa2(79-55)接

20、通。按下復(fù)合按鈕sb6，接觸器km7的線圈經(jīng)(1-3-5-7-79-55-57-59-63-65-4-0)線路通電吸合。km7的主觸點閉合，接通m3的三相電源，主軸箱和搖臂夾緊與松開電動機起動反向旋轉(zhuǎn)，提供壓力油。由于此時電磁鐵ya1處于電釋放狀態(tài)，所以壓力油 經(jīng)二位六通閥進入主軸箱夾緊油缸，推動活塞和菱形塊，使主軸箱夾緊。夾緊時壓動限位開關(guān)sq6，使它的動合觸點sq6-1閉合，立柱和主軸箱夾緊指示燈hl4亮，hl3滅。這時，要立即松開復(fù)合按鈕sb6，使接觸器km7斷電釋放，主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機因斷電而停止轉(zhuǎn)動。7.立柱單獨松開與夾緊的控制原理分析 立柱單獨松開時，將轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2扳到

21、左邊位置，sa2(73-75)閉合，按下復(fù)合按鈕sb5，接觸器km8的線圈經(jīng)線路通電吸合，其主觸點閉合，立柱松開與夾緊電動機 m4起動正向旋轉(zhuǎn)，供應(yīng)壓力油。通過液壓機械系統(tǒng)使立柱夾緊。夾緊時，立柱松開指示燈hl3亮。這時，要立即松開復(fù)合按鈕sb5，使km8斷電釋放，立柱松開與夾緊電動機停轉(zhuǎn)。主軸單獨夾緊時，仍然將轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2扳向左邊位置，使sa2(79-83)接通吸合。在按下復(fù)合按鈕sb6后接觸器km9的線圈經(jīng)(1-3-5-7-79-83-85-0)線路通電吸合。km9的主觸點閉合，接通m4的電源，夾緊時，立柱夾緊指示燈hl4亮，hl3滅。這時，要立即松開復(fù)合按鈕sb6，使km9斷電釋放，立

22、柱夾緊與松開電動機停轉(zhuǎn)。8.立柱和主軸箱同時夾緊的控制原理分析 立柱與主軸箱同時進行松開控制時，將轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2扳到中間位置，sa2(73-51)和sa2(79-75)同時接通，按下sb5，km6和km8同時得電吸合。它們的主觸點閉合，主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機m3、立柱松開與夾緊電動機m4得電正向旋轉(zhuǎn)，供應(yīng)壓力油。壓力油經(jīng)二位六通閥進入主軸箱松開油缸，推動活塞和菱形塊，將主軸箱松開。同時，通過液壓系統(tǒng)是立柱松開，指示燈hl3亮。這時，應(yīng)立即松開復(fù)合按鈕sb5，使接觸器km6和km8斷電釋放，電動機m3和m4斷電停轉(zhuǎn)。主軸箱與立柱同時進行夾緊控制時，仍將轉(zhuǎn)換開關(guān)放在中間位置，使sa2(73-

23、55)和sa2(79-83)接通。按下sb6，接觸器km7和km9同時得電吸合。它們的主觸點閉合，使主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機m3、立柱松開與夾緊電動機m4反向轉(zhuǎn)動，供應(yīng)壓力油。壓力油經(jīng)二位六通閥進入主軸箱夾緊油缸，推動活塞和菱形塊，將主軸夾緊。同時，液壓系統(tǒng)將立柱夾緊，夾緊指示燈hl4亮。這時，應(yīng)立即松開sb6，使接觸器km7和km9斷電釋放。它們的主觸點斷開，使電動機m3和m4停轉(zhuǎn)。9主軸箱的水平移動控制 主軸箱的水平移動控制是通過十字開關(guān)sa1實現(xiàn)的。在主軸箱松開的情況下，主軸箱松開與夾緊油缸的活塞桿壓動限位開關(guān)sq5，使其動合觸點sq5(7-93)閉合。向右扳動十字開關(guān)，使觸點sa1

24、-3接通。接觸器km10的線圈經(jīng)(1-3-5-7-93-95-97-0)線路通電吸合。動合觸點km10(113-115)閉合，電磁離合器yc1通電，接通m5與主軸箱之間的機械傳動機構(gòu)。同時，km10的主觸點閉合，接通m5的電源，主軸箱水平移動電動機正向旋轉(zhuǎn)，拖動主軸箱向右移動。如果向左扳動十字開關(guān)，sa1-4(93-101)接通，接觸器km11的線圈經(jīng)(1-3-5-7-93-101-103-0)線路通電吸合。km11的動合觸點km11(113-115)閉合，電磁離合器yc1通電，接通m5與主軸箱與主軸箱之間的機械傳動機構(gòu)。同時，接觸器km11的主觸點閉合，接通m5的電源，主軸箱水平移動電動機反

25、向轉(zhuǎn)動，拖動主軸箱向左移動。表1 z30100x31型搖臂鉆床的電氣元件目錄表符號名稱及用途符號名稱及用途m1主軸電動機qf5整流電路電源自動空氣斷路器m2搖臂升降電動機qf6照明電路電源自動空氣斷路器m3主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機qf7控制線路電源自動空氣斷路器m4立柱松開與夾緊電動機qf8信號燈電路電源自動空氣斷路器m5主軸箱水平移動電動機ya1主軸箱、搖臂松開與夾緊電磁鐵m6冷卻泵電動機ka1總起動中間繼電器km主軸電動機起動與停止接觸器ka2搖臂上升中間繼電器km2主軸電動機定子繞組y形接法接觸器ka3搖臂下降中間繼電器km3主軸電動機定子繞組形接法接觸器sa1控制用十字開關(guān)km4搖

26、臂上升接觸器sa2主軸箱、立柱松開與夾緊轉(zhuǎn)換開關(guān)km5搖臂下降接觸器sa3照明燈開關(guān)km6主軸箱及搖臂松開接觸器fr1主軸電動機過載保護熱繼電器km7主軸箱及搖臂夾緊接觸器fr2主軸箱、搖臂松開與夾緊電動機過載保護熱繼電器km8立柱松開接觸器tc1整流變壓器km9立柱夾緊接觸器tc2控制變壓器km10主軸箱向右移動接觸器sb1總起動按鈕km11主軸箱向左移動接觸器sb2主軸電動機起動按鈕kt1主軸電動機y-起動時間繼電器sb3搖臂上升起動按鈕kt2主軸箱和搖臂夾緊時間繼電器sb4搖臂下降起動按鈕kt3主軸箱和搖臂松開時間繼電器sb5主軸箱與立柱松開按鈕sq1搖臂上升極限限位開關(guān)sb6主軸箱與立

27、柱夾緊按鈕sq2搖臂下降極限限位開關(guān)sb7總停止按鈕sq3搖臂松開限位開關(guān)sb8主軸電動機停止按鈕sq4搖臂夾緊限位開關(guān)el1，el2機床照明燈sq5主軸箱松開限位開關(guān)hl1hl4工作狀態(tài)指示燈sq6指示燈轉(zhuǎn)換開關(guān)vc1硅整流橋qf1總電源自動空氣斷路器yc1主軸箱水平移動電磁離合器qf2冷卻泵電源自動空氣斷路器xs外接照明燈電源插座qf3搖臂升降電動機電源自動空氣斷路器r可調(diào)電阻qf4主軸箱及搖臂松緊電動機、立柱松緊電動機、主軸箱移動電動機電源自動空氣斷路器三、plc控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計（一）接觸器的選擇為盡可能經(jīng)濟地、正確地使用接觸器。選用時應(yīng)根據(jù)具體使用條件正確選擇。1.選擇接觸器的種類通

28、常先根據(jù)接觸器所接觸的電動機及負載電流類別來選擇相應(yīng)的接觸器型，即交流負載應(yīng)使用交流接觸器，直流負載應(yīng)使用直流接觸器；如果控制系統(tǒng)中主要是交流電動機，而直流電動機或直流負載的容量比較小時，也可全用交流接觸器進行控制，但是觸點的額定電流應(yīng)適當選擇大一些。2.選擇接觸器主觸點的額定電壓通常選擇接觸器主觸點的額定電壓應(yīng)大于或等于負載賄賂的額定電壓。通常電壓等級分為交流接觸器380、660及1140v；直流接觸器220、440、660v。3.選擇接觸器主觸點的額定電流接觸器控制電阻性（如電熱設(shè)備）時，主觸點的額定電流應(yīng)等于負載的工作電流。cj20系列交流接觸器額定電流等級有10、16、32、55、80

29、、125、200、315、400、630a。cz18系列支流接觸器的額定電流等級有40、80、160、315、630、1000a。接觸器控制電動機時，主觸點的額定電流大雨或稍大雨電動機的額定電流。接觸器設(shè)計時規(guī)定的使用類別來確定?？筛鶕?jù)經(jīng)驗公式計算選擇： （a） （式3-1）式中 k經(jīng)驗系數(shù)，一般取11.4； pn 被控電動機的額定功率，千瓦； un電動機的額定電壓，伏； ic接觸器主觸點電流，安；經(jīng)驗公式僅適用于cj0，cj10系列。 pn×103 15×10km1：ic= = = 97a kun (11.4) ×110 pn×103 15×

30、103km2：ic= = =97a kun (11.4) ×110 pn×103 15×103km3：ic= = =97a kun (11.4) ×110 pn×103 3×103km4：ic= = =19.6a kun (11.4) ×110 pn×103 3×103km5：ic= = =19.6a kun (11.4) ×110 pn×103 0.75×103km6：ic= = =4.9a kun (11.4) ×110 pn×103 0.75

31、5;103km7：ic= = =4.9a kun (11.4) ×110 pn×103 0.75×103km8：ic= = =4.9a kun (11.4) ×110 pn×103 0.75×103km9：ic= = =4.9a kun (11.4) ×110 pn×103 0.25×103km10：ic= = =1.62a kun (11.4) ×110 pn×103 1.5×103km11：ic= = =1.62a kun (11.4) ×110可根據(jù)做控制的電

32、動機的最大功率查看表2進行選擇，接觸器如使用在頻繁啟動，制動和頻繁正反轉(zhuǎn)場合時，容量應(yīng)增大一倍以上去選擇接觸器。4.選擇接觸器吸引線圈的電壓電磁線圈的額定電壓等于控制回路的電源，通常電壓等級分為：交流線圈：36、100、127、220、220、380v直流線圈：24、48、110、220、440v選用時，一般交流負載用交流吸引線圈接觸器，直流負載用直流吸引線圈的接觸器，但交流負載頻繁動作時，可采用支流吸引線圈的接觸器。接觸器吸引線圈電壓若從人身和設(shè)備安全角度考慮，可選擇低一些，但當控制電路簡單，線圈功率較小時，為了節(jié)省變壓器，則可選用220或380v。5.選擇接觸器的觸點數(shù)量接觸器的特點數(shù)量應(yīng)

33、滿足控制線路的要求。各種類型的接觸器觸點數(shù)量不同。交流接觸器的主觸點有三對（常開觸點），一般選用四對輔助觸點（兩對常開），最多可達到六對（三對常開，三對常閉）。直流接觸器主觸點一般有兩對（尚開觸點）；輔助觸點有四對（兩對常開，兩對常閉）。6.額定操作頻率接觸器額定操作頻率是指每小時接通次數(shù)。通常交流接觸器為600次/每小時；直流接觸器為1200次/每小時。表2 接觸器的選擇表繼電器型號編 號主 觸 點輔助觸點線 圈可控制三相異步電動機的最大功率(kw)額定操作頻率次/h對數(shù)額定電流(a)額定電壓(v)對數(shù)額定電流(a)額定電壓(v)電壓（v）功率(w)cj0-100km13100380均為兩常

34、開兩常閉53801103329大于或等于六百cj0-100km2310038053801103329cj0-100km3310038053801103329cj0-20km432038053801101.2cj0-20km53203805380110331.2cj10-5km6353805380110141.2cj10-5km7353805380110141.2cj10-5km8353805380110141.2cj10-5km9353805380110141.2cj10-5km10353805380110141.2cj10-5km11353805380110142.2cj10-5km1235

35、3805380110142.2（二）自動空氣斷路器的選型選型的原則如下：1.自動空氣開關(guān)的額定工作電壓電路額定電壓2.自動空氣開關(guān)的額定電流電路計算負載電流3.熱脫扣器的整定電流=所控制負載的額定電流4.電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流負載電路正常工作時的峰值電流單臺電機：izist·k （式3-2） k取1.5.7 ist為電動機啟動電流多臺電機：izk（istmax+）in k取1.51.7 istmax為最大容量的一臺電動機的啟動電流 in為其余電動機額定電流的總和。5.自動空氣開關(guān)欠電壓脫扣器的額定電壓=電路額定電壓6.長延時電流整定值等于電動機額定電流。7.6倍延時電流整定值的

36、可返回時間等于或大于電動機實際起動時間。按起動時負載的輕重，可選用可返回時間為1、3、5、8、15s中的某一擋。qf1：ist=（1.72.2）×in=2×7=14a iz（1.51.7）×（14+33.5）=71.5aqf2：ist=（1.72.2）×in=2×6.5=13a iz（1.51.7）×13=19.5aqf3：ist=（1.72.2）×in=2×7=14a iz（1.51.7）×14=21aqf4：ist=（1.72.2）×in=2×7=14a in（1.51.7）

37、15;（14+6.5）=30.75a表3 自動空氣斷路器選型表型 號編 號類 型額定電流相 數(shù)dz47-75d/3pqf1電機保護用75三相dz47-20d/3pqf2電機保護用20三相dz47-30d/3pqf325三相dz47-35/3pqf435三相dz47-6/1pqf56單相dz47-6/1pqf66單相dz47-20/1pqf720單相dz47-1/1pqf81單相（三）熱繼電器的選用熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)來推動機構(gòu)是觸點系統(tǒng)閉合或分斷的保護電器。主要用于電動機的過載保護、斷相保護、電流不平衡運行的保護及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。1.保護長期工作或間斷的工作的電動機熱繼電器的

38、選用2.根據(jù)電動機的起動時間，選取6in下具有相應(yīng)可返回時間的熱繼電器，一般可返回時間為（0.50.7）的繼電器動作時間。3.一般情況下，按電動機的額定電流選取，使熱繼電器的整定值為（0.951.05）in（in為電動機的額定工作電流），或選取整定電流范圍的中間值為電動機的額定工作電流。4.用熱繼電器作斷相保護時的選用對于y接法電動機，一相斷線后，流過熱繼電器的電流與流過電動機未斷相的電流增加比例是一致的。5.三相與兩相熱繼電器的選用在一般故障情況下，兩相熱繼電器與三相熱繼電器具有相同的保護效果，但制造兩相的節(jié)省材料加工時，調(diào)試也較簡單，所以應(yīng)盡量選用兩相熱繼電器。6.保護反復(fù)短時工作電動機時

39、，僅有一定范圍的適用性，當電動機起動電流倍數(shù)為6倍的額定電流，啟動時間小于5秒，電動機滿載工作，通電持續(xù)率為60%時，每小時允許操作次數(shù)最高不超過40次。7.特殊工作制電動機的保護正反轉(zhuǎn)及密集通斷工作的電動機不宜采用熱繼電器來保護，可選用埋入電動機繞組的溫度繼電器或熱敏電阻來保護。(1) fr1： ist=（1.72.2）×in=2×7=14a ist 14irn= = =8.75a (1.62) (1.62)(2) fr2 ist=（1.72.2）×in=2×6.5=13a ist 14irn= = =5.2a (2.53) (2.53)表4 熱繼電器

40、的選型表型號編號額定電壓額定電流jr-16fr138010jr-16fr238010（四）中間繼電器的選型中間繼電器一般用來控制各種電磁線圈，使信號擴大或?qū)⑿盘柾瑫r傳給幾個控制元件。中間繼電器一般根據(jù)負載電流的類型、電壓等級和觸點數(shù)量來選擇. 表5 中間繼電器選型表型號吸引線圈觸點參數(shù)動作值或整定值操作頻率（次/h）機械壽命（萬次）電壽命（萬次）額定電壓消耗功率額定電流觸點數(shù)jz7-2211012w5a兩常開兩常閉85%105%u1200300100（五）電磁鐵的選型電磁鐵是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的一種低壓電器。1.按控制系統(tǒng)電壓選擇電磁鐵的線圈電壓。2.根據(jù)工作需要選擇適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式。3.當制動

41、器的型號已經(jīng)確定時，應(yīng)根據(jù)規(guī)定正確選配電磁鐵。4.電磁鐵的功率應(yīng)不小于牽引或制動功率。5.ya1電磁鐵的選型：假設(shè)打開電磁閥力為1.5kg則選用mq2-1.5（六）按鈕的選型1.根據(jù)使用場合，選擇控制按鈕的種類，2.根據(jù)用途，選用合適的型式， 3.根據(jù)控制回路的需要，確定不同的按鈕數(shù)，。4.按工作狀態(tài)指示忽然工作情況的要求，選擇按鈕和指示燈的顏色。表6 按鈕選型表型號編號類型觸點y090-11/gsb1平鈕（自復(fù)式）均為一常開，一常閉y090-11/gsb2平鈕（自復(fù)式）y090-11/ysb3平鈕（自復(fù)式）y090-11/nsb4平鈕（自復(fù)式）y090-11/gsb5-1平鈕y090-11/

42、gsb6-2平鈕y090-11ts/rsb11急停按鈕（推鎖旋轉(zhuǎn)式）y090-11/rsb12平鈕（自復(fù)式） （七）位置開關(guān)的選型位置開關(guān)又稱行程開關(guān)或限位開關(guān)。是利用生產(chǎn)機械某些運動部件上的擋鐵碰撞其滾輪使觸點動作來實現(xiàn)接通或分斷某些電路，使之達到一定的控制要求。1.根據(jù)應(yīng)用場合及控制對象選擇種類。2.根據(jù)安裝環(huán)境選擇防護形式，3.根據(jù)控制回路的額定電壓和電流選擇開關(guān)系列。4.根據(jù)機械與位置開關(guān)的傳力與位移關(guān)系選擇合適的操作頭型式。表7 位置開關(guān)選型表 型號編號類型型號編號類型lx1-z1sq1直動式lx1-z1sq4直動式lx1-z1sq2直動式lx1-z1sq5直動式lx1-z1sq3直

43、動式lx1-z1sq6直動式（八）變壓器的選型控制變壓器的選擇：控制變壓器可實現(xiàn)高低壓電路隔離，使得控制電路中的電氣元件，如按鈕、行程開關(guān)和接觸器及繼電器線圈等同電網(wǎng)電壓不直接相接，提高了安全性。另外，各種照明燈、指示燈和電磁閥等執(zhí)行元件的共的供電電壓有多種，有時也需要控制變壓器降壓提供。常用的控制變壓器有bk50、100、150、200、300、400和1000等型號，其中的數(shù)字為額定功率（w），一次側(cè)電壓一般為交流380v和220v（220v電壓抽頭適于單相供電時的情況），二次側(cè)電壓一般為交流6.3、12、24、36和127v、（12v電壓也可通過12v和36v抽頭提供）?？刂谱儔浩骶唧w選

44、型時要考慮所需電壓的種類和進行容量的計算?？刂谱儔浩鞯娜萘縫可以根據(jù)由它供電的最大工作負載所需要的功率來計算，并留有一定的余量，這樣可的經(jīng)驗公式： p=kpi （式3-3）式中pi為電磁元件的吸持功率和燈負載等其它負載消耗的功率；k為變壓器的容量儲備系數(shù)，一般取1.11.25，雖然電磁線圈在起動吸合時消耗功率較大，但變壓器有短時過載的能力，故式子中，對電磁器件僅考慮吸持功率。對本機床而言，接觸器km1km11的吸持功率為12w，中間繼電器ka1、ka2、ka3的吸持功率為12w，照明燈的功率是40w，指示燈的功率都是1.575w，易算得總功率為254.3w，若取k為1.25，則算得p約為317.875w，因此控制變壓器tc可選用bk400va，380、380v/36、36、6.3v。表8 變壓器選型表型 號編號額定容量（w）bk-400 380/36vtc1400bk-200 380/24v/110vtc2200（九）可編程控制器1.按控制類型，其應(yīng)用大致可分為以下幾個方面。用于開關(guān)量邏輯控制這是plc最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，可用于單臺設(shè)備控制