M7120型平面磨床電氣控制說明書

1、電氣控制技術(shù)課程設(shè)計說明書M7120型平面磨床電氣控制學(xué) 院：機電工程學(xué)院指導(dǎo)教師：李海軍 劉宇專 業(yè)：電氣工程及其自動化班 級：11級電氣一班姓 名：溫強 周琳 學(xué) 號：110512530 110512556 設(shè)計完成日期：2014年 5月 4日目錄一、 M7120型平面磨床電氣控制設(shè)計任務(wù)及設(shè)計要求11 控制設(shè)計要求12 控制設(shè)計任務(wù)1二 設(shè)計方案11 主電路設(shè)計12 輔助電路設(shè)計3三 電氣原理圖設(shè)計 41 主電路設(shè)計與分析 42 輔助電路設(shè)計及分析 5四 電氣控制板安裝與調(diào)制61 控制板任務(wù) 62 安裝實物圖片 63 調(diào)試情況 8五 PLC控制的設(shè)計 101 I/O點分析 102 PLC

2、選型 103 I/O點分配 104 PLC外圍接線圖 115 PLC程序設(shè)計 126 程序的運行與調(diào)試 14六 收獲與與體會 23七 總結(jié)：PLC控制與繼電器控制的區(qū)別 24摘要 我先對本次的設(shè)計進行了總體的思考和分析M7120型平面磨床主要由4臺電動機組成，它們分別是：液壓泵電動機M1，砂輪電動機M2，冷卻泵電動機M3，砂輪升降電動機M4。M1單向旋轉(zhuǎn)，可實現(xiàn)反接制動、兩地控制；M2、M3均單向旋轉(zhuǎn)，M3只有在M2啟動后才能運轉(zhuǎn)；M4可實現(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)，且只能通過電動控制。首先繪制原理接線圖，隨后連電路板、進行調(diào)試。然后根據(jù)電氣控制電路的線路圖，繪制PLC外圍接線圖，編程PLC的梯形圖，調(diào)試。

3、一、 M7120型平面磨床電氣控制設(shè)計任務(wù)及設(shè)計要求 1 控制設(shè)計要求 （1）液壓泵電動機M1單向旋轉(zhuǎn)，可實現(xiàn)反接制動，兩地控制。 （2）M2、M3均單向旋轉(zhuǎn)，M3只有在M2啟動后才能運轉(zhuǎn)。 （3）M4可實現(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)，且M4只能通過電動控制。 （4）M1、M2、M3均有過載保護功能，整個電路具有短路保護功能。 （5）機床控制電路及指示燈電路，電壓均為380V。其中HL1為控制指示燈，HL2為M1運轉(zhuǎn)指示燈，HL3為M2及M3運轉(zhuǎn)指示燈，HL4為M4運轉(zhuǎn)指示燈。 2 控制設(shè)計任務(wù) （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

4、設(shè)計指導(dǎo)書要求的控制功能，制作安裝液壓泵電動機M1，砂輪電動機M2，冷卻泵電動機M3，砂輪升降電動機M4主回路及控制回路，取消控制變壓器及照明燈。 （3）完成設(shè)計說明書。二 設(shè)計方案 1 主電路設(shè)計 根據(jù)設(shè)計要求，液壓泵電動機M1單向旋轉(zhuǎn)可實現(xiàn)反接制動、兩地控制，M2、M3均單向旋轉(zhuǎn)，M4可實現(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)。M1、M2、M3均有過載保護功能，整個電路具有短路保護功能。2 輔助電路設(shè)計方案一方案二方案二較方案一更加清晰明了，將負載（線圈及指示燈）放到一側(cè)。方案二比方案一實物接線更加方便快捷。根據(jù)上述兩種方案的比較，最終選擇方案二。三 電氣原理圖設(shè)計 1 主電路設(shè)計與分析U、V、W為三相電源，QF為空

5、氣開關(guān)，起短路、過載、失壓、欠壓保護；KM2為正轉(zhuǎn)觸點，KM3為制動觸點，R起限流的作用。KM4為電動機M2的正轉(zhuǎn)觸點，KM5為電動機M3正轉(zhuǎn)觸點，KM6為電動機M4的正轉(zhuǎn)觸點，KM7為電動機M4的反轉(zhuǎn)觸點。FR為熱繼電器起過載保護。2 輔助電路設(shè)計及分析（1）按下SB0按鈕，交流接觸器KM1的線圈得電，其常開觸點閉合，實現(xiàn)自鎖，若要控制電路斷開電源，按下SB1按鈕。（2）按下SB2或SB3按鈕，交流接觸器KM2的線圈均能得電，其常開觸點閉合，自鎖，實現(xiàn)兩地閉合控制，按下SB4或SB5按鈕，KM2的線圈均能失電，實現(xiàn)兩地斷開控制。（3）當電動機M1的轉(zhuǎn)速快一定程度時，速度繼電器KS閉合。按下S

6、B4或SB5按鈕，KM2的線圈失電，KM3的線圈得電，電動機M1反接制動。（4）按下SB7按鈕，KM4的線圈得電，其常開觸點閉合，實現(xiàn)自鎖。按下SB8按鈕，KM5的線圈得電，其常開觸點閉合，實現(xiàn)自鎖。為使M3在M2啟動后才能運轉(zhuǎn)需將KM4線圈的常開觸點串聯(lián)到KM5線圈的支路中。（5）按下SB6按鈕，KM4、KM5的線圈失電，M2、M3均停止轉(zhuǎn)動（6）按下SB9按鈕線圈KM6得電，電動機M4正轉(zhuǎn)。按下SB10按鈕線圈KM7得電，電動機M4反轉(zhuǎn)。正反轉(zhuǎn)電路不能同時工作，需加互鎖。且要求M4電動機點動控制，所以不需加自鎖。（7）指示燈電路：按下SB0按鈕時KM1的常開觸點閉合，指示燈HL1亮；按下S

7、B2或SB3按鈕時KM2或KM3的常開觸點閉合，指示燈HL2亮；按下SB7按鈕時KM4的常開觸點閉合，指示燈HL3亮；按下按鈕SB9或SB10，KM6或KM7的常開觸點閉合，指示燈HL4亮。四 電氣控制板安裝與調(diào)制 1 控制板任務(wù) 按照設(shè)計指導(dǎo)書要求的控制功能，制作安裝液壓泵電動機M1，砂輪電動機M2，冷卻泵電動機M3，砂輪升降電動機M4主回路及控制回路，取消控制變壓器及照明燈。2 安裝實物圖片說明：該實物連接嚴格依據(jù)電氣原理圖，由于沒有速度繼電器，只好用旋鈕開關(guān)來代替。3 調(diào)試情況（1）問題： 接觸器KM4，在整個控制板接入電源后發(fā)生振顫現(xiàn)象解決方法：KM4接觸器發(fā)生振顫原因：電壓不夠、彈簧

8、彈力不夠、短路環(huán)斷裂、內(nèi)部有異物。當拆開接觸器時發(fā)現(xiàn)短路環(huán)斷裂，及時更換接觸器后沒有發(fā)現(xiàn)此類問題。（2）問題： 在整個控制板接入電源后，按下SB4或SB5按鈕HL2指示燈不熄滅。解決方法：錯將按鈕SB4與SB5并聯(lián)，將其并聯(lián)后斷開一個常閉按鈕不能使KM2的線圈失電，則指示燈HL2無法熄滅。所以應(yīng)將這兩按鈕串聯(lián)，這樣斷開任一個按鈕就能實現(xiàn)HL2指示燈熄滅。（3）問題： 在整個控制板接入電源后，按下SB7按鈕，接觸器KM4不吸合，按下SB8按鈕，接觸器KM5不吸合，HL3指示燈不亮。解決方法：認真檢查說連接線路沒有發(fā)現(xiàn)接錯的問題，發(fā)現(xiàn)按鈕SB6一個觸頭的線接的不牢靠導(dǎo)致無法給KM4線圈、KM5線圈

9、供電。（4）問題： 接通電源后，不能實現(xiàn)反接制動和正反轉(zhuǎn) 解決方法： 電源本來應(yīng)該是三項，我們實際接成了兩項。兩項電換向無意義。所以，接三相電。（5）問題： 一臺熱繼電器過載斷開，所有電路斷電 解決方法： 由于之前沒徹底理解題目要求，所以將3臺熱繼電器串聯(lián)。將他們并聯(lián)到電路之后就解決了這個問題。五 PLC控制的設(shè)計1 I/O點分析 輸入點共有12個，輸出點共有11個。2 PLC選型 考慮到I/O點得留有15%-20%的裕度，應(yīng)選CPM1A 40CD R-D 其中CPM1A是歐姆龍的一種型號，40是表示，有24個輸入點，16個輸出點。 3 I/O點分配輸入輸出器件符號功能輸入點器件符號功能輸入點

10、SB0供電00000KM1控制指示燈亮01000SB1總停止00001KM2M1啟動01001SB2M1 a地啟動00002KM3M1反接制動01002SB3M1 b地啟動00003KM4M2啟動01003SB4M1 a地停止00004KM5M3啟動01004SB5M1 b地停止00005KM6M4點動正轉(zhuǎn)01005SB6M3、M3停止00006KM7M4點動反轉(zhuǎn)01006SB7M2啟動00007控制指示燈指示電路供電01007SB8M3啟動00008M1運轉(zhuǎn)指示燈指示M1運轉(zhuǎn)01008SB9M4點動正轉(zhuǎn)00009M2、M3運轉(zhuǎn)指示燈指示M2、M3運轉(zhuǎn)01100SB10M4點動反轉(zhuǎn)00010M

11、4運轉(zhuǎn)指示燈指示M4運轉(zhuǎn)01101KS速度繼電器000114 PLC外圍接線圖5 PLC程序設(shè)計指令 操作數(shù)LD 0.00OR 10.00ANDNOT 0.01IL(02)LDNOT 0.01OUT 10.00LD 0.02OR 0.03OR 10.01ANDNOT 0.04ANDNOT 0.05ANDNOT 10.02OUT 10.01LD 0.04OR 0.05OR 10.02AND 0.11ANDNOT 10.01OUT 10.02LDNOT 0.06IL(02)LD 0.07OR 10.03OUT 10.03LD 0.08OR 10.04AND 10.03OUT 10.04ILC(03

12、)LD 0.09ANDNOT 10.06OUT 10.05LD 0.10ANDNOT 10.05OUT 10.06LD 10.00OUT 10.07LD 10.01OR 10.02OUT 10.08LD 10.03OUT 11.10LD 10.05OR 10.06OUT 11.11ILC(03)6 程序的運行與調(diào)試（1）接通0.00時,10.00得電，KM1自鎖，電路供電（2）接通0.02時，10.01得電，自鎖。a地啟動電動機M1。（3）此時，電動機M1的運轉(zhuǎn)指示燈亮（4）接通0.04時，10.01斷電。 a地停止M1。（5）或接通0.05時，10.01斷電。b地停止M1（6）M1電機轉(zhuǎn)速達

13、到一定值時，速度繼電器KS閉合。（7）斷開0.04時，10.01斷電，10.02得電，自鎖。電動機M1開始反接制動。（8）斷開0.05時，也能達到這種效果。（9）反接制動后，電動機M1轉(zhuǎn)速降到一定值時，速度繼電器KS斷開（10）接通0.07時,10.03得電，自鎖。電動機M2啟動。（11）此時M2或M3運轉(zhuǎn)指示燈亮（12）在按下0.08時,10.04得電，自鎖。電動機M3啟動。（13）若未接通0.07時，接通0.08,10.04不得電。電動機M3不能啟動。（14）按下0.06時，10.03、10.04都斷電。電動機M2和M3停止。（15）按下0.09時，10.05得電。電動機M4運轉(zhuǎn)。（16）

14、松開0.09時，10.05斷電。電動機M4停止運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)點動控制。17）此時M4運轉(zhuǎn)指示燈亮六 收獲與與體會為了完成這次課程設(shè)計，我們放棄了五一的假期，取消了一切娛樂計劃。通過電氣控制技術(shù)的課程設(shè)計實施，我們握電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方法、電器元件的選用、電氣控制線路的安裝于調(diào)試，掌握可編程控制器硬件電路的設(shè)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(shè)計思路和梯形圖的設(shè)計方法，掌握可編程控制器程序的應(yīng)用及調(diào)試、監(jiān)控、運行方法，掌握設(shè)計資料整理和繪圖軟件的使用方法，在設(shè)計過程中培養(yǎng)學(xué)生從事設(shè)計工作的整體觀念，通過較為完整的工程實踐基本訓(xùn)練，為綜合素質(zhì)全面提高及增強工作適應(yīng)能

15、力打下堅實的基礎(chǔ)。 通過幾天的實際操作，我們更加鞏固了課堂上所學(xué)到的知識，同時明白了實驗和操作的必要性。學(xué)到了書本上沒有的知識，強化了我們實際操作的能力。并且小組內(nèi)分工明確，鍛煉了相互合作的精神。兩人相互取長補短，很好的完成本次課程設(shè)計。七 總結(jié)：PLC控制與繼電器控制的區(qū)別(1)邏輯控制   繼電器控制是利用各電器件機械觸點的串、并聯(lián)組合成邏輯控制。采用硬線連接, 連線多而復(fù)雜, 對今后的邏輯修改、增加功能很困難。而PLC中邏輯控制是以程序的方式存儲在內(nèi)存當中, 改變程序, 便可改變邏輯。連線少、體積小、方便可靠。 

16、60;(2)控制速度   依靠機械觸點的吸合動作來完成控制的繼電器控制系統(tǒng), 工作頻率低, 工作速度慢。而PLC由于采用程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制, 穩(wěn)定、可靠, 運行速度大大提高了。(3)順序控制   繼電器控制是利用時間繼電器的滯后動作來完成時間上的順序控制。時間繼電器內(nèi)部的機械結(jié)構(gòu)易受環(huán)境溫度和濕度變化的影響, 造成定時的精度不高。在PLC內(nèi)部 是由半導(dǎo)體電路組成的定時器以及由晶體振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖計時, 定時精度高。使用者根據(jù)需要, 定時值在程序中便可設(shè)置,&

17、#160;靈活性大, 定時時間不受環(huán)境影響。(4)靈活性可擴展性   繼電器系統(tǒng)安裝后, 受電器設(shè)備觸點數(shù)目的有限性和連線復(fù)雜等原因的影響, 系統(tǒng)在今后的靈活性、擴展性很差。而􀏔具有專用的翰人和輸出模塊, 理論上連接可以無窮多。連線少, 靈活性可擴展性好。  (5)計數(shù)功能   繼電器控制可實現(xiàn)邏輯功能, 但不具備計數(shù)的功能。PLC內(nèi)部有特定的計數(shù)器, 可實現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備的步進控制。  (6)可靠性和可維護性   繼電