M7120型平面磨床電氣控制課程設(shè)計說明書

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………………101I/O點分析………102PLC選型…………103I/O點分配………104PLC外圍接線圖…………………115PLC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(jìn)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(jìn)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。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(hù)功能，整個電路具有短路保護(hù)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(hù)功能，整個電路具有短路保護(hù)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(fù)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為空氣開關(guān)，起短路、過載、失壓、欠壓保護(hù)；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(hù)。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(dāng)電動機M1的轉(zhuǎn)速快一定程度時，速度繼電器KS閉合。按下SB4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SB2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(yán)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、彈簧彈力不夠、短路環(huán)斷裂、內(nèi)部有異物。當(dāng)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(rèn)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1I/O點分析輸入點共有12個，輸出點共有11個。2PLC選型考慮到I/O點得留有15%-20%的裕度，應(yīng)選CPM1A40CDR-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。3I/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SB0供電00000KM1控制指示燈亮01000SB1總停止00001KM2M1啟動01001SB2M1a地啟動00002KM3M1反接制動01002SB3M1b地啟動00003KM4M2啟動01003SB4M1a地停止00004KM5M3啟動01004SB5M1b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)00010M4運轉(zhuǎn)指示燈指示M4運轉(zhuǎn)01101KS速度繼電器000114PLC外圍接線圖5PLC程序設(shè)計指令操作數(shù)LD0.00OR10.00ANDNOT0.01IL(02)LDNOT0.01OUT10.00LD0.02OR0.03OR10.01ANDNOT0.04ANDNOT0.05ANDNOT10.02OUT10.01LD0.04OR0.05OR10.02AND0.11ANDNOT10.01OUT10.02LDNOT0.06IL(02)LD0.07OR10.03OUT10.03LD0.08OR10.04AND10.03OUT10.04ILC(03)LD0.09ANDNOT10.06OUT10.05LD0.10ANDNOT10.05OUT10.06LD10.00OUT10.07LD10.01OR10.02OUT10.08LD10.03OUT11.10LD10.05OR10.06OUT11.11ILC(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(dá)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(dá)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）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(dāng)中,

改變程序,

便可改變邏輯。連線少、體積小、方便可靠。

(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,

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(jìn)控制。

(6)可靠性和可維護(hù)性

繼電器控制使用大量的機械觸點,

觸點在開閉時會產(chǎn)生電弧,

造成損傷并伴有機械磨損,

使用壽命短,

運行可靠性差,

不易維護(hù)。而PLC采用微電子技術(shù),

內(nèi)部的開關(guān)動作均由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成。體積小,

壽命長,

可靠性高,

并且能夠隨時顯示給操作人員,

及時監(jiān)視控制程序的執(zhí)行狀況,

為現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)提供便利。參考文獻(xiàn)[1]程周電氣控制與PLC原理及應(yīng)用（第四版）電子工業(yè)出版社[2]李海軍電氣控制技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書[3]百度文庫基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進(jìn)電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學(xué)方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應(yīng)用MSP430單片機在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與應(yīng)用單片機在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計基于MSP430單片機具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設(shè)計基于單片機的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)\t