1、word目錄一、課程設計的內容與目的2專用鍵孔機床的電氣控制系統設計2二、系統總體方案設計32.1 控制要求分析32.2 系統硬件配置與組成原理42.3 系統變量定義與分配表5三、控制系統設計63.1 原理圖63.1.1 主電路原理圖63.1.2 控制電路原理圖73.2 PLC程序設計93.3 元件選型10四、設計心得126 / 12一、課程設計的內容與目的專用鍵孔機床的電氣控制系統設計機床概況：該設備用于大批量生產某零件的鏈孔與錢孔加工工序。機床主運動采用動力頭，由Y1006型（1.5kW-4A）三相異步電動機拖動，單向運轉。該設備能進展鎮孔加工，當更換刀具和改變進給速度時，又能進展?？准庸?/p>

2、（有鏈孔與較孔加工選擇），加工動作流程如圖2-1所示起動快進Sq SQ1工進1起動快進SQ3原位,SQ5快退停手動操作原位SQ5快退SQ2工進2SQ4停手動操作a鎮孔b錢孔圖1加工動作流程圖進給系統采用液壓控制，為提高工效，進給速度分快進與工進兩種且自動變換。液壓系統中的液壓泵拖動電機為Y801-2型（750W1.9A）,由電磁閥（YVlYV4空制進給速度，動作要求如表1所示。表1液壓控制動作要求YV1YV2YV3YV4快進十一一十工進1鎮孔十一一一工進2錢孔十十一一停一一一一快退十十為提高加工精度，主軸采用靜壓軸承，由Y801-2型電動機拖動高壓液壓泵產生靜壓油膜。3.4 計要求1）主軸為單

3、向運轉，停車要求制動（采用能耗制動）。2）主軸電動機與靜壓電動機的聯鎖要求是：先開靜壓電動機，靜壓建立后（由油壓繼電器控制）才能起動主軸電動機，而停機時，要求先停主軸電動機，后停靜壓電動機。3）主軸加工操作，采用兩地控制。加工完畢自動停止，手動快退至原位。4）根據加工動作流程要求,設置鏈孔加工與銀孔加工選擇。5）應有照明與工作狀態顯示。6）有必要的電氣保護和聯鎖。本課程設計的目的是：通過對與學生所修專業有關的某一生產設備的電氣控制裝置的實踐，掌握簡單電氣控制系統的設計過程、設計要求分析、應完成的工作內容與具體的設計方法。同時對平時所學專業課程知識進展復習、鞏固和提高，達到靈活應用的目的。電氣設

4、計必須滿足現有生產設備和生產工藝需要的要求，止匕外，設計前還需了解該設備的結構、用途、操作要求，在此過程中培養設計電氣控制系統工作的整體觀念。二、系統總體方案設計任務書中的控制要求有：1）主軸為單向運轉，停車要求制動（采用能耗制動）。2）主軸電動機與靜壓電動機的聯鎖要求是：先開靜壓電動機，靜壓建立后（由油壓繼電器控制）才能起動主軸電動機，而停機時，要求先停主軸電動機，后停靜壓電動機。3）主軸加工操作，采用兩地控制。加工完畢自動停止，手動快退至原位。4）根據加工動作流程要求,設置鏈孔加工與銀孔加工選擇。5）應有照明與工作狀態顯示。6）有必要的電氣保護和聯鎖。由此，可以簡單分析出：1不需對主軸進展

5、正反轉控制，而只需要對主電機進展啟動和停止控制設計；2主軸電動機和靜壓電動機的啟動和停止順序有要求，因此要進展聯鎖控制和保護:3液壓回路應添加油壓繼電器，并在液壓控制回路的首端參加該壓力繼電器的常開觸點，以實現滿足油壓后才能進展其他控制的要求；4照明用燈泡可添加輔助回路；5在每個電動機的連接處，均接入一個適合的熱繼電器，以實現過熱保護，在主回路中各個支路與主電源相連接處均接入一個適合的熔斷器，以實現過流保護短路保護，而在控制回路與變壓器相連處也應接入適合的熔斷器，同樣實現過流保護。1、PLC的選型；2、I/O點數確實定；3、PL%儲容量確實定；4、輸入接口電路形式的選擇；5、輸出接口電路形式的

6、選擇；6、PLC拓展模塊的選擇；7、PLC的I/O地址分配表，根據實際所需分配地址；1)本設計中，輸入輸出點數較少，可以選用小型PLC型號FX2N2PLC輸入/輸出點確定：I/O點數選擇時要留出適當余量；由控制要求可知有8個輸入口，如此輸入的點數可選擇8點或16點；控制對象可知有8個，如此輸出點數可選擇8點。綜合以上兩點，選擇輸入輸出點數16點。3PLC#儲容量：系統有模擬量信號存在或進展大量數據處理時容量應選擇大一些；專用鍵孔機床PLC空制程序設計步驟200步之內存儲容量小于20K,選擇8K即可。4輸入接口用來完成輸入信號的引入、濾波與電平轉換。輸入接口電路的主要器件是光電耦合器。光電耦合器

7、可以提高PLC的抗干擾能力和安全性能，進展上下電平(24V/5V)轉換。5輸出類型：通常由于專用鏈孔機床由交流220V三相異步電機拖動，如此選擇繼電器輸出型繼電器輸出MR有觸點，可帶交直流負載或交流或雙向品閘管輸出型MS化觸點，響應速度快、動作頻率高，只能用于驅動交流負載）都可6主體CPUE足夠設計所需，無需拓展模塊。本設計中，系統變量有電磁閥YV1-YV4所控制的機床的工進，錢或鏈，快退，顯示燈的切換，壓力繼電器所控制的靜壓電機和主軸電機開啟和關閉的順序等，其中，顯示燈和電磁閥用PLC來控制，而兩電機的順序用的是外部繼電器，不在程序X圍之內。表2專用鍵孔機床PLC控制I/O分配表I口接線端。

8、口接線端X000啟動按鈕SB1Y001電磁閥YV1X001行程開關SQ1Y002電磁閥YV2X002行程開關SQ2Y003電磁閥YV3X003行程開關SQ3Y004電磁閥YV4X004行程開關SQ4Y005快進顯示燈L1X005手動操作按鈕SB2Y006工進顯示燈L2餃X006行程開關SQ5Y007工進顯示燈L3鏈X007鏈孔選擇開關SAY008快退顯示燈L4三、控制系統設計3.1原理圖3.1.1主電路原理圖主電路的設計中主要應滿足一下幾點要求：1）動力頭電機應實現能耗制動；2）動力頭電機、液泵電機兩者應分開接向主電源，并由不同的接觸器控制；3兩種電機均應實現短路保護過流保護與過熱保護中間加一

9、個繼電器與熔斷器；4電源處應有一個總閘控制電源的關斷，設置為刀開關。對于要求1，動力頭的電機接在一個接觸器上進展控制，然后在接觸器的首位接上一個可控的直流電源由變壓器和整流橋組成來實現。對于要求2,選用二個接觸器來控制二種不同功率的電動機，并分開二個回路來控制即可。對于要求3，選用適宜的熔斷器，在三個回路接向電源出接上相應的熔斷器來實現短路保護；再選用適宜的熱繼電器，在接向電動機處接如相應熱繼電器來實現過熱保護。對于要求4，在電源處，添加一個刀開關QGword3.1.2控制電路原理圖1電機控制回路在控制電機時，為滿足動力頭電機的能耗制動，利用時間繼電器來控制直流電源的延時斷開。在二種電機的啟停

10、控制上，利用接觸器的“起保停電路來控制，分別參加啟停按鈕。而在動力頭電機的停止上，利用聯動開關來控制，以其常閉觸點為停止，常開觸點為直流電源的接入。這樣，保證了動力頭電機的停止，同時也接入了能耗制動。2液壓控制回路在液壓控制回路中，應分為自動控制和手動控制兩局部。在自動控制中，主要由行程開關SQ1到SQ4、和按鈕SB1來共同控制電磁閥YV1到YVS來實現整個動作。在手動控制中有啟動和復位按鈕。其動作表如表3所示：表3液壓控制動作表YV1YV2YV3YV4快進SB1十一一十工進1(SQ1鏈孔旋鈕十一一一工進2SQ2t孔旋鈕十十一一停止(SQ3,SQ4)一一一一快退(SB2)十十由上表可知，在設計

11、液壓控制回路時。在表中，SQ1,SQ刻工進彳S號，SQ3SQ4為工進停止信號。如此只要有一個行程開關的信號，如此應該立即動作。然后自動完畢。在手動控制中，利用選擇開關SA勺轉換控制機床鏈孔較孔動作。另外，在控制PLCt參加SB樂手動復位。7 / 12word12 / 12圖4PLC程序框圖3.2 PLC程序設計:STLS2。卜feTLS40;<W1YV2>(L2>X004/|SETS5O卜STLS50卜L4>X0051IISETS6O1(STLS60TVlW3bX0061|(soARet卜END-3.3 元件選型1電動機的選型根據任務書要求，動力頭電動機M1為Y1006

12、型(1.5kW-4A)三相異步拖動,單向運轉；液泵電動機M2為Y801-2型(750W1.9A)。(2)熔斷器的選型根據選擇出的電機型號，可大致計算該電機工作時的最大電流：Ii旦照4AU380,P2750I21.9AU380根據經驗公式，計算熔斷器的最大允許電流值：單支路：IR=(1.52.5)In多支路：Ir=(1.5-2.5)ImaxIn故計算得:Ini=8A1 N2=4A由經驗可知，控制回路中的電流最大不會超過5A,故查取設計手冊，并選擇熔斷器結果如下：FUQRL-60/25,最大熔斷電流25A;FU1:RL-160/25,最大熔斷電流25A;FU2RL-160/25,最大熔斷電流25A

13、;3熱繼電器的選型根據前面算出的電動機工作電流，查手冊可直接選出熱繼電器，得如下結果：FR1:JR20-10,整定電流X圍35A;FR2JR20-10,整定電流X圍35A;4交流接觸器選型根據前面計算出的電動機工作電流值，可知交流接觸器的工作電流應在4A以內，而由設計的原理圖知交流接觸器所需要的主觸點為4對輔助觸點不超過3常開2常閉，再根據380V三相交流電的要求，查手冊，可選出交流接觸器為：KMkKM髀號為CJ0-20,線圈電壓為110V。5壓力繼電器與電磁閥的選型在整個過程中，壓力繼電器起到一個傳感器的作用，它將靜壓電機開啟后建立的靜壓達到一定程度傳給主軸電機控制回路，無特殊要求；電磁閥在

14、220V電壓下工作，應當選其電磁線圈電壓應為220V,查手冊可得：壓力繼電器：PS6-439,額定電壓110V電磁閥KP:2W-250-25,AC220VDC24VDC12V7照明與顯示燈的選型一般照明燈使用的是36V交流電，手工控制閉啟。查手冊得，選照明燈型號為：PZ220-60。在設計的系統中，由于在每一個指示燈的地方都有標注，所以統一選為灰色，即H1H4,型號：AD22/212電壓6V。8變壓器的選型由于設計的系統中，需要將380V三相交流電轉換成110M36V、24V等三種不同壓值的交流電，應當選擇變壓器時應同時考慮考慮變壓器的容量與接處的點數。查手冊，選擇變壓器結果如下：TC:K3-

15、2500,4變壓接出頭。9按鈕與刀開關的選型在電路才$制中SB7,SB8為手動開關，SB1,SB2,SB6為電機啟動按鈕，SB3,SB4,SB5為電機停止按鈕。電路中照明電路開關為旋鈕開關，查手冊得：QSDZ20-100/3,;而總電源開關選擇的是一個刀開關QG.SQ1SQ5為行程開關，在電路中的功能幾乎一樣，應當選擇型號也一樣，查手冊可得：型號為JW2-11Z。四、設計心得為期一周的機械設備控制課程設計完畢了，在這一周中我收獲到的比預想的要多很多。在課程設計中，我們根據題目根據機床運動的過程設計鏈床機床控制系統的PLC的設計。從剛開始手忙腳亂的到處翻書，無厘頭的亂畫圖。到后來的熟練檢查分析，以與修改以前的圖紙。直到最后，學會了如何去設計一個電路系統，它的步驟，參考，工具和設計思路都了然于胸。我覺得這是我們最應該學習的地