M7475B型平面磨床电气控制课程设计包含PLC设计可编辑Word格式文档下载.docx
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电气控制板控制功能及介绍…………………………………………………….6
五、调试情况
1、故障现象…………………………………………………………………………..7
2、故障原因…………………………………………………………………………..7
3、解决办法…………………………………………………………………………..7
六、PLC控制系统设计
1、I/O分析..…………………………………………………………………………..7
2、PLC选择…………………………………………………………………………..7
3、I/O分配表………………………………………………………………………….8
4、程序的编制及调试………………………………………………………………..8
七、设计小结…………………………………………………………………………13
八、参考文献…………………………………………………………………………14
设计要求
磨床是用砂轮对工件的表面进行磨削加工的一种精密机床。
其结构主要由床身、圆工作台、电磁吸盘、砂轮架、滑座和立柱等部分组成。
它采用立式磨头,用砂轮的端面进行磨削加工,用电磁吸盘固定工件。
其结构简图如下:
由此可见,M7475B型平面磨床主要由六台电动机组成,分别是:
砂轮电动机M1、工作台转动电动机M2、工作台移动电动机M3、砂轮升降电动机M4、冷却泵电动机M5。
控制设计要求:
M1采用星三角启动,能耗制动;
M2为双速电动机;
M3具有正反转控制及行程控制;
M4具有点动正反转及行程控制;
M5采用转换开关控制;
机床具有照明灯,照明电路电压为36V,通过控制变压器TC变换;
五台电动机均具有过载保护功能。
2、设计方案概况
由上述设计要求可知,几个电动机都是相互独立工作的,没有一台电机的工作需要建立在另一台电机工作的基础上。
另外对于电机的控制所涉及到的方法,诸如正反转、星三角启动、点长动控制等,在平时的学习都已经掌握。
所以此次课程设计组队队员可以模块化分别设计。
为了减轻电路设计负担,指导教师只让在电路连接设计方面完成上述要求的第1、2、3以及7即可。
设计方案如下:
1)电机M1跟电机M3控制回路的接线较为复杂,由付易负责电机M1控制回路的设计以及接线;
陈思远负责电机M3控制回路的设计以及接线;
刘伟负责各个电气器件的检测以及导线的修剪。
电机M2由三人共同负责。
2)在连线之前,首先排查器件是否故障;
连线过程中要注意导线的棱角,布线尽量整齐美观,有不懂的地方互相探讨,对于控制回路为了后续的故障排查,导线予以标号;
连线完毕先测试各个器件之间是否连接正常,然后再进行整体功能测试。
时间大体分配如下:
7月4号请教指导教师我们设计的电路是否有问题,若有该如何改进;
同时选择好电器元件以及控制板;
7月5号先进行控制回路的连接以及调试,在连接过程中对源电路进行改进,发现问题、解决问题;
7月6号进行主回路连接,同时进行主电路以及辅助电路CAD画图;
7月7号进行电路板调试以及后续的美化,PLC程序开始编写;
7月8号验收控制板,调试PLC程序。
二、主电路设计
依据课题要求,设计主电路部分如下。
五个电机相互独立工作,并没有先后启动的关系。
照明电路
详细位置可见主电路图。
三、辅助电路设计
依据设计要求的7个要点,分别进行如下设计:
M1电路采用星三角启动,能耗制动
SB1启动,SBP1断开。
需要注意的是星三角启动的延时问题,这里延时6s;
能耗制动在M1停止时启动提供反励磁让电机迅速停下。
M2电机采用双速控制
SB3启动M电机低速运转,SB4启动其高速运转,SBP2断开。
这里主要注意的是磁极对数如何通过接线来改变。
下图解释变极对数变速原理。
M3电机具有正反转及行程控制
SB4启动电机M3,SBP3停止。
由于M3是工作台移动电机,所以通过行程开关控制其往复运动。
正反转转换需要停止后切换。
M4电机电动正反转以及行程控制
SB6实现电机M4正转点动,SB7实现电机反转点动。
由于是点动,不需要添加自锁,行程开关避免其“超车”。
M5电机采用转换开关控制
SA1启动、停止电机M5。
电气控制板的制作与安装
器件选择
由于只需要在电气控制板上体现要求1、2、3、7。
所以综合考虑设计要求,器件选择如下:
接触器8个、时间继电器1个、热继电器3个、按钮8个、行程开关2个、熔断器1个、电气控制板一个、导线若干、拆修工具若干。
器件安装
在安装前首先测试各个器件是否正常,比如按钮的常开常闭触点是否正常、继电器的常开常闭触点是否正常,线圈能否吸合等。
安装时候使用工具箱自带的螺丝刀进行安装。
器件布置
为了追求美观,器件的安装遵循模块化,即同电机M1相关继电器放在一起、电机M2相关放在一起、电机M3相关放在一起。
尽量使设计轻薄化、小型化,热继电器紧挨着相关电机的控制线圈。
按钮设计均为绿色代表启动、黄色代表转换、红色代表停止。
导线连接
导线连接遵循有棱有角、条理清楚,不是为了连接而连接,而是布局合理,层次分明。
电气控制板控制说明
电气控制板我们在其上面固定了两个支柱用于安装器件,同时钻些许小孔便于导线布线。
电气控制板控制功能及介绍
安装完毕后如图所示,完全遵循上述准则。
功能代号功能代号
M1启动按钮SB1M1“Y”接法接触器KMY
M1停止按钮SBP1M1“△”接法KM△
M2低速转换开关SB2M2低速接触器KM3
M2高速转换开关SB3M2高速接触器KM4
M2停止按钮SBP2M3正转接触器KMR1
M3正转启动按钮SB4M3反转接触器KMF1
M3反转启动按钮SB5M3正转限位SQ1
M1接通电源接触器KM1M3反转限位SQ2
M1星三角延时6sKTM2高速接触器KM5
过载保护FR1~FR3短路保护FU
1)SB1用于启动电机M1,首先以星接方式启动,延时6s后改为角接,SBP1用于停止电机M1;
2)SB2用于启动电机M2的低速运转功能,SB3切换为告诉运转模式,SBP2停止电机M2;
3)SB4用于启动电机正转,通过行程开关SQ1和SQ2实现往复运动,切换为反转时得先按SBP3停止电机M3,操作方法在同上。
调试情况
故障现象
1)按钮无法无法实现接通关闭;
2)固定螺丝无法拧紧;
3)一个端口无法接入多根导线;
4)接触器线圈无法吸合。
故障原因
按钮下方螺丝松动,导致导线没有连接紧密;
螺丝刀豁口;
导线粗细不一致;
接触器线圈进入了杂物。
3、解决办法
1)使用螺丝刀用力拧紧;
2)更换螺丝刀;
3)将多根导线的横放改为纵放,一起压紧;
4)拆开接触器,清理杂物。
1、I/O分析五个电机的控制回路工作均由按钮、转换开关、行程开关控制开启与停止,主回路上由接触器线圈控制。
由此确定输入有15个,输出有12个。
PLC选择
依据I/O口的分析,确定选择OMRONCPM1A-30CDR-D型号PLC。
3、I/O分配表输入信号输出信号
名称代号输入点编号名称代号输出点编号
M1启动按钮SB100001M1接通电源接触器KM101000
M1停止按钮SBP100000M1“Y”接法接触器KMY01001
M2低速转换开关SB200003M1“△”接法KM△01002
M2高速转换开关SB300004M1能耗制动KM201003
M2停止按钮SBP200002M2低速接触器KM301004
M3正转启动按钮SB400006M2高速接触器1KM401005
M3反转启动按钮SB500009M2高速接触器2KM501006
M3正转限位SQ100007M3正转接触器KMR101007
M3反转限位SQ200008M3反转接触器KMF101008
M3停止按钮SBP300005M4正转接触器KMR201009
M4正转限位SQ300012M4反转接触器KMF201010
M4反转限位SQ400013M5控制接触器KM901011
M4正转点动按钮SB700010
M4反转点动按钮SB800011
M5控制开关SA100014
4、程序的编制及调试五个电机都是独立工作的,在此分别予以调试:
1)电机M1
电机M1初始状态
电机M1启动后
按下0.01以星接启动电机M1,同时启动时间继电器延时6s,0.00停止M1。
电机M1星三角变换后能耗制动
2)电机M2
电机M2初始状态
电机M2高速运转状态
M2低速运转同理
M2低速告诉运转状态可以直接通过0.03和0.04切换,0.02予以停止。
3)电机M3
电机M3初始状态
电机M3正转并且限位
M3反转限位同理
按下0.06实现电机正转,在行程开关0.07跟0.08作用下做往复运动;
若是想一开始就反转,则得先按下0.05进行停车,按下0.09进行反转,之后也是往复运动。
4)电机M4
电机M4初始状态
电机M4正转点动同时限位
反转情况同理
按下0.10电机正转点动,松手即停,行程开关0.13,0.14保证安全;
反转点动同理。
5)电机M5
电机M5初始状态
电机M5运行状态
直接通过开关0.12控制电机M5的开启与停止。
程序源代码
LD0.01
OR10.00
ANDNOT0.00
OUT10.00
TIM000#50
ANDNOT10.02
ANDNOTTIM000
OUT10.01
LDTIM000
OR200.00
ANDNOTTIM001
OUT200.00
LD200.00
ANDNOT10.01
OUT10.02
LD0.00
AND200.00
OR10.03
TIM001#50
OUT10.03
LD0.03
OR10.04
ANDNOT0.02
ANDNOT10.05
ANDNOT10.06
ANDNOT0.04
OUT10.04
LD10.05
AND10.06
OR0.04
ANDNOT10.04
ANDNOT0.03
OUT10.05
OUT10.06
LD0.06
OR10.07
OR0.08
ANDNOT0.05
ANDNOT10.08
ANDNOT0.07
OUT10.07
LD0.09
OR10.08
OR0.07
ANDNOT10.07
ANDNOT0.08
OUT10.08
LD0.10
ANDNOT10.10
ANDNOT0.13
OUT10.09
LD0.11
ANDNOT10.09
ANDNOT0.14
OUT10.10
LD0.12
OUT10.11
PLC外围接线外围接线如下:
设计小结
这次课程设计可谓收获众多,课堂上学的基本理论知识在此次课程设计里面几乎都有体现,诸如基本的点动、长动控制电路,星三角启动电路,正反转电路,能耗制动电路,行程控制电路等,均派上用场。
课堂上我一直以为电气控制器件不宜出故障,尤其是接触器线圈无法吸合问题,没想到这次困扰我们的就是这个故障。
也在此呼吁相关制作厂商,能否改进接触器结构,别让灰尘杂物这么容易进入线圈!
另外,诸如工业设计、团队协作、时间分配等课堂上学不到的东西,通过这次课程设计也了解了不少。
当今世界上各类畅销产品无一不是具有优良的工业设计,所以我们在电路布线的时候也追求美观,能被人看到的地方,我们力求布线整齐,就算背面人们看不到的,也遵循美观原则。
团队分工以及时间分配上都是首次达成默契,虽说起早贪黑,不过看着自己的电气控制板完美的制作出来并且测试正常,心底里也是很高兴的。
八、参考文献
[1]漆汉宏主编,《电气控制技术PLC》,机械工业出版社
[2]张万忠主编,《可编程控制器应用技术》,北京化学工业出版社
[3]李俊秀、赵黎明主编,《可编程控制器应用技术训练》,北京化学工业出版社
[4]《电力拖动控制线路与技能训练(第三版)》,中国劳动社会保障出版社
[5]徐铁主编,《PLC应用技术》,中国劳动社会保障出版社
[6]程周主编,《电气控制与PLC原理及应用》(第四版),电子工业出版社。
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