C5225型雙柱立式車床電氣控制課程設計.docx

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本科電氣技術課程設計說明書題目：C5225型雙柱立式車床電氣控制 設計完成日期：二一四年五月目錄一 設計概況3二.控制設計要求:3三.設計方案及確定3四.器件的選擇34.1斷路器的選擇34.2 熔斷器的選擇44.3 交流接觸器的選擇44.4 熱繼電器的選擇44.5 中間繼電器的選擇44.6 按鈕的選擇44.7 導線的選擇4五.器件明細5六.電氣控制板的布置與安裝5七.PLC控制系統(tǒng)設計87.1 IO的分析，確定輸入輸出87.2 選擇PLC87.3 IO的分配87.4 PLC程序設計9八 總結與感受12九 參考文獻13一 設計概況 C5225型雙柱立式車床主要由7臺電動機組成，他們分別是：工作臺主拖動電動機M1，油泵電動機M2，橫梁升降電動機M3，右立刀架快速電動機M4，右立刀架進給電動機M5，左立刀架快速電動機M6，左立刀架進給電動機M7。二.控制設計要求:(1)M1實現Y/啟動，只可正轉運行，并可實現能耗制動。（2）M2必須先啟動,M1才能工作，M2連續(xù)工作。（3）橫梁可以實現升，降功能。（4）左，右立刀架均點動運行且通過行程開關控制左，右行程。（5）刀架進給可實現點動/常動控制。（6）刀架快速和進給不可同時進行。（7）電機具有短路，過載保護，整個線路具有短路保護。（8）控制電路電壓為380V。三.設計方案及確定 M1實現Y/啟動，利用時間繼電器控制轉換，先啟動M2才可啟動M1，M2連續(xù)工作給電機二的啟動按鈕進行自鎖，利用控制順序的原理。橫梁的升降利用互鎖原理，按鈕自鎖實現常動控制，利用行程開關控制行程。右立刀架快速電動機M4只是點動，但不可與刀架進給同時運行，我利用接觸器互鎖的原理實現。刀架的進給實現點/常動控制，點常動并聯,并給常動按鈕自鎖。短路保護用熔斷器，過載保護用熱繼電器。能耗制動利用時間制動。四.器件的選擇4.1斷路器的選擇 斷路器主要用于保護交流、直流電路內的設備，使之免受過電流、逆電流、短路和欠電壓等不正常情況的危害，同時也可用于不頻繁啟動地電動機以及操作和轉換電路。 選擇斷路器時應考慮地主要參數有：額定電壓、額定電流和允許地極限電流。選擇的要求一般有：低壓斷路器的額定電壓大于或等于線路額定電壓。低壓斷路器的額定電流大于或等于線路計算負載電流。低壓斷路器的極限通斷能力大于或等于線路中最大的短路電流。 4.2 熔斷器的選擇 熔斷器的類型很多，通常有插入式，螺旋式，填料封閉管式等，選擇熔斷器，實際上主要是選擇熔斷器類型，額定電壓和電流，以及熔體的額定電流。 對于具有沖擊電流的電氣設備，如異步電動機起動電流為額定電流的5-7倍，則應采用經驗計算方法。4.3 交流接觸器的選擇 接觸器分為交流和直流兩種，在機床上應用最多的是交流接觸器，選擇時主要考慮主觸點的額定電流，輔助觸點的數量，吸引線圈的電壓等級，操作頻率等，選擇的交流接觸器，其主觸點的額定電流應該大于負載或電動機的額定電流。4.4 熱繼電器的選擇 熱繼電器是依據電流流過發(fā)熱組件時產生的熱使雙金屬片發(fā)生彎曲而推動執(zhí)行機構動作的一種電器，主要用于電動機地過載保護、斷相及電流不平衡運行地保護及其他電氣設備發(fā)熱狀態(tài)地控制。對于過載可能性很小的電動機就不必增設熱繼電器。 按電動機的額定電流來確定熱繼電器的型號和規(guī)格。熱繼電器組件地額定電流Ir應接近或略大于電動機的額定電流In，即 Ir=（0.951.05）In4.5 中間繼電器的選擇 中間繼電器是將一個輸入信號變成一個或多個輸出信號的繼電器。它的輸入信號為線圈的通電或斷電。它的輸出觸頭的動作，將信號同時傳給幾個控制原件或回路。 中間繼電器的選擇主要依據被控制電路的電壓等級，以及所需觸頭的數量，種類及容量等要求來選擇。 常用的中間繼電器有JZ7和JZ8系列兩種。JZ7系列繼電器的結構由線圈，靜鐵芯，動鐵芯，觸頭系統(tǒng)及反作用彈簧組成。它的觸頭較多，一般有8對，可組成4對常開，4對常閉或者6對常開，2對常閉或者8對常開三種形式。4.6 按鈕的選擇 按鈕通常是用來短時接通或斷開小電流控制電路的開關。按鈕主要根據電源種類、觸電數、使用場合及顏色來選擇。4.7 導線的選擇 對于銅線的載流量，口訣指出”銅線升級”,即將銅導線的截面積按截面排列順序提升一級，再按相應的線條件計算。 當相線截面小于16平方毫米，PE線與相線等徑。 當相線截面大于16平方毫米，且小于35平方毫米，PE線最小截面為16平方毫米。 當相線截面大于35平方毫米，PE線最小截面為相線截面的1/2。五.器件明細 空氣開關 QF 4個 接觸器 KM 8個 熱繼電器 FR 4個 按鈕開關 SB 11個 時間繼電器 KT 2個 熔斷器FU 1個六.電氣控制板的布置與安裝1 功能相似的元件組合在一起2 盡可能減少器件之間的連接數量，按接線關系密切的控制電器盡可能置于同一組件中3 強、弱點控制器分離，以減少干擾。4 布置美觀，合理分布，盡量相近的電器組合在一起5 便于檢查與調試，需經常調節(jié)、維護和易損的元件組合在一起6 所有電氣設備應該放在操作方便，便于更換、識別與檢測的位置整體布局圖電機M1,M2部分電路 這部分完成了，按下SB2電機M2先啟動，保持運行，M1在M2啟動后才運行，按下SB1M1電機Y/啟動。當按下SBP1時接觸器MS線圈吸合能耗制動啟動，時間繼電器設定制動時間。電機M4,M5部分 這部分完成了刀架進給電機M5正轉運行，實現了即可常動運行也可點動運行。行程開關SQ1控制電機M5的正轉運行的行程，并且還有M5的反轉運行（常動運行）SQ2控制電機M5的反轉運行的行程。刀架的快速運行靠電機M6實現（點動運行）。 在安裝過程中開始布局不合理，器件間隔較大。安裝完畢后遇到里三個問題，第一個問題接觸器MS不吸合導致電機無法實現能耗制動，第二個問題能耗制動的時間繼電器在不應該工作時卻啟動，第三個問題是，M1接觸器不吸合導致M1電機不起動。第一個問題是電路原理圖出現問題重新改進了電路原理，并在能耗制動的時間繼電器前加入了MS的常開觸點。M1不吸合是應為線沒接好接線頭從接線出掉落。七.PLC控制系統(tǒng)設計7.1 IO的分析，確定輸入輸出 據據系統(tǒng)的控制要求，系統(tǒng)有啟動和停止信號，由此確定，系統(tǒng)的輸入有13只按鈕和2只時間繼電器，PLC需用13個輸入點分別與輸入設備的常開觸頭相連，13個輸入點分別與輸入設備的常閉觸頭相連。車床有7臺電動機，有11種狀態(tài)，由此確定，系統(tǒng)的輸出設備有13只接觸器，PLC應用13個接觸器分別驅動7臺電動機接觸器的線圈。7.2 選擇PLC CPM1A-30CDR-A7.3 IO的分配IO輸入IO輸出輸入編號說明輸入編號說明SBP00000電機M1,M2總停KM201000KM2正轉SB200001M2的啟動KM101001KM1正轉SB100002M1的啟動KMY01002Y啟動SPA00003能耗制動開關KM01003啟動SB300004橫梁的升KMS01004能耗制動啟動SB3反00005橫梁的降KM301005KM3正轉SB400006右立刀架的快速KM3反01006KM3反轉SB600007左立刀架的快速KM401007KM4啟動SBPB00008電機M5,M7的停KM601008KM6啟動SB500009右立刀架的進給KM501009KM5正轉SB5反00010右立刀架退出KM5反01010KM5反轉SB700011左立刀架的進給KM701011KM7正轉SB7反00012左立刀架的退出KM7反01012KM7反轉7.4 PLC程序設計電機M1M2運行電路PLC梯形圖電機M1M2運行電路PLC助記符電機M3運行電路PLC梯形圖電機M3運行電路PLC助記符電機M4,M5,M6,M7運行電路PLC梯形圖電機M4,M5,M6,M7運行電路PLC助記符八 總結與感受 為期幾天的課程設計結束了，這段時間所做的事情就是我們未來工作中的提前演練，遇到難題，積極求證，分析問題，解救問題 一系列的過程不僅讓我體會到了面對問題無從下手的尷尬，也讓我體會到了問題迎刃而解的喜悅。 通過這次課程設計，我對電氣控制與PLC有了一個大致的了解，對設計的思路、基本方法、步驟有了深刻的認識。盡管在這次設計中，或許我們的選擇方案不是實際中的最優(yōu)方案，但我們按照老師指導設計程序進行，也是學習電氣控制與PLC原理及應用理論知識的一次實際應用，把我們的理論和實際聯系了起來，在這次的設計過程中，我們組先根據派發(fā)的任務收集，調查有關的資料書籍，然后進入起草方案階段，其間與同組同學進行方案的討論修改，最后在老師的提示下確定了最后的設計方案。在過去的學習中我沒有真正了解設計過程具體是怎么進行的，也沒有意識到細節(jié)環(huán)節(jié)對整個設計的重要性。比如常開觸點放在某條線路的前后是兩種結果，電氣控住原理圖改成PLC的原理圖后有事另一種結果。電氣控制與PLC之間有也不同之處，比如PLC運行時間更長更靠，體積小，器件不容易被損耗，在接線方面更加快捷，可多次容易的修改控制電路。 這次課程設計帶給我了很多感受，讓我懂得對于團隊合作的重要性，分工明確對效率的重要，以及對器件了解是非常重要的，為以后工作提供了一定經驗。九 參考文獻周軍，電氣控制及PLC,北京，機械工業(yè)出版社，2001黃友銳，電工技術，合肥，合肥工業(yè)大學出版社，2008陳伯時，自動控制系統(tǒng)，北京，機械工業(yè)出版社，1981曾建唐，電工電子基礎實踐教程工程實踐指導，北京，機械工業(yè)出版社，2008齊占慶、王振臣，電氣控制技術，北京，機械工業(yè)出版社，2002李海軍、劉宇、王威，電氣控制技術課程設計指導書，內蒙古農業(yè)大學，2011