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文档简介

1T68 型卧式镗床 PLC 控制系统设计电气工程学院 自动化专业 00031025 张向前指导教师:路正午目 录1. T68 卧式镗床控制原理说明书 12. T68 型卧式镗床电气控制主回路23. 安装板电气元件平面布置图34. 控制面板按钮、行程开关平面布置图45. 镗床控制系统 PLC 外部接线图 56. 镗床控制系统 PLC 梯形图 67. 触摸屏控制78. 电气元件一览表 79. 参观工厂有感810. 实习心得911. 附录 A:实习日记921 T68 型卧式镗床控制原理说明书1.1 T68 型卧式镗床的用途T68 型卧式镗床主要用于钻孔、镗孔、铰孔及加工端平面等。1.2 电气控制线路的特点(1)主电机为双速电机,它提供机床的主运动和进给运动的动力。高低速转换,由主轴孔盘变速机构内的限位开关 S 控制,S 常态时接通低速,被压下时接通高速。由接触器 KM6 及 KM7 实现定子绕组从三角形接法转接成双星型接法。(2)主电机可正反转、点动及反接制动。(3)主电机用低速时,可直接启动;但用高速时,则由控制线路先起动到低速,延时后再自动转换到高速,以减少起动电流。(4)在主轴变速或进给变速时主电动机能缓慢转动,使齿轮易于啮合。1.3 控制线路工作原理(1)主轴的点动控制主轴的正反向点动由按钮 SB3 和 SB4 操纵。按下正向点动按钮 SB3 后,PLC 输出使 KM1、KM6 线圈得电动作。因此,三相电源经 KM1 主触点、限流电阻 R 和接触器 KM6 的主触点接通电动机 M1,使电动机在低速下旋转。放开按钮时,KM1 和 KM6 都相继断电释放,电动机断电停止。反向点动与正向点动相似,由 SB4 操纵,经接触器 KM2 及 KM6 相互配合动作来完成。(2)主电机的正反向长动主电机正反控制由 SB1 和 SB2 操纵。当要求电动机低速运转时,限位开关 XK 为断开状态,按下起动按钮 SB1、KM1、KM3、KM6 得电动作。主电机就在全电压和三角形接线下,直接起动低速运行。使用高速时,限位开关 XK 闭合,按下 SB1 后,电动机先低速起动,延时 5 秒后 KM6 断开,再经0.6 秒 KM7 得电动作。KM7 的主触点使电机的绕组连成双星形并重新接入电流,从而使主电动机从低速再起动到高速。反向起动原理与正向起动相同,但参与控制的按钮为 SB2,接触器为 KM2、KM3、KM6 及 KM7。(3)主电机的反接制动控制当电动机正转时,速度继电器的正转动合触点 Kn 闭合,而正转动断触点 Kn 断开,当按下 SB5 时,KM1 断电释放,切断了主电机电源。延时 0.6 秒后,KM2 闭合和 KM6 得电,使三相电源经过 KM2 主触点,限流电阻 R 和 KM6 主触点反接给电动机。电动机反接制动。当电动机转速降低到一定速度时,正转动合触点 Kn 打开,切断 KM2 的通电回路,使 KM2 和 KM6 相继断电释放,及时切断电动机的反接电源,制动结束。反向运行时的制动过程与正向相似。此时参与控制的电器是速度继电器的反转动合触点 Kn 接触器 KM1、KM2。(4)主轴或进给变速时主电机的缓转控制主轴变速时,主轴电动机可获得缓慢转动,以利于齿轮顺利啮合。将 S1、S2 闭合,KM1、KM6 线圈得电动作,电机得电正向加速,当达到一定速度时,速度继电器 Kn 的动断触点断开,动合触点闭合,延时 0.6 秒后,KM2 闭合,电机开始反接制动,当电机低于某一速度时,Kn 动作,KM2 断开,延时 0.63秒后 KM1 闭合,正向加速,如此反复,实现缓动。进给变速时缓转控制原理与主轴时完全相同,不过用的是限位开关是 S3、S4 。(5)主轴箱、工作台或主轴的快速移动机床的各部件的快速移动由限位开关 S2、S6 和快速电机 M2 驱动。S2 被压动,PLC 输出使 KM4 得电动作,快速移动电动机 M2 正转、限位开关 S6 被压动,PLC 输出使接触器 KM5 得电动作,快速电动机 M2 反转。 UVWQFU1KM1 KM2FU2KM4 KM5KM3RKM3RKRKM6 KM7KM8 M212M23M1M12M13M14M1516 M2M1图 1 T68 型卧式镗床电气控制主回路4UVWNUVWWM FU1FU2FU3FU4FU5FU6FU7FU8111Q kWA UVW111UVW222AWUVW222UVW888BEUVW434UVW455KR RU3U4 RW3W4 PLCU2V2W2Y0U3V3W3MKM1 U2V2W2Y1U3V3W3MKM U3W3Y2U4W4MKM U8V8W8Y3U9V9W9MKM4 ECLNK1U5V5W5Y5U6V6W6MKM6 U5V5W5Y6U7V7W7MKM7Y6U6V6W6MKM8 U8V8W8Y4U3V3W3MKM5 BECNK2NUVWM112M1314M1516M212M23FSB51SB23SB45S23S4S56COMKn1Kn2主 板 电 气 位 置 接 线 图图 2 安装板电气元件平面布置图5COMSB51SB23SB41S23S4S5S6FS5S6SB1SB2SB3SB4SB5SFS4S3S2S1图 3 控制面板按钮、行程开关平面布置图 X0X01X02X03X04X05X06X07X01X01X012X013X014X015COMLSB5SB1SB2SB3SB4Kn1Kn2S1S2S3S4SS5S6Y0Y01Y02Y03Y04Y05Y06KM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7N WNCOMKR图 4 镗床控制系统 PLC 外部接线图6X0 M1M8M8X01M1 M21M8X02M1M132 M2X01X07M1Y02T0 K5T5 K6M8X03M14Y02 M3M8X04M15Y02 M4T6 KT0M8X0X06M15 T1 K6M5M8X0M16 T2 K6M6X07X061Y0 T3 K6Y01X05 Y01 T4 K6Y05T0 Y06Y0Y06T0 Y05M2M8X015X014 Y03M8M18M17M8X015X014 Y04M8M18M17M3 Y01T13 Y0M4 Y0T2 Y015X012X05M2 M8X013M8M16图 5 镗床控制系统 PLC 梯形图7停止 反 向快 速 正 向快 速 高 速低 速反 向长 动 正 向长 动 反 向点 动 正 向点 动返 回电气控制 触摸屏控制图 6 触摸屏控制表 1 电气元件一览表符号 数量 名称及用途M1 1 主电动机,拖动主运动和进给运动用M2 1 快速移动用电机Q 1 空气开关,限流、欠压保护KM1 KM2 2 主电动机正反转用接触器KM3 1 限流电阻短路用接触器KM6 KM7 3 主电动机高低速转换用接触器KM4 KM5 2 快速电机正反转用接触器SB5 1 主电动机停止用按钮Kn 1 主电动机反转制动用速度继电器SB1 SB2 2 主电动机正反转用按钮SB3 SB4 2 主电动机正反转点动按钮8S1 S2 2 主轴用变速限位开关S3 S4 2 进给变速用限位开关S 1 接通主电动机高速用限位开关S5 S6 2 快速电动机正反转用限位开关R 2 点动、高速启动,制动用限流电阻FU1FU8 8 短路保护熔断器KR 1 主电动机过载保护用热继电器K1 1 控制 PLC 用开关PLC 1 可编程控制器9 参观工厂有感9 月 11 日,中秋佳节。在这个欢乐的日子里,我参观了渤海铝业公司和河北省秦皇岛晴纶厂。这两厂的自动化程度很高,工人很少,往往是一个工人通过控制台操纵多台设备。参观中给我印象较深的主要有两点:一是在渤铝的参观中,一些先进的关键的设备都是从外国进口的,成本很高。这说明国内的工业控制水平与世界先进水平还有很大的差距。二是在晴纶厂参观时,该厂总工程师王总对我所讲的该厂的一套控制系统价值上千万,占当初建厂总投资的十分之一,这说明自动控制系统的成本普遍偏高,他说希望我们这些大学生将来能献身自动控制研究,降低成本,这样才能实现国家的工业现代化。他说在意大利年产数万吨的晴纶厂只需 3 个工人操纵,而在我国却需要几百人,差距还相当大。通过参观,我了解了中国工业控制的现状,以及工业控制的发展前景。工程师的希望是对我的鼓励。作为一名即将毕业的自动化专业的学生,我将尽我所能为早日实现祖国的工业现代化而努力进取。910 实习心得紧张而充实的生产实习结束了,回头细想,自己在这三周内收获还真不少。首先,经过实习增强了自己的动手能力,促进了理论与实践的结合,大致掌握了 PLC 控制的流程及在设计过程中应注意的一些地方。熟悉了 PLC 控制常用的一些元器件的性能和用途以及连接方法。懂得了在 PLC 程序动作和电气器件动作间存在时间延时,应在程序中加入时间继电器,否则容易引起电路短路,发生危险。在程序设计过程中反接制动没有延时,经过反复思索和请教别人,终于明白了是 PLC的扫描周期在作怪。而程序的周期性扫描是老师在 PLC 课上重点强调的一个内容,可见知道并不等于会用。今后应进一步加强理论与实践的结合。其次,在实习中有些同学扎扎实实,实事求是,不言放弃的精神深深影响着我,也让我认识到团队合作的巨大力量。例如,反接制动那块,正向运转时没有延时,而反向运转制动时有延时。我苦苦思考也得不到结果。当时就想起这点小毛病,干脆放弃算了。但是我们组员黄涛却坚决的说不行。现在放弃那调试的时候就有可能发生短路,造成危险,咱们再想想,一定会找到解决的办法。后来,经过请教,终于解决了这个问题。这才有调试时的一次性成功。黄涛同学的认真态度是我学习的榜样。总之,在生产实习中锻炼了我吃苦耐劳、勤于思考、勇于进取的优良品质。最后,通过参观工厂,我近距离接触了 PLC 控制工厂中的实际应用。通过工厂工程师的介绍,我了解到中国的机器控制水平还不够先进,一些关键的设备几乎都是国外进口的,而且成本很高,不利于自动化技术的推广,不利于全面实现工业自动化,作为即将毕业的自动化专业的一名学生,我心里发誓要为祖国的工业现代化贡献自己的才力。这次生产实习将为自己今后的工作产生积极的影响。11 附录 A:实习日记8 月 25 日 星期一今天,是新学期的第一天,也是为期三周的生产实习的开始。上午,我们开了一个生产实习的会议,由指导老师给我们讲了实习的目的,要求,布置了实习任务,计划安排。并由专门老师详细讲解了 T68是卧式镗床的工作原理及电气控制线路。强调了在实习中应特别注意的技术性环节。通过阅读发下的实习资料,我大概了解镗床的性能指标,以及我们要完成的工作。即用 PLC 设计程序,用触发器来控制主电路的工作,来完成主电动机的正反向启动与点动控制,主电动机的反接制动控制,或进给变速时的主电动机的缓转控制,以及主轴箱,工作台或主轴的快速移动等操作。下午老师领我们参观了实习地点,演示了一台已经调试成功的镗床控制系统。看着由触摸屏控制的 PLC,再由 PLC 控制接触器的开通,闭合下的正转、反转、停止。我在问自己,我能不能也漂亮的完成这个控制系统呢?随后,老师给我们发了工具包和线路板。线路板是去年同学实习用过的。看着上面错综复杂的接线,以及陌生的器件,我感到了实习的压力。当把接线板上的线都拆下来以后,今天的任务就算完成了。这是新鲜充实的一天。8 月 26 日 星期二由于硬件部分需要在一个星期内完成,还剩下四天的时间,时间紧,任务重,为此,我为剩下10的四天做了一个计划,今天进行元器件的布局,以使器件摆放整齐,美观,更重要的是摆放位置恰当,更好的满足器件的功用,为此,我们组成员没有基于去安装,而是审慎的讨论合理的布局方案,大家 各自发表自己的意见,然后把优点综合起来,并借鉴其他组的经验,布局出笼了。我们就开始钻眼把器件安放在板子上。由于我们花了很多时间在布局上,所以,器件的摆放合理、美观。不像有的组,只顾美观,但忘了器件摆放的合理性,而出现了返工的现象。8 月 27 日 星期三按计划,今天要接线了。由于晚自习的时间要用来复习考研的课程,所以实习的工作只能挤到白天来做。我仔细阅读分析了镗床控制的原理图,以及各项功能是如何实现的。经过分析发现,要实现控制还是比较简单的。象电动机的正反转,反接制动三角形接法使电机高低速转换等,都是我们 PLC 课上重点讲解的内容,我心里有底了。对完成这次实习任务充满了信心。经过紧张的工作,思考,布局图终于完成了。还剩两天的时间。心想,两天足够把线接完了。8 月 28 日 星期四真是想起来容易做起来难啊!本以为布线图都出来了,把线接起来不就是照葫芦画瓢吗?那还不容易。可实际动起手来,可就找不着北了,继电器、空气开关、限流电阻、熔断器、热继电器等器件虽然在课本上都介绍了,但没有实际用过,而且器件上的接线电很多,这真有点不知道往哪里下手,瞪着眼睛干着急。老师也发现了同学们的问题,为此,组织同学集合,为大家介绍了各种器件的工作原理、作用及怎样接线。听完后,同学们都有一种豁然开朗的感觉。怪不得古人一直倡导读万卷书,行千里路呢。理论与实际相结合才行啊!今后自己在学习和工作中要注意这一点。有了老师的指导,同学们的进度明显加快了。我们组也热火朝天的干着,时间在不知不觉中过去了。8 月 29 日 星期五今天是接线的最后一天,我们的任务还很重,为此我提前一小时去了实习地点,加班来做。看似简单的接线工作做起来并不是那么简单,剪线、剥线、把线弯好,最后连上,还要把走线槽安上去,再有一小时接线就要完了,可这时下课的时间到了,只好心不

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