电气控制技术液压传动组合机床控制课程设计说明书.doc

河南科技大学课 程 设 计 说 明 书课程名称 电气控制技术 题 目 液压传动组合机床控制 学 院 车辆与动力工程学院 班 级 农业电气化与自动化091 学生姓名 卢浩冉 指导老师 张 伏 日 期 2012.06.28 13液压传动组合机床控制摘要为了进一步巩固理论知识，培养所学理论知识的在实际中的应用能力；掌握一般生产电气控制系统的施工设计、安装与与调试；培养查阅图书资料、工具书的能力；培养工程绘图、书写技术报告的能力,进行双面单工位液压传动组合机床的控制。组合机床是由一些通用部件及少量专用部件组合而成的自动化程度较高的高效专用机床。传统的继电-接触器控制系统存在电路复杂、可靠性差、等缺点。而采用plc控制器作为新一代的工业控制装置,具有开发柔性好,接线简单方便,可靠性高等特点.在此次课程设计中，组合机床的控制回路主要是通过接触器-继电器电路来控制油路。也就是控制yv1、yv2、yv3、yv4、kp1、kp2这六个电磁阀的通断。而油路是事先设计好的，所以我们只要编写一个程序，使得双面单工液压传动组合机床在plc的控制下，自行完成以上描述的工作流程。 关键词： plc 双面单工 液压传动 组合机床 控制程序目 录第一章 绪论11.1 设计要求11.2 控制要求11.3 设计分析21.3.1 i/o点数确定21.3.2 plc机型选择3第二章 电路设计52.1 主电路图52.2 硬件配置接线图6第三章 程序设计73.1 程序设计图73.2 程序指令表9第四章 设计总结12参考文献13第一章 绪论1.1 设计要求本机床用于两个端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压缸驱动。液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁的方法实现位置控制。液压传动机床的工作程序是：(1) 快进 左右动力头在m1和m2的带动下快速前进(2)工进 前进到达开关sq位置即停止,液压泵启动进行工进,左右动力头进行两端面切削加工。(3)后退 当工进后,碰到sq7和sq8时,挡铁停留kp1和kp2动作,后退表1-1 各电磁阀的动作工步 yv1 yv2yv3 yv4 kp1kp2快进+_+_工进+_+_挡铁停留+_+_+快退_+_+_ 原位停止_1.2 控制要求本机床采用3台电动机进行拖动，ml、m2为左右动力头电动机，m3为冷却泵电动机。sal为左动力头单独调整开关。sa2为右动力头单独调整开关，通过它们可实现对左右动力头的单独调整。sa3为冷却泵电动机工作选择开关。自动循环的工作过程如下：sal、sa2处于自动循环位置，按下启动按钮sb2，接触器kml、km2线圈通电并自锁，左、右动力头电动机同时启动旋转。按下“前进”按钮sb3，中间继电器kal、ka2、通电并自锁，电磁铁yvl、yv3通电，左、右动力头快速进给并离开原位，行程开关sql、sq2、sq5、sq6先复位，行程sq3、sq4后复位。当sq3、sq4复位后，ka通电并自锁。在动力头进给过程中，靠各自行程阀自动变快进为工进，同时压下行程开关sq，接触器km3线圈通电，冷却泵电动机m3工作，供给冷却液。当左动力头加工完毕，将压下sq7并顶在死挡铁上，其油路油压升高，kpl动作，使ka3通电并自锁；当右动力头加工完毕，将压下sq8并使kp2动作，ka4将接通并自锁。同时kal、ka2将失电，yv1、yv3也将失电，yv2、yv4将通电，左右动力头将快退。当左动力头使sq复位后，km3将失电，冷却泵电动机将停转。左右动力头快退至原位时，先压下sq3、sq4，再压下sql、sq2、sq5、sq6，使kml、km2线圈断电，动力头电动机ml、m2断电，同时ka、ka3、ka4线圈断电，yv2、yv4断电，动力头停止，机床循环结束。加工过程中，按下sb4，可随时使左、右动力头快退至原位停止1.3 设计分析1.3.1 i/o点数确定随着plc技术的发展，plc产品种类也越来越多，而且功能也日趋完善。不同种类之间的功能设置有着很大的差异，其结构形式、性能、容量、指令系统、价格也不尽相同，适合的场合也个有侧重。这既给plc机型的选择提供了十分广阔的空间，同时也带来了一定的合理选用难度。plc型号选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下，追求好的性价比。因此，合理选择plc，对于提高plc控制系统技术经济指标有着重要意义。plc平均的i/o点的价格还比较高。因此应该合理选用plc的i/o点的数量，在满足控制要求的前提下力争使用的i/o点最少，但是必须留有一定的余量。清点继电器控制电路中的按钮、行程开关、压力继电器、热继电器触点。可确定应有21个输人信号(4个按钮、9个行程开关、2个按压力继电器触点、3个转换开关)，则需占用21个输入点。在实际应用中，为了节约成本,就必须节省输入和输plc点数.为节省plc的点数，可适当改变输入信号接线，如将sq8与kp2串联后作为plc的一个输入信号，就能减少一个输入点。依此方法可得到plc的输入点分配及接线图如图612所示。这时plc的输入点数由21点减少至13点，这样可以降低设备的成本，然而由于有些接点采用串、并联的形式输入，可能降低输入器件的可靠性和整个控制系统的可靠性。最后可以在这两种情况下应用不同场合而去选择折中的办法。1.3.2 plc机型选择现选用西门子公司的s7-200，cpu226型plc。输入输出点分配如表1-2,1-3所示表1-2 控制信号说明及输入点分配代号输入点编号说 明sb1i0.0总停止按钮sb2i0.1总启动按钮sb3i0.2动力头前进按钮sb4i0.3动力头退回原位按钮sq1、sq2i0.4自动循环行程开关sq3、sq4i0.5自动循环行程开关sq5i0.6自动循环行程开关sq6i0.7自动循环行程开关sq7、kp1i1.0左动力头后退行程开关、压力继电器sq8、kp2i1.1右动力头后退行程开关、压力继电器sq、sa3、fr3i1.2冷却液泵电动机启停行程开关及控制元件kr1i1.3热继电器kr2i1.4热继电器sa1i1.5手动开关sa2i1.6手动开关表1-3；控制信号说明及输出点分配代号输出点编号说明km1q0.0左动力头电动机m1接触器km2q0.1左动力头电动机m1接触器km3q0.2冷却泵电动机m3接触器yv1q0.3电磁阀yv2q0.4电磁阀yv3q0.5电磁阀yv4q0.6电磁阀第二章 电路设计2.1 主电路图图2-1 双面单工位液压组合机床继电接触器控制电气原理图(a)主电路；（b）控制电路图2-2 液压组合机床工作流程2.2 硬件配置接线图图2.3 plc接线图第三章 程序设计3.1 程序设计图3.2 程序指令表第四章 设计总结本次课程设计是实现双面单工液压传动组合机床的电气控制，通过电动机带动动力头进行切削加工，由液压缸驱动快进，工进及快退。通过此次设计，了解到了液压缸的原理和工作过程，同时掌握了plc的设计和编程方法。这不仅使对知识的掌握更加熟练，同时也学会了一种分析问题，解决问题的方法。通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关plc应用方面的知识，在设计过程中尤其是自己动手编制程序时，遇到了很多困难，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我掌握的知识不再是纸上谈兵，而是学以致用。同时，这次课程设计让我感受到了我对所学习的内容是多么的不熟练，在设计过程中总是需要翻书，还总是会出现问题，同时这些问题也提醒了我那些地方没学好，加深了对这部分知识的印象。参考文献1 黄永红. 电气控制与plc应用技术, 北京: