课程设计说明书-全自动双统面钻电气控制系没计.doc

一、课程设计任务书11.1设备概况介绍11.2设计要求11.3设计任务2二、正文32.1概述32.1.1机电传动控制概述32.2课程设计42.2总体设计42.2.1 控制要求的分析42.2.2液压控制回路中电磁阀动作表6三、局部设计73.1原理图73.1.1主电路接线图73.1.2控制电路接线图83.1.3辅助电路图（照明显示）83.1.4液压控制系统图93.2元件选型9四、控制系统软件设计114.1I/O表114.2梯形图设计11五、工作过程165.1工作过程16六、设计总结18七、参考文献20一、课程设计任务书 全自动双统面钻电气控制系没计1.1设备概况介绍 全自动双面钻是对棒料两面同时进行钻孔或扩孔加工的专用机床。这种机床的自动程度较高能自动上、下料，自动进、退刀，并且有可靠的危险区保护装量其工作示意图如图716所示 双面钻是由液压系统控制进给运动，动力头的主轴由Y100L1-4（2.2KW）电动机驱动，行程原则控制，动力头进退及上、下料采用液压传动，油泵电机为Y100L2-4 3kw1.2设计要求1)料斗中有料时，按下开工按钮后，能自动工作下去，实现自动循环。2)当只要求加工一只零件时，要求加工完毕能自动退回原位，并自动停止。3)动力头主轴、滑台能点动操作，以便调整钻孔深度。4)轴只要求单向运转,离开原位能自动起动，回到原位则自动停止。5)单机操作能进行一面加工，并且能实现自动循环6)具有紧急停止和危险区保护环节。7)具有必要的显示、保护、联锁环节。1.3设计任务1）设计并绘制电气原理图(继电器设计)，选择电器元件，编制元件目录表。2）PLC设计， PC选择及IO的分配，根据控制要求设计必要的硬件系统，绘制梯形图、编写程序。3)编制设计说明、使用说明书与设计小结4)列出设计参考资料目录。 二、正文2.1概述2.1.1机电传动控制概述机电传动（又称电力传动或电力拖动）是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。它的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止以及速度调节，满足各种生产工艺过程的要求，保证生产过程正常运行。在现代工业中，为了实现生产过程自动化的要求，机电传动不仅包括拖动生产机械的电动机，而且包括控制电动机的一整套控制系统。也就是说，现代机电传动是和由各种控制元件组成的自动控制系统紧密地联系在一起的，所以，本课程被命名为机电传动控制（也称为机械电气控制）。从现代化生产的要求出发，机电传动控制系统所要完成的任务，从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都实现自动化；从狭义上讲，则专指控制电机驱动生产机械，实现产品数量的增加、产品质量的提高、生产成本的降低工人劳动条件的改善以及能源的合理利用。例如，一些精密机床要求加工精度达百分之几毫米，甚至几微米；重型镗床为保证加工精度和控制表面粗糙度，要求能在极慢的稳速下进给，即要求能在很宽的范围内调速；轧钢车间的可逆式轧机及其辅助操作频繁，要求在不到一秒的时间内疚能完成从正转到反转的过程，即要求能迅速地启动、制动和反转；对于电梯和提升机，要求启动和制动平稳，能并能准确地停止在给定的位置上；对于冷、热连轧机以及造纸机的各机架或各部分，要求它们的转速保持一定的比例关系，以便进行协调运转；为了提高效率，要求对由数台或数十台设别组成的生产自动线实行统一控制和管理。诸如此类要求，都是靠电动机及其控制系统和机械传动装置来实现的。2.2课程设计在本次课程设计中，我们完成的是“全自动双面钻床控制系统”的设计任务。此次课程设计的目的旨在学会利用电气元件（继电器接触器）的控制方法，故在整个设计过程中，要求使用的元件为传统控制系统中的继电器、接触器来实现钻床的全自动工作过程。另外，在本次课程设计中，我们还应学会如何设计主回路、控制回路以及辅助回路（照明与显示）。同时，在回路的总体连接上，要熟悉设计的技巧；在液压控制回路的设计中，要学会利用“起保停”电路来实现液压系统的控制。通过本次课程设计，除了复习掌握已学过的电气知识外，还应熟悉控制系统的设计流程与设计方法，从而增加自己的阅历，提高自己的工作能力。2.2总体设计2.2.1 控制要求的分析任务书中的控制要求有以下几点：1)料斗中有料时，按下开工按钮后，能自动工作下去，实现自动循环。2)当只要求加工一只零件时，要求加工完毕能自动退回原位，并自动停止。3)动力头主轴、滑台能点动操作，以便调整钻孔深度。4)轴只要求单向运转,离开原位能自动起动，回到原位则自动停止。5)单机操作能进行一面加工，并且能实现自动循环6)具有紧急停止和危险区保护环节。7)具有必要的显示、保护、联锁环节。任务书中的控制要求有以下几点：（1）在主回路中仅需对电机的启停进行控制和对动力头电机进行能耗制动的设计，不需控制正反转；（2）在液压回路的液压泵附近处应添加压力继电器，并在液压控制回路的首端加入该压力继电器的常开触点，以实现满足油压后才能进行其他控制的要求；（3）对于机床的半自动循环，可以采用起保停电路来实现，而对于各个动作的单独调整则可在控制首端加入万能转换开关，并对各个动作设置手动按钮来实现该控制要求；（4）控制回路中可添加辅助回路，以控制照明和显示功能；（5）在每个电动机的连接处，均接入一个适合的热继电器，以实现过热保护，在主回路中各个支路与主电源相连接处均接入一个适合的熔断器，以实现过流保护（短路保护），而在控制回路与变压器相连处也应接入适合的熔断器，同样实现过流保护；2.2.2液压控制回路中电磁阀动作表YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7YV8送料+_卸料_+_夹紧_+_松开_+_左进_+_左退_+_右进_+_右退_+三、局部设计3.1原理图在原理图的设计部分，我们将其分为3大模块进行分工设计。其中包括有主电路模块的设计、控制电路模块的设计与辅助电路模块的设计三部分。而在控制电路模块中，我们将其又分为电机控制电路与液压控制回路两部分。辅助回路中主要包括有照明与显示电路部分。3.1.1主电路接线图3.1.2控制电路接线图3.1.3辅助电路图（照明显示）3.1.4液压控制系统图3.2元件选型序号代号名称数量规格型号备注1M3电动机3Y100L2-4.3KW2FR热继电器4JR16B-20/3热元件1.5-2.4A整定值2A3FU熔断器5RL1-15FU4熔体额定电流2A,其余为6A4QS断路器1NSX400N4P4D5SB按钮5ZB2-BZ107C施耐德6KM接触器3CJ10-10 10A/3807KT时间继电器3JS7-2A,380V8SQ行程开关6LXK2-1319HL指示灯2XD16.3V,0.05A10KA继电器10MY2NJ6.3V,0.05A四、控制系统软件设计4.1I/O表4.2梯形图设计4.3PLC程序五、工作过程5.1工作过程1.有料时，机器一直自动循环工作将万能开关拨至1档，SB2点动，KM1自锁，油泵电机M1起动，同时，SB3点动，KA1自锁，上料机构自动上料，待上料完成后，时间继电器KT1动作，KA3动作，夹紧装置通电下降夹紧，夹紧装置碰到SQ5行程开关，自动接通左滑台KA5、右滑台KA7，并切断KA1、KA3，当滑台脱离原位置时，KA5动作接通控制左主轴的电机KM2动作，左轴电机M2工作，同时，KA7动作接通控制右主轴的电机KM3动作，右轴电机M3工作，此时，左右滑台带动钻头向工件靠近，当左滑台行至SQ2，,右滑台行至SQ3时，行程开关动作，切断前进电磁阀KA5、KA7，并接通KA6、KA8，左右滑台后退，当滑台后退至行程开关SQ1、SQ4时，辅助继电器KA9、KA10瞬时动作一下，切断左右主轴电机，并使左右滑台停止，同时，接通KA4，使夹紧装置松开。当夹紧装置上升至行程开关SQ6时，自动断开KA4，并接通卸料装置开关KA2、KT2，延时一定时间后，KT2起动KA1，KA1切断KA2，一直循环工作。2. 加工单一零件时，加工完毕自动停止本过程起动与上过程一致，不同在于：夹紧装置松开后退至行程开关处，不接通KT2，接通KT3，KT3延时将主电路全部断开，不再循环工作。3. 单面加工闭合4档（加工左面）或5档（加工右面）后，不被加工面的滑台移动电路被切断，该电路不再工作，而执行另一条工作路线循环下去。4. 主轴、滑台点动操作闭合开关至3档，切断左右滑台电路，并并联入点动开关SB4(左)、SB5（右），机器执行至夹紧后停止等待，左右滑台点动后，分别起动各自主轴电机，后可连续点动，调节钻孔深度。六、设计总结作为一名农业机械设计制造及自动化大三的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。通过这次设计实践,让我更熟练的掌握了三菱的PLC软件的简单编程方法，对于三菱的PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在理论的运用中，也提高了我的工程素质。刚开始学习三菱PLC软件时，由于我对一些细节的不加重视，当我把自己想出来的一些认为是对的程序运用到梯形图编辑时，问题出现了。转换成指令表后则显示不出很多正确的指令程序，这主要是因为我没有把理论和实践相结合，缺乏动手能力而造成的结果，最后通过老师的纠正和自己的实际操作，终于把正确的结果做了出来，同样也看清了自己的不足之处。通过团队协作，我们的合作意识得到加强，合作能力得到提高。在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。通过此次的课程设计，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的体制束缚，在课程设计的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。在以往的传统学习模式下，我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好地处理知识和实践相结合的问题。在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己