自控实训题3--自动车床PLC控制和交流变频调速系统.doc

自动控制实训题3自动加工车床PLC控制和交流变频调速系统1. 操作条件（1） 安川电机Varispeed G7交流变频调速实训装置：（2） 三相交流异步电动机：YSJ7124PN=370W,UN=380V, IN=1.12A, nN=1400r/min ，fN=50HZ,COSN=0.72,N=0.70（3） FX2N系列的PLC实训装置（配备装有三菱编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C的电脑）（4） 鉴定装置专用连接电线若干根（5） 万用表2. 操作内容（1） 根据工艺流程与控制要求写出PLC控制系统输入、输出I/O地址编号，画出自动加工车床PLC控制系统和变频调速系统接线图，并在装置上完成系统接线。（2） 根据工艺流程与控制要求写出变频器参数清单,并完成变频器参数设置及调试运行（显示频率，显示转速），达到控制要求。（3） 根据工艺流程与控制要求写出PLC程序清单，并完成PLC程序编制及调试运行，达到控制要求。（4） 完成自动加工车床PLC控制系统和交流变频调速系统联合调试运行并实现系统控制功能。3. 操作要求（1） 工艺流程及控制要求： 1）系统工作概况及PLC控制要求：自动加工车床示意图如下图所示，进给电动机控制系统采用交流变频调速系统。在操纵台上设有自动工作和手动点动工作转换开关。自动工作时设有启动按钮、停止按钮、急停按钮；手动点动工作时设有正向进给点动按钮，反向退回点动按钮，离合器手动控制开关、主轴旋转开关。气动夹紧送料装置由KM0(Y0)控制，主轴转动由KM1(Y1)控制。离合器由KM2(Y2)控制, 离合器吸合时, 进给电机带动中拖板工作, 离合器释放时, 进给电机带动大拖板工作。进给电机正转由KM3(Y3)控制, 进给电机反转由KM4(Y4)控制。自动加工车床PLC控制系统设有自动工作与手动点动工作转换开关，自动工作时设有启动按钮、停止按钮、急停按钮；手动点动工作时设有正向进给点动按钮，反向退回点动按钮，离合器手动控制开关、主轴旋转开关。 自动工作时运行控制要求如下：在自动工作车削前，大拖板必须位于床身前原点A点(X0),中拖板必须位于G点(X6),棒料装夹完毕,即检测仪ST(X7)发出信号(ST=0)。当按了启动按钮,气动夹紧送料装置动作,送料3秒后停止送料，进给电机以1300 （1400）r/min 速度正转,大拖板快速左移,碰到限位开关C(X2)后, 进给电机减速至300（400） r/min速度运行，大拖板以慢速到达D点(X3)定位。大拖板以慢速到达D点(X3)后，离合器吸合,时间为1秒，进给电机带动中拖板运动。进给电机以1200 （1000）r/min 速度正转,中拖板快速接近工件,同时主轴电机转动,当碰到限位开关E(X4)时, 进给电机减速至700（600）r/min切削速度(切削速度用速度给定电位器来调节), 中拖板以切削速度正向工进, 切削速度快慢可调节速度给定电位器以适应加工件不同材质需要。中拖板到达F点(X5),零件加工结束(自动落料)。进给电机以1200 （1000）r/min 速度反转，中拖板快速退回，碰到G点停止。中拖板快速退回，碰到G点停止，气动夹紧送料装置再次动作，送料3秒后，停止送料（在送料过程中，主轴仍然转动），送料结束后，中拖板再重复切削加工动作，一直到ST检测出没有棒料时（ST=1）,再加工3只零件后，离合器释放, 时间为1秒，进给电机带动大拖板运动。进给电机以1300（1400） r/min 速度反转，大拖板快速右移退回，碰到B点(X1), 进给电机减速至300（400）300 （400） r/min反转速度运行, 大拖板慢速到达A点停止。按停止按钮后，主轴停转，同时按照中拖板先回原点（G点），大拖板再回原点（A点）的顺序工作退回原点。当按了急停按钮时，主轴停转，拖板立即停在原处。手动点动工作时可分别通过正向进给点动按钮、反向退回点动按钮、离合器手动控制开关、主轴旋转开关来控制正向进给、反向退回、离合器吸合、钻头旋转等，以便对设备进行调整和检修。进给电机正向进给、反向退回的点动速度为300（300）r/min。 2）交流变频调速系统控制要求：进给电机交流变频调速系统采用PLC控制交流变频器的数字量输入端口来控制变频调速系统的起停、正反转、多段固定频率设定及正反向点动等。进给电机交流变频调速系统的主电路设有自动空气断路器和熔断器。为满足进给电机工艺控制要求, 并配置能耗制动单元和能耗制动电阻。交流变频调速系统控制方式采用无PG的V/f控制方式（无PG的矢量控制方式），上升时间为4.0 （2.0）秒，下降时间为3.0 （1.5）秒。交流变频调速系统按S字曲线进行加、减速运行，加速开始、加速完了、减速开始、减速完了的S字特性时间分别为0.4秒、0.3秒、0.2秒、0.2秒（0.3秒、0.2秒、0.3秒、0.2秒）。停车时，当转速降至200 （250）r/min开始进行直流制动，直流制动电流为50%（50%）电动机额定电流，制动时间为0.5 （0.6）秒。注：以上各转速均为该电动机的同步转速（忽略转速降）。（2） 根据上述工艺流程与控制要求及给定的PLC实训装置和交流变频调速实训装置，写出PLC控制系统输入、输出I/O地址编号，画出自动加工车床的PLC控制系统和交流变频调速系统接线图，并在实训装置上完成系统接线。1) 写出PLC的输入、输出端口I/O分配表：2) 画出自动加工车床PLC控制系统和交流变频调速系统接线图（3） 按系统控制要求与设定值写出变频器参数清单,并完成变频器参数设置及调试运行（显示频率，显示转速），达到上述控制要求，结果向考评员演示。（4） 按系统上述工艺流程