T6113卧式镗床电气控制系统的设计【PLC电气】【全套4张CAD图纸+毕业论文】

T6113卧式镗床电气控制系统的设计
50页 20000字数+说明书+4张CAD图纸【详情如下】
PLC控制程序梯形图.dwg
T6113卧式镗床总体视图.dwg
T6113卧式镗床电气原理图.dwg
T6113卧式镗床电气控制系统的设计说明书.doc
T6113电气系统布线图.dwg
目录摘要.doc

摘要
随着机械工业的发展，作为工作母机的各类机床得到了广泛的应用，而这些机床的自动化和精密程度却有很大差异。在欧美、日本等国家里，他们的机床数控化程度都相对比较高，但在我国国内的机床大约有90%多还处于老式的继电器控制下。由于继电器控制的机床有耗材、耗能、故障率高的缺陷，从而浪费了很多的人力、物力和财力。如果说把这些机床全部都更新换代，那样会需要很大一笔资金，就目前情况上来说是不现实的，所以就有人开始尝试从控制部分的改造方面来下手，将它们的性能提升一个档次，更可以解决它的一些弊端。
基于以上情况，我选择了用PLC来完成T6113卧式镗床的电气控制部分这个题目，目的是使机床能快速响应动作，灵活可靠的完成生产任务，而故障率要相应降低。PLC以内部的逻辑触点代替了继电器的机械触点，来控制机床的动作，逻辑触点与机械触点相比动作时间大大缩短，连接快而可靠，还有就是它的寿命比机械触点有很大幅度的增长，可达到几百万次到千万次。
经过设计并作了实物的演示，结果证明了设计的成功。
关键词：继电器 故障率 逻辑触点
Abstract
Was each kind of tool machine of the machine tool to get an extensive application along with the development of the machine industry, but the automation and precise degree of these tool machines contain very big difference. In the Europe and America, Japanese etc. nation, their tool machine number controls to turn degree all opposite higher, but at our country the local tool machine has 90% about to still be placed in old style much of after electric appliances control under. In order to hasing already consumed a material, consume an ability and breaking down high blemish of rate after the tool machine of the electric appliances control, waste a lot of man powers, material resource and financial power thus. If say that all renewing these tool machines changes generation, will need so very greatly one fee for writing gold, the circumstance comes up to say to be not realistic currently, so start try for someone to start from the reformation aspect of the control part, promote their function a file time, can even solve some of its irregularities.
According to the above circumstance, I chose to use parts of this topics of the electricity control that the PLC completes the T6113 lie type beds, the purpose makes the tool machine be able to respond to action quickly, the vivid and dependable completion production mission, but break down a rate and correspond to lower. The PLC touched to order to replace by the logic of the inner part after the machine of the electric appliances touch a point, control the action of the tool machine, the logic touches to order to touch with machine to order to compare action time to shorten consumedly, conjunction quick but credibility, also have to be its life span ratio machine to touch to order to have a very significant growth, can attain several million times arrive the ten million time.
Through design and made real object to play to show, success proven a design as a result.
Keyword: After electric appliances  Breakdown rate  The logic touches to order
目录
摘要……………………………………………………………………Ⅰ
Abstract………………………………………………………………Ⅱ
第1章  绪论………………………………………………………… 1
1.1  选题的目的和意义…………………………………………1
1.2  关于课题的一些介绍和讨论………………………………1
1.3  电气控制技术的发展………………………………………2
1.4  PLC的发展史及特点………………………………………4
第2章  镗床的概况………………………………………………… 7
2.1  T6113卧式镗床主要结构及机械运动……………………7
2.2  电气控制……………………………………………………9
2.2.1  卧式镗床电力拖动及控制要求……………………9
2.2.2  T6113卧式镗床的电气控制………………………9
第3章  镗床电力拖动电动机的选择  ……………………………13
3.1  概述……………………………………………………… 13
3.2  镗床用电动机容量的选择……………………………… 13
3.2.1  镗床主运动电动机容量的选择………………… 13
3.2.2  快速移动电动机容量的选择…………………… 14
3.2.3  后立柱电机容量的选择………………………… 14
3.2.4  主轴箱和工作台油泵电动机容量的选择……… 15
第4章  镗床电气控制用低压电器的选择…………………………16
4.1  概述……………………………………………………… 16
4.2  低压电器的选择………………………………………… 16
4.2.1  低压断路器的选择……………………………… 16
4.2.2  交流接触器的选择……………………………… 20
4.2.3  电源引入开关…………………………………… 23
4.2.4  熔断器的选择…………………………………… 23
4.2.5  行程开关………………………………………… 26
4.2.6  其他所需电器的选择…………………………… 27
4.2.7  控制变压器的选用……………………………… 28
第5章  电气控制电路中的保护环节………………………………32
5.1 概述…………………………………………………………32
5.2 短路保护……………………………………………………32
5.3 镗床的联锁保护……………………………………………32
5.3.1 手动与机动联锁……………………………………32
5.3.2 限速保护……………………………………………33
5.3.3 正反转电气联锁……………………………………33
第6章  PLC控制系统的设计………………………………………34
6.1 PLC控制系统设计的内容和步骤…………………………34
6.1.1  PLC控制系统设计的内容……………………… 34
6.1.2  PLC控制系统设计的步骤……………………… 34
6.2 PLC控制系统的硬件配置…………………………………34
6.2.1选择PLC机型………………………………………34
6.2.2开关量I/O模块的选择……………………………35
6.2.3 PLC的接线电路分析………………………………35
第7章  PLC在T113卧式镗床中的应用………………………… 37
7.1  T6113卧式镗床的PLC控制方案……………………… 37
7.2  T6113控制系统设计…………………………………… 37
7.2.1  机型的选择及I/O接口的分配………………… 37
7.2.2  程序编制………………………………………… 41
第8章 经济效益分析……………………………………………… 43
结论……………………………………………………………………44
参考文献………………………………………………………………45
第1章  绪论
1.1选题的目的和意义
由于现代加工技术的日益提高，对加工机床特别是工作母机的要求也越来越高，由此人们也将注意力集中到机床上来，数控技术是计算机技术、信息技术、现代控制技术等发展的产物，他的出现极大的推动了制造业的进步。机床的控制系统的优劣与机床的加工精度息息相关，特别是PLC广泛应用于控制领域后，已经显现出它的优越性。可编程控制器PLC已广泛应用于各行各业的自动控制。在机械加工领域，机床的控制上更显示出其优点。由于镗床的运动很多、控制逻辑复杂、相互连锁繁多，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多、接线复杂，因此故障多维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响设备的功效。采用PLC控制可使接线大为简化，不但安装十分方便而且工作可靠、降低了故障率、减小了维修量、提高了功效。
1.2 关于课题的一些介绍和讨论
1.2.1 设计目标、研究内容和拟定解决的关键问题
完成对T6113机床的整个控制系统的设计改造，控制核心是PLC，并使其加工精度进一步提高，加工范围扩大，控制更可靠。
研究内容：
（1） T6113的电气系统（PLC）硬件电路设计和在机床上的布局。
（2） PLC程序的编制。
解决的关键问题：PLC对机床各个工作部分的可靠控制  电气电路的安全问题的解决
1.2.2题目的可行性分析
虽然目前数控机床以其良好的加工性能得到了人们的肯定，但是其昂贵的价格是一般用户望尘莫及的，所以改造现有的机床以达到使用要求是比较现实的，也是必须的。经过实践证明这样的改造是可以满足大多数情况下的精度和其他加工要求，并且在实践中已取得的相当好的效益。
1.2.3本项目的创新之处
利用PLC作为控制核心，替代传统机床的继电器控制，使得机床的控制更加灵活可靠，减少了很多中间的机械故障的可能。利用PLC的可编程功能使得变换和改进控制系统成为可能。
1.2.4设计产品的用途和应用领域
镗床是一种主要用镗床刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔。特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体，汽车发电机缸体等零件的孔。一般镗刀的旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。在镗床上除镗孔外，还可以进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔、锪平面等工件。因此镗床的工作范围较广。它可以应用于机械加工的各个领域，但因其价格比一般机床贵好多，所以在比较大的加工车间才可见到。
第8章经济效益分析
机床是用于生产的，也就是用来为人们创造财富的，那么它的经济效益就显得非常重要了。
用PLC作为控制系统的核心，与传统的继电器控制有以下几点好处：
首先是从材料方面它比继电器的耗材少的多，在今天这种科技快速发展的形势下，材料特别是金属材料价格越来越不菲，使得我们不得不考虑到用材上来，我设计的T6113卧式镗床使用继电器时，要使机床能正常工作所需的继电器数目是28个，而一个继电器的耗材和一个PLC相比，前者多一点。
其次从能源方面来讲，随着石油价格的飞速上涨，石油的紧缺，能源问题已成为威胁人类生存的关键问题，是我们人类要迫切解决的重大问题。所以也要从能源角度来考虑，电器系统要消耗电能源，大家都知道PLC属于机电一体化的典型产品，它的核心仍然是我们熟悉的单片机，它里面的中间继电器工作所需的电能是非常少的，最少是相对与将近三十个继电器来说，它的耗能是微乎其微的。
最后从故障方面来讲，机床属于工作母机，它在生产单位里使用频率是非常高的，平时的故障和维修是很平常的事，所以故障率是值得考虑的。由于PLC是采用内部的逻辑触点来完成控制功能的，它的寿命大概可达到几百万次到千万次吧，而继电器控制的电路，继电器的寿命是几天次到万次，故障就可想而知，如果是一个工厂的几千台机床来说，这个效益就大的太多了。
结论
本次设计基本上完成了预期的目的，利用PLC做出的控制系统，实现了机床能快速响应动作，灵活可靠的完成生产任务，而故障率要相应降低的功能特点。设计也确实从电动机的选择到控制系统得设计及其PLC编程，做到了从始到终的整个过程，并做了实物演示，给了设计以有力的证明。当然，为了机床使用在实际生产中的安全，在电路的也充分考虑到电路保护，从过载保护到短路保护，用到了断路器和熔断器给机床以安全的保障。
在控制电路设计方面，利用了使控制更灵活，能随着输入程序的改变而变更控制方式，避免了硬件电路的改动，从而节省了时间和金钱。在控制互联和互锁方面使用了双保险，即采用硬件和软件双重作用来保障系统的可靠性。
但还有不足的地方，例如机床的按钮太多，致使手动功能的出错率增加，自动化程度太低，位置控制方面欠缺，不能得到精确的位置信息。
实物演示使得我对控制系统得控制结果有了实践性的检验，制作的过程中也使我对电路有了新的认识，付诸于实际。但演示的方面过于片面，对实际的情况可能估计不足，希望以后加以完善。
总的设计过程经历了将近两个月，设计结果已经出来了，有满意的方面，但还有不理想的地方，由于时间的原因也就只能到此了。参考文献
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