CM型车床电气控制设计

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电气课程设计说明书

CM6132型车床电气设计

学院:

专业：

姓名：

班级：

指导老师：

设计完成日期：2012年5月25日

书目

一.课程设计的目的和要求.......................................3

二.设限程....................................................5

三.CM6132型车床原理图设计...................................6

3.1.主电路设计................................................6

3.2.CM6132型协助电路设计....................................8

四.电气限制板的安装制作......................................10

五.CM6132型车床PLC限制系统设计...........................16

5.1.PLC的选择................................................16

5.2.1/0安排...................................................17

5.3.外围接线图.................................................18

5.4.限制程序设计...............................................18

六.设计小结.....................................................24

参考文献........................................................25

附录1电气限制主接线图

附录2PLC外围接线图

-.课程设计的目的和要求

1.课程设计的目的

通过电气限制技术的课程设计实践，驾驭电气限制的设计方法、电器

元件的选用、电气限制线路的安装与调试，驾驭可编程限制器硬件电路的

设计方法，娴熟运用小型可编程限制器的编程软件，驾驭可编程限制器软

件程序的设计思路和梯形图的设计方法，驾驭可编程限制器程序的应用与

调试、监控、运行方法，驾驭设计资料整理和绘图软件的运用方法。在设

计过程中，通过较为完整的工程实践基本训练,为综合素养全面提高与增

加工作适应实力打下坚实的基础。

2.课程设计的要求

(1)在接受设计任务并选课题后依据设计要求和内容，拟定工作进度支

配，合理支配时间，并在规定时间内完成全部设计任务。

(2)在方案确定过程中主动提问，以取得指导老师的帮助，广泛探讨，

做到思路开阔，依据充分，在设计过程中多思索，主要参数的确定要经过

计算论证。

(3)依据要求设计电气限制线路，计算并选择电器元件。

设计任务：

1.绘制电气限制原理图（A2图幅1PLC外围接线图（A3

图幅）,编写PLC限制程序。

2.制作电气限制板：依据设计指导书要求的限制功能，制作

安装电动机主回路、限制回路和指示回路。

3.完成设计说明书。

设计内容要求：

1.MLM3均采纳干脆起动；

.主轴电动机具有正反转限制功能，并可以实施反接制

设计要2Ml

动；

求

3.液压泵电动机M3启动后Ml才能工作；

4.冷却泵电动机M2由转换开关进行限制；

5.只有Ml启动后M2才能启动；

6.液压启动电动机M3由中间继电器进行限制；

7.整个线路具有短路爱护、过载爱护功能；

8.正反转时要具有"互锁"功能；

9.信号灯HL1为电源显示，电压为220V;

10.通过转换开关限制照明灯HL2,电压为36V。

二.设计过程

1.查阅资料，明确设计目的、要求、方法"王务分工;

2.制定设计方案，绘制草图；

3设计方案审核，绘制电器原理图；

4.元器件选择、列表，绘制安装图、设计方案修正；

5.领取工具与电器元件等材料，电路限制板安装；

6.检查线路、通电调试、故障解除、绘图;

7.任务验收；

8.PLC程序设计；

9.PLC程序调试、运行与PLC外围接线设计；

10.任务验收；

11.整理归还工具；

12写课程设计说明书。

13.答辩

H.CM6132型车床电气限制原理图设计

(-),主电路设计

1.M1主轴电动机的设计

(1).主轴电动机要求正反转，并反接制动和必要的短路过载爱护，

电路图如下：

图3-1

(2)主轴电动机采纳干脆限制启动，当KMA,KME闭合时电动机

正转，当KMB,KME闭合时电动机反转,当电动机正转反接制动时，KMB

闭合,KMAKME断开，通过制动电阻实现反接制动,当电动机反转时反

接制动时，KMBKME断开，KMA闭合,通过制动电阻实现反接制动,KS

为速度继电器，当电动机关断电源时，速度继电器由于惯性，仍保持肯定

的速度，使速度继电器触点闭合，接通反接制动回路，当速度降到肯定时,

速度继电器触点断开，反接制动结束。

2.M2冷却泵电动机设计

图3-2

(1)冷却泵电动机采纳干脆启动方式，只有在主电动机启动的条件下，才

能启动。

3.液压泵电动机设计

（1）液压泵电动机同样实行干脆启动的方式，只有液压泵电动机启动后,

主电动机才能工作。

（二）CM6132型车床协助电路设计

1.照明电路与指示灯电路设计

图3・4

（1）本设计要求信号灯HL1为电源显示,电压为220V,照明电路需

由转换开关限制，电压为36V。

（2）本设计中将信号灯接入主电路中，照明电路通过电压互感器将

220V电压转换为36V接入照明电路。

2限制电路设计

图3-5

限制电路要求电动机的依次限制，电动机正反转，与反接制动。按

下SB2按钮，液压泵电动机机起动，这时后续电路才能得电，SB1按钮为

总停按钮。按下SB4按钮，主电动机Ml正转，此时按下SB3按钮，正转

回路失电，由于惯性，电动机仍在旋转，速度继电器触点仍在闭合状态，

反接制动回路接通，KMB得电，电路进入反接制动状念，直到速度降到附

界值，速度继电器触点断开。反转亦如此。在主电机Ml得电的状况下，

冷却泵电动机得电，旋转转换开关SA,来限制冷却泵电机的通断。

电气主接线图

依据以上几部分的电路设计，电气原理图整合如下：

4主域Ma

的门关4m好上期必津财

AS1标JW1-裳

四.电气限制板的安装制作

1.安装的制作内容要求

制作电气限制板：依据设计指导书要求的限制功能，制作安装

M1,M2,M3电机的主回路与限制回路，取消指示回路与照明。

2.电气安装的工艺要求

(-)安装前的打算工作

(1)图纸和资料的打算

(2)常用材料，工具和测量仪表的打算

(二)电气设备的总体布置

（1）划分组件和布局的原则

（2）电气限制设备的各部分与组件之间的接线方式

（三）绘制电气限制装置的电器元件布置图

（四）绘制电气限制装置的接线图

（五）电气配线工艺

3.元器件的选择

（一）.空气开关的选择

低压断路器俗称为自动开关、空气开关，是一种既有手动开关作用，

又能自动进行短路、过载、欠压爰护的电器。

作用：用于不频繁地接通和分断线路正常工作电流，也能在电路中流

过故障电流时（短路、过载、欠电压等）在肯定时间内断开故障电路。

空气开关的额定电压和额定电流应不小于电路的正常工作电压和电

流。

（二）.接触器的选择

接触器是一种能频繁地接通和断开远距离用电设备主回路与其它大容

量用电回路的自动限制电器。主要的限制对象是电动机。

（1）选择接触器的类型：接触器的类型应依据负载电流的类型和负载

的轻重来选择，即是沟通负载还是直流负载，是轻负载、一般负载还是重负载.

（2）额定电压的选择：接触器的额定电压应大于或等于负载回路的电

压。

(3)额定电流的选择：接触器的额定电流应大于或等于被控回路的电

流。对于电动机负载可按下列阅历公式计算：I=P/KU(I为接触器主触点

电流，P为电动机额定功率，U为电动机额定电压，K为阅历系数，一般取

1〜1.4)。

(4)吸引线圈的额定电压选择：吸引线圈的额定电压应与所接限制电

路所接限制电路的电压一样。

(5)接触器的触点数量、种类的选择：触点数量和种类应满意主电路

和限制线路的要求。

(三).热继电器的选择

热继电器是一种爰护电器，特地用来对电动机进行过载爱护和断相爰

护，以防止电动机过热损坏。

热继电器的选择应按电动机的工作环境、启动状况、负载性质等因素

来考虑。

热元件选好后，还需依据电动机的额定电流来调整它的整定值。

(四).按钮的选择

(1)依据运用场合选择种类，如开启式、爰护式、防水式、防腐式等。

(2)依据用途选择型式，如手把旋钮式、钥匙式、紧急式等。

(3)按限制回路的须要，确定不同的按钮数，

(五)熔断器的选择

熔断器是一种最简洁有效的爱护电器。在运用时，串接在所爱护的

电路中，作为电路与用电设备的短路和严峻过载爱护，主要用作短路爱护。

(六)元件明细表如图4-1

元器件型号

空气开关DZ47-601

接触器CJX2-093

热继电器JR36-203

熔断器R7/8-321

按钮LAY37(PBC)5

旋钮BE1013-4(ON)2

中间继电器JZX-22F5

图4-1

4.实物连接图

图4-2

(1)转换开关SA(2)按钮SB3(3)按钮SB1

(4)按钮SB5(5)按钮SB4(6)按钮SB4

(7)速度继电器触电(8-12)中间继电器KA1-KA5

(13)空气断路器(14)熔断器(15)接触器KMA

(16)接触器KMB(17)接触器KME(18)接触器KMC

(19)接触器KMD(20)热继电器FR1

(21)热继电器FR2(22)热继电器FR3

5.板子调试中出现的故障分析

(1)线路连接完毕后，发觉全部的自锁回路均不通电，经检查电路,

并探讨分析后，发觉中间继电器的常开触点连线错误。

解决方法：由于本设计电路连线较困难，线头较多，故重新拆开电路

进行重新组装。

(3)线路连接完成后发觉反接制动按钮假如只是轻轻触碰,电动机正反

转停止，反接制动回路接通不了，经老师指导后，发觉时按钮元

件轻轻触碰后，常闭触点可以快速打开，而常开触点却须要深按

才能闭合。

解决方法：修改电珞图

五,CM6132型车床PLC限制系统设计

1.PLC的选择

(1).对输入输出点的选择

要先弄清限制系统的I/O点数，再按实际点数的15%〜20%留出备

用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需PLC的点数。

一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接

通的输入点不得超过总输入点的60%。

选型时要考虑PLC每个输出点的驱动实力（A/点）也是有限的，有

的PLC每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般PLC的允

许输出电流随环境温度为上升而有所降低等。

PLC的输出点可分为共点式、分组式?口隔离式几种接法。隔离式的各

组输出点之间可以用不同的电压种类和电压等级，但这种PLC平均每点的

价格较高。假如输出信号之间不需隔离，则应选择前两种输出方式的PLC。

（2）.对存储容量的选择

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行限制的系统

中，可以用输入总点数乘10字/点+输出总点数乘5字/点来估算；计数

器/定时器按（3~5）字/个估算；有运算处理时按（5〜10）字/量估

算；在有模拟量输入/输出的系统中，可以按每输入（或输出）一路模拟

量约需（80~100）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口

200字以上的数量粗略估算。一般按估算容量的50~100%留有裕量。对

缺乏阅历的设计者，要留有更大的裕量。

（3）.对I/O响应时间的选择

PLC的I/O响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作

方式引起的时间延迟（一般在2~3个扫描周期）等。对开关量限制的系

统，PLC的I/O响应时间一般都能满意实际工程的要求，可不必考虑I/O

响应问题。对模拟量限制的系统、特殊是闭环限制系统要考虑I/O响应问

题。

2.1/0安排表

输入：SBLSB2、SB3、SB4、SQ5、KS-1,KS・2、SA

输出：KMA、KMB、KMC、KMD、KME

进行I/O安排如下表5-1:

输入输出

rtirtiqp—xui+ik

电介儿仟蜒功能电备儿忤IiBXlE功能

SB100000总停KMA1000正转线圈

1

SB200001液压泵启动KMB10002反转线圈

SB300002主电机制动KMC10004冷却泵线圈

SB400003正转KMD10000液压泉线圈

SB500004反转KME10003制动线圈

KS-100005速度继电器正转

KS-200006速度继电器反

转

SA00007冷却泵启动

图5-1

3.外围接线图

图5-2

4.限制程序设计

(1)PLC运行过程图(梯形图)

按下01按钮,中间继电器KA自锁，KMD线圈得电，液压泵启动,

如下图所示

图5-3

按下03按钮，KA3得电自锁，电动机正转

图5・4

按下03按钮后KME得电并自锁，按下07按钮，冷却泵回路接通

图5-5

按下02和05按钮,电动机正转停止，反接制动回路KA1得电，KMB得

电。

图5-6

按下04按钮，KA4得电自锁，电动机KMB线圈得电，进行反转

图5-7

按下04按钮后KME线圈得电，按下07按钮，冷却泵回路得电

图5-8

按下06和02按钮,电动机KMB线圈失电，KA2线圈得电,KMA线圈

接通

图5-9

2.PLC编程

LDNOT0.00

LD0.01

OR200.00

ANDLD

OUTTRO

OUT200.00

OUT10.00

AND200.03

LDTRO

ANDNOT0.02

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ANDNOT10.02

OUT10.01

LDTRO

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AND200.03

LDNOT200.02

AND200.04

ORLD

OUT10.03

LD10.01

OR10.02

AND0.07

OUT10.04

六设计小结

在这次课程设计中，我们细致复习了一遍所学的学问，以与查阅了一

些课外资料，加深了对学问的理解，提高了对学问的应用实力。在设计过

程中通电时候第一次没有接通，经过很细致的排查最终检查出来压住了绝

缘，修改后最终取得