电气控制与可编程序控制器应用技术.doc
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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作电气控制与可编程序控制器应用技术课程设计报告设计课题: X62W万能铣床电控系统的PLC设计专业班级: 08 自动化小组成员:张鹏 08118071指导教师: 冯浩源设计时间: 2010/12/24一、设计任务与要求任务:根据课本提供的X62W型卧式普通铣床电气控制原理图,应用PLC技术设计出新的电气控制图。要求: (1) 认真阅读X62W型卧式铣床的工作原理说明和原电气原理图。(2) 应用三菱FX2N型PLC对原控制线路进行技术改造。(3) 画出I/O分配图,及硬件接线图。(4) 画出梯形图和程序指令表(5)铣床控制的基本要求:1.铣削加
2、工有顺铣和逆铣两种加工方式,要求主轴电动机能正反转,因正反操作并不频繁,所以由床身下侧电器箱上的组合开光来改变电源相序实现。2.由于主轴传动系统中装有避免震荡的惯性轮,故主轴电动机采用电磁离合器制动以实现准确停车。3.铣床的工作台要求有前后、左右、上下6个方向的 进给运动和快速移动,所也要求进给电动机能正反转,并通过操作手柄和机械离合器相配合来实现。进给的快速移动通过电磁铁和机械挂挡来完成。圆形工作台的回转运动是由进给电动机经传动机构驱动的。4.根据加工工艺的要求,该铣床应具有以下的电气联锁措施:为了防止刀具和铣床的损坏,只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给方向的快速运动。为了减小加工表面的粗
3、糙度,只有进给停止后主轴才能停止或同时停止。该铣床采用机械操纵手柄和位置开关相配合的方式实现进给运动6个方向的连锁。主轴运动和进给运动采用变速盘来进行速度选择,为保证变速齿轮进入良好的啮合状态,两种运动都要求变速后顺时点动。当主轴电动机或冷却泵过载时,进给运动必须立即停止,以免损坏刀具和铣床。5.要求有冷却系统、照明设备及各种保护措施。二、方案设计与总原理图 X62W型卧式普通铣床电气控制电路总原理图X62W卧式万能铣床控制电路分析:图1.0一、 主电路分析由图1.0可知,主电路共有三台电动机,其中M1为主轴拖动电动机,M2为工作台进给拖动电动机,M3为冷却拖动电动机。QS为电源隔离开关。 各
4、电动机的控制过程如下:1) M1由KM3实现启动运行停止控制,由转向选择开关SA5预选转向,KM2主轴点串联两相电阻和速度继电器SR配合实现M1的停车反接制动。2) 工作台拖动电动机M2由接触器KM4、KM5的主轴点实现加工中的正、反向进给控制,并由接触器KM6主轴点控制快速电磁铁,决定工作台移动速度,KM6接通为快速移动,断开为慢速自动进给。3) 冷却泵拖动电动机由接触器KM1控制,但方向运转。 M1、M2、M3均为直接启动连续运行。图1.1二、 控制电路分析(由图1.1分析)1) 控制电路电源 控制电路电压为127V,由控制变压器TC供给。2) 主轴电动机的起启动、停止控制 在非变速状态,
5、SQ7不受压。更具所用的铣刀,由SA5选择转向,合上QS,启动控制过程为: 按上SB1(或SB2)KM3线圈得电并自锁M1直接启动n120r/minKS1-1(或KS1-2)触点闭合,为反接制动做准备。 加工结束,需要停止时,按下SB3(或SB4)KM3线圈失电KM2线圈得电并自锁M1串R反接制动nn100r/minKS1-1(或KS1-2)断开KM2失电制动结束。3) 主轴变速冲动控制 X62W卧式万能铣床主轴的变速采用孔盘机构,击中操纵,为使传动机构齿轮在新速度下很好契合,采用了变速冲动控制。从电路结构看,既可以在停车和M1运转时进行变速,其变速冲动控制过程如下。 M1停车时变速 扳动变速
6、手柄机械变速推回手柄SQ7短时受压SQ7-2短时分断,SQ7-1闭合M1在反接制动状态下短时低俗运行推回手柄SQ7复位变速结束。 M1运转时变速 扳动变速手柄SQ7短时受压SQ7-2分断,SQ7-1闭合M1反接制动机械变速推回手柄SQ7短时受压M1在反接制动状态下短时低速运行推回手柄SQ7复位主轴在新转速下运行。4) 工作台进给控制电路的电源是从13点引出,串入KM3的自锁触电,以保证主轴旋转与工作台进给的顺序动作。进给电动机M2由KM4、KM5控制,实现正反转。工作台移动方向由各自的操作手柄来选择。各方向进给控制分述如下: 工作台左右进给 表11工作台左右进给手柄位置及其控制关系手柄位置位置
7、开关动作接触器动作电动机M2转向传动链搭合丝杠工作台运动方向左SQ5K正转左右进给丝杠向左中停止停止右SQ6K反转左右进给丝杠向右工作台左右运动,需要先启动M1(13点KM3闭合),SA1置于断开圆工作台位置(SA1-1、SA1-3闭合,SA1-2断开),十字开关位置居中(SQ3、SQ4复位)。控制过程如下: “1、工作台向右进给 手柄扳向右合上纵向进给机械离合器压下SQ1(SQ1-2断开、SQ1-1闭合)KM4线圈得电M2正转纵向进给传动机构正转工作台右移。 电流流经路径为:13SQ6-2SQ4-2SQ3-2SA1-1SQ1-1KM4线圈KM5常闭触点20。 将手柄扳回中间位置,此行程开关S
8、Q1不受压,KM4释放。工作台停止移动。” “2、工作台向左进给 手柄扳向左合上纵向进给机械离合器,压下SQ2(SQ2-1闭合、SQ2-2断开)KM5线圈得电M2反转纵向进给传动机构反转工作台反转。 电流流经路径为:13SQ6-2SQ4-2SQ3-2SA1-1SQ2-1KM5线圈KM4常闭触点20. 工作台纵向进给有限位保护,进给至终端时,利用工作台上安装的左右终端撞块,撞击操纵手柄,使手柄回到中间停车位置,实现限位保护。” 工作台前后(横向)和上下(升降)进给控制表12工作台上、下、中、前、后进给手柄位置及其控制关系手柄位置位置开关动作接触器动作电动机M2转向传动链搭合丝杠工作台运动方向上下
9、中前后SQ4SQ3SQ3SQ4KM4KM3KM3KM4反转正转停止正转反转上下进给丝杠上下进给丝杠前后进给丝杠前后进给丝杠向上向下停止向前向后 工作台横向和升降运动是通过十字开关操纵手柄来控制的。该手柄有五个位置:即上、下、前、后和中间零位。在扳动十字开关操纵手柄时,将控制运动方向的机械离合器上,同时压下相应的行程开关SQ3或SQ4。进给时,需要先启动M1(13点KM3闭合),SA1置于断开圆工作台位置(SA1-1、SA1-3闭合、SA1-2断开),左右(纵向)操作手柄居中。“1、工作台向上进给控制 将手柄扳向上合上垂直进给机械离合器,压下SQ4(SQ4-1闭合、SQ4-2断开)KM5线圈得电
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