车床电气控制系统设计资料

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1、电气控制与PLC课程设计说明书题目：车床电气控制系统设计专业班级：姓名：学号：指导教师：成绩：指导老师签名：日期：14目录1系统概述31.1设计题目应用背景及意义31.2课程设计任务及要求32方案论证42.1方案一：低压电器控制42.2方案二：PLC控制42.3方案比较43硬件设计43.1系统原理方框图43.2主电路53.3I/O分配63.4I/O接线图63.5元器件选型74软件设计104.1主流程104.2梯形图11设计心得13参考文献13附录1414车床电气控制系统设计1系统概述1.1设计题目应用背景及意义在机械加工中，利用车床加工可以提高效率，节约劳动成本，

2、对于车床要求主轴能正反两个方向旋转，车床主轴旋转方向可以通过改变主轴电机方向与通过机械手柄齿轮组来控制，本设计采用改变主轴电机方向来改变车床主轴旋转方向，因为改变主轴电机方向实施起来比较简单，易于实现。由于加工中，刀具及工件的温度相当高，应设置专用电动机拖动冷却泵工作。本次设计就是针对车床主轴的旋转运动及停止，冷却泵的启动和停止。1.2课程设计任务及要求控制要求：主轴电机采用三相异步电动机：Y112M-4-854KW380V50HZ；冷却泵电动机0.125KW380V50HZ，主轴电机采用电气正反转，冷却泵单向运转。主轴电机有SA1（3个位置正、停、反和3对触头）

3、控制，冷却泵电机有SA2（2个位置1对触头）控制。根据控制要求可知其设计的控制任务为利用万能转换开关SA1的三个位置实现对主轴电机的正停反控制，利用具有万能转换开关SA2的一对触头实现冷却泵电机的启停控制。车削加工一般只需要单向旋转，但在车削螺纹式，为避免乱扣，要求主轴反转来退刀，因此要求主轴能正反旋转。主轴电机起动应平稳，为满足此要求，一般功率较小的电动机可以直接起动，功率较大的电机，10KW以上的电机，一般用减压起动，但若电动机在空载或轻载情况下起动，虽然功率较大，仍可直接起动。主轴应能迅速停车，迅速停车可以缩短辅助时间，提高工作效率，为使迅速停车，电动机必须

4、采取制动。车床主轴电动机的制动方式有两种，一种是电气制动，如能耗制动和反接制动；另一种是机械制动，如机械摩擦的离合器制动。本系统未设置制动，制动时可以通过主令开关，如正向旋转时制动，将开关扳倒停车档后，再扳倒反转档，车快停下时，再重新扳倒停车档，也能有效的制动。142方案论证2.1方案一：低压电器控制用低压电器实现对主轴电机及冷却泵的控制，此方案只需使用接触器，继电器，主令开关等一些典型的低压电器即可实现控制功能，通过开关控制接触器，继电器线圈的通断来控制其触头的通断，线圈接在控制回路，主触头接在主回路，通过控制回路控制触头通断从而控制主轴电机及冷却泵的工作状态。

5、2.2方案二：PLC控制与低压电器控制的主电路相同，PLC控制的主电路中也是用接触器的主触头串接在电机上，但是在控制回路中，则是将控制开关以及接触器、继电器线圈接到PLC的输入输出口上，通过对PLC进行编程，来完成控制功能。2.3方案比较低压电气控制，接线比较复杂，因而故障诊断与排除困难，并存在固有缺陷，由于它是利用布线组成各种逻辑来实现控制，需要大量接触点，因此灵敏度不高，当生产流程改变时要改变大量的硬件接线，甚至重新设计系统，要耗费大量人力物力，耗费大量时间，因此造成效率低下。但是其价格便宜，比较经济。而PLC控制则具有以下优点：（1）可靠性高、抗干扰能力强（

6、2）编程简单、易于掌握（3）功能完善、灵活方便（4）体积小、重量轻、功耗低（5）完善的故障诊断功能且维修方便，利用PLC当加工流程改变时，可通过改变程序来改变其功能，而不用改变外部接线。综上所述，此控制系统采用PLC进行控制。3硬件设计3.1系统原理方框图系统原理方框图如图3.1所示14图3.1系统原理方框图PLC扫描各输入口按钮及行程开关状态，读入各状态后，扫描执行程序，得到各输出口状态，通过输出口驱动接触器及继电器线圈，通过线圈通电状况控制触电的断开与闭合，从而控制主电路中各电机的运行状态，实现电机正反转，从而完成对电机的控制。3.2主电路主电路如图3.2所示

7、图3.2主电路如图3.2所示，M1为主轴电机，KM1控制电机正转，KM2控制电机反转，M2为冷却泵，KM3控制冷却泵的启停，HL为指示灯，HL亮则说明刀开关QS已闭合，系统已经通电，EL为照明灯，SA控制照明灯的启停，热继电器FR1、FR2起过载保护作用，熔断器FU1、FU2、FU3、FU4起短路保护作用，变压器则为指示灯与照明灯提供适当电压，保证照明灯、指示灯正常工作。143.3I/O分配I/O分配如表3.3表3.3I/O分配I/O地址信号名称功能说明备注X0启动按钮开启系统运行常开X1停止按钮关闭系统运行常开X2M1正转开关M1正转常开X3M1停止开关M1停止

8、转动常开X