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《机电控制与可编程序控制器技术》课程设计2013级秋季机械设计制造及其自动化专业本科设计题目：具有反接制动电阻的可逆运行反接制动控制线路学校：安徽广播电视大学芜湖分校专业:机械设计制造及其自动化学号:1334001253631姓名:杨子发2014年4月25日《机电控制与可编程序控制器技术》课程设计指导教师评语表指导教师基本信息姓名学历专业职称年龄毕业院校工作单位指导教师评语指导教师签名：年月日设计成绩机电控制及可编程序控制器技术课程设计任务书题目：Z30130×31型钻床控制系统的PLC改造内容：1、PLC接线图1张2、PLC梯形图1张3、课程设计说明书1张目录封面---------------------------------------------------------------1课程设计指导教师评语表---------------------------------------------2设计任务书-------------------------------------------------------------------------------------3序言---------------------------------------------------------------5一、钻床的机械及运动形式-------------------------------------------5（一）液压系统的主要特点-----------------------------------------5（二）钻床的控制原理---------------------------------------------51.控制线路特点------------------------------------------------52.电气线路概述-------------------------------------------------53.主轴电动机起动与停止控制线路---------------------------------64.摇臂上升控制线路及工作原理-----------------------------------65.摇臂下降的控制线路原理分析-----------------------------------76.主轴箱松开与夹紧控制原理分析---------------------------------77.立柱单独松开与夹紧的控制原理分析----------------------------88.立柱和主轴箱同时夹紧的控制原理分析---------------------------89．主轴箱的水平移动控制----------------------------------------9三、PLC控制系统的硬件设计-----------------------------------------10（一）接触器的选择-----------------------------------------------10（二）自动空气断路器的选型--------------------------------------12（三）热继电器的选用---------------------------------------------13（四）中间继电器的选型-------------------------------------------14（五）电磁铁的选型-----------------------------------------------------------------14（六）按钮的选型--------------------------------------------------14（七）位置开关的选型--------------------------------------------------------------------14（八）变压器的选型------------------------------------------------15（九）可编程控制器------------------------------------------------15（十）PLC指令系统------------------------------------------------18四、PLC控制系统软件设计-------------------------------------------19（一）输入地址分配----------------------------------------------19（二）输入地址分配-----------------------------------------------19（三）接线图------------------------------------------------------------------------------20（四）程序语句表------------------------------------------------------------------------22五、程序模拟运行调试-----------------------------------------------------------------------24（一）主轴电机起停----------------------------------------------24（二）摇臂升（降）----------------------------------------------24（三）主轴箱松开、夹紧-------------------------------------------24（四）主轴箱水平移动--------------------------------------------25（五）系统运行情况----------------------------------------------25参考文献-----------------------------------------------------------26序言Z30130×31型钻床控制系统的PLC改造课程设计是我们学完了电大的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。一、钻床的机械及运动形式Z30130x31型摇臂钻床适用于在重大型零件上钻孔、扩孔、铰孔、刮平面及攻螺纹等工作，在具有工艺装备的条件下可以进行镗孔。（一）液压系统的主要特点1.该液压系统中工作台的换向采用了时间控制的换向回路。在换向阀阀芯上的四个控制边均带有锥度较小的制动锥，同时可采用单向节流阀来调整阀芯的移动速度，使制动过程平稳，减小了换向冲击，这对工作台运动速度较高、换向要求平稳。2.液压系统中，采用了进油和回油路的双重节流调速回路，并以回油节流调速为主，因此，工作台的运动平稳，且可减小工作台启动时的前冲现象。3.具有卸荷回路，机床不工作时，可使系统卸荷，以减少功率损失和减少油液发热。（二）钻床的控制原理1.控制线路特点（1）电路、控制线路、信号指示灯电路及机床照明均采用自动空气断路器作为电源引入开关。自动空气断路器中的电磁脱扣装置作为短路保护电器而取代熔断器。另外，此断路器也具有零压保护和欠压保护作用。（2）由于各台电动机的容量不同，在起动时须区别对待。主轴电动机容量较大，为降低起动电流，采用了Y—△起动控制线路。其它五台电动机采用接触器直接起动控制线路或开关直接起动控制线路。（3）控制线路装有总起动与总停止按钮，便于操作和在发生事故时紧急停车。（4）摇臂的上升运动和下降运动有严格的动作顺序，由限位开关SQ3给以保证。（5）每一个主要动作均有指示灯做出指示，便于操作和进行电气维修。（6）主柱的夹紧与松开单独用一台电动机拖动，使控制更为灵活。（7）主轴箱的水平移动单独用一台电动机拖动，降低了操作者的劳动强度。（8）摇臂的上升运动和下降运动可以用主轴箱上的十字开关操作，也可以装在立柱下部的控制按钮操作，属于两地控制线路。（9）立柱与主轴箱的松开与夹紧可以同时进行操作，也可以单独进行。（10）控制线路采取了可靠的电气联锁措施，以防止发生电源短路事故。2.电气线路概述主电路由六台三相交流异步电动机及其有关的电气元件组成。主轴电动机只有一个旋转方向，因为功率较大，所以采用Y—△起动控制线路。冷却泵电动机也只有一个旋转方向，采用开关直接起动控制线路。其它四台交流电动机都有两个旋转方向，采用交流接触器起动控制线路。M1为主电动机，由交流接触器KM1、KM2和KM3进行Y—△起动，KM1和KM3也是M1的停止电器。M1的短路保护电器是总电源引入开关——自动空气断路器QF1中的电磁脱扣装置。热继电器FR1是M1的过载保护电器。M2是摇臂升降电动机。交流接触器KM4控制M2的正向起动与停止。M2的反向起动与停止由反向交流接触器KM5控制。M2的短路保护电器也是自动空气断路器QF1中的电磁脱扣装置。因为M2是短时间工作，所以不设过载保护电器。M3是摇臂和主轴箱松开与夹紧电动机，它实质上是液压油泵电动机，为摇臂与主轴箱的松开与夹紧提供压力油。交流接触器KM6控制M3的正向起动与停止。M3反向转动的起动与停止由交流接触器KM7控制。自动空气断路器QF4中的电磁脱扣装置是M3的短路保护器。虽然摇臂与主轴箱的松开与夹紧是短时间的调整工作，M3并不长期运转，但液压系统出现故障或行程开关调整不当时，M3也会处于长时间过载状态而造成事故，所以在电路中装设了热继电器FR2。M4是立柱的松开与夹紧电动机，也是液压油泵电动机，专供立柱松开与夹紧用的压力油。M4的正反向起动与停止分别由正向交流接触器KM8与反向交流接触器KM9控制。M4的短路保护电器是自动空气断路QF4的电磁脱扣装置。由于M4不是长期运行的电动机，所以不设过载保护电器。M5是主轴箱水平移动电动机，有两个旋转方向，由交流接触器KM10和KM11分别控制其起动与停止。短路保护电器仍为自动空气断路器QF4中的电磁脱扣装置。由于短时间工作，所以不设过载保护电器。M6是冷却泵电动机，功率很小，虽然长时间工作，也不设过载保电器。由自动空气断路器QF2控制其起动和停止，并兼作短路保护电器。控制线路中装设了三台时间继电器，其中KT1为通电延时型、KT2和KT3为断电延时型在主轴箱水平移动控制线路中，主轴箱与电动机之间接入了直流电磁离合器YC1，使控制更为可靠。3.主轴电动机起动与停止控制线路在中间继电器KA1得电并自锁的基础上，按下起动按钮SB2，时间继电器KT1的线圈经(1-3-5-7-11-13-2-0)线路通电吸合。接触器KM1的线圈经(1-3-5-7-11-13-2-0)线路通电吸合并自锁。接触器KM3。接触器KM2的线圈经(1-3-5-7-11-13-15-17-2-0)线路通电吸合。KM2的主触点闭合，短路主电动机三相绕组的末端，将主电动机接成Y形。由于KM1主触点闭合，接通M1的三相电源，主轴电动机在定子绕组接成Y的情况下得电旋转。当主轴电动机的转速逐渐升高到接近额定转速时，时间继电器KT1延时开启的动断触点KT1-2(13-15)断开，接触器KM2的线圈断电释放。KM2的主触点断开，使主触点电动机定子绕组的末端脱离短路状态。与此同时，时间继电器KT1延时闭合的动合触点KT1(13-21)闭合，使接触器KM3的线圈经(1-3-5-7-11-13-21-23-2-0)线路通电吸合。KM3的主触点闭合，将主轴电动机的定子绕组接成△形并通过