t68卧式镗床的电气控制与PLC改造

开封大学毕业设计论文设计题目T68卧式镗床电气控制与PLC改造院系电子电气工程学院专业电气自动化专业学生姓名学号起迄日期2012年12月3日~2013年6月3日设计地点开封大学实验楼232室指导教师杜诗超职称副教授二O一二年十二月1目录摘要...............................................................................2第一章T68镗床的用途、主要结构和运动............................................3第二章电力拖动方式和控制要求....................................................5第一节机床的电力拖动方式.........................................................5第二节T68型卧式镗床运动对电气控制电路的要求.....................................5第三节控制电路的分析............................................................5第四节主电路的分析..............................................................7第五节联锁保护环节的分析........................................................7第三章T68镗床电气控制系统的PLC改造............................................8第一节PLC技术背景...............................................................8第二节PLC技术应用的优势.........................................................8第三节PLC控制与微机控制的区别..................................................10第四节T68卧式机床PLC改造的目的................................................10第五节总体构思.................................................................10第六节电路改造.................................................................10第七节调试过程.................................................................17总结............................................................................21参考文献..........................................................................222摘要在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable,是世界上公认的第一台PLC.3所示。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位以及未来的巨大发展潜力。21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（DistributedControlSystem）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。关键字：T68型卧式镗床电气控制系统电机正反转点动起动PLC应用技术PLC调试3第一章T68镗床的用途、主要结构和运动镗床主要用于孔的精加工，可分为卧式镗床、落地镗床、坐标镗床和金钢镗床等。主要是用镗刀在工件上镗孔的机床，通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备。加工特点：加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动(主运动)。卧式镗床是镗床中应用最广泛的一种。它主要是孔加工，镗孔精度可达IT7，表面粗糙度Ra值为1.6-0.8um.卧式镗床的主参数为主轴直径。卧式机床的基本组成如下：1)前立柱：固定地安装在床身的右端，在它的垂直导轨上装有可上下移动的主轴箱。2)主轴箱：其中装有主轴部件，主运动和进给运动变速传动机构以及操纵机构。3)后立柱：可沿着床身导轨横向移动，调整位置，它上面的镗杆支架可与主轴箱同步垂直移动。如有需要，可将其从床身上卸下。4)工作台：由下溜板，上溜板和回转工作台三层组成。下溜板可沿床身顶面上的水平导轨作纵向移动，上溜板可沿下溜板顶部的导轨作横向移动，回转工作台可以上溜板的环形导轨上绕垂直轴线转位，能使要件在水平面内调整至一定角度位置，以便在一次安装中对互相平等或成一角度的孔与平面进行加工。5)面板1面板上安装有机床的所有主令电器及动作指示灯、机床的所有操作都在这块面板上进行，指示灯可以指示机床的相应动作。46)面板2面板上装有断路器、熔断器、接触器、热继电器、变压器等元器件，这些元器件直接安装在面板表面，可以很直观的看它们的动作情况。7)三相异步电动机两个380V三相鼠笼异步电动机，分别用作主轴电动机（双速）和快速移动电动机。8)故障开关箱设有32个开关，其中K1到K25用于故障设置；K26到K31保留；K32用作指示灯开关，可以用来设置机床动作指示与不指示。卧式镗床加工时运动有：1)主运动：主轴的旋转与平旋盘的旋转运动。2)进给运动：主轴在主轴箱中的进出进给；平旋盘上刀具的径向进给；主轴箱的升降，即垂直进给；工作台的横向和纵向进给。这些进给运动都可以进行手动或机动。3)辅助运动：回转工作台的转动；主轴箱、工作台等的进给运动上的快速调位移动；后立柱的纵向调位移动；尾座的垂直调位移动。T68卧式镗床的电气原理图如下所示：5第二章电力拖动方式和控制要求第一节机床的电力拖动方式T68卧式镗由主轴电动机M1和进给电动机M2拖动。其中主轴电动机M1为“△―YY”接法的双速电动机，它不但可以正、反转，高、低速启动运转，还可以反接制动及点动控制。进给电动机M2可以正、反向运转。第二节T68型卧式镗床运动对电气控制电路的要求1)主运动与进给运动由一台双速电动机拖动，高低速可选择；2)主电动机要求正反转以及点动控制；3)主电动机应设有快速准确的停车环节；4)主轴变速应有变速冲动环节；5)快速移动电动机采用正反转点动控制方式；6)进给运动和工作台不平移动两者只能取一，必须要有互锁。第三节控制电路的分析1、主轴电动机M1的电路分析主轴电动机M1的正、反转控制。在原理图中，12区行程开关SQ3、SQ4在正常情况下是压合的。主轴电动同M1低速控制：将T68卧式镗床高、低速手柄扳到“低速”挡位置，13区行程开关SQ9断开。按下主轴电动机M1正转启动按钮SB2，中间继电器KA1通电闭合，继而接触器KM3通电闭合；18区、19区中K1和KM3的常开触点闭合，使接触器KM1线圈通电闭合，22区KM1常开触点接通接触器KM4线圈电源，主轴电动机M1接成△接法低速正转。按下主轴电动M1的停止按钮SB1，主轴电动机M1反接制动停止。按下主轴电动机MI的反转启动按钮SB3，中间继电器KA2通电闭合，继而接触器KM3通电闭合；19区中K2和KM3的常开触点闭合，使接触器KM2线圈通电闭合，23区KM2常开触点接通接触器KM4线圈电源，主轴电动机M1接成△接法低速反转。按下主轴电动6M1的停止按钮SB1，主轴电动机M1反接制动停止。主轴电动同M1高速控制：将T68卧式镗床高、低速手柄扳到“高速”挡位置，13区行程开关SQ9压合。按下主轴电动M1正转启动按钮SB2，中间继电器KA1通电闭合，继而接触器KM3、时间继电器KT、接触器KM1和KM4通电闭合，主轴电动机M1接成△接法低速正转启动。经过一段时间，时间继电器KT动作，接触器KM4失电释放，接触器KM5通电闭合，主轴电动机M1接成YY接法高速正转运行。按下主轴电动M1反转启动按钮SB3，中间继电器KA2通电闭合，继而接触器KM3、时间继电器KT、接触器KM2和KM4通电闭合，主轴电动机M1接成△接法低速反转启动。经过一段时间，时间继电器KT动作，接触器KM4失电释放，接触器KM5通电闭合，主轴电动机M1接成YY接法高速反转运行。主轴电动机M1制动停止控制。正转制动控制：当主轴电动M1高、低速正向启动运行，其转速达到120r/min时，21区速度继电器KS2正转动作常开触点闭合，为主轴电动M1的制动作好了准备。按下主轴电动机M1停止按钮SB1，接触器KM1失电，接触器KM2及KM4得电闭合，主轴电动M1串电阻R反转反接制动。当转速下降至100r/min时，KS2正转动作常开触点断开，接触器KM2、KM4断电释放，主轴电动机M1完成正转反接制动控制。反转制动控制：当主轴电动M1高、低速反转启动运转，其转速达到120r/min时，14区速度继电器KS1正转动作常开触点闭合，为停车反接制动作好了准备。按下主轴电动机M1停止按钮SB1，接触器KM1失电，接触器KM2及KM4得电闭合，主轴电动M1串电阻R反转反接制动。当转速下降至100r/min时，KS2正转动作常开触点断开，接触器KM2、KM4断电释放，主轴电动机M1完成正转反接制动控制。主轴电动机M1点动、变速控制：分别按下按钮SB4或SB5，主轴电动机M1可正向或点动运转。当拉出主轴变速操作盘时，行程开关ST3复位，KM3失电释放，使得KM1或KM2及KM4或KM5失电释放，主轴电动机M1停转。转动主轴变速操作盘，调整转速后，将操作压回原位。若主轴变速齿轮不能很好啮合，则将压上行程开关SQ6,主轴电动机M1作短时冲动，使主轴变速齿轮啮合良好。2、电动机M2的电路分析7机床工作台的纵向和横向进：将快速手柄扳至快速正向移动位置，行程开关SQ8被压下，24区常开触点闭合，接触器KM6线圈得电闭合，进给电动机M2启动运转，带动各种进给正向快速移动：将快速手柄扳至反向位置时压下行程开关SQ7，接触器KM7线圈得电闭合，进给电动机M2反向启动运转，带动各种进给反向快速移动。、进给变速控制：进给变速控制的控制过程与主轴变速控制程基本相同，只不过拉出的变速手柄是进给变速操作手柄，将主轴变速控制中的行程开关SQ3换成SQ4，