m7475b型平面磨床課程設計報告

1、<p>　　《電氣控制與PLC應用》</p><p><b>　　課程設計報告書</b></p><p>　　班 級： XXXXX </p><p>　　學 號： XXXXXXXXX </p><p>　　姓 名： XXXXXXX

2、 </p><p>　　指導老師： XXXXXXXXXX </p><p>　　設計時間： 2012.XXXX </p><p><b>　　機電學院</b></p><p>　　M7475B型平面磨床PLC課程設計報告</p><p>　　一、課程設計的目地 </p>

3、<p>　　通過本次課程設計，使學生能夠運用電氣控制與PLC課程中的基本理論和實踐知識，充分了解設計題目的技術要求和系統(tǒng)控制流程，在此基礎上，通過查閱資料，擬定設計方案，自行設計硬件接線圖和控制程序設計，并且在相關實驗設備上進行調(diào)試修改，指導控制程序能成功運行。通過課程設計，使學生能夠?qū)⒗碚撝R與實踐相結合，提高分析能力和設計能力。</p><p>　　二、平面磨床主要結構及運動形式</p>

4、;<p>　　1、主要結構及運動形式</p><p>　　磨床是用砂輪對工件的表面進行磨削加工的一種精密機床。其結構主要由床身、圓工作臺、電磁吸盤、砂輪架、滑座和立柱等部分組成。它采用立式磨頭，用砂輪的端面進行磨削加工，用電磁吸盤固定工件。其結構簡圖如下圖所示。</p><p>　　圖1 M7475B結構簡圖</p><p>　　它的運動形式有以下幾種

5、：</p><p>　?。?）主運動：砂輪電動機M1帶動砂輪的旋轉(zhuǎn)運動。</p><p>　　（2）進給運動：工作臺轉(zhuǎn)動電動機M2拖動圓工作臺轉(zhuǎn)動。</p><p>　?。?）輔助運動：工作臺移動電動機M3帶動工作臺的左右移動和磨頭升降電動機M4帶動砂輪架在立柱導軌的上下移動。</p><p><b>　　平面磨床的拖動系統(tǒng)<

6、/b></p><p>　　一般而言，平面磨床的拖動系統(tǒng)有著以下特點：</p><p>　?。?）磨床的砂輪和工作臺分別由單獨的電動機拖動，5臺電動機都選用交流異步電動機，并用繼電器、接觸器控制，屬于純電氣控制。</p><p>　　（2）砂輪電動機M1只要求單方向旋轉(zhuǎn)。由于容量較大，采用Y—△降壓啟動以限制啟動電流。</p><p>

7、　　（3）工作臺轉(zhuǎn)動電動機M2選用雙速異步電動機來實現(xiàn)工作臺的高速與低速成旋轉(zhuǎn)。以簡化傳動機構。工作臺低速轉(zhuǎn)動時，電動機定子繞組接成Y形；工作臺高速旋轉(zhuǎn)時，電動機定子繞組接成YY形。其中接觸器KM4選用的是有5個主觸點的CJ10-10。</p><p>　　（4）電磁吸盤的勵磁、退磁采用電子線路控制。其充、退磁由SB9、SB10控制。（勵磁、退磁控制電路省去）</p><p>　　（5）為

8、保證磨床安全和電源不會被短路，該磨床在工作臺轉(zhuǎn)動與磨頭升降、工作臺快轉(zhuǎn)與慢轉(zhuǎn)、工作臺左移與右移、磨頭上升與下降的控制線路中都設有電氣聯(lián)鎖。</p><p>　　基于平面磨床的工作性質(zhì)和加工精度的要求，一般都會對電力拖動系統(tǒng)的控制方案有著以下幾點要求：</p><p>　?。?）平面磨床是一種精密加工型的機床，為保證其加工精度的要求，機床運行時要求其機身平穩(wěn)。工作臺往復運動在換向時要求慣性要

9、小，無沖擊力。因此，工作臺的往復運動采用液態(tài)傳動。</p><p>　?。?）為了提高磨削質(zhì)量，要求砂輪的轉(zhuǎn)速較高，通常采用兩級的籠型異步電動機拖動。</p><p>　　（3）平面磨削加工中，由于磨削時溫度較高，為了減少工件的熱變形，必須使工件得到充分的冷卻，同時冷卻液也要沖走磨屑和沙礫，以保證磨削精度。</p><p><b>　　電氣控制線路分析&l

10、t;/b></p><p><b>　　主電路分析</b></p><p><b>　　圖2 主電路圖</b></p><p>　　圖3 砂輪電機和工作臺轉(zhuǎn)動電機圖</p><p>　　砂輪電動機M1:KM1、KM2實現(xiàn)Y-△降壓啟動</p><p>　　工作臺轉(zhuǎn)動電動

11、機M2:KM3、KM4控制低速和高速運轉(zhuǎn)</p><p>　　圖4 雙速電機繞組連接示意圖</p><p>　　圖5 工作臺移動電機、磨頭升降電機和冷卻泵電機圖</p><p>　　工作臺移動電動機M3：KM5、KM6控制其正反轉(zhuǎn)。</p><p>　　磨頭升降電動機M4：KM7、KM8控制其正反轉(zhuǎn)。</p><p>

12、　　冷卻泵電動機M5：KM9控制</p><p><b>　　控制電路分析</b></p><p>　　圖6 零壓保護和砂輪電機控制原理圖</p><p><b>　　零壓保護：</b></p><p>　　M2和M5的啟動和停止采用無自動復位功能的開關操作，當電源電壓消失后開關仍保持原狀。為了防止

13、電壓恢復時M2、M5自行啟動，線路中設置了零壓保護環(huán)節(jié)。在啟動各電動機之前必須先按下SB2，零壓保護繼電器KA1得電自鎖，其自鎖常開觸頭接通控制電路電源。電路斷電時，KA1釋放；當再恢復供電時，KA1不會自行得電，從而實現(xiàn)零壓保護。</p><p>　　砂輪電動機M1的控制：</p><p>　　按下SB3，KT、KM1得電，電動機Y形啟動；延時后，KM1失電，KM2得電自鎖，KM1重新得

14、電，電動機△正常運行；停車時，按下SB4，M1失電停轉(zhuǎn)。</p><p>　　圖7 工作臺轉(zhuǎn)動、移動、磨頭升降、冷卻泵電機和充退磁控制原理圖</p><p>　　工作臺轉(zhuǎn)動電動機M2的控制：</p><p>　　SA1扳到低速，KM3得電，M2△形低速運轉(zhuǎn)；SA1扳到高速，KM4得電，M2Y形高速運轉(zhuǎn)；SA1扳到零位，KM3和 KM4均失電，M2停止運轉(zhuǎn)。</

15、p><p>　　工作臺移動電動機M3的控制：</p><p>　　SB5、SB6點動控制；SQ1、SQ2為左移、右移限位保護。</p><p>　　磨頭升降電動機M4的控制：</p><p>　　SB7、SB8點動控制；上升限位由SQ3實現(xiàn)，下降過程中不允許工作臺轉(zhuǎn)動。</p><p>　　冷卻泵電動機M5的控制：<

16、/p><p><b>　　SA2控制。</b></p><p>　　（8）充、退磁控制：</p><p>　　按下SB9，KA2得電；按下SB10，KA2失電。</p><p>　　M7475B型平面磨床正常啟動操作</p><p><b>　　1、操作前準備</b></p

17、><p>　　將SA1置“停止”位置，SA2、SA3置“關”位置，將SQ1、SQ2、SQ3置“正?！蔽恢?。</p><p><b>　　2、照明燈的控制</b></p><p>　　將照明燈控制開關SA3旋到“開”位置，“照明”指示燈亮，將開關旋到“關”位置，指示燈滅。</p><p><b>　　3、總啟<

18、/b></p><p>　　按下按鈕SB2，KA1吸合，“總啟”指示燈亮，為以后操作做好準備。</p><p>　　4、砂輪電動機M1的控制</p><p>　　啟動：按下啟動按鈕SB3，KM1吸合并自鎖，同時KT得電，砂輪電動機M1“Y”接法啟動，“砂輪啟動”指示燈亮。KT延時到后，KM2吸合，電動機“△”接法運行。</p><p>

19、　　停止：按下停止按鈕SB4，KM1、KM2釋放，“砂輪停止”指示燈亮，砂輪電動機M1停止。</p><p>　　5、工作臺轉(zhuǎn)動電動機M2的控制</p><p>　　低速：將開關SA1旋到“低速”位置，KM3吸合，同時工作臺轉(zhuǎn)動電動機M2低速運行。將開關SA1旋到中間位置，KM3釋放， M2停止。</p><p>　　高速：將開關SA1旋到“高速”位置，KM4吸合，

20、同時工作臺轉(zhuǎn)動電動機M2高速運行。將開關SA1旋到中間位置，KM4釋放，M2停止。</p><p>　　6、工作臺移動電動機M3的控制</p><p>　　左移：按下SB5，KM5吸合，工作臺移動電動機M3正向轉(zhuǎn)動。松開SB5，KM5釋放，電動機停止。</p><p>　　右移：按下SB6，KM6吸合，工作臺移動電動機M3反向轉(zhuǎn)動。松開SB6，KM6釋放，電動機停止

21、。</p><p>　　限位的摸擬：將左限位開關SQ1（或右限位開關SQ2）旋到“限位”位置，表示機床工作臺已到了限位位置，此時按下向左按鈕SB5（或向右按鈕SB6），工作臺移動電動機不能轉(zhuǎn)動，只有按下反方向的控制按鈕，電動機才能工作。</p><p>　　7、磨頭升降電動機的控制</p><p>　　上升：按下SB7，KM7吸合，磨頭升降電動機M4正向移動。松開S

22、B7，KM7釋放，電動機停止。</p><p>　　下降：按下SB8，KM8吸合，磨頭下降電動機M4反向移動。松開SB8，KM8釋放，電動機停止。</p><p>　　限位的摸擬：將上限位開關SQ3旋到“限位”位置，按下上升按鈕SB7，KM7不能吸合，電動機不能工作，只能按下下降按鈕SB8，進行操作。</p><p><b>　　8、冷卻泵的控制</

23、b></p><p>　　將冷卻泵控制開關SA2旋到“開”位置，KM9吸合，冷卻泵電動機轉(zhuǎn)動。將SA2旋到“關”位置，KM9釋放，電動機停止。</p><p><b>　　9、電磁吸盤的模擬</b></p><p>　　按下SB9，KA2吸合，“工作臺充磁”指示燈亮；按下SB10，KA2釋放，“工作臺退磁”指示燈亮。</p>

24、<p><b>　　五、硬件電路設計</b></p><p><b>　　1、PLC選型</b></p><p>　　對M7475B型平面磨床的PLC這里主要從程序設計這個方面著手，從設計中尋找具有合適I/O口的PLC類型。于是我們選擇了FX2N-48MR-001 繼電器型，它是日本三菱公司的可編程控制器(PLC)，繼電器輸出及輸入2

25、4點，輸出24點。FX2N是FX系列中功能最強、速度最高的微型PLC，內(nèi)置用戶存儲器8K步，可擴展到16K步，最大可擴展到256個I/O點，可有多種特殊功能擴展，實現(xiàn)多種特殊控制功能（PID、高速計數(shù)、A/D、D/A、等）。有功能很強的數(shù)學指令集。通過通信擴展板或特殊適配器可實現(xiàn)多種通信和數(shù)據(jù)鏈接。</p><p>　　2、接觸器和電動機類型的選擇</p><p>　　接觸器：選擇交流50

26、Hz，電壓380V的接觸器，除KM4選用的是有5個主觸點的CJ10-10外，其余接觸器均為只有3個主觸點的接觸器；</p><p>　　電動機：除工作臺轉(zhuǎn)動電動機M2是雙速電動機外，其余電機M1、M3、M4、M5均為單速電動機。</p><p><b>　　3、按鈕的選型</b></p><p>　　SB1、SB4、SB10：常閉點動按鈕

27、</p><p><b>　　SB3：聯(lián)動按鈕</b></p><p>　　SB2、SB5、SB6、SB7、SB8、SB9：常開點動按鈕</p><p>　　SA1、SA2、SA3：行程開關，手動撥檔控制其對象運動</p><p>　　SQ1、SQ2、SQ3：限位開關，當沒有達到所限位時，開關閉合，到達限位，開

28、關斷開。</p><p><b>　　4、輸入、輸出分配</b></p><p>　　根據(jù)輸入/輸出的信號的要求，I/O口分配如下表所示：</p><p><b>　　I/O口分配表</b></p><p>　　5、PLC控制系統(tǒng)原理圖如下圖所示：</p><p>　　圖8

29、PLC控制系統(tǒng)原理圖</p><p>　　6、PLC外部接線圖如下圖所示：</p><p><b>　　圖9 PLC接線圖</b></p><p><b>　　六、軟件設計</b></p><p><b>　　1、流程圖</b></p><p>　　根據(jù)

30、M7475B的原理圖，對其實際工作過程做出了如下圖的設計。</p><p>　　圖10 M7475B型平面磨床工作流程圖</p><p>　　2、M7475B型平面磨床PLC的程序</p><p>　　根據(jù)控制電路的分析和控制的要求編寫出控制程序。，程序如下：</p><p>　　PLC啟保?？刂瞥绦蛉缦聢D所示。</p><

31、;p><b>　　圖11 梯形圖</b></p><p>　　砂輪電動機M1的星-三角啟動控制，由點動開關SB3和SB4控制PLC的輸出端Y0、Y1，實現(xiàn)M1的星-三角啟動控制，其程序如下圖所示。</p><p>　　圖12 M1的梯形圖</p><p>　　工作臺轉(zhuǎn)動電動機M2是有轉(zhuǎn)換開關SA1控制的，其輸出端Y2、Y3實現(xiàn)M2的Y-

32、YY變速轉(zhuǎn)換，在設計時，由于條件有限，用兩個點動按鈕代替了SA1，其程序如下圖所示。</p><p>　　圖13 M2的梯形圖</p><p>　　工作臺移動電動機M3采用的是點動控制，其程序如下圖所示。</p><p>　　圖14 M3的梯形圖</p><p>　　磨頭升降電動機M4和冷卻泵M5也是采用的點動控制，其程序如下圖所示。&l

33、t;/p><p>　　圖15 M4和M5的梯形圖</p><p>　　至于各種指示燈的控制，也是點動控制，如下圖所示。</p><p>　　圖16 指示燈的梯形圖</p><p><b>　　七、調(diào)試</b></p><p>　　這次實訓是通過對軟件程序的調(diào)試來實現(xiàn)設計要求的。PLC程序的調(diào)試可以分

34、為模擬調(diào)試和聯(lián)機調(diào)試兩個調(diào)試過程。不過在此之前首先對PLC外部接線作仔細檢查，這一個環(huán)節(jié)很重要。外部接線一定要準確無誤。也可以用事先編寫好的試驗程序?qū)ν獠拷泳€做掃描通電檢查來查找接線故障。程序設計，初始化程序。在PLC上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動作必要的準備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動作。初始化程序的主要內(nèi)容有：對某些數(shù)據(jù)區(qū)、計數(shù)器等進行清零，對某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進行恢復，對某些繼電器進行置位或復位，對某些初始狀態(tài)進行顯示等等。軟件

35、模擬法是在PLC中另外編寫一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場信號，其簡單易行，但時效性不易保證。模擬調(diào)試過程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的開始監(jiān)控功能監(jiān)控。在程序運行時，發(fā)現(xiàn)錯誤及時修正程序，從而實現(xiàn)控制要求。將設計好的程序?qū)懭隤LC后，首先逐條檢查，如果發(fā)現(xiàn)有錯誤應該及時修改。完成檢查之后進行聯(lián)系調(diào)試，在調(diào)試的過程中可能會出現(xiàn)問題就需要你耐心的查找進行更改，如果調(diào)試達不到要求就要對程序進行部分調(diào)整。調(diào)試主要是需要耐心的檢查，對照的硬

36、件不能實現(xiàn)的進行修改?？偟膩碚f調(diào)試主要是對程序進行</p><p><b>　　八、結束語</b></p><p>　　此次實訓主要是完成兩個項目：一是Visio的圖紙繪制，二是軟件程序的設計與調(diào)試。</p><p>　　通過這次的實訓，讓我受益匪淺。第一，認識了團隊合作的力量，要完成一個項目不是一個人的事情，當中我們有過分歧但最終達成共識，不

37、管結果怎樣，至少我們曾經(jīng)在一起努力過，體驗其中的過程才是真正的收獲。第二，這次的實訓給予了我不同的學習方法和體驗，讓我深切的認識到實踐的重要性。在以后的學習過程中，我會更加注重自己的操作能力和應變能力，多與這個社會進行接觸，讓自己更早適應這個陌生的環(huán)境，相信在不久的將來，可以打造一片屬于自己的天地。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　

38、[1]漆漢宏主編，《電氣控制技術PLC》，機械工業(yè)出版社</p><p>　　[2]張萬忠主編，《可編程控制器應用技術》，北京化學工業(yè)出版社</p><p>　　[3]李俊秀、趙黎明主編，《可編程控制器應用技術訓練》，北京化學工業(yè)出版社</p><p>　　[4]《電力拖動控制線路與技能訓練（第三版）》，中國勞動社會保障出版社</p><p>