毕设论文-----c650卧式车床plc控制

毕设论文-----c650卧式车床plc控制内容摘要：

，行程开关， 控制按钮 （ SB1～ SB6） 等为系统的输入信号；接触器线圈（ KM1KM5），为系统的输出信号。 电动机的选择 在车 床控制系统运行中，电动机类型选择的原则是，在满足工作机械对于拖动系统要求的前提下，所选电动机应尽可能结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉。 因此，在选用电动机种类时，若机械工作对拖动系统无过高要求，应优 先选用三相交流电异步动机。 三相交流异步电动机的工作原理是基于定子旋转磁场（定子绕组内的三相电流所产生的合成磁场）和转子电流（转子绕组内的电流）的相互作用。 ⑴ 电动机容量选择的原则 在控制系统运行中，电动机的选择主要是容量的选择，如果电动机的容量选小了，一方面不能充分发挥机械设备的能力，使生产效率降低，另一方面电动机经常在过载下运行，会使它过早损坏，同时还出现启动困难、经受不起冲击负载等故障。 如果电动机的容量选大了，则不仅使设备投资费用增加，而且由于电动机经常在轻载下运行，运 行效率和功率因数都会下降。 选择电动机的容量应根据以下三项原则进行。 ① 发热：电动机在运行时，必须保证电动机的实际最高温度 max 等于或稍微小于电动机绝缘的允许最高工作温度 a ，即 max a。 毕业设计 (论文 ) 10 ② 过载能力：电动机在运行时，必须具有一定的过载能力。 特别是在短期工作时，由于电动机的热惯性很大，电动机在短期内承受 高于额定功率的负载功率时仍可保证 max a ，故此时，决定电动机容量的主要因素不是发热而是电动机的过载能力。 即所选电动机的最大转矩 TL max 必须大于运行过程中可能出现的最大负载转矩 ,即 m ax m axL m NT T T ( m 一般为 max/ NTT) () ③ 启动能力：由于鼠笼式异步电动机的启动转矩一般较小，为使电动机可靠启动，必须保证 L st NTT ( /st st NTT  ) () ⑵ 电动机的种类、电压和转速的选择 除正确选择电动机的容量外，还需要根据生产机械的要求，技术经济指标和工作环境等条件，来正确选择电动机的种类、电压和转速。 交流接触器和中 间继电器的选择 ⑴ 接触器 接触器是工业电气中用按钮或其他方式来控制其通断的自动开关。 交流接触器由电磁线圈，静衔铁，动衔铁，静触点，动触点、灭弧装置和固定支架等部分组成。 其原理是当接触器的电磁线圈通入交流电时，会产生很强的磁场使装在线圈中心的静衔铁吸动动衔铁，当两组衔铁合拢时，安装在动衔铁上的动触点也随之与静触点闭合，使电气线路接通。 当断开电磁线圈中的电流时，磁场消失，接触器在弹簧的作用下恢复到断开的状态。 在工业电气中，交流接触器的型号很多，电流在 5A1000A 的不等，常用 交流接触器的型号有 CJ CJX CJ1 和 CJ10 等系列。 在这次控制系统硬件的设计中，采用了 CJ10 系列的交流接触器，其额定电流应在控制电流的 ～ 倍之间 ,各接触器型号见附录 Ⅰ。 ⑵ 中间继电器 中间继电器是最常用的 继电器之一，它的结构和接触器的基本相同，只是电磁系毕业设计 (论文 ) 11 统小些，触点多一些。 常用的继电器型号有 JZ JZ14 等。 保护电器的选择 ⑴ 熔断器 熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护线路。 熔断器的熔体串接于被保护的电路中，熔断 器以自身产生的热量使熔体熔断，从而自动切断电路，实现短路保护及过载保护。 ⑵ 热继电器 热继电器主要用于电气设备 （ 电动机 ） 的过负荷保护。 热继电器势利用一种电流热 效 应原理工作的电器，它具有与电动机容许过载特性相近的反时限动作特性，主要与接触器配合使用，用 于 对三相异步电动机的过负荷和断相保护。 三相异步电动机在实际运行中，常会遇到因电气或机械原因等引起的过电流 (过载和断相 )现象，如果过电流不严重，持续时间短，绕组不超过允许温升，这种过电流是允许；如果过电流情况严重，持续时间较长，则 会加快电动机绝缘老化，甚至会烧毁电动机，因此，在电动机回路中应设置电动机保护装置。 热继电器的选型原则：热继电器主要用于电动机的过载保护，使用中应考虑电动机的工作环境、起动情况、负载性质，等因素。 星形接法的电动机可选用两相或三相结构的热继电器，三角形接法的电动机应选用带断相保护装置三相结构的热继电器。 热继电器的动作电流整定值一般为电动机额定电流的 ～ 倍。 控制电器的选择 ⑴ 选择开关 万能转换开关是一种多 档 式控制多回路的开关电器。 一般用于各种配电装置的远距离控制，也 可作为电器测量仪表的转向开关或用作小容量电动机的启动、制动、调速和换向的控制，用途广泛，故称万能转换开关。 常用的万能转换开关有 LW LW6和 LA18 系列。 ⑵ 控制按钮 毕业设计 (论文 ) 12 控制按钮在控制电路中常用作远距离手动控制接触器、继电器等有电磁线圈的电路，也可用于电器连锁等电路中。 目前常用的按钮有 LA LA1 LA1 LA20 等系列产品。 各电气元件的型号及规格、用途和数量见附录 I。 C650 卧式车床 的 主要结构和运动形式 C650卧式车床 属于中型车床，床身的最大工件回转半径为 1020mm，最大工件长度为 3000mm。 主电动机功率为 30kw，为提高工作效率，该机床采用了反接制动。 为了减少制动电流，制动时在定子回路串入了限流电阻 R。 拖动溜板箱快速移动的 电动机是为了减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间而专门设计的。 各部分结构如图。 对车床的电气控制要求是，车床加工工件时，首先由主轴上的夹头夹紧工件，然后由主电动机驱动旋转，待冷却液喷流到加工位置后，再进刀进行切削加工。 加工完毕，将刀具退回原位，关闭冷却液，待主轴停转后，取下工件 ，完成加工工艺。 由此可见，车床的运动主要有两种：主运动和进给运动。 主运动由主电动机 M1 完成，为了保证启动平稳，采用 Y/Δ降压启动方式。 KM1 控制主电动机正转， KM2 控制主电动机反转， KM3 控制主电动机 Y 启动运行， KM4 控制主电动机Δ启动运行。 M2 拖动冷却泵，在加工时提供冷却液采用直接启动及停止方式， KM5 控制冷却泵电动机。 进给运动有步进电机 M3 拖动刀架快速移动， 根据 C650卧式车床运动情况及加工需要 ,本研究采用 3台三相鼠笼型异步电动机拖动 ， 即 :主轴与进给电动机 M冷却泵电动机 M2和溜板箱 快速移动电动机 M3。 从车削加工工艺出发 ,对各台电动机的控制要求如下： (1)主轴与进给电动机 M1,功率为 30 kW,允许在空载下直接起动。 其要求能实现正、反转 ,从而经主轴变速箱实现主轴的正、反转 ,或通过挂轮箱传给溜板箱来拖动刀架以实现刀架的横向左、右移动。 为便于进行车削加工前的对刀 ,则要求主轴拖动工件作调整点动 ,所以要求主轴与进给电动机能实现单方向旋转的低速点动控制。 主电动机停车时 ,由于加工工件转动惯量较大 ,需采用反接制动。 (2)冷却泵电动机 M2,功率为 0. 15 kW,用于在车削加工时 ,供出冷却 液 ,对工件与刀具进行冷却。 毕业设计 (论文 ) 13 图 C650 卧式车床 C650 卧式车床 控制 原理 电路 图 概述 及原理分析 C650 卧式车床 控制电路原理图如附录 Ⅱ 所示。 图中 主要 分为主电路， 冷却 电路， 快速移动 电 路等 三 部分。 ⑴ 主电路分析 从附录 Ⅱ 中可以看出， 断路器 QF 将三相电源引入， FU1 为主 电动机 M1 的短路保护用熔断器， FR1 为 M1 电动机过载保护用热继电器。 为防止在连续点动时的启动电流造成电动机过载，点动时也加入限流电阻 R。 通过互感器 TA 接入电流表 A 以监视主电动机绕组的电流。 熔断器 FU2 为 M M3 电动机的短路保护，接触器 KMKM2 为 M M3 电动机起动用接触器。 FR2 为 M2 电动机的过载保护，因快速电动机 M3 短时工作，所以不设过载保护。 ⑵ 控制电路分析 (1) 主电动机的点动调整控制 电路中 KM3 为 M1 电动机的正转接触器， KM 为 M1 电动机的长动接触器， KA 为中间继 电器。 M1 电动机的点动由点动按钮 SB6 控制。 按下按钮 SB6，接触器 KM3毕业设计 (论文 ) 14 得电吸合，他的主触点闭合，电动机的定子绕组限流电阻 R 与电源接通，电动机在较低速下起动。 (2) 主电动机的正反转控制电路 主电动机的正转由正向起动按钮 SB1 控制。 按下按钮 SB1 时，接触器 KM 首先得电动作，他的主触点闭合将限流电阻短接，接触器 KM 的辅助 动合触点 闭合使中间继电器 KA 得电，它的触点闭合，使接触器 KM3 得电吸合。 KM3 的主触点将三相电源接通，电动机在额定电压下正转起动。 KM3 的动合辅助触点和 KA 的 动合触点 的闭合将 KM3 线圈自锁。 反转起动 时用反向起动按钮 SB2，按下 SB2，同样是接触器 KM得电，然后接通 接触器 KM4 和中间继电器 KA，于是电动机在满压下反转起动。 KM3的动断辅助触点和 KM4 的动断辅助触点分别串在对方接触器线圈的回路中，起到电动机正传和反转的电气互锁作用。 (3) 主轴电动机的反接制动控制 当速度接近于零时，用速度继电器的触点给出信号切断电动机电源。 速度继电器与被控电动机是同轴相连的，当电动机正转时，速度继电器的正转常开触点 KS1 闭合；电动机反转时，速度继电器的反转 动合触点 KS2 闭合。 当电动机正向旋转时，接触器 KM3 和 KM，继电器 KA 都 处于得电动作状态，速度继电器的正转动合触点KS1 也是闭合的，这样就为电动机正传时的反接制动做好了准备。 需要停车时，按下停止按钮 SB4 接触器 KM 失电，其主触点断开，电阻 R 串入主回路，与此同时 KM3也失电，断开了电动机电源，同时 KA 失电， KA 的动断触点闭合。 在松开 SB4 后 就使反转接触器 KM4 的线圈得电，电动机的电源反接，电动机处于反接制动状态。 当电动机的转速下降到速度继电器的复位转速时，速度继电器 KS 的正转动合触点 KS1断开，切断了接触器 KM4 的通电回路，电动机脱离电源停止。 电动机反转时的制动与正转时的制动相 似。 当电动机反转时，速度继电器的反转动合触点 KS2 是闭合的，这时按一下停止按钮 SB4，在 SB4 松开后正转接触器线圈得电，正转接触器 KM3 吸合将电源反接使电动机制动后停止。 (4) 刀架的快速移动和冷却泵控制 刀架的快速移动是由 转动刀架手柄压动限位开关 SQ 来实现的。 当手柄压动 SQ毕业设计 (论文 ) 15 后，接触器 KM2 得电吸合， M3 电动机带动刀架快速移动。 如果车削加工需要冷却液时按下 SB6，冷却泵电动机 M3 动作， KM4 线圈得电，冷却泵电动机 M2 工作，需要停止时按下按钮 SB5 即可。 PLC 的选型 PLC 是控制系统的核心部件，正确的选择 PLC 对整个控制系统技术经济性指标起着重要的作用。 选型的基本原则是：所选的 PLC 应能够满足控制系统的功能需要。