机电传动控制课程设计书.docx

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机电传动控制课程设计书

《机电传动控制》

课程设计说明书

院系班级

姓名

学号

指导老师

一、任务书………………………………………………………………………3

（一）课程设计目的………………………………………………………3

（二）课程设计内容………………………………………………………3

二、正文…………………………………………………………………………4

1.课程设计主要目的…………………………………………………………4

2.机电传动控制概述…………………………………………………………4

3.控制要求……………………………………………………………………5

4.继电器接触器控制系统设计……………………………………………5

4.1原理图………………………………………………………………………5

4.1.1主电路…………………………………………………………………6

4.1.2控制电路………………………………………………………………6

4.1.3照明显示………………………………………………………………7

4.2接线图………………………………………………………………………8

5.PLC控制系统设计…………………………………………………………10

三、个人小结……………………………………………………………………11

一．任务书

（一）、课程设计目的

M7120型平面磨床的电气线路设计，掌握机械设备的控制电路和控制技术。

1．M7120型平面磨床电气原理图的设计。

2．M7120型平面磨床电气布置图的设计。

3．M7120型平面磨床电气安装接线图的设计。

4．电动机的选择和电气控制方案的确定。

5．编制目录明细表和编写说明书。

（二）、课程设计内容（含技术指标）

1.M7120型磨床的型号及含义

型号：

M7120

含义：

M—磨床

7—平面磨床

1—卧轴矩台式

20—工作台的工作面宽200mm

2.M7120型磨床的主要结构

M7120型平面磨床主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮架（又称磨头）、滑座、立柱等部分组成。

它的外型如图所示：

磨床的主运动是砂轮的旋转运动，辅助运动是工作台的左右往返运动和砂轮架的前后上下进给运动。

工作台的往返运动采用液压传动，能保证加工精度。

砂轮升降电动机使砂轮在立柱导轨上作垂直运动，用以调整砂轮与工件位置。

二．正文

1.课程设计的目的

机电传动控制是机械设计制造与自动化专业的专业必修课，本课程是一门实践性很强的课程，课程设计是本课程必不可少的环节。

课程设计的目的和任务在于使学生掌握机械设备电器控制的基本知识、基本原理和基本方法,以培养学生对电气控制系统的分析和设计的基本能力。

加深学生对课程内容的理解，验证理论和巩固、扩大所学的基本理论知识。

2.机电传动控制概述

机电传动是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。

它的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止以及速度调节，满足各种生产工艺过程的要求，保证生产过程正常进行。

在现代工业中，为了实现生产过程自动化的要求，机电传动不仅包括拖动生产机械的电动机，而且包括控制电动机的一整套控制系统。

也就是说，现代机电传动是和由各种控制元件组成的自动控制系统紧密地联系在一起的，所以，称之为机电传动控制。

从现代化生产的要求出发，机电传动控制系统所要完成的任务，从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都实现自动化；从狭义上讲，则专指控制电动机驱动生产机械，实现产品数量的增加、产品质量的提高、生产成本的降低、工人劳动条件的改善以及能源的合理用。

随着生产工艺的发展，对机电传动控制系统提出的要求愈来愈高。

在近代机械工业的发展过程中，机电传动的发展，经历了一个复杂的过程：

（1）电机的拖动的发展过程如下：

多电机拖动（不同电机成组拖动、单电机拖动、由单独电机拖动）。

（2）控制系统的发展过程如下：

继电器控制、接触器控制、电机放大机控制、计算机数字控制（PLC）、电力功率晶体管控制、磁放大器控制。

由整个发展过程，不难看出，随着机械加工要求不断提高，机电传动控制系统的复杂度也在不断增加。

本课程的重点在与控制部分，如何利用电气元件或计算机控制电气来拖动机械实现所要求的功能。

在设计控制系统时，就要求设计人员对执行元件（电动机）、控制元件的熟练掌握与运用，同时也要求对控要求进行了解。

3.控制要求

根据磨床的运动特点及工艺要求，对电力拖动及控制有如下要求：

1）由于砂轮的旋转运动一般不要求调速，由一台三相交流异步电动机拖动即可。

且砂轮电动机、液压泵电动机和冷却泵电动机都只要求单方向旋转；

2）砂轮升降电动机要求能正反转；

3）冷却泵电动机应在砂轮电动机起动后才运转；

4）保护环节应包括短路保护、电动机过载保护、零压保护、电磁吸盘欠压保护；

5）电磁吸盘应有去磁控制、必要的指示信号及照明灯。

4.继电器接触器控制系统设计

在局部设计中，主要完成三部分内容：

原理图、设计元器件选型、接线图的设计。

4.1原理图

在原理图的设计部分，将其分为3大模块进行分工设计。

其中包括有主电路模块的设计、控制电路模块的设计与照明电路模块的设计三部分。

而在控制电路模块中，将其又分为电机控制电路与液压控制回路两部分。

照明回路中主要包括有照明与显示电路部分。

4.1.1主电路

主电路分析:

主电路共有四台电动机，其中M1液压泵电动机实现工作台的往复远动；M2是砂轮电动机，带动砂轮旋转磨削加工工件；M3是冷却电动机，为砂轮磨削工件时输送冷却液；M4是砂轮升降电动机，用以调整砂轮与工件的位置。

其中砂轮M4可以正反转。

四台电动机的工作要求是：

M1、M2和M3只需正转控制；M4需要正反转控制；冷却泵电动机M3却需在M2正转后才能运转

四台电动机的具有短路、电压和失电压保护，分别由熔断器FUI和接触器KM1、km3、和km4来执行除M4外，其余三台电动机分别由热继电器FR1、FR2和FR3进行过载保护

具体电路图如下：

图1.电路原理设计图

4.1.2控制电路

（1）液压电动机的控制合上电源总开关QS,18压继电器KVT通电闭合，7区电压继电器KV常开触点闭合接通控制电路的电源当按下液压泵M1启动按钮SB2时接触器KM1通电闭合并自锁，液压电动机KM1启动运转；当按下液压泵电动机M1的停止按钮SB1时，液压泵电动机M1停转。

（2）砂轮电动机M2的控制当按下砂轮电动机M2启动按钮SB4时，接触器KM2通电闭合并自锁，砂轮电动机M2启动运转；当按下砂轮电动机M2停止按钮sb3时，砂轮电机M2停止运转

（3）冷却泵电动机M3的控制冷却泵电动机M3的控制是在砂轮M2启动运行后，通过插件XS2的插入和拔出控制其运行停止的。

（4）砂轮升降机的控制砂轮升降电动机M4由按钮SB5和SB1电动控制其正反转。

（5）电磁吸盘YH的控制电磁吸盘YH按钮SB7.SB8.SB9控制其充磁和去磁，按下按钮SB8，接触器KM5闭合。

电磁吸盘YH充磁。

按下按钮SB7电磁吸盘YH停止吸磁，按下按钮SB9。

接触器KM6闭合，电磁吸盘YH点动去磁。

具体电路图如下：

图2.电机控制回路设计图

4.1.3照明显示

在辅助回路中，主要包含有照明灯的控制与显示灯的控制。

照明灯所需电源为36V交流电，而显示灯所需电源为6V交流电。

故将它们分别有变压器TC的不同变压接口引出即可。

照明灯用一个刀闸开关SA1控制，在需要照明时就开启，不需要照明时就关闭，是手动控制！

显示灯在相应的地方有标志，每一个灯代表着不同的运行过程。

可以看下面的标志与灯的亮灭来判断程序。

用HL2～HL5标识。

控制回路的起始端（即由变压器TC引出的3端110V、36V、6V）应设置短路保护。

故在该处分别接上相合适的熔断器FU3。

具体电路图如下：

图4.照明与显示设计图

4.2接线图

在接线图的设计上，首先对箱体内元器件进行排版：

第一排为总闸、变压器与熔断器；第二排为时间继电器、交流接触器；第三排为整流桥与热继电器；第四排为中间继电器。

总共4排，并在每排间安排走线槽，便于安装与维修。

然后，在箱盖上按功能将按钮与指示灯排列出来。

另外对于放置在其他设备上的器件，也一同画在了接线图的左端。

在以上两部分的中间，选用一个接线端子来将其进行连接。

该接线端子的作用主要是将电柜箱体内的线走出来，防止因导线杂乱而造成的事故发生。

在接线图的下部分，放置了万能转换开关与接地铜板，它同样是放在箱体内部的。

这样排版是为了方便接线工人识图。

最后将原理图中各线编号，以该编号对应在接线图上进行连线。

另外，在万能转换开关的编号中，由于该开关有外线与内线之分，故以4位数将其编号，前两位为外线号，后两位为内线号。

5.PLC控制系统设计

考虑到控制功能，经济性，可靠性等方面，PLC选择三菱FX1N-60MR-00136点输入，24点继电器输出，其外部接线图参看附件。

梯形图如下：

指令表如下：

LDX2ANIX0LDY2

ORY0OUTY3ORY3

ANDX12LDIX7OUTY11

ANIX0ORY4LDY4

ANIX1ANIY5OUTY12

OUTY0ANIX10END

LDX4ANIX0

ORY1OUTY4

ANDX12LDX11

ANDX12ANIY4

ANIX0ANIX10

ANIX3OUTY5

OUTY1LDX13

LDX5OUTY13

ANIY3OUTY6

ANIX0LDY0

OUTY2OUTY7

LDX6LDY1

ANIY2OUTY10

三．个人小结

转眼之间两个星期就过去了，在老师的精心指导下，我的课程设计完成了，回顾整个课程设计过程，虽然做的挺苦挺累，但从课程设计中我学到了好多东西，真是让我受益匪浅！

课程设计是我们在学校迎接的新的培训，也是一次考验我们在校学的理论知识是否扎实，从中提高我们的设计、掌握技术知识的能力，为我们以前学的知识一次升华，一次总结，让我们对自己的专业有了更系统的认识。

学校安排我们做这次课程设计，首先是让我们了解到做课程设计的格式与要求情况。

刚开始我们拿到设计课题时不知如何下手，但在老师精心的指导下，我们慢慢地一步一步完成设计内容，其次让我们知道做课程设计光靠我们所学的知识是远远不够的，还需要我们上网查找更多的资料，在做设计的同时，可以使我们对以前学过的知识进行再一次的复习，对其中把没掌握好的知识加以巩固，将没有学过的知识进行系统的自学，在这次的课程设计中也使我进一步了解到三菱FX1S系列PLC的知识，这使我们清楚的明白社会在不断的进步，产品在不断的更新，我们要跟上社会发展潮流，必须不停的给自己“充电”，活到老学到老，这样才不会被社会所淘汰、抛弃，而且在以后的社会工作及生活中，遇到类似等的问题我们就会对它充满自信，并且顺利地去解决它。