机电传动课设报告.docx
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机电传动课设报告
《机电传动控制》课程设计说明书
题目：
CW6163卧式车床电气控制线路及PLC控制软件设计
班级：
机械1401
学号：
141304114
姓名：
李强
指导老师：
朱兴龙
日期：
2017年6月26日至2017年7月7日
扬州大学机械工程学院
目录
一、任务书
二、机床电气传动的特点及控制要求
三、电气电路的设计
3.1主电路的设计
3.2控制电路的设计
3.3信号指示与照明电路的设计
3.4控制电路的电源
3.5绘制电气原理图。
四、电器元件选择
4.1电源引入开关型号选择
4.2热继电器型号选择
4.3熔断器型号选择
4.4接触器型号选择
4.5控制变压器型号选择
4.6制定电器元件明细表
五、绘制电气接线图
六、绘制PLC接线图
七、控制程序设计
八、指令表
九、参考书籍
一、任务书
（一）、课程设计任务及要求
1、机床电气传动的特点及控制要求
1）、机床主运动和进给运动由电动机M1集中传动，主轴运动的正、反向（满足螺纹加工要求）是靠两组摩擦片离合器完成的。
2）、主轴采用直接启动，两处启动和两处停止方式，制动采用反接制动。
3）、冷却泵由电动机M2拖动。
4）、刀架快速移动由单独的快速移动电动机M3拖动。
5）、进给运动的纵向（左右）运动、横向（前后）运动以及快速移动，都集中由一个手柄操纵。
电动机型号：
主电动机M1，Y60M-4,11kW，380V，23.0A，1460rpm；
冷却泵电动机M2，JCB-22,0.15kW，380V，0.43A，2790rpm；
快速运动电动机M3，Y90S-4,1.1kW，380V，2.8A，1400rpm。
2、电气电路的设计
1）、主电路的设计
2）、控制电路的设计
3）、信号指示与照明电路的设计
4）、控制电路的电源
5）、绘制电气原理图。
以上设计必须满足机床电气传动的控制要求，同时考虑安全保护措施。
电气原理图采用A3图纸绘制，手工绘制或CAD绘制都可以。
3、电器元件选择
1）、电源引入开关型号选择
2）、热继电器型号选择
3）、熔断器型号选择
4）、接触器型号选择
5）、控制变压器型号选择
4、制定电器元件明细表
注明符号、名称、型号、规格和数量。
5、绘制电气接线图
电气接线图采用A2图纸绘制，手工绘制或CAD绘制都可以。
6、绘制PLC接线图
针对电气原理图，采用S200-PLC作为控制器，绘制PLC接线图，进行输入输出地址分配，填写输入输出地址分配分配表。
输入输出地址分配分配表
输入
输出
器件
元件号
功能说明
器件
元件号
功能说明
7、控制程序设计
完成梯形图设计，并绘制梯形图，对梯形图中使用的元件作简要说明。
对于设计的控制程序，上机调试，直至实现全部功能。
8、指令表
根据梯形图，写出语句表。
（二）、课程设计说明书
根据以上设计内容，撰写设计说明书。
说明书撰写提纲如下：
封面
目录
一、任务书
二、机床电气传动的特点及控制要求
三、电气电路的设计
3.1主电路的设计
3.2控制电路的设计
3.3信号指示与照明电路的设计
3.4控制电路的电源
3.5绘制电气原理图。
四、电器元件选择
4.1电源引入开关型号选择
4.2热继电器型号选择
4.3熔断器型号选择
4.4接触器型号选择
4.5控制变压器型号选择
4.6制定电器元件明细表
五、绘制电气接线图
六、绘制PLC接线图
七、控制程序设计
八、指令表
九、参考书籍
（三）、进度安排
序号
时间（天）
设计工作进度
1
0.5
指导老师介绍课程设计注意事项
2
1.5
设计电气原理图
3
1
设计电气接线图
4
0.5
设计PLC接线图
5
2
设计PLC控制程序
6
3
上机调试程序，进行答辩考核
7
1
撰写课程设计说明书
8
0.5
上交课程设计说明书
（四）、评价标准
毕业要求
指标点
课程目标
（满分值）
考核
方式
课程目标的评分标准
满分的100%～90%
满分的89%～80%
满分的79%～70%
满分的69%～60%
满分的60%以下
毕业要求指标点3.4
1.根据机电传动课程设计题目要求，能够确定设计方案，且合理、可行。
（30分）
1．撰写设计计算说明书；
2.绘制机电传动控制系统原理图和接线图
3、设计梯形图
4、调试
5.答辩
有两种以上的设计方案、方案选择有比较、选优，且合理、可行。
有两种以上的设计方案；方案选择有比较；且合理、可行。
只有一种设计方案，且合理、可行。
只有一种设计方案，且可行，但存在不合理的地方，经修改完善可以实施。
只有一种设计方案，且不可行，需要重新设计。
2.设计方案满足人生安全和特殊环境要求，且成本适中。
（30分）
设计方案满足人生安全和特殊环境要求，且成本适中。
设计方案满足人生安全，成本适中但特殊环境要求考虑不到位。
设计方案满足人生安全，元器件成本昂贵，特殊环境要求考虑不到位。
设计方案满足人生安全，元器件成本昂贵，特殊环境要求未考虑。
设计方案不满足人生安全。
3.能够用图纸、设计说明书说明控制原理，阐述设计结果。
（20分）
设计图纸正确、设计说明书规范完整，阐述设计结果正确。
设计图纸正确、设计说明书较规范完整，阐述设计结果正确。
设计图纸基本正确、设计说明书较规范完整，阐述设计结果较正确。
设计图纸存在错误、设计说明书较差，阐述设计结果较正确。
设计图纸不正确、设计说明书不规范完整，阐述设计结果不正确。
毕业要求指标点5.3
4.会查阅相关手册和文献，获取设计过程中所需的设计信息
（20分）
查阅了课本和指定的设计手册以外，5本以上的设计手册，并能获取正确、完整的设计信息
查阅了课本和指定的设计手册以外，3本以上的设计手册，并能获取较多正确的设计信息
查阅了课本和指定的设计手册以外，1本以上的设计手册，并能获取正确设计信息
仅查阅了课本和指定的设计手册，获取有关设计信息
没有仔细仅查阅了本和指定的设计手册。
二、机床电气传动的特点及控制要求[1]
1）、机床主运动和进给运动由电动机M1集中传动，主轴运动的正、反向（满足螺纹加工要求）是靠两组摩擦片离合器完成的。
2）、主轴采用直接启动，两处启动和两处停止方式，制动采用反接制动。
3）、冷却泵由电动机M2拖动。
4）、刀架快速移动由单独的快速移动电动机M3拖动。
5）、进给运动的纵向（左右）运动、横向（前后）运动以及快速移动，都集中由一个手柄操纵。
电动机型号：
主电动机M1，Y60M-4,11kW，380V，23.0A，1460rpm；
冷却泵电动机M2，JCB-22,0.15kW，380V，0.43A，2790rpm；
快速运动电动机M3，Y90S-4,1.1kW，380V，2.8A，1400rpm。
三、电气电路的设计
1）、主电路的设计
根据电气传动的要求，由接触器KM1与KM2、KM3、KM4分别控制电动机M1、M2、M3。
机床的三相电源由电源引入开关Q引入。
主电动机M1的过载保护，由热继电器FR1实现，它的短路保护可由机床的前一级配电箱中的熔断器充任。
冷却泵电动机M2的过载保护由热继电器FR2实现。
快速移动电动机M3由于是短时工作，不设过载保护。
电动机M1设短路保护FU2，电动机M2、M3共同设短路保护——熔断器FU1。
2）、控制电路的设计
考虑到操作方便，主电动机M1可在床头操作板上和刀架拖板上分别设启动和停止按钮SB1、SB2、SB3、SB4进行操纵。
接触器KM1与控制按钮组成带自锁的起动控制电路，接触器KM2与按钮组成带延时断开的制动控制电路。
冷却泵电动机M2由SB5、SB6控制接触器KM3进行启停操作，装在床头板上。
快速移动电动机M3工作时间短，为了操作灵活由按钮SB7与接触器KM4组成点动控制电路。
3）、信号指示与照明电路的设计
可设电源指示灯HL2（绿色），在电源开关Q接通后，立即发光显示，表示机床电气电路已处于供电状态。
设指示灯HL1（红色）显示主电动机是否运行。
这两个指示灯可由接触器KM1的动合和动断两对辅助触电进行切换显示。
设照明灯EL为安全照明（36V安全电压）。
4）、控制电路的电源
考虑安全可靠及满足照明和指示灯的要求，采用变压器供电，控制电路127V，照明36V，指示灯6.3V。
5）、绘制电气原理图。
以上设计必须满足机床电气传动的控制要求，同时考虑安全保护措施。
电气原理图采用A3图纸CAD绘制。
见附录1.
四、电器元件选择
1）、电源引入开关型号选择
Q主要作为电源隔离开关，并不用它来直接起停电动机，可按照电动机的额定电流来选。
显然应该根据三台电动机来选。
中小型机床常用组合开关，选用HZ10-25／3型，额定电流为25A，3极组合开关。
2）、热继电器型号选择
主电动机M1的额定电流为23.0A，FR1可选用JR80-40型的热继电器，热元件电流为25A，其电流整定范围是0.40～0.64A，整定在0.43A。
3）、熔断器型号选择
FU1是对M2、M3两台电动机进行保护的熔断器。
根据公式，熔断器电流为
可选用RL1-15型熔断器，配用10A的熔体。
FU2同样选择10A的熔体。
FU3、FU4选用RL1-15型熔断器，配用最小等级的熔体（2A）。
4）、接触器型号选择
对于接触器KM1，根据主电动机M1的额定电流Ie=23.0A，控制电路电源为127V，需主触点三对，动合辅助触点两对，动断辅助触点两对，根据上述情况，选用CT0-40型接触器，电磁线圈电压为127V。
由于电动机M2、M3的额定电流很小，KM3、KM4可选用JZ7-44型交流中间继电器，线圈电压为127V，触点电流为5A，可完全满足要求。
对小容量的电动机常用中间继电器充任接触器。
5）、控制变压器型号选择
变压器最大负载时是KM1、KM2及KM3同时工作，可得
即
可知变压器的容量应大于68.4VA。
考虑到照明灯等其他电路容量，可选用BK-100型变压器或BK-150型变压器，电压等级为380V／127-36-6.3V，可满足辅助电路等各种电压需要。
6）、制定电器元件明细表
注明符号、名称、型号、规格和数量。
符号
名称
型号
规格
数量
M1
主电动机
Y160M-4
11kW380V1460r/min
1
M2
冷却泵电动机
JCB-22
0.125kW380V2790r／min
1
M3
快速移动电动机
J02-21-4
1.1kW380V1410r／min
1
Q1
组合开关
HZ10-25／13
3极500V25A
1
KM1
交流接触器
CJ0-40
40A线圈电压127V
1
KM2，KM3
交流中间继电器
JZ7-44
5A线圈电压127V
2
FR1
热继电器
JR0-40
额定电流25A整定电流19.9A
1
FR2
热继电器
JR10-10
热元件1号整定电流0.43A
1
FU1，FU2
熔断器
RL1-15
500V熔体10A
3
FU3，FU4
熔断器
RL1-15
500V熔体2A
2
TC
控制变压器
BK-100
100VA380V／127V-36V-6.3V
1
SB3，SB4，SB6
控制按钮
LA10
黑色
3
SB1，SB2，SB5
控制按钮
LA10
红色
3
SB7
控制按钮
LA9
1
HL1，HL2
指示信号灯
ZSD-0
6.3V绿色1红色1
2
KT
延时继电器
1
五、绘制电气接线图
电气接线图采用A2图纸CAD绘制。
见附录2
六、绘制PLC接线图
针对电气原理图，采用S200-PLC作为控制器，绘制PLC接线图，进行输入输出地址分配，填写输入输出地址分配分配表。
图纸见附录3
输入输出地址分配分配表
输入
输出
器件
元件号
功能说明
器件
元件号
功能说明
Q
I0.0
照明电路开关
HL1
Q0.6
主电动机指示灯
SB1
I1.0
制动开关
（1）
HL2
Q0.7
电路通电指示灯
SB2
I1.1
制动开关
（2）
KM1
Q0.1
主电动机启动开关
SB3
I1.2
启动开关
（1）
KM2
Q0.2
冷却泵电动机开关
SB4
I1.3
启动开关
（2）
KM3
Q0.3
快速电动机开关
SB5
I1.4
冷却泵关闭开关
KM4
Q0.4
反接制动开关
SB6
I1.5
冷却泵启动开关
EL
Q0.0
照明灯
SB7
I0.1
快速电动机开关
FR2
I0.2
发动机M1电路保护
FR1
I0.3
发动机M2电路保护
七、控制程序设计
完成梯形图设计，并绘制梯形图，对梯形图中使用的元件作简要说明。
对于设计的控制程序，上机调试，直至实现全部功能。
图纸见附录3
八、指令表
网络1
LDI0.0
=Q0.0
网络2
LDQ0.1
=Q0.6
网络3
LDNQ0.1
=Q0.7
网络4
LDI1.2
OI1.3
OQ0.1
ANI1.0
ANI1.1
ANQ0.2
ANI0.2
=Q0.1
网络5
LDI1.2
OI1.1
OQ0.2
ANQ0.1
ANT40
=Q0.2
网络6
LDQ0.2
TONT40,100
网络7
LDI1.4
OQ0.3
ANI1.5
ANI0.3
=Q0.3
网络8
LDI0.1
=Q0.4
九、参考书籍
[1]海心，等.机电传动控制.北京：
高等教育出版社，2007.
附录1电气原理图
附录2电气接线图
附录3PLC接线图和梯形图
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