冲床控制系统.docx

1、冲床控制系统天津广播电视大学武清机电一体化系统设计基础专题报告题 目 冲床控制系统班 级 机械本2015秋姓 名 王成学 号 一、冲床控制系统的PLC设计说明冲床控制系统的PLC课程设计是我们学完了电大的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。二、冲床的机械原理冲床适用于在重大型零件上冲孔工作。一冲床机械系统的主要特点冲床的工件移动系统

2、采用电机控制2. 冲床系统中，采用了进油和回油路的双重节流调速回路，并以回油节流调速为主，因此，工作台的运动平稳，且可减小工作台启动时的前冲现象。3.具有卸荷回路，机床不工作时，可使系统卸荷，以减少功率损失和减少油液发热。二冲床的控制原理1.控制线路特点 1电路、控制线路、信号指示灯电路及机床照明均采用自动空气断路器作为电源引入开关。自动空气断路器中的电磁脱扣装置作为短路保护电器而取代熔断器。另外，此断路器也具有零压保护和欠压保护作用。2由于各台电动机的容量不同，在起动时须区别对待。主轴电动机容量较大，为降低起动电流，采用了Y起动控制线路。其它五台电动机采用接触器直接起动控制线路或开关直接起动

3、控制线路。3控制线路装有总起动与总停止按钮，便于操作和在发生事故时紧急停车。4冲床的上升运动和下降运动有严格的动作顺序，由限位开关SQ3给以保证。5每一个主要动作均有指示灯做出指示，便于操作和进行电气维修。6主轴的夹紧与松开单独用一台电动机拖动，使控制更为灵活。7冲压头的上升运动和下降运动可以用主轴箱上的十字开关操作，也可以装在立柱下部的控制按钮操作，属于两地控制线路。8立柱与主轴箱的松开与夹紧可以同时进行操作，也可以单独进行。9控制线路采取了可靠的电气联锁措施，以防止发生电源短路事故。主电路由六台三相交流异步电动机及其有关的电气元件组成。主轴电动机只有一个旋转方向，因为功率较大，所以采用Y起

4、动控制线路。冷却泵电动机也只有一个旋转方向，采用开关直接起动控制线路。其它四台交流电动机都有两个旋转方向，采用交流接触器起动控制线路。M1为主电动机，由交流接触器KM1、KM2和KM3进行Y起动，KM1和KM3也是M1的停止电器。M1的短路保护电器是总电源引入开关自动空气断路器QF1中的电磁脱扣装置。热继电器FR1是M1的过载保护电器。 M2是冲压头升降电动机。交流接触器KM4控制M2的正向起动与停止。M2的反向起动与停止由反向交流接触器KM5控制。M2的短路保护电器也是自动空气断路器QF1中的电磁脱扣装置。因为M2是短时间工作，所以不设过载保护电器。M3是冲压头和主轴箱松开与夹紧电动机，它实

5、质上是液压油泵电动机，为冲压头与主轴箱的松开与夹紧提供压力油。交流接触器KM6控制M3的正向起动与停止。M3反向转动的起动与停止由交流接触器KM7控制。自动空气断路器QF4中的电磁脱扣装置是M3的短路保护器。虽然冲压头与主轴箱的松开与夹紧是短时间的调整工作，M3并不长期运转，但液压系统出现故障或行程开关调整不当时，M3也会处于长时间过载状态而造成事故，所以在电路中装设了热继电器FR2。M4是立柱的松开与夹紧电动机，也是液压油泵电动机，专供立柱松开与夹紧用的压力油。M4的正反向起动与停止分别由正向交流接触器KM8与反向交流接触器KM9控制。M4的短路保护电器是自动空气断路QF4的电磁脱扣装置。由

6、于M4不是长期运行的电动机，所以不设过载保护电器。M5是主轴箱水平移动电动机，有两个旋转方向，由交流接触器KM10和KM11分别控制其起动与停止。短路保护电器仍为自动空气断路器QF4中的电磁脱扣装置。由于短时间工作，所以不设过载保护电器。M6是冷却泵电动机，功率很小，虽然长时间工作，也不设过载保电器。由自动空气断路器QF2控制其起动和停止，并兼作短路保护电器。控制线路中装设了三台时间继电器，其中KT1为通电延时型、KT2和KT3为断电延时型在主轴箱水平移动控制线路中，主轴箱与电动机之间接入了直流电磁离合器YC1，使控制更为可靠。表1 冲床的电气元件目录表符号名称及用途符号名称及用途M1主轴电动

7、机QF5整流电路电源自动空气断路器M2冲压头升降电动机QF6照明电路电源自动空气断路器M3主轴箱和冲压头松开与夹紧电动机QF7控制线路电源自动空气断路器M4立柱松开与夹紧电动机QF8信号灯电路电源自动空气断路器M5主轴箱水平移动电动机YA1主轴箱、冲压头松开与夹紧电磁铁M6冷却泵电动机KA1总起动中间继电器KM主轴电动机起动与停止接触器KA2冲压头上升中间继电器KM2主轴电动机定子绕组Y形接法接触器KA3冲压头下降中间继电器KM3主轴电动机定子绕组形接法接触器SA1控制用十字开关KM4冲压头上升接触器SA2主轴箱、立柱松开与夹紧转换开关KM5冲压头下降接触器SA3照明灯开关KM6主轴箱及冲压头

8、松开接触器FR1主轴电动机过载保护热继电器KM7主轴箱及冲压头夹紧接触器FR2主轴箱松开与夹紧电动机过载保护热继电器KM8立柱松开接触器TC1整流变压器KM9立柱夹紧接触器TC2控制变压器KM10主轴箱向右移动接触器SB1总起动按钮KM11主轴箱向左移动接触器SB2主轴电动机起动按钮KT1主轴电动机Y-起动时间继电器SB3冲压头上升起动按钮KT2主轴箱和冲压头夹紧时间继电器SB4冲压头下降起动按钮KT3主轴箱和冲压头松开时间继电器SB5主轴箱与立柱松开按钮SQ1冲压头上升极限限位开关SB6主轴箱与立柱夹紧按钮SQ2冲压头下降极限限位开关SB7总停止按钮SQ3冲压头松开限位开关SB8主轴电动机停

9、止按钮SQ4冲压头夹紧限位开关EL1，EL2机床照明灯SQ5主轴箱松开限位开关HL1HL4工作状态指示灯SQ6指示灯转换开关VC1硅整流桥QF1总电源自动空气断路器YC1主轴箱水平移动电磁离合器QF2冷却泵电源自动空气断路器XS外接照明灯电源插座QF3冲压头升降电动机电源自动空气断路器R可调电阻QF4主轴箱及冲压头松紧电动机、立柱松紧电动机、主轴箱移动电动机电源自动空气断路器三、PLC控制系统软件设计一冲床输入地址分配X0 (SB12) 主轴电动机停止按钮 X1 (SB1) 总起动按钮 X2 (SB2) 主轴电动机起动按钮X3 (SB3) 冲压头上升起动按钮X4 (SB4) 冲压头下降起动按钮

10、X5 (SB5) 主轴箱与立柱松开按钮X6 (SB6) 主轴箱与立柱夹紧按钮 X7 (SB11) 总停止按钮X10 (SQ2) 冲压头下降极限限位开关X11 (SQ3) 冲压头松开限位开关X12 (SQ4) 冲压头夹紧限位开关X13 (SQ5) 主轴箱松开限位开关X14 (SQ6) 指示灯转换开关X15 (SQ1) 冲压头上升极限限位开关X16 (SA2) 主轴箱、立柱松紧转换开关(中间位置) X17 (SA2) 主轴箱、立柱松紧转换开关(左位置)X20 (SA2) 主轴箱、立柱松紧转换开关(右位置)X21 (SA3) 照明等开关X22 (SA1) 冲压头上升X23 (SA1) 冲压头下降 X

11、24 (SA1) 主轴箱右移X25 (SA1) 主轴箱左移 二冲床输出地址分配Y0 (YA1) 主轴箱、冲压头松开与夹紧断路器Y1 (KM1) 主轴电动机起动与停止接触器Y2 (KM2) 主轴电动机定子绕组Y形接法接触器Y3 (KM3) 主轴电动机定子绕组形接法接触器Y4 (KM4) 冲压头上升接触器Y5 (KM5) 冲压头下降接触器Y6 (KM6) 主轴箱及冲压头松开接触器Y7 (KM7) 主轴箱及冲压头夹紧接触器Y10 (KM8) 立柱松开接触器Y11 (KM9) 立柱夹紧接触器 Y12 (KM10) 主轴箱向右移动接触器 Y13 (KM11) 主轴箱向左移动接触器Y14 (HL1) 工作

12、状态指示灯Y15 (HL2) 工作状态指示灯Y16 (HL3) 工作状态指示灯Y17 (HL4) 工作状态指示灯Y20 (KA1) 总起动中间继电器三接线图 见附图3图3 接线图四冲床控制程序 主轴启停76ANI X777AND M178ANI X5程序号程序79ANI X60LD X180OUT T31OR M181K302ANI X782OUT M53OUT M183LDI M34LD X284OR M45OR Y185ANI X76ANI X186AND M17AND M187OUT Y08ANI X0主轴箱水平移动9OUT T110K5012OUT Y1程序号程序13ANI T188L

13、DI X714ANI Y389AND M115OUT Y290AND X1316LD X291AND X2417OR Y192ANI Y1318ANI X193OUT Y1219AND M194LDI X720ANI X095AND M121AND T196AND X1322ANI Y297AND X2523OUT Y398ANI Y12冲压头升降99OUT Y13主轴箱松开夹紧100LD X7程序号程序101AND M124LD X3102AND X2025OR X22103AND X526ANI X7104ANI X727AND M1105OUT Y628ANI X15106LD X729

14、ANI M3107AND M130OUT M2108AND X2031LD X4109AND X632OR X23110ANI M233ANI X7111ANI M334AND M1112AND T235ANI X10113ANI Y636ANI M2114OUT Y737OUT M3115LD X738LD M2116AND M139OR M3117AND X1740ANI X7118AND X541AND M1119ANI Y1142OUT M4120OUT Y1043OUT T2121LD X744K30122AND M145ANI X11123AND X1746AND M5124AND

15、 X647ANI Y7125ANI Y1048OUT Y6126OUT Y1149LD M2127LD X750OR M3128ANDM151ANI X7129ANDX1652AND M1130ANDX553AND X11131ANIY754AND M2132OUTY655ANI Y5133LDX756OUT Y4134ANDM157LD M2135ANDX1658OR M3136ANDX559ANI X7137ANIY1160AND M1138OUTY1061AND X11139LDX762AND M3140ANDM163ANI Y4141ANDX664OUT Y5142ANIM265LD

16、X12143ANIM366OR T2144ANDT267ANI X7145ANIY668AND M1146OUTY769ANI M2147LDX770ANI M3148ANDM171ANI T2149ANDX1672ANI Y6150ANDX673OUT Y7151ANIY1074LD X12152OUTY1175OR T2END 程序语句表设计好以后，绘制相应的梯形图及接线图。四、程序模拟运行调试系统程序调试主要就是对主轴电机起停、冲压头升降、主轴箱松开、夹紧、主轴箱水平移动等一系列动作要求能否实现的调试。一主轴电机起停按下X1，按下X2，看Y2指示灯有无点亮，如果亮则说明主轴电动机开始起动

17、；起动5秒后，观察Y3指示灯可否点亮，Y2可否熄灭，如果Y3指示灯亮且Y2指示灯熄灭，说明完成了星形向三角形转换的减压起动；同时要观察Y1可否常亮。如果Y1不亮，此证明电机控制系统无电，电机无法运行。在此程序中Y2 ，Y3构成互锁，使起相互独立工作。二主轴箱松开、夹紧将SA2扳到不同的位置，即分别对X16、X17、X20置“1”，再分别对不同的输入点置位来实现Y6、Y7、Y8、Y9的同时，不同时置“1”，以区分立柱和主轴箱的同时与不同时动作。在调试时给出输入就应该对应出输出，如无输出，只需检查，此光路程序输入，编写有无过失，电机连接是否过失即可。三工件的移动控制SQ5X13给出输入信号，在SA

18、1X24、X25给出不同状态时，主轴箱分别置于不同的运动状态，例如向左移动或向右移动；向左移动和向右移动分别有接触器Y12和Y13来实现，另外它们之间构成了互锁使其各自工作不相互干扰，当看到Y12的指示灯亮时说明主轴箱向左移，反之向右移，调试完成。四系统运行情况试运行过程说明PLC改造系统具有了强大的功能，性能可靠控制方便等优点，能实现冲床主要参数的控制，确保了该机台的性能与质量。五、参考文献：机电控制与可编程序控制器技术 中央广播电视大学出版社机电控制技术及应用 北京电子工业出版社PLC实用技术 北京科学出版社PLC编程及应用 北京机械工业出版社PLC机电控制系统应用设计技术 北京电子工业出版社PLC编程实例精解 北京电子工业出版社液压 传动 北京机械工业出版社电器控制与PLC控制技术 北京机械工业出版社