成型磨床PLC控制系统研发设计.docx

1、成型磨床PLC控制系统研发设计成型磨床PLC控制系统设计一、成型磨床电气控制系统设计任务书1设备概况介绍本机床用于各种特殊要求型面的磨削加工，机床有四台电动机拖动，及磨头电动机拖动砂轮高速旋转，采用JW114(0.6kw),单向连续工作。液压泵电动机拖动油泵向液压系统供油，采用Y8024(0.75kw) 单向连续工作。磨头升降电动机带动砂轮架上下移动，采用JW114正反转工作。吸尘电动机供磨削加工中吸尘用，采用JW114驱动。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。加工时，工件置于电磁吸盘（36V/1.2A）上，加工完毕退磁取下工件。2设计要求1) 为调整砂轮位置，磨头升降采用点动控制。为了停位准确，应有制动控

2、制（采用能耗制动）。上下极限位置应有位置保护。在磨削加工中应保证砂轮架不能升降移动。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。2)磨头砂轮运转与电磁吸盘之间，应有电气连锁环节，其要求是：只有在电磁吸盘通电并处于充磁吸着工件时，才能启动砂轮电动机。磨削中，一旦发生失磁，砂轮电动机应自动停止运转，以确保安全。为了修整砂轮，在吸盘不通电时，应能单独启动砂轮电动机。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。3)要有照明和必要的灯光显示。4) 设置必要电气保护与联锁。二、成型磨床PLC电气控制系统总体设计过程1总体方案说明1) 油泵电动机、磨头电动机、磨头升降电动机、吸尘电动机分别由电动机M1、M2、M3、MA4拖动。2)砂轮位置调整，磨头升

3、降采用点动控制。为了停位准确，应有采用能耗制动。3) 上下极限位置应有位置保护。在磨削加工中应保证砂轮架不能升降移动。4)采用热继电器实现过载保护，用以完成各个电动机系统的过载保护。5) 主电路用断路器，各负载回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔断器，实现短路保护。6) 电控箱设置在控制室内。控制面板与电控箱内的电器板用BVR型铜导线连接，电控箱与执行装置之间采用端子板连接。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。7) PLC选用继电器输出型。8) PLC自身配有24V直流电源，外接负载时考虑其供电容量。PLC接地提高抗干扰能力。2PLC成型磨床电气控制原理图设计(1) 主电路设计 成型磨床电气控制系统主电路

4、如图1-2所示。图1-2 成型磨床电气控制系统主电路1) 主回路中交流接触器KM1、KM2、分别控制油泵电动机M1、砂轮电动机M2和吸尘电动机M3；交流接触器KM3、KM4控制、磨头电动机M4升降。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。2) 电动机M1、M2、M3、M4由热继电器FR1、FR2、FR3、FR4实现过载保护。3) QG为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用和维修方便。4) 熔断器FU1、FU2、FU3分别实现各负载回路的短路保护。FU4、FU5分别完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保护。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 (2) 主要参数计算1) 断路器QG为供电系统

5、电源开关，其主回路控制对象为电感性负载交流电动机，断路器过电流脱扣值按电动机起动电流的1.7倍整定。成型磨床有0.8kW负载电动机一台，起动电流较大，其余三台为0.6kW，起动电流较小，而且工艺要求4台电动机单独起动运行，因此可根据0.8kW电动机选择自动开关QG脱扣电流IQG：厦礴恳蹒骈時盡继價骚。IQG1.7IN，选用IQG的断路器。2) 熔断器FU熔体额定电流IFU。以曝气风机为例，IFU2IN，选用IFU的熔体。其余熔体额定电流的选择。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。3) 热继电器的选择请参考有关技术手册，负载额定电流的1.2倍。4)能耗制动参数计算制动电流ID1.5IN直流电压UDRID 整流

6、变压器二次侧交流电流I2 ID /0.9电压U2UD/0.9整流变压器容量S= I2 U2(3) PLC控制电路设计 包括PLC硬件结构配置及PLC控制原理电路设计。1) 硬件结构设计。了解各个控制对象的驱动要求，如：驱动电压的等级、负载的性质等；分析对象的控制要求，确定输入/输出接口（I/O）数量；确定所控制参数的精度及类型，如：对开关量、模拟量的控制、用户程序存储器的存储容量等，选择适合的PLC机型及外设，完成PLC硬件结构配置。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。1.1控制系统的I/O点及地址分配表1-1和表1-2分别为成型磨床电气控制系统PLC输入和输出接口功能表。表1-1 成型磨床电气控制系统PL

7、C输入接口功能表序号名称文字符号输入口1油泵电动机启动按钮SB1X02油泵电动机停止按钮SB2X13磨头砂轮电动机启动按钮SB3X24修整砂轮启动按钮SB4X35磨头砂轮电动机停止按钮SB5X46磨头上升点动按钮SB6X57磨头下降点动按钮SB7X68磨头上升极限位置行程开关SQ1X79磨头下降极限位置行程开关SQ2X1010电磁吸盘断电按钮SB8X1111电磁吸盘充磁按钮SB9X1212电磁吸盘退磁点动按钮SB10X1313照明开关SA1X1414欠电压保护开关SA2X15表1-2 成型磨床电气控制系统PLC输出接口功能表序号名称文字符号输入口1油泵电动机启动接触器KM1Y02磨头砂轮电动机

8、启动接触器KM2Y13磨头上升点动启动接触器KM3Y24磨头下降点动启动接触器KM4Y35能耗制动启动接触器KM5Y46电磁吸盘充磁接触器KM6Y57电磁退盘充磁接触器KM7Y68电磁铁YA1Y79充磁与退磁指示灯HL1Y1010磨头升降指示灯HL2Y1111磨头砂轮运转指示灯HL3Y1212油泵电机工作指示灯HL4Y1313照明灯EL1Y14 1.2制定电气元件目录表表1-3 成型磨床电气控制系统元器件目录表序号文字符号名 称数量规格型号备 注1M1电动机1J802-4(0.75kw)三相交流异步电动机2M2 、M3、 M4电动机3JW11-4三相交流异步电动机3FR1FR4热继电器4JR1

9、6B-20/3参照电动机整定电流4FU1熔断器3RL1-15熔体210A5FU2、FU3熔断器2RT16-32X熔体2A6QG断路器1C45AD脱扣电流10A7SB1油泵电动机启动按钮1LAY37绿色8SB2油泵电动机停止按钮1LAY37红色9SB3磨头砂轮电动机启动按钮1LAY37绿色10SB4修整砂轮启动按钮1LAY37绿色11SB5磨头砂轮电动机停止按钮1LAY37红色12SB6磨头上升点动按钮1LAY37绿色13SB7磨头下降点动按钮1LAY37绿色14SQ1磨头上升极限位置行程开关1LAY37上极限位置保护15SQ2磨头下降极限位置行程开关1LAY37下极限位置保护16SB8电磁吸盘

10、断电按钮1LAY37红色17SB9电磁吸盘充磁按钮1LAY37绿色18SB10电磁吸盘退磁点动按钮1LAY37黄色19SA1照明开关1LAY37-D2黑色20KM1油泵电动机启动接触器1DJX-9线圈电压：AC220V21KM2磨头砂轮电动机启动接触器1DJX-9线圈电压：AC220V22KM3磨头上升点动启动接触器1DJX-9线圈电压：AC220V23KM4磨头下降点动启动接触器1DJX-9线圈电压：AC220V24KM5能耗制动启动接触器1DJX-9线圈电压：DC36V25KM6电磁吸盘充磁接触器1DJX-9线圈电压：DC36V26KM7电磁吸盘退磁接触器1DJX-9线圈电压：DC36V2

11、7KV1欠电压继电器1JT3线圈电压：DC36V28HL1HL4指示灯4AD16-22指示灯电压，DC6.3V29EL1照明灯1JL40A照明灯电压，DC36V30HL5电源指示灯1AD16-22指示灯电压，AC220V31TC隔离变压器1BK-100380v/135v32YA电磁铁1DJX-9线圈电压：DC36V1.3 PLC系统选型从上面分析可知道，系统共有开关量输入点14个，开关联输出点14个，所以选用FX2N-48继电器输出型。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。(4)绘制 PLC 控制接线图1) 根据上述硬件选型及工艺要求，绘制PLC控制电路原理图，绘制PLC控制电路。图1-3为成型磨床PLC控制

12、电路原理图。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2) KM3和KM4接触器线圈支路与KM6和KM7接触器线圈支路，设计了互锁电路，以防止误操作故障。3) PLC输入回路中，信号电源由PLC本身的24V直流电源提供，所有输入COM端短接后接入PLC电源DC24V的（）端。输入口如果有有源信号装置，根据驱动的负载的电压来选择合适的交、直流电源。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 4) PLC采用继电器输出，每个输出点额定控制容量为AC250V，2A。5) 根据上述设计，对照主回路检查交流控制回路、PLC控制回路、各种保护联锁电路、PLC控制程序等，全部符合设计要求后，绘制出最终的电气原理图。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。图1-3

13、成型磨床PLC控制电路原理图(5) PLC控制程序设计1) 程序设计。根据控制要求，建立成型磨床控制流程图，如图1-4所示，表达出各控制对象的动作顺序。2) 系统静态调试。空载静态调试时，针对运行的程序检查硬件接口电路中各种逻辑关系是否正确。调试过程中尽量接近实际系统，并考虑到各种可能发生的情况，作反复调试，出现问题及时分析、调整程序或参数。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。3) 系统动态调试及运行。在动态带负载状态下调试，密切观察系统的运行状态，。遇到问题及时停机，分析产生问题的原因，提出解决问题的方法，同时做好详尽记录，以备分析和改进。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。设计程序设计注意事项：1）遵循梯形图设计基本原则,在不增加硬件元器件的基础上运用一些辅助元件和触点使电路结构清晰；2)分离交织在一起的电路，载体信徒设计时，将各线圈的控制电路分离开，这样处理增加了触点，电路会跟清晰；坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。3）中间单元的设置，在梯形图中设置该电路控制的辅助继电器；4）复杂电路的等效设计；5）尽量减少PLC的输入信号和输出信号:6)一个输入继电器的常开或常闭触点可以多次使用；7）软件互锁与硬件互锁；8）梯形图电路优化设计。PLC外部电源的设定：输出端应根据外部负载额定电压设定，还要设定必要的短路保护；输入端电源由PLC自身24V直流电源提供。蜡變黲癟