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T617卧式镗床电气控制线路的PLC改造毕业设计说明书.pdf
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目录
第 1 章 引 言
............................................................................................................
1
1.1 设计概述
.........................................................................................................
1
1.2 设计目标与意义
...........................................................................................
2
1.3 章节安排
.......................................................................................................
3
第 2 章 方案论证与选型
............................................................................................
4
2.1 设计任务分析
...............................................................................................
4
2.2 方案论证与选择
...........................................................................................
5
2.2.1 方案一
..................................................................................................
5
2.2.2 方案二
..................................................................................................
5
2.3 方案确定
.......................................................................................................
5
第 3 章 硬件电路设计
................................................................................................
7
3.1 电路原理图
...................................................................................................
7
3.1.1 原理分析
..............................................................................................
8
3.1.2 主回路分析
..........................................................................................
8
3.1.3 控制回路分析
......................................................................................
8
3.1.4 机床部件的快速移动
........................................................................
10
3.1.5 机床保护装置
....................................................................................
10
3.2 I/O 输入输出分配表
..................................................................................
10
3.3 PLC 外部接线图
..........................................................................................
11
3.4 梯形图
.........................................................................................................
12
第 4 章 产品调试
......................................................................................................
15
4.1 调试的设备
.................................................................................................
15
4.2 调试步骤
.....................................................................................................
15
4.3 故障分析
.....................................................................................................
16
第 5 章 产品使用说明
..............................................................................................
18
5.1 功能描述
.......................................................................................................
18
5.2 使用说明
.......................................................................................................
18
第 6 章 心得体会
......................................................................................................
20
致 谢
..........................................................................................................................
21
参 考 文 献
................................................................................................................
22
附 录
..........................................................................................................................
23
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张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书
摘 要
本次设计研究的是 T617 型卧式镗床传统电气控制系统改造的设计。提出了
使用可编程控制器的电气控制系统代替原来的继电器接触器的控制系统,介绍电
动机保护控制系统,阐述了继电器、接触器控制系统的故障特征,研究了短路,
过载,断相及漏电灯多种故障及其保护原理。
设计了以 PLC 为主控芯片控制 T617 型卧式镗床电气系统加工零件的过程。
具体进行了电动机、交流接触器、行程开关等硬件设计。本设计的重点是尝试了
使用可编程控制器,实现了电气控制与计算机技术和通讯技术融为一体的控制特
性,体现了可编程控制器电气控制系统比继电器、接触器电气控制系统,结构简
单、编程方便、调试周期短、可靠性高、抗干扰能力强、故障率低、对工作环境
要求低等一系列优点。
然后进行了实验工作的介绍。首先介绍 PLC 控制应用到改造方案中去从而
大大提高镗床的工作性能。结果表明,可编程控制器改造镗床的控制功能达到了
预期目标。
最后得出全文的结论,总结了使用可编程控制器控制镗床的电气控制系统的
可行性,并且改造后的设备大大降低了机械的故障率,提高了设备的稳定性和效
率,减少了劳动强度降低了日常维护成本,并可避免因误操作而引起的事故功能
及特点。
关键词:可编程控制器 T617 镗床 梯形图 控制线路 PLC 程序设计
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1
第 1 章 引 言
镗床属于一种具有较高精密度的加工机床,其加工范围非常广泛,运动部件
非常多,机械运动控制系统非常复杂。主轴电动机只进行旋转运动,滑座能够沿
左右方向运动、箱体可以沿上下方向移动、主轴前后运动或刀架径向运动均利用
落地镗床内部七个电磁离合器和二个液压电磁阀组合调整齿轮箱和进给电动机
正反向来进行操作。
由于制造武器的需要,在 15 世纪就已经出现了水力驱动的炮筒镗床。1769
年 J.瓦特取得实用蒸汽机专利后,汽缸的加工精度就成了蒸汽机的关键问题。
1774 年英国人 J.威尔金森发明炮筒镗床,次年用于为瓦特蒸汽机加工汽缸体。
1776 年他又制造了一台较为精确的气缸镗床。1880 年前后,在德国开始生产带
前后立柱和工作台的卧式镗床。为适应特大、特重工件的加工,20 世纪 30 年代
发展了落地镗床。随着铣削工作量的增加,50 年代出现了落地镗铣床。20 世纪
初,由于钟表仪器制造业的发展,需要加工孔距误差较小的设备,在瑞士出现了
坐标镗床。为了提高镗床的定位精度,已广泛采用光学读数头或数字显示装置。
有些镗床还采用数字控制系统实现坐标定位和加工过程自动化。
1.1 设计概述
PLC(可编程控制器)是工控系统最重要的核心组件,是整个系统的大脑。PLC
的出现,使其以往的继电器连接控制,成为过去时代。而现的继电器,只能作为
低端的基层控制模块,或在简单的设备中使用。可编程控制器以体积小功能强大
所著称,它不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、
数字运算、数据处理等功能,而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数
字量和模拟量的联系,从而实现生产过程的自动控制。特别是现在,由于信息、
网络时代的到来,扩展了 PLC 的功能,使它具有很强的联网通讯能力,从而更广
泛地应用于众多行业。
现代电气传动技术的发展得益于电力电子技术、自动控制技术和微电子技术
的发展,现代全控开关型电力电子器件制造技术的进步和 PWM 技术的产生使处于
调速系统中的电机电流谐波减小、转矩脉动降低、电机运行效率和调速性能提高;
而现代控制理论的发展为进一步改善电机调速性能提供了有利条件,出现了标志
现代交流调速理论的矢量控制和直使感应电机的调速性接转矩控制,能可以和直
流电机媲美。
近年来发展起来的超大规模可编程逻辑芯片,由于其灵活的可编程能力、快
速的并行信号处理方式、足够多的内部资源、无复位问题和程序跑飞的困扰等,
使其在电气传动领域中获得了广泛应用。
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2
PLC 更高层次的发展,需要不断努力来实现。PLC 的实现已经改变了很多工
控设备,为了更多的工控设备得到改善,发展 PLC 技术时重要途径之一。可编程
控制器作为一种通用的工业控制器它可用于所有的工业领域。当前国内外已经广
泛的将可编程控制器成功地应用到机械、冶金、石油、化工、纺织、交通、电力、
军事等各个领域,并取得了可观的技术经济效益。而且它还代表当今电气控制技
术的世界先进水平。
1.2 设计目标与意义
电控制系统是机床的重要组成部分,其技术的先进与否,在很大程度上决定
了整台机床的综合性能。对系统的可靠性要求越来越高,PLC 具有控制可靠、体
积小、功能强、速度快、组态灵活和可扩展的特点而得到了广泛的应用,电气系
统的可靠性也大大提高了。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的
生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。使用
PLC 构成控制系统,和同等规模的继电接触系统相比,电气接线及开关接点已减
少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC 带有硬件故障自我检
测功能,出现故障时可及时发出警报信息。在电子技术飞速发展的今天,有必要
而且有能力采用新技术对原有电气控制系统进行改造。
在工业控制领域,为了实现弱电对强电的控制,使机械设备实现预期的要求,
继电器系统曾被广泛使用并占主导地位。虽然它具有结构简单、易学易懂、价格
便宜的优点,但其控制过程是由硬件接线的方式实现的。如果某一个继电器损坏,
甚至仅仅是一对触点接触不良,就可能造成系统的瘫痪,而故障的查找和排除又
往往是困难的需要花费很长的时间。如果产品更新换代,则需要改变整个系统的
控制周期。可见,继电气控制系统存在着可靠性低,适应性差的缺点,给人们在
使用上带来很大的不便和遗憾。而机床作为工作母机,对电气的控制也有了很高
的要求--必须有很强的抗干扰能力,运行可靠,并且简化电气控制方式,提高机
床电气的使用寿命,因此对 T68 钉堂床的 PLC 改造是一种适合现代化控制方式。
通过对 PLC 的弱电控制,使输出方式动作而完成钻床预定的工作方式。从而实现
用 PLC 弱电控制强电的目的。使钻床电气部分能够进一步的安全、准确、有效的
运行。
再者由于镗床的运动很多、控制逻辑复杂、相互连锁繁多,采用传统的继电
器控制时,需要的继电器多,接线复杂,因此故障维修困难,费工费时,不仅加
大了维修成本,而且影响设备的功效。采用 PLC 控制可使接线大为简化,不但安
装十分方便而且工作可靠,降低了故障率,减少了维修量,提高了功效。其原控
制电路为继电器控制,接触点、线路复杂、故障多、操作人员维修任务大,为了
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3
克服以上缺点,降低了设备故障率,提高了设备使用效率。
我们采用 PLC 控制改造其机电控制电路,目的是使机床能快速响应动作,灵
活可靠的完成生产任务,而故障率要相应低。PLC 内部的逻辑触点代替了继电器
的机械触点,来控制机床的动作,逻辑触点与机械触点相比动作时间大大缩短,
连接快而可靠,还有就是它的寿命比机械触点有很大幅度的增长,可达到几百万
次到几千万次。
1.3 章节安排
此次设计大致可分为三个部分:第一部分包含第一章至第三章;第二部分包
含第四章至第六章,和给出电路原理图及设计过程;第三部分为第七章,是对设
计成果的总结及心得体会。
设计成果报告,内容组织和章节安排具体如下
第一章:讲述的是设计的设计概述,设计目标及意义;
第二章:讲述的是设计的方案论证与方案的选择;
第三章:讲述的是电路原理分析和原理图;
第四章:讲述的是调试的设备、步骤及故障分析;
第五章:讲述的是产品的使用说明;
第六章:讲述的是设计的心得体会及参考文献。
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