PLC控制的T68型卧式镗床电气控制

1、-工学院课 程 设 计课程名称： 机电传动控制课程设计 题目： PLC控制的T68型卧式镗床电气控制 学 院： 机械工程学院 专业班次： 机械电子2021级 姓 名： 涛 指导教师： 路连 学 期： 20212021学年 第一学期 日 期： 2021.12.27 . z-目 录一、引言1 1.1 可编程控制器的概况1 1.2 可编程控制器的特点1二、T68卧式镗床电气控制原理图2三、T68型卧式镗床电气控制电路33.1 镗床的主要构造，运动形式和控制要求33.2电气控制线路的特点53.3电气控制线路的分析5四、T68卧式镗床常规低压电气控制改PLC控制原理改造说明8五、实验接线图9六、输入/输

2、出接线列表10七、T68卧式镗床电气模拟装置的试运行操作 10 7.1准备工作10 7.2操作试运行10八、个人总结17九、参考文献18. z-一、引 言1.1 可编程序控制器的概况可编程序控制器Programmable Controller是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的，以微处理器为根底，综合了计算机技术、自动控制技术、通讯技术等高新技术，而在近年来开展迅速、应用极广的一类工业装置。早期的可编程序控制器称作可编程逻辑控制器ProgrammableLogicController简称PLC。它主要用来代替继电器实现逻辑控制，随着技术的开展这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的

3、围。因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了防止与个人计算机(Personal puter)的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC。1.2 可编程序控制器的特点可编程序控制器适应工业环境，简单易懂、操作方便，是可靠性较高的新一代通用控制装置，其特点为：1可靠性高，抗干扰能力强。2适应性强，应用灵活。3编程方便，易于承受。4控制系统设计、安装、调试方便。5维修方便，维修工作量小。6功能完善。三、 T68型卧式镗床电气控制电路3.1 镗床的主要构造，运动形式和控制要求3.1.1 卧式镗床的主要构造T68卧式镗床的构造如图1,主要由床身、前立柱、镗头架、后立柱、尾座、下溜板，上溜板

4、，工作台等局部组成。图1 T68型卧式镗床的构造床身是一个整体的铸件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直导轨上装有镗头架，镗头架可沿导轨垂直移动。镗头架上装有主轴、主轴变速箱、进给箱与操纵机构等部件。切削刀具固定在镗轴前端的锥形孔里，或装在平旋盘的刀具溜板上。在镗削加工时，镗轴一面旋转，一面沿走轴向做进给运动。平旋盘只能旋转，装在其上的刀具溜板做径向进给运动，因此单独旋转，也可以不同转速同时旋转。在床身的另一端装有后立柱，后立柱可沿床身导轨在镗主向方向调整位置。在后立柱导轨上安装有尾座，用来支持镗轴的末端，尾座与镗头架同时升降，保证二者的轴心在同一水平线上。安装工件的做工台安放在床身中部的

5、导轨上，它由下溜板、上溜板与可转动的做工台组成。下溜板可沿床身导轨做纵向运动，上溜板可沿下溜板的导轨做横向运动，工作台相对于下溜板可做回转运动。3.1.2 卧式镗床的运动形式1主运动为镗轴和平旋盘的旋转运动。2进给运动为镗轴的轴向进给、平旋盘刀具溜板的径向进给、镗头架的垂直进给、工作台的纵向进给和横向进给。3辅助运动为工作的回转、后立柱的轴向移动、尾座的垂直移动及各局部的快速移动等。3.1.3 卧式镗床的控制要求1主轴旋转与进给量都有较宽的调速围，主运动与进给运动由一台电动机拖动，为简化传动机构采用双速笼型异步电动机。2由于各种进给运动都有正反不同方向的运转，故主电动机要求正、反转。3为满足调

6、整工作需要，主电动机应能实现正、反转的点动控制。4保证主轴停车迅速、准确，主电动机应有制动停车环节。5主轴变速与进给变速可在主电动机停车或运转时进展。为便于变速时齿轮啮合，应有变速低速冲动过程。6为缩短辅助时间，各进给方向均能快速移动，配有快速移动电动机拖动，采用快速电动机正、反转的点动控制方式。7主电动机为双速电机，有高、低两种速度供选择，高速运转时应先经低速起动。8由于运动部件多，应设有必要的联锁与保护环节。3.2电气控制线路的特点因机床主轴调速围较大，且功率恒定，主轴与进给电动机1M采用双速电机。低速时，1U1、1V2、1W2接三相交流电源，1U2、1V2、1W2悬空，定子绕组结成三角形

7、，每组绕组中两个线圈串联，形成的磁极对数P=2；高速时，1U1、1V2、1W2端接电源，电动机定子绕组连接成双星型，每相绕组中的两个线圈并联，磁极对数P=1.高、低速的变换，由主轴孔盘变速机构的行程开关SQ7控制。主电动机1M可正、反转连续运行，也可点动控制，点动时为低速。主轴要求快速准确制动时，定子绕组串入电阻R。主电动机低速时直接启动。高速运行时有低速启动延时后再自动转成高速运行的，以减小启动电流。在主轴变速或进给变速时，主电动机需要缓慢转动，以保证变速齿轮进入良好啮合状态。主轴和进给变速均可在运行中进展，变速操作时，主电动机便作低速断续冲动，变速完成后恢复运行。主轴变速时，电动机的缓慢转

8、动是由行程开关SQ4和SQ6以及速度继电器KS共同完成的。3.3电气控制线路的分析3.3.1主电动机的启动控制(1) 主电动机的点动控制 主电动机的点动点动有正向点动和反向点动，分别由按钮SB4和SB5控制。按SB4接触器KM1线圈通电吸合，KM1的辅助常开触点闭合，使接触器KM4线圈通电吸合，三相电源经KM1的主触点，电阻R和km4的主触点接通主电动机1M的定子绕组，接法为三角形，使电动机在低速下正向旋转。松开SB4主电动机断电停顿。(2) 主电动机的正反转控制 当要求主电动机正向低速旋转时，行程开关SQ7的触点处于断开位置，主轴变速和进给变速用行程开关SQ3、SQ4均为闭合状态。按SB2，

9、中间继电器KA1线圈通电吸合，它有三对常开触点，KA1常开触点闭合自锁；KA1常开触点闭合，接触器线圈通电吸合，电阻R短接，KA1常开触点闭合和KM3的辅助常开触点闭合，使接触器km1线圈通电吸合，并将km1线圈自锁。KM1的辅助常开你触点闭合，接通主电动机低速用接触器km4线圈，使其通电吸合。由于接触器KM1、KM3、KM4的主触点均闭合，故主电动机在全电压、定子绕组三角形连接下直接启动，低速运行。当要求主电动机为高速旋转时，行程开关SQ7的触点、SQ3、SQ4均处于闭合状态。按后，一方面KA1、KM3、KM1、KM4的线圈相继通电吸合，使主电动机在低速下直接启动；另一方面由于SQ7的闭合，

10、使时间继电器KT线圈通电吸合，经延时后，KT的通电延时闭合的常开触点闭合，使接触器KM5线圈通电吸合，KM5的主触点闭合，将主电动机的定子绕组接成双星形后，重新接到三相电源，故从低速启动转为高速旋转。主电动机的反向低速或高速的启动旋转过程与正向启动旋转过程相似，但是反向启动旋转所用的电器为按钮SB3、中间继电器KA2，接触器KM3、KM2、KM4、KM5、时间继电器KT。3.3.2主电动机的反转制动的控制当主电动机正转时，速度继电器KS正转，常开触点KS闭合，二正转的常闭触点KS断开。主电动机反转时，KS反转，常开触点KS闭合，为主电机正转或反转停顿时的反接制动做准备。按停顿按钮SB1后，主电

11、动机的电源反接，迅速制动，转速降至速度继电器的复位转速时，其常开触点断开，自动切断三相电源，主电动机停转。具体的反接制动过程如下：（1） 主电动机正转时的反接制动 设主电动机为低速正转时，电器KA1、KM1、KM3、KM4的线圈通电吸合，ks的常开触点KS闭合。按SB1，SB1的常闭触点先断开，使KA1、KM3线圈通电，KA1的常开触点断开，又使KM1线圈断电，一方面使KM1的主触点断开，主电动机脱离三相电源，另一方面使KM1分断，使KM4断电；SB1的常开触点随后闭合，使KM4重新吸合，此时主电动机由于惯性转速还是高，KS仍闭合，故使KM2线圈通电吸合并自锁，KM2的主触点闭合，使三相电源反

12、接后经电阻R、KM4的主触点接到主电动机定子绕组，进展反接制动。当转速接近零时，KS正转常开触点KS断开，KM2线圈断电，反接制动完毕。 2主电动机反转时的反接制动 反转时的制动过程与正转制动过程相似，但是所用的电器是KM1，KM4，KS的反转常开触点KS1314。 3主电动机工作在高速正转及高速反转时的反接制动过程可仿上自行分析。在此仅指明，高速正转时反接制动所用的电器是KM2，KM4，KS1318；高速反转时反接制动所用的电器是KM1，KM4，KS1314触点。 3.3.3主轴或进给变速时主电动机的缓慢制动控制 主轴或进给变速既可以在停车时进展，又可以在镗床运行中变速。为使变速齿轮更好的啮

13、合，可接通主电动机的缓慢转动控制电路。 为主轴变速时，将变速孔盘拉出，行程开关SQ3常开触点SQ349断开，接触器KM3线圈断电，主电路中接入电阻R，KM3的辅助常开触点417断开，使KM1线圈断电，主电动机脱离三相电源。所以，该机床可以在运行中变速，主电动机能自动停顿。旋转变速孔盘，选好所需的转速后，将孔盘推入。在此过程中，假设滑移齿轮的齿和固定齿轮的发生顶撞时，则孔盘不能退回原位，行程开关SQ3、SQ5的常闭触点SQ3313、SQ51514闭合，接触器KM1、KM4线圈通电吸合，主电动机经电阻R在低速下正向启动，接通瞬时点动电路。主电动机转动转速达*转时,速度继电器KS正转常闭触点KS13

14、15断开，接触器KM1线圈断电，而KS正转常开触点KS1318闭合，使KM2线圈通电吸合，主电动机反接制动。当转速降到KS的复位转速后，则KS常闭触点KS1315又闭合，常开触点KS1318又断开，重复上述过程。这种间歇的启动、制动，使主电动机缓慢旋转，以利于齿轮的啮合。假设孔盘退回原位，则SQ3，SQ5的常闭触点SQ3313、SQ51514断开，切断缓慢转动店里。SQ3的常闭触点SQ349闭合，使KM3线圈通电吸合，其常开触点417闭合，又使KM1线圈通电吸合，主电动机在新的转速下重新启动。进给变速时的缓慢转动控制过程与主轴变速一样，不同的是使用的电器是行程开关SQ4、SQ6。3.3.4主轴

15、箱、工作台或主轴的快速移动 该机床个部件的快速移动，由于手柄操作快速电动机2M拖动完成的。当快速手柄扳向正向快速位置时，行程开关SQ9被压动，接触器KM6线圈通电吸合，快速移动电动机2M正转。同理，当快速手柄扳向反向快速位置时，行程开关SQ8被压动，KM7先全通电吸合，2M反转。3.3.5主轴进刀与工作台联锁为防止镗床或刀具损坏，主轴箱和工作台的机动进给，在控制电路中必须互联锁，不能同时接通，它是由行程开关SQ1、SQ2实现。假设同时有两种进给时，SQ1、SQ2均被压动，切断控制电路的电源，防止机床或刀具损坏。四、T68卧式镗床常规低压电气控制改PLC控制原理改造说明1去掉电源指示HL和照明灯

16、EL,加快加速电机正转指示灯HL1、快速电机反转指示灯HL2、主轴电机正转指示灯HL3、主轴电机反转灯HL4、主轴高速指示灯HL5、主轴低速指示灯HL6。（2） 主轴箱与工作台的联锁保护开关SQ1和SQ2分别用开关SA4和SA5模拟。（3） 主轴变速联锁开关和进给变速成联锁开关SQ3、SQ4由开关SA6、SA7模拟。（4） 主轴变速冲动和进给变速冲动开关SQ5、SQ6标号改为SQ1、SQ3。（5） 高速选择开关SQ7由开关SA2代替SA2使用“13、14。（6） 快进电动机正反转控制SQ8、SQ9标号改为SQ2、SQ4。（7） 增加M2电机的热继电器保护。（8） 制动电阻增加3个。（9） 去掉

17、了中间继电器KA1、KA2和时间继电器KT。（10） 接触器KM1替换为KM5、接触器KM5替换为KM1。六、输入/输出接线列表序号功能输入序号功能输出1主轴停顿按钮SB1I0.01M1正转接触器KM5Q0.02主轴正转按钮SB2I0.12M1反转接触器KM2Q0.13主轴反转按钮SB3I0.23M1短接电阻接触器KM3Q0.24主轴正转点动按钮SB4I0.34M1低速控制接触器KM4Q0.35主轴反转点动按钮SB5I0.45M1高速控制接触器KM1Q0.46主轴箱连锁开关SA4I0.56M2正转接触器KM7Q0.57工作台连锁开关SA5I0.67M2反转接触器KM8Q0.68变速连锁SA6I

18、0.78快速电机正转HL1Q0.79变速连锁SA7I1.09快速电机反转HL2Q1.010主轴变速冲动SQ1I1.110主轴正转HL3Q1.111进给变速冲动SQ3I1.211主轴反转HL4Q2.012主轴上下速选择SA2I1.312主轴高速HL5Q2.113进给反转SQ4I1.413主轴低速HL6Q2.214进给正转SQ2I1.515速度继电器正转常开触点KSZI2.016速度继电器反转常开触点KSFI2.117主轴电机热保护FR1I2.218进给电机热保护FR2I2.3七、T68卧式镗床电气模拟装置的试运行操作7.1准备工作（1） 断开其它电源，只接通主机电源将相应程序下载到主机中。（2）

19、 断开三相电源和PLC电源，按实验接线图认真接线，先接PLC控制线路，再接主电气控制线路。仔细检查接线以确保接线无误。（3） 查看各电气元件上的接线是否结实，各熔断器是否安装良好。（4） 独立安装好接地线，并将所有开关置分断位置。7.2操作试运行（1） 先合上装置左侧的总电开关，接通主机电源，按下主控电源板上的启动按钮，再合上QS。（2） 确认主轴变速开关SA6、SQ1，进给变速转换开关SA7、SQ3，然后对主轴电机、快速移动电机进展电气模拟操作。可先试操作“主轴电机的运行主轴变速开关SA6置向“1、“进给变速冲动变速转换开关SA7置向“1。（3） 主轴电机低速正向运转： 条件：SA2打向“0

20、实际中SA2与速度选择手柄联动 操作：按SB2KM3、KM5、KM4吸合，主轴电机1M“接法低速运行。 按SB1，主轴电机制动运转。在运行的过程中主轴电机正转指示灯HL3、主轴低速指示灯HL6。（4） 主轴电机高速正向运转： 条件：SA2打向“1实际中SA2与速度选择手柄联动 操作：按SB2KM3、KM5、KM4相继吸合，使主轴电机1M接成“低速运行，同时主轴低速指示灯HL6亮；延时3S后，KM4释放，KM1通电吸合，使1M换接成YY高速运行，同时主轴高速指示灯HL5亮。在运行的过程中主轴电机正转HL3亮。按SB1，主轴电机制动停转。主轴电机的反向低速、高速操作可按SB3，参与的电器有KM3、

21、KM2、KM4、KM1，可参照上面3、4步骤进展操作。在运行的过程中主轴电机反转HL4亮。（5） 主轴电机正反向点动操作： 按SB4可实现电机的正向点动，参与的接触器有KM5、KM4；按SB5可实现电机的反向点动，参与的接触器有KM2、KM4。（6） 主轴电机反接制动操作 当按SB2，主轴电机1M正向低速运行，此时：KSZ闭合，KSF断。再按下SB1 按钮，KM3、KM5释放，KM4、KM2吸合，主轴电机1M在串入电阻下反接制动，转速下降至KSZ断时，KM4、KM2失电释放，制动完毕。 当按SB2，主轴电机1M高速正向运行，此时：KM3、KM1、KM5为吸合状态，速度继电器KSZ闭合，KSF断

22、。 再按下SB1按钮，KM1、KM3、KM5释放，同时KM4、KM2吸合，电机工作于“下，并串入电阻反接制动至停顿。 在按SB3，电机工作于低速反转或高速反转时的制动操作分析，可参照上诉分析对照进展。（7） 主轴变速与进给变速时的主轴电机瞬动模拟操作。主轴变速：主轴电机运行或停顿均可 操作：将SA6置于“0位，按住SQ1，此时主轴电机工作于间隙地起动和制动。获得低速旋转，便于齿轮啮合。电器状态为：KM4吸合，KM5、KM2交替吸合。松开SQ1，主轴冲动停顿。注：实际机床中，变速时，“变速机械手柄与SA6、SQ1有机械联系，变速时带动SA6、SQ1动作i，而后复位。进给变速操作：主轴电机运行或停顿均可操作：将SA7置于“0位，按住SQ3，电气