项目一 普通车床电气控制系统安装与调试

项目一计普通车床电气控制系统安装与调试延迟符目录CATALOG01020304车床的主要结构及运动形式车床的控制要求延迟符05系统方案设计系统电气设计与安装程序设计延迟符学习目标延迟符延迟符学习目标学习目标1、掌握普通车床电气控制系统原理图；2、能用S7-200SMART控制车床点动和连续运行；3、能根据电气控制系统原理图进行车床点动和连续控制接线；4、能完成车床电气控制系统的运行和调试延迟符一、结构及运动形式延迟符延迟符结构及运动形式1—进给箱2—挂轮箱3—主轴变速箱4—溜板与刀架5—溜板箱6—尾架7—丝杠8—光杠9—床身普通车床的结构示意图：延迟符二、车床的控制要求延迟符延迟符控制要求根据车床的运动情况和工艺要求，车床电气控制部分由以下几个部分组成：一般中小型车床主轴拖动电动机选用单相鼠笼式异步电动机，采用直接启动方式，其正反向运动通过摩擦离合器来实现，因此主轴电机只作单向旋转，为了能实现快速停车，常采用机械制动或者电气制动。一、主运动加工螺纹时，要求刀具移动和主轴转动有固定的比例关系。二、进给运动车削加工时，需要对刀具和工件进行冷却，因此，需要一台电机拖动冷却泵输出冷却液对刀具和工件进行冷却，冷却泵电机需在主轴电机启动之后才能启动，而主轴电机停止是冷却泵电机也停止。为了实现溜板箱的快速移动，由单独的快速移动电机拖动，采用点动方式控制。三、辅助运动延迟符三、系统方案设计延迟符延迟符系统方案设计如图所示，本系统采用S7-200SMART作为控制器，启动按钮和停止按钮控制主轴及进给运动电机的启动和停止，快速移动按钮控制快速移动电机的点动运行。延迟符四、系统电气设计与安装延迟符延迟符系统电气设计与安装普通车床的电气主电路图如图所示，图中M1为主轴电机，带动主轴旋转，M2为冷却泵电机，拖动冷却泵输出冷却液，M3为快速移动电机，拖动刀架实现快速移动。按下启动按钮，接触器KM1线圈得电吸合，KM1主触点闭合，主轴电机M1启动，通过摩擦离合器及传动机构拖动主轴的正转和反转，按下停止按钮，KM1线圈断电，主触点断开，电动机M1停转。冷却泵电机M2由接触器KM2控制，主轴电机M1启动后，KM2接触器线圈才能得电，KM2主触点吸合，当M1电机停止时，KM2接触器线圈断电，KM2主触点断开，M2电机也停止。快速移动电机M3由接触器KM3控制，按住快速移动按钮，KM3线圈得电，KM3主触点吸合，电机M3快速移动，松开快速移动按钮，KM3线圈断电，KM3主触点断开，电机M3停止。一、电气原理分析延迟符系统电气设计与安装根据普通车床控制系统的分析，本系统输入信号有启动按钮、停止按钮、快速移动按钮，输出信号有主轴电机接触器KM1、冷却泵电机接触器KM2、快速移动电机接触器KM3，具体输入/输出信号地址分配情况如表所示。输入信号输出信号序号信号名称PLC地址序号信号名称PLC地址1启动按钮I0.01主轴接触器KM1Q0.02停止按钮I0.12冷却泵接触器KM2Q0.13快速移动按钮I0.23快速移动接触器KM3Q0.2二、I/O地址分配延迟符系统电气设计与安装根据原理分析及控制系统输出/输出地址分配表，该控制系统的PLC接线图如图1-3所示。三、系统的PLC接线图延迟符系统电气设计与安装本项目为学生第一次在YL-158GA电气控制技术实训装置上进行的控制系统安装与接线，因此学生需要先认识安装工作所需的电工工具及部分耗材，如图1-1、图1-2。图1-1图1-2（一）认识安装工具和电气元器件四、系统安装与接线系统电气设计与安装核对工具清单和电气元器件清单，清单如表1-1、表1-2所示。表1-1表1-2（一）认识安装工具和电气元器件序号工具规格数量1剥线钳HY-15012压线钳HS-06WF13尖嘴钳DL210614斜口钳DL220615螺丝刀SLD-A5033/SLD-A503416万用表MY6017内六角09101CH1序号名称文字符号型号数量1三相异步电动机MYS502422组合开关QSDZ47LE-3213熔断器FURT28N-3214交流接触器KMCJX2-0955热继电器FRNR2-2526按钮SBLA68B6注：表1-1工具清单

表1-2电气元器件清单四、系统安装与接线系统电气设计与安装1、正面柜门，正面柜门上有电源总开关及保护、电源启动及保护、多功能仪表、触摸屏、温度控制器及电气控制元件按钮、指示灯及十字开关；电源启动及保护电源总开关及保护温度控制器触摸屏电气控制元件（组件）按钮、指示灯、十字开关多功能仪表（二）认识设备系统电气设计与安装2、正面柜门门后，正面门后有正面门板电源输出的三相五线的插口、触摸屏通讯线插口窗及电气控制元件按钮、指示灯、开关、温控器引出线标识；触摸屏通讯线插口窗正面门板电源输出插口三相五线电气控制元件（组件）按钮、指示灯、十字开关、温控器引出线对应标示（二）认识设备系统电气设计与安装3、正面门后电气元件引出线接线端子，如电源接线端子，按钮、主令开关及十字开关接线端子，指示灯接线端子等；电气控制元件（组件）引出线接线端子（二）认识设备系统电气设计与安装4、正面柜体上面板，正面上面板有柜内照明用日光灯、电流表、电压表、4-20mA电流输出、0-10V电压输出、步进电机驱动器、伺服电机驱动器及开关、PLC固定导轨以及变频器等电气元件固定位置；固定变频器等电器元件电流、电压表及电流（DC4-20mA）、电压（DC0-10V）输出步进电机驱动器伺服电机驱动器伺服电机驱动器开关西门子S7-200固定导轨日光灯用于柜内照明（二）认识设备系统电气设计与安装5、正面下面板，正面下面板有电气元件区、对接引线接线端子以及小车运动单元电子元件器对接引线接线端子小车运动单元（二）认识设备系统电气设计与安装6、反面柜门有电源总开关及保护、电源启动既保护、电源各相电压及电流显示仪表、电气控制元件按钮、指示灯及十字开关电源启动及保护电源总开关及保护电气控制元件（组件）按钮、指示灯、十字开关电源各相电压及电流显示仪表（二）认识设备系统电气设计与安装7、反面门后，反面门后有三相五线电源输出插口反面门板电源输出插口；三相五线（二）认识设备系统电气设计与安装8、反面上面板，反面上面板有柜内照明用日光灯、电流表、电压表、4-20mA电流输出、0-10V电压输出、24V和5V直流电源输出、PLC固定导轨以及变频器等电气元件固定位置。对接引线接线端子电流、电压表及电流（DC4-20mA）、电压（DC0-10V）输出电源：DC24V；DC5V日光灯用于柜内照明西门子S7-200固定导轨固定PLC、变频器等电器元件（二）认识设备系统电气设计与安装9、反面下面板，反面下面板为故障板，学生可利用此故障板上故障现象分析故障原因，排除故障。工作状态转换钥匙开关控制、执行元件引出线接线到电机（二）认识设备系统电气设计与安装1、380V/220V电源在YL-158GA1型现代电气控制系统安装与调试实训考核装置中，S7-300PLC、S7-200SMARTSR40、变频器、伺服电机驱动器、步进电机驱动器等器件上标注U、V、W或者L1、L2、L3的接线端子均需接入380V三相交流电源，由实训装置正反面板上的三相五线制电源供电；器件上标注L1、N、接线端子均需接入220V单相交流电源，L1由实训装置正反面板上的三相五线制电源中的任一相火线接入，零线N和由面板上N和PE端子接入。（一）电源接线2、24V电源在YL-158GA1型现代电气控制系统安装与调试实训考核装置中，S7-300PLC、S7-200SMARTSR40、变频器、伺服电机驱动器、步进电机驱动器等器件上标注L+、M的端子均需接入24V电源，L+接24V电源正端（24V），M接24V电源负端（0V）。（二）PLC的I/O接线PLC的I/O接线根据控制系统接线图进行接线，注意信号必须构成回路。三、安装步骤延迟符五、程序设计延迟符程序设计双击电脑桌面上S7-200SMART编程软件图标，打开编程软件如图所示一、启动运行S7-200SMART编程软件程序设计在图左侧CPU处双击，弹出CPU设置对话框如图所示，在模块处点击下拉菜单，选择CPUSR40(AC/DC/Relay)。二、硬件组态程序设计（一）修改电脑IP地址在电脑桌面的右下角双击网络标识，进行电脑的IP地址设置192.168.2.9（此地址可以自己设定），具体设置步骤如图所示。三、设置以太网通讯地址程序设计（二）设置PLC的IP地址电脑IP地址设置完成后，再进行PLC地址的设置，双击PLC编程软件左侧的通信按钮，弹出通信设置窗口，如图1-1所示。点击查找PLC，如果PLC已经连接好，通讯设置窗口右侧的MAC地址、IP地址等会自动显示出来，如图1-2所示。此处MAC地址是西门子PLC的“身份证”，每个PLC的，MAC地址均不相同，IP地址可以按要求进行修改，但必须跟电脑的IP地址在同一个网段，也就是IP地址的前三位是一致的。三、设置以太网通讯地址程序设计(一)主轴电机按下启动按钮I0.0，主轴电机接触器线圈得电，主触点吸合，主轴电机运行。（二）冷却泵电机由于工件在加工过程中会发热，为了给工件降温，冷