M7120型平面磨床电气控制 说明书要点

电气控制技术课程设计说明书M7120型平面磨床电气控制

学院：机电工程学院

指导教师：李海军刘宇

专业：电气工程及其自动化

班级：11级电气一班

姓名：温强周琳

学号：110512530 110512556

设计完成日期：2014年5月4日

一、 M7120型平面磨床电气控制设计任务及设计要求 (1)

1 控制设计要求 (1)

2 控制设计任务 (1)

二设计方案 (1)

1 主电路设计 (1)

2 辅助电路设计 (3)

三电气原理图设计 (4)

1 主电路设计与分析 (4)

2 辅助电路设计及分析 (5)

四电气控制板安装与调制 (6)

1 控制板任务 (6)

2 安装实物图片 (6)

3 调试情况 (8)

五 PLC控制的设计 (10)

1 I/O点分析 (10)

2 PLC选型 (10)

3 I/O点分配 (10)

4 PLC外围接线图 (11)

5 PLC程序设计 (12)

6 程序的运行与调试 (14)

六收获与与体会 (23)

七总结：PLC控制与继电器控制的区别 (24)

我先对本次的设计进行了总体的思考和分析M7120型平面磨床主要由4台电动机组成，它们分别是：液压泵电动机M1，砂轮电动机M2，冷却泵电动机M3，砂轮升降电动机M4。M1单向旋转，可实现反接制动、两地控制；M2、M3均单向旋转，M3只有在M2启动后才能运转；M4可实现双向旋转，且只能通过电动控制。首先绘制原理接线图，随后连电路板、进行调试。然后根据电气控制电路的线路图，绘制PLC外围接线图，编程PLC的梯形图，调试。

一、 M7120型平面磨床电气控制设计任务及设计要求

1 控制设计要求

（1）液压泵电动机M1单向旋转，可实现反接制动，两地控制。（2）M2、M3均单向旋转，M3只有在M2启动后才能运转。

（3）M4可实现双向旋转，且M4只能通过电动控制。

（4）M1、M2、M3均有过载保护功能，整个电路具有短路保护功能。（5）机床控制电路及指示灯电路，电压均为380V。其中HL1为控制指示灯，HL2为M1运转指示灯，HL3为M2及M3运转指示灯，HL4为M4运转指示灯。

2 控制设计任务

（1）绘制电气控制原理图（A2图幅），PLC外围接线图（A3图幅），编写PLC控制程序。

（2）制作电气控制板：按照设计指导书要求的控制功能，制作安装液压泵电动机M1，砂轮电动机M2，冷却泵电动机M3，砂轮升降电动机M4主回路及控制回路，取消控制变压器及照明灯。

（3）完成设计说明书。

二设计方案

1 主电路设计

根据设计要求，液压泵电动机M1单向旋转可实现反接制动、两地控制，M2、M3均单向旋转，M4可实现双向旋转。M1、M2、M3均有过载保护功能，整个电路具有短路保护功能。

2 辅助电路设计方案一

方案二

方案二较方案一更加清晰明了，将负载（线圈及指示灯）放到一侧。方案二比方案一实物接线更加方便快捷。

根据上述两种方案的比较，最终选择方案二。

三电气原理图设计

1 主电路设计与分析

U、V、W为三相电源，QF为空气开关，起短路、过载、失压、欠压保护；KM2为正转触点，KM3为制动触点，R起限流的作用。KM4为电动机M2的正转触点，KM5为电动机M3正转触点，KM6为电动机M4的正转触点，KM7为电动机M4的反转触点。FR为热继电器起过载保护。

2 辅助电路设计及分析

（1）按下SB0按钮，交流接触器KM1的线圈得电，其常开触点闭合，实现自锁，若要控制电路断开电源，按下SB1按钮。

（2）按下SB2或SB3按钮，交流接触器KM2的线圈均能得电，其常开触点闭合，自锁，实现两地闭合控制，按下SB4或SB5按钮，KM2的线圈均能失电，实现两地断开控制。

（3）当电动机M1的转速快一定程度时，速度继电器KS闭合。按下SB4或SB5按钮，KM2的线圈失电，KM3的线圈得电，电动机M1反接制动。

（4）按下SB7按钮，KM4的线圈得电，其常开触点闭合，实现自锁。按下SB8按钮，KM5的线圈得电，其常开触点闭合，实现自锁。为使M3在M2启动后才能运转需将KM4线圈的常开触点串联到KM5线圈的支路中。

（5）按下SB6按钮，KM4、KM5的线圈失电，M2、M3均停止转动（6）按下SB9按钮线圈KM6得电，电动机M4正转。按下SB10按钮线圈KM7得电，电动机M4反转。正反转电路不能同时工作，需加互锁。且要求M4电动机点动控制，所以不需加自锁。

（7）指示灯电路：按下SB0按钮时KM1的常开触点闭合，指示灯HL1亮；按下SB2或SB3按钮时KM2或KM3的常开触点闭合，指示灯HL2亮；按下SB7按钮时KM4的常开触点闭合，指示灯HL3亮；按下按钮SB9或SB10，KM6或KM7的常开触点闭合，指示灯HL4亮。

四电气控制板安装与调制

1 控制板任务

按照设计指导书要求的控制功能，制作安装液压泵电动机M1，砂轮电动机M2，冷却泵电动机M3，砂轮升降电动机M4主回路及控制回路，取消控制变压器及照明灯。

2 安装实物图片

说明：该实物连接严格依据电气原理图，由于没有速度继电器，只好用旋钮开关来代替。

3 调试情况

（1）问题：

接触器KM4，在整个控制板接入电源后发生振颤现象

解决方法：

KM4接触器发生振颤原因：电压不够、弹簧弹力不够、短路环断裂、内部有异物。当拆开接触器时发现短路环断裂，及时更换接触器后没有发现此类问题。

（2）问题：

在整个控制板接入电源后，按下SB4或SB5按钮HL2指示灯不熄灭。

解决方法：

错将按钮SB4与SB5并联，将其并联后断开一个常闭按钮不能使KM2的线圈失电，则指示灯HL2无法熄灭。所以应将这两按钮串联，这样断开任一个按钮就能实现HL2指示灯熄灭。

（3）问题：

在整个控制板接入电源后，按下SB7按钮，接触器KM4不吸合，按下SB8按钮，接触器KM5不吸合，HL3指示灯不亮。

解决方法：

认真检查说连接线路没有发现接错的问题，发现按钮SB6一个触头的线接的不牢靠导致无法给KM4线圈、KM5线圈供电。

（4）问题：

接通电源后，不能实现反接制动和正反转

解决方法：

电源本来应该是三项，我们实际接成了两项。两项电换向无意义。所以，接三相电。

（5）问题：

一台热继电器过载断开，所有电路断电

解决方法：

由于之前没彻底理解题目要求，所以将3台热继电器串联。将他们并联到电路之后就解决了这个问题。

五 PLC控制的设计

1 I/O点分析

输入点共有12个，输出点共有11个。

2 PLC选型

考虑到I/O点得留有15%-20%的裕度，应选CPM1A 40CD R-D 其中CPM1A是欧姆龙的一种型号，40是表示，有24个输入点，16个输出点。

3 I/O点分配

输入输出

器件符号功能输入点器件符号功能输入点SB0 供电00000 KM1 控制指示灯

亮

01000

SB1 总停止00001 KM2 M1启动01001 SB2 M1 a地启动00002 KM3 M1反接制

动

01002 SB3 M1 b地启动00003 KM4 M2启动01003 SB4 M1 a地停止00004 KM5 M3启动01004 SB5 M1 b地停止00005 KM6 M4点动正

转

01005

SB6 M3、M3停止00006 KM7 M4点动反

转

01006

SB7 M2启动00007 控制指示灯指示电路供

电

01007

SB8 M3启动00008 M1运转指

示灯指示M1运

转

01008

SB9 M4点动正

转00009 M2、M3运转

指示灯

指示M2、M3

运转

01100

SB10 M4点动反

转00010 M4运转指

示灯

指示M4运

转

01101

KS 速度继电器00011

4 PLC外围接线图

5 PLC程序设计

指令操作数LD 0.00 OR 10.00 ANDNOT 0.01 IL(02)

LDNOT 0.01 OUT 10.00 LD 0.02 OR 0.03 OR 10.01 ANDNOT 0.04 ANDNOT 0.05 ANDNOT 10.02 OUT 10.01 LD 0.04 OR 0.05 OR 10.02 AND 0.11 ANDNOT 10.01 OUT 10.02 LDNOT 0.06

IL(02)

LD 0.07 OR 10.03 OUT 10.03 LD 0.08 OR 10.04 AND 10.03 OUT 10.04 ILC(03)

LD 0.09 ANDNOT 10.06 OUT 10.05 LD 0.10 ANDNOT 10.05 OUT 10.06 LD 10.00 OUT 10.07 LD 10.01 OR 10.02 OUT 10.08 LD 10.03 OUT 11.10

LD 10.05

OR 10.06

OUT 11.11

ILC(03)

6 程序的运行与调试

（1）接通0.00时,10.00得电，KM1自锁，电路供电

（2）接通0.02时，10.01得电，自锁。a地启动电动机M1。

（3）此时，电动机M1的运转指示灯亮

（4）接通0.04时，10.01断电。 a地停止M1。

（5）或接通0.05时，10.01断电。b地停止M1

（6）M1电机转速达到一定值时，速度继电器KS闭合。

（7）断开0.04时，10.01断电，10.02得电，自锁。电动机M1开始反接制动。

（8）断开0.05时，也能达到这种效果。