锯床电控系统的PLC改造设计指导书

《锯床电控系统的PLC改造》毕业设计任务书1、设计专题：GZ4030自动卧式带锯床电控系统得PLC改造。2、机床的技术规格最大锯削直径300mm；最大锯削直径610mm；床面工作台导轨高度700mm.3、机床的动力系统1)主电机（锯条传动电机）2.2KW1420r/min2)水泵电机（冷却泵）0.08KW3）.进退料电机0.55KW4）.液压泵电机0.37KW5).电源电压380V/220V.4、设计应解决的问题：1）PLC选型2）电气原理图3）PLC接线图4）控制程序（梯形图、指令表）。《锯床电控系统的PLC改造》毕业设计设计指导书设计的目的、要求、任务及方法要完成好电气控制系统的设计任务，除掌握必要的电气设计基础知识外，还必须经过反复实践，深入生产现场，将不断积累的经验应用到设计中来。课程设计正是为这一目的而安排的实践性教学环节，它是一项初步的工程训练。通过课程设计，了解一般电气控制系统的设计要求、设计内容和设计方法。电气设计包含原理设计和工艺设计两个方面，不能忽视任何一面，对于应用型人才更应重视工艺设计。课程设计属于练习性质，不强调设计结果直接用于生产。一、设计目的课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。二、设计要求在课程设计中，学生是主体，应充分发挥他们的主动性和创造性。教师的主导作用是引导其掌握完成设计内容的方法。为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点：1)在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。2)在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导数师的帮助，同时要广泛讨论，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。3)所有电气图样的绘制必须符合国家有关规定的标准，包括线条、图型符号、项目代号、回路标号、技术要求、标题栏、元器件明细表以及图样的折叠和装订。4)说明书要求文字通顺、简练，字迹端正、整洁。5)应在规定的时间内完成所有的设计任务。6)如果条件允许，应对自己的设计线路进行试验论证，考虑进一步改进的可能性。三、设计任务课程设计要求是以设计任务书的形式表达，设计任务书应包括以下内容：1)设备的名称、用途、基本结构、动作原理以及工艺过程的简要介绍。2)拖动方式、运动部件的动作顺序、各动作要求和控制要求。3)联锁、保护要求。4)照明、指示、报警等辅助要求。5)应绘制的图样。6)说明书要求。原理设计的中心任务是绘制电气原理图和选用电器元件。工艺设计的目的是为了得到电气设备制造过程中需要的施工图样。图样的类型、数量较多，设计中主要以电气设备总体配置图、电器板元器件布置图、控制面板布置图、接线图、电气箱以及主要加工零件（电器安装底板、控制面板等）为练习对象。对于每位设计者只需完成其中一部分。原理图及工艺图样均应按要求绘制，元器件布置图应标注总体尺寸、安装尺寸和相对位置尺寸。接线图的编号应与原理图一致，要标注组件所有进出线编号、配线规格、进出线的连接方式（采用端子板或接插板）。四、设计方法在接到设计任务书后，按原理设计和工艺设计两方面进行。1．原理图设计的步骤1)根据要求拟定设计任务。2)根据拖动要求设计主电路。在绘制主电路时，可考虑以下几个方面：①每台电动机的控制方式，应根据其容量及拖动负载性质考虑其起动要求，选择适当的起动线路。对于容量小（7.5kW以下）、起动负载不大的电动机，可采用直接起动；对于大容量电动机应采用降压起动。②根据运动要求决定转向控制。③根据每台电动机的工作制，决定是否需要设置过载保护或过电流控制措施。④根据拖动负载及工艺要求决定停车时是否需要制动控制，并决定采用何种控制方式。⑤设置短路保护及其他必要的电气保护。⑥考虑其他特殊要求：调速要求、主电路参数测量、信号检测等。3)根据主电路的控制要求设计控制回路，其设计方法是：①正确选择控制电路电压种类及大小。②根据每台电动机的起动、运行、调速、制动及保护要求依次绘制各控制环节（基本单元控制线路）。③设置必要的联锁（包括同一台电动机各动作之间以及各台电动机之间的动作联锁）。④设置短路保护以及设计任务书中要求的位置保护（如极限位、越位、相对位置保护）、电压保护、电流保护和各种物理量保护（温度、压力、流量等）。⑤根据拖动要求，设计特殊要求控制环节，如自动抬刀、变速与自动循环、工艺参数测量等控制。⑥按需要设置应急操作。4)根据照明、指示、报警等要求没计辅助电路。5)总体检查、修改、补充及完善。主要内容包括：①校核各种动作控制是否满足要求，是否有矛盾或遗漏。②检查接触器、继电器、主令电器的触点使用是否合理，是否超过电器元器件允许的数量。③检查联锁要求能否实现。④检查各种保护能否实现。⑤检查发生误操作所引起的后果与防范措施。6)进行必要的参数计算。7)正确、合理地选择各电器元器件，按规定格式编制元件目录表。8)根据完善后的设计草图，按电气制图标准绘制电气原理线路图，按《电气技术中的项目代号》要求标注器件的项目代号，按《绝缘导线的标记》的要求对线路进行统一编号。2．工艺设计步骤1)根据电气设备的总体配置及电器元件的分布状况和操作要求划分电器组件，绘制电气控制系统的总装配图和接线图。2)根据电器元器件的型号、外形尺寸、安装尺寸绘制每一组件的元件布置图（如电器安装板、控制面板、电源、放大器等）。3)根据元器件布置图及电气原理编号绘制组件接线图，统计组件进出线的数量、编号以及各组件之间的连接方式。4)绘制并修改工艺设计草图后，使可按机械、电气制图要求绘制工程图。最后按设计过程和设计结果编写设计说明书及使用说明书。《锯床电控系统的PLC改造》毕业设计指导书1、GZ4030自动卧式带锯床的原始情况。1.1简述GZ4030自动卧式带锯床的基本结构机床由床身、主传动系统、液压系统、工作台（自动虎钳）、锯架及导向装置、带锯条张紧器、定长装置等组成。1.2存在的问题。设备陈旧、自动化程度低、因是触点控制系统，所以故障率较高、维护不便、操作者劳动强度大。1.3改造目标1.4.1减轻工人的劳动强度、降低材料成本、提高设备的使用效率。通过PLC可编程序的改造，使自动化程度大大提高，采用位置传感器检测进料长度和水银传感器控制锯架回升高度使得加工周期缩短、下料精确、减少浪费、生产效率明显提高。1.4.2提高设备运行的自动化程度，运行可靠，减少设备维护量。PLC是专门为工业环境下而应用的控制器，具有PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。因而可使设备的运行更加可靠，在减少了电器部件的更换次数和维护量的同时，降低运行费用，保证了生产的正常运行。2、PLC可变程序控制器概述：2.1PLC的定义及功能特点。2.1.1定义2.1.2功能特点2.2PLC的基本结构和配置。2.2.1基本结构2.2.2基本配置2.3编程形式2.3.1编程指令2.3.2梯形图2.4编程器件2.4.1软元件种类2.4.2基本逻辑指令概述3.锯床工作过程3.1锯床工作过程分析3.1.1机床的液压系统机床的液压系统由泵站、泵缸、控制部分组成，泵站装在床身内腔的左边，油缸装在机床的右后部，联结工作台和锯架，控制部分分别装在泵站和锯架顶部的控制箱中，三部分用尼龙管连接。液压泵只在锯架上升时工作，齿轮泵通过滤油器吸入液压油，压力油经过溢流阀调压后顶开单向阀经过节流阀到达油缸下腔，驱使活塞杆将锯架顶起，当锯上升到预调的高度或者达到最高位置时，液压电机停止工作，由于此时单向阀关闭，电磁止通阀处于关闭位置，锯架保持在上升后的位置。液压油压力大小可转动溢流阀上调压手轮来调整，以能使锯架顺利上升为准，本机床油压调整到1.6MPa左右。考虑到温度变化对液压系统的影响，在泵站上装有一个节流阀，当锯架的上升速度过快或过慢时可调整该阀，以得到适当的速度，一般锯架全行程上升的时间在10秒左右为好，锯架向下运动的速度由装在操纵箱上的调速阀调整，此时，油泵已停止工作，单向阀关闭，电磁止通阀打开，油缸下腔的油在锯架重力作用下通过电磁止通阀，调速阀流向油箱，锯架向下进给。3.1.2机床的电气控制系统机床的控制按钮，高度选择器（水银开关）和计数器，时间继电器集中安装在锯架顶部的控制箱内，电气柜安装在床身后部的中间，在床身的左前端，工作台的转架上，活动钳口的顶部和定长装置上各装有一个行程开关，用导线连接这些元件和电气组成机床的电气控制系统。机床的手动控制接通电源，将选择开关转到手动位置。各按钮的作用分述如下：SB1——停止应急按钮SB2——启动按钮，当锯架处抬起位置时，按下SB2，主电机M1和水泵电机M2起动，电磁止通阀得电打开，锯架下降切割工件，当锯架下降到后下限位行程开关时，M1、M2、YA1失电停止，锯架将滞留在最低位置，此时，按SB2已无作用。SBb——锯架抬升按钮，无论是自动还是手动，只要按下SBb液压电机M4启动锯架向上抬升，释放此按钮，锯架即停止，当锯架升到最高点压下行程开关SQ4时，锯架停止上升。SB3——锯架下落按钮，按下SB3，电磁止通阀YA1得电打开，锯架下架，释放此按钮，YA1失电关闭，锯架停止下降，锯架下降速度，由操纵箱上的调速阀调整。SM4——送料按钮，将锯架抬高到水银开关所选择的高度，水银开关SQ5接通，此时按SB4，送料电机M3启动（正转），材料在滚柱的带动下向前送料。按SB4前、应目测材料是否能顺利通过，如高度不够，重调水银开关，当材料前进碰到定长装置的挡料螺钉后，限位挡板转动，限位螺钉压缩行程开关SQ3，使送料电机M3停止并煞车，送料运动将停止，释放此按钮，也可中途停止送料。SB5——退料按钮，按SB5、M3启动（反转），材料后退，释放SB5停止后退，手动送/退料只有在主电机停止时才可实现。SQ5——水银高度选择开关，是根据锯削工件的大小来选择锯架的抬升高度，缩短每次切削过程的空车时间，调整时可根据手柄刻度粗调，在自动循环时，目测调整校正。自动循环控制将选择开关转到自动位置，并按锯架上升按钮，使锯架抬起，使水银开关接通，做好自动循环准备工作。按启动按钮SB2，交流接触器KM1、KM2得电并自锁，主电机及冷却泵起动，同时KM1的常开5—12闭合，使电磁铁YA1打开油缸的回油路，锯架下降，锯切工件，当切割完毕，压下行程开关SQ2时，其常开12—14接通，交流接触器KM3及时间继电器KT1同时得电，送料电机启动（反转），使材料后退，退料的长度由时间继电器KT1控制，当时间继电断开，触点28—27接通触点28—29时，KM3失电，退料停止，KM4得电，液M4启动，电磁铁YA1失电关闭，锯架在油缸的作用下上升，当锯架上升到预选的高度，水银开关接通触点18—20，辅助接触器KA1得电，送料电机启动（正转）送料，同时KA1的常闭触点12—13断开，使M4停止，由于YA1失电，锯架将停止在预定高度，计数器计数一次，当料碰定长开关SQ3常闭20—21断开，KA1失电，送料电机停止，YA1得电打开油缸回油路，据架下降切割工件，完成了第一次循环……当次数与计数器预调的一致时，PLC动作其触点3—4断开，使机床自动停止。虎钳中的材料过短时，将不能压下行程开关SQ1，触点4—5将断开，机床也会自停。电气元件一览表符号型号名称规格数量备注M1Y100LI-4三相异步电动机380V2.2KW5A1420r/min1B3型左侧出线E=85mmM2ADB2-12冷却泵380v0.08kw1