m7475b型平面磨床課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　《電氣控制與PLC應(yīng)用》</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告書</b></p><p>　　班 級(jí)： XXXXX </p><p>　　學(xué) 號(hào)： XXXXXXXXX </p><p>　　姓 名： XXXXXXX

2、 </p><p>　　指導(dǎo)老師： XXXXXXXXXX </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間： 2012.XXXX </p><p><b>　　機(jī)電學(xué)院</b></p><p>　　M7475B型平面磨床PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)的目地 </p>

3、<p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠運(yùn)用電氣控制與PLC課程中的基本理論和實(shí)踐知識(shí)，充分了解設(shè)計(jì)題目的技術(shù)要求和系統(tǒng)控制流程，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)查閱資料，擬定設(shè)計(jì)方案，自行設(shè)計(jì)硬件接線圖和控制程序設(shè)計(jì)，并且在相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行調(diào)試修改，指導(dǎo)控制程序能成功運(yùn)行。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，提高分析能力和設(shè)計(jì)能力。</p><p>　　二、平面磨床主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式</p>

4、;<p>　　1、主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式</p><p>　　磨床是用砂輪對(duì)工件的表面進(jìn)行磨削加工的一種精密機(jī)床。其結(jié)構(gòu)主要由床身、圓工作臺(tái)、電磁吸盤、砂輪架、滑座和立柱等部分組成。它采用立式磨頭，用砂輪的端面進(jìn)行磨削加工，用電磁吸盤固定工件。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示。</p><p>　　圖1 M7475B結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　它的運(yùn)動(dòng)形式有以下幾種

5、：</p><p>　　（1）主運(yùn)動(dòng)：砂輪電動(dòng)機(jī)M1帶動(dòng)砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　?。?）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　（3）輔助運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3帶動(dòng)工作臺(tái)的左右移動(dòng)和磨頭升降電動(dòng)機(jī)M4帶動(dòng)砂輪架在立柱導(dǎo)軌的上下移動(dòng)。</p><p><b>　　平面磨床的拖動(dòng)系統(tǒng)<

6、/b></p><p>　　一般而言，平面磨床的拖動(dòng)系統(tǒng)有著以下特點(diǎn)：</p><p>　?。?）磨床的砂輪和工作臺(tái)分別由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，5臺(tái)電動(dòng)機(jī)都選用交流異步電動(dòng)機(jī)，并用繼電器、接觸器控制，屬于純電氣控制。</p><p>　?。?）砂輪電動(dòng)機(jī)M1只要求單方向旋轉(zhuǎn)。由于容量較大，采用Y—△降壓?jiǎn)?dòng)以限制啟動(dòng)電流。</p><p>

7、　?。?）工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2選用雙速異步電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的高速與低速成旋轉(zhuǎn)。以簡(jiǎn)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。工作臺(tái)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子繞組接成Y形；工作臺(tái)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子繞組接成YY形。其中接觸器KM4選用的是有5個(gè)主觸點(diǎn)的CJ10-10。</p><p>　　（4）電磁吸盤的勵(lì)磁、退磁采用電子線路控制。其充、退磁由SB9、SB10控制。（勵(lì)磁、退磁控制電路省去）</p><p>　　（5）為

8、保證磨床安全和電源不會(huì)被短路，該磨床在工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)與磨頭升降、工作臺(tái)快轉(zhuǎn)與慢轉(zhuǎn)、工作臺(tái)左移與右移、磨頭上升與下降的控制線路中都設(shè)有電氣聯(lián)鎖。</p><p>　　基于平面磨床的工作性質(zhì)和加工精度的要求，一般都會(huì)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的控制方案有著以下幾點(diǎn)要求：</p><p>　　（1）平面磨床是一種精密加工型的機(jī)床，為保證其加工精度的要求，機(jī)床運(yùn)行時(shí)要求其機(jī)身平穩(wěn)。工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)在換向時(shí)要求慣性要

9、小，無(wú)沖擊力。因此，工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)采用液態(tài)傳動(dòng)。</p><p>　　（2）為了提高磨削質(zhì)量，要求砂輪的轉(zhuǎn)速較高，通常采用兩級(jí)的籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。</p><p>　?。?）平面磨削加工中，由于磨削時(shí)溫度較高，為了減少工件的熱變形，必須使工件得到充分的冷卻，同時(shí)冷卻液也要沖走磨屑和沙礫，以保證磨削精度。</p><p><b>　　電氣控制線路分析&l

10、t;/b></p><p><b>　　主電路分析</b></p><p><b>　　圖2 主電路圖</b></p><p>　　圖3 砂輪電機(jī)和工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)圖</p><p>　　砂輪電動(dòng)機(jī)M1:KM1、KM2實(shí)現(xiàn)Y-△降壓?jiǎn)?dòng)</p><p>　　工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)

11、機(jī)M2:KM3、KM4控制低速和高速運(yùn)轉(zhuǎn)</p><p>　　圖4 雙速電機(jī)繞組連接示意圖</p><p>　　圖5 工作臺(tái)移動(dòng)電機(jī)、磨頭升降電機(jī)和冷卻泵電機(jī)圖</p><p>　　工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3：KM5、KM6控制其正反轉(zhuǎn)。</p><p>　　磨頭升降電動(dòng)機(jī)M4：KM7、KM8控制其正反轉(zhuǎn)。</p><p>

12、　　冷卻泵電動(dòng)機(jī)M5：KM9控制</p><p><b>　　控制電路分析</b></p><p>　　圖6 零壓保護(hù)和砂輪電機(jī)控制原理圖</p><p><b>　　零壓保護(hù)：</b></p><p>　　M2和M5的啟動(dòng)和停止采用無(wú)自動(dòng)復(fù)位功能的開(kāi)關(guān)操作，當(dāng)電源電壓消失后開(kāi)關(guān)仍保持原狀。為了防止

13、電壓恢復(fù)時(shí)M2、M5自行啟動(dòng)，線路中設(shè)置了零壓保護(hù)環(huán)節(jié)。在啟動(dòng)各電動(dòng)機(jī)之前必須先按下SB2，零壓保護(hù)繼電器KA1得電自鎖，其自鎖常開(kāi)觸頭接通控制電路電源。電路斷電時(shí)，KA1釋放；當(dāng)再恢復(fù)供電時(shí)，KA1不會(huì)自行得電，從而實(shí)現(xiàn)零壓保護(hù)。</p><p>　　砂輪電動(dòng)機(jī)M1的控制：</p><p>　　按下SB3，KT、KM1得電，電動(dòng)機(jī)Y形啟動(dòng)；延時(shí)后，KM1失電，KM2得電自鎖，KM1重新得

14、電，電動(dòng)機(jī)△正常運(yùn)行；停車時(shí)，按下SB4，M1失電停轉(zhuǎn)。</p><p>　　圖7 工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)、磨頭升降、冷卻泵電機(jī)和充退磁控制原理圖</p><p>　　工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2的控制：</p><p>　　SA1扳到低速，KM3得電，M2△形低速運(yùn)轉(zhuǎn)；SA1扳到高速，KM4得電，M2Y形高速運(yùn)轉(zhuǎn)；SA1扳到零位，KM3和 KM4均失電，M2停止運(yùn)轉(zhuǎn)。</

15、p><p>　　工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的控制：</p><p>　　SB5、SB6點(diǎn)動(dòng)控制；SQ1、SQ2為左移、右移限位保護(hù)。</p><p>　　磨頭升降電動(dòng)機(jī)M4的控制：</p><p>　　SB7、SB8點(diǎn)動(dòng)控制；上升限位由SQ3實(shí)現(xiàn)，下降過(guò)程中不允許工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　冷卻泵電動(dòng)機(jī)M5的控制：<

16、/p><p><b>　　SA2控制。</b></p><p>　?。?）充、退磁控制：</p><p>　　按下SB9，KA2得電；按下SB10，KA2失電。</p><p>　　M7475B型平面磨床正常啟動(dòng)操作</p><p><b>　　1、操作前準(zhǔn)備</b></p

17、><p>　　將SA1置“停止”位置，SA2、SA3置“關(guān)”位置，將SQ1、SQ2、SQ3置“正?！蔽恢谩?lt;/p><p><b>　　2、照明燈的控制</b></p><p>　　將照明燈控制開(kāi)關(guān)SA3旋到“開(kāi)”位置，“照明”指示燈亮，將開(kāi)關(guān)旋到“關(guān)”位置，指示燈滅。</p><p><b>　　3、總啟<

18、/b></p><p>　　按下按鈕SB2，KA1吸合，“總啟”指示燈亮，為以后操作做好準(zhǔn)備。</p><p>　　4、砂輪電動(dòng)機(jī)M1的控制</p><p>　　啟動(dòng)：按下啟動(dòng)按鈕SB3，KM1吸合并自鎖，同時(shí)KT得電，砂輪電動(dòng)機(jī)M1“Y”接法啟動(dòng)，“砂輪啟動(dòng)”指示燈亮。KT延時(shí)到后，KM2吸合，電動(dòng)機(jī)“△”接法運(yùn)行。</p><p>

19、　　停止：按下停止按鈕SB4，KM1、KM2釋放，“砂輪停止”指示燈亮，砂輪電動(dòng)機(jī)M1停止。</p><p>　　5、工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2的控制</p><p>　　低速：將開(kāi)關(guān)SA1旋到“低速”位置，KM3吸合，同時(shí)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2低速運(yùn)行。將開(kāi)關(guān)SA1旋到中間位置，KM3釋放， M2停止。</p><p>　　高速：將開(kāi)關(guān)SA1旋到“高速”位置，KM4吸合，

20、同時(shí)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2高速運(yùn)行。將開(kāi)關(guān)SA1旋到中間位置，KM4釋放，M2停止。</p><p>　　6、工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的控制</p><p>　　左移：按下SB5，KM5吸合，工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3正向轉(zhuǎn)動(dòng)。松開(kāi)SB5，KM5釋放，電動(dòng)機(jī)停止。</p><p>　　右移：按下SB6，KM6吸合，工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3反向轉(zhuǎn)動(dòng)。松開(kāi)SB6，KM6釋放，電動(dòng)機(jī)停止

21、。</p><p>　　限位的摸擬：將左限位開(kāi)關(guān)SQ1（或右限位開(kāi)關(guān)SQ2）旋到“限位”位置，表示機(jī)床工作臺(tái)已到了限位位置，此時(shí)按下向左按鈕SB5（或向右按鈕SB6），工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，只有按下反方向的控制按鈕，電動(dòng)機(jī)才能工作。</p><p>　　7、磨頭升降電動(dòng)機(jī)的控制</p><p>　　上升：按下SB7，KM7吸合，磨頭升降電動(dòng)機(jī)M4正向移動(dòng)。松開(kāi)S

22、B7，KM7釋放，電動(dòng)機(jī)停止。</p><p>　　下降：按下SB8，KM8吸合，磨頭下降電動(dòng)機(jī)M4反向移動(dòng)。松開(kāi)SB8，KM8釋放，電動(dòng)機(jī)停止。</p><p>　　限位的摸擬：將上限位開(kāi)關(guān)SQ3旋到“限位”位置，按下上升按鈕SB7，KM7不能吸合，電動(dòng)機(jī)不能工作，只能按下下降按鈕SB8，進(jìn)行操作。</p><p><b>　　8、冷卻泵的控制</

23、b></p><p>　　將冷卻泵控制開(kāi)關(guān)SA2旋到“開(kāi)”位置，KM9吸合，冷卻泵電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。將SA2旋到“關(guān)”位置，KM9釋放，電動(dòng)機(jī)停止。</p><p><b>　　9、電磁吸盤的模擬</b></p><p>　　按下SB9，KA2吸合，“工作臺(tái)充磁”指示燈亮；按下SB10，KA2釋放，“工作臺(tái)退磁”指示燈亮。</p>

24、<p><b>　　五、硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、PLC選型</b></p><p>　　對(duì)M7475B型平面磨床的PLC這里主要從程序設(shè)計(jì)這個(gè)方面著手，從設(shè)計(jì)中尋找具有合適I/O口的PLC類型。于是我們選擇了FX2N-48MR-001 繼電器型，它是日本三菱公司的可編程控制器(PLC)，繼電器輸出及輸入2

25、4點(diǎn)，輸出24點(diǎn)。FX2N是FX系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型PLC，內(nèi)置用戶存儲(chǔ)器8K步，可擴(kuò)展到16K步，最大可擴(kuò)展到256個(gè)I/O點(diǎn)，可有多種特殊功能擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)多種特殊控制功能（PID、高速計(jì)數(shù)、A/D、D/A、等）。有功能很強(qiáng)的數(shù)學(xué)指令集。通過(guò)通信擴(kuò)展板或特殊適配器可實(shí)現(xiàn)多種通信和數(shù)據(jù)鏈接。</p><p>　　2、接觸器和電動(dòng)機(jī)類型的選擇</p><p>　　接觸器：選擇交流50

26、Hz，電壓380V的接觸器，除KM4選用的是有5個(gè)主觸點(diǎn)的CJ10-10外，其余接觸器均為只有3個(gè)主觸點(diǎn)的接觸器；</p><p>　　電動(dòng)機(jī)：除工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2是雙速電動(dòng)機(jī)外，其余電機(jī)M1、M3、M4、M5均為單速電動(dòng)機(jī)。</p><p><b>　　3、按鈕的選型</b></p><p>　　SB1、SB4、SB10：常閉點(diǎn)動(dòng)按鈕

27、</p><p><b>　　SB3：聯(lián)動(dòng)按鈕</b></p><p>　　SB2、SB5、SB6、SB7、SB8、SB9：常開(kāi)點(diǎn)動(dòng)按鈕</p><p>　　SA1、SA2、SA3：行程開(kāi)關(guān)，手動(dòng)撥檔控制其對(duì)象運(yùn)動(dòng)</p><p>　　SQ1、SQ2、SQ3：限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)沒(méi)有達(dá)到所限位時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合，到達(dá)限位，開(kāi)

28、關(guān)斷開(kāi)。</p><p><b>　　4、輸入、輸出分配</b></p><p>　　根據(jù)輸入/輸出的信號(hào)的要求，I/O口分配如下表所示：</p><p><b>　　I/O口分配表</b></p><p>　　5、PLC控制系統(tǒng)原理圖如下圖所示：</p><p>　　圖8

29、PLC控制系統(tǒng)原理圖</p><p>　　6、PLC外部接線圖如下圖所示：</p><p><b>　　圖9 PLC接線圖</b></p><p><b>　　六、軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、流程圖</b></p><p>　　根據(jù)

30、M7475B的原理圖，對(duì)其實(shí)際工作過(guò)程做出了如下圖的設(shè)計(jì)。</p><p>　　圖10 M7475B型平面磨床工作流程圖</p><p>　　2、M7475B型平面磨床PLC的程序</p><p>　　根據(jù)控制電路的分析和控制的要求編寫出控制程序。，程序如下：</p><p>　　PLC啟保停控制程序如下圖所示。</p><

31、;p><b>　　圖11 梯形圖</b></p><p>　　砂輪電動(dòng)機(jī)M1的星-三角啟動(dòng)控制，由點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)SB3和SB4控制PLC的輸出端Y0、Y1，實(shí)現(xiàn)M1的星-三角啟動(dòng)控制，其程序如下圖所示。</p><p>　　圖12 M1的梯形圖</p><p>　　工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2是有轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1控制的，其輸出端Y2、Y3實(shí)現(xiàn)M2的Y-

32、YY變速轉(zhuǎn)換，在設(shè)計(jì)時(shí)，由于條件有限，用兩個(gè)點(diǎn)動(dòng)按鈕代替了SA1，其程序如下圖所示。</p><p>　　圖13 M2的梯形圖</p><p>　　工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3采用的是點(diǎn)動(dòng)控制，其程序如下圖所示。</p><p>　　圖14 M3的梯形圖</p><p>　　磨頭升降電動(dòng)機(jī)M4和冷卻泵M5也是采用的點(diǎn)動(dòng)控制，其程序如下圖所示。&l

33、t;/p><p>　　圖15 M4和M5的梯形圖</p><p>　　至于各種指示燈的控制，也是點(diǎn)動(dòng)控制，如下圖所示。</p><p>　　圖16 指示燈的梯形圖</p><p><b>　　七、調(diào)試</b></p><p>　　這次實(shí)訓(xùn)是通過(guò)對(duì)軟件程序的調(diào)試來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的。PLC程序的調(diào)試可以分

34、為模擬調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試兩個(gè)調(diào)試過(guò)程。不過(guò)在此之前首先對(duì)PLC外部接線作仔細(xì)檢查，這一個(gè)環(huán)節(jié)很重要。外部接線一定要準(zhǔn)確無(wú)誤。也可以用事先編寫好的試驗(yàn)程序?qū)ν獠拷泳€做掃描通電檢查來(lái)查找接線故障。程序設(shè)計(jì)，初始化程序。在PLC上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動(dòng)作必要的準(zhǔn)備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)作。初始化程序的主要內(nèi)容有：對(duì)某些數(shù)據(jù)區(qū)、計(jì)數(shù)器等進(jìn)行清零，對(duì)某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，對(duì)某些繼電器進(jìn)行置位或復(fù)位，對(duì)某些初始狀態(tài)進(jìn)行顯示等等。軟件

35、模擬法是在PLC中另外編寫一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，其簡(jiǎn)單易行，但時(shí)效性不易保證。模擬調(diào)試過(guò)程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的開(kāi)始監(jiān)控功能監(jiān)控。在程序運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)修正程序，從而實(shí)現(xiàn)控制要求。將設(shè)計(jì)好的程序?qū)懭隤LC后，首先逐條檢查，如果發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤應(yīng)該及時(shí)修改。完成檢查之后進(jìn)行聯(lián)系調(diào)試，在調(diào)試的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題就需要你耐心的查找進(jìn)行更改，如果調(diào)試達(dá)不到要求就要對(duì)程序進(jìn)行部分調(diào)整。調(diào)試主要是需要耐心的檢查，對(duì)照的硬

36、件不能實(shí)現(xiàn)的進(jìn)行修改。總的來(lái)說(shuō)調(diào)試主要是對(duì)程序進(jìn)行</p><p><b>　　八、結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　此次實(shí)訓(xùn)主要是完成兩個(gè)項(xiàng)目：一是Visio的圖紙繪制，二是軟件程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試。</p><p>　　通過(guò)這次的實(shí)訓(xùn)，讓我受益匪淺。第一，認(rèn)識(shí)了團(tuán)隊(duì)合作的力量，要完成一個(gè)項(xiàng)目不是一個(gè)人的事情，當(dāng)中我們有過(guò)分歧但最終達(dá)成共識(shí)，不

37、管結(jié)果怎樣，至少我們?cè)?jīng)在一起努力過(guò)，體驗(yàn)其中的過(guò)程才是真正的收獲。第二，這次的實(shí)訓(xùn)給予了我不同的學(xué)習(xí)方法和體驗(yàn)，讓我深切的認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的重要性。在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我會(huì)更加注重自己的操作能力和應(yīng)變能力，多與這個(gè)社會(huì)進(jìn)行接觸，讓自己更早適應(yīng)這個(gè)陌生的環(huán)境，相信在不久的將來(lái)，可以打造一片屬于自己的天地。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　

38、[1]漆漢宏主編，《電氣控制技術(shù)PLC》，機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[2]張萬(wàn)忠主編，《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》，北京化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　[3]李俊秀、趙黎明主編，《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)訓(xùn)練》，北京化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　[4]《電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練（第三版）》，中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社</p><p>