1、電氣課程設(shè)計說明書CM6132型車床電氣設(shè)計學(xué) 院：專 業(yè)：姓 名： 班 級：指導(dǎo)教師： 設(shè)計完成日期：2012年5月25日目錄一課程設(shè)計的目的和要求3二設(shè)計過程5三CM6132型車床原理圖設(shè)計63.1. 主電路設(shè)計63.2CM6132型輔助電路設(shè)計8四電氣控制板的安裝制作10五CM6132型車床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計165.1PLC的選擇165.2I/O分配175.3.外圍接線圖185.4.控制程序設(shè)計18六.設(shè)計小結(jié)24參考文獻25附錄1 電氣控制主接線圖附錄2 PLC外圍接線圖一課程設(shè)計的目的和要求1.課程設(shè)計的目的通過電氣控制技術(shù)的課程設(shè)計實踐，掌握電氣控制的設(shè)計方法、電器元件的選用、電氣

2、控制線路的安裝與調(diào)試，掌握可編程控制器硬件電路的設(shè)計方法，熟練使用小型可編程控制器的編程軟件，掌握可編程控制器軟件程序的設(shè)計思路和梯形圖的設(shè)計方法，掌握可編程控制器程序的應(yīng)用及調(diào)試、監(jiān)控、運行方法，掌握設(shè)計資料整理和繪圖軟件的使用方法。在設(shè)計過程中，通過較為完整的工程實踐基本訓(xùn)練，為綜合素質(zhì)全面提高及增強工作適應(yīng)能力打下堅實的基礎(chǔ)。2. 課程設(shè)計的要求（1）在接受設(shè)計任務(wù)并選課題后根據(jù)設(shè)計要求和內(nèi)容，擬定工作進度計劃，合理安排時間，并在規(guī)定時間內(nèi)完成所有設(shè)計任務(wù)。（2）在方案確定過程中主動提問，以取得指導(dǎo)老師的幫助，廣泛討論，做到思路開闊，依據(jù)充分，在設(shè)計過程中多思考，主要參數(shù)的確定要經(jīng)過計算

3、論證。（3）根據(jù)要求設(shè)計電氣控制線路，計算并選擇電器元件。（4）按指導(dǎo)老師制定內(nèi)容部置并安裝電器元件與控制線路。（5）進行電氣控制線路的通電調(diào)試，排除故障。（6）設(shè)計相應(yīng)的PLC控制程序?qū)崿F(xiàn)傳輸、調(diào)試和運行。（7）制作電氣控制設(shè)計過程中的成套圖紙與設(shè)計說明書。課程設(shè)計（論文）任務(wù)書專 業(yè)班 級學(xué) 生指導(dǎo)教師題 目CM6132型車床電氣控制設(shè)計子 題課題二；設(shè)計時間2012年5月17日 至 2012年5月21日 共2周設(shè)計要求設(shè)計任務(wù)：1. 繪制電氣控制原理圖（A2圖幅）、PLC外圍接線圖（A3圖幅），編寫PLC控制程序。2. 制作電氣控制板：按照設(shè)計指導(dǎo)書要求的控制功能，制作安裝電動機主回路、

4、控制回路和指示回路。3. 完成設(shè)計說明書。設(shè)計內(nèi)容要求：1.M1-M3均采用直接起動；2.主軸電動機M1具有正反轉(zhuǎn)控制功能，并可以實施反接制動；3.液壓泵電動機M3啟動后M1才能工作；4.冷卻泵電動機M2由轉(zhuǎn)換開關(guān)進行控制；5.只有M1啟動后M2才能啟動；6.液壓啟動電動機M3由中間繼電器進行控制；7.整個線路具有短路保護、過載保護功能；8.正反轉(zhuǎn)時要具有“互鎖”功能；9信號燈HL1為電源顯示，電壓為220V；10通過轉(zhuǎn)換開關(guān)控制照明燈HL2，電壓為36V。二設(shè)計過程1.查閱資料，明確設(shè)計目的、要求、方法，任務(wù)分工；2.制定設(shè)計方案，繪制草圖；3設(shè)計方案審核，繪制電器原理圖；4.元器件選擇、列

5、表，繪制安裝圖、設(shè)計方案修正；5.領(lǐng)取工具及電器元件等材料，電路控制板安裝；6.檢查線路、通電調(diào)試、故障排除、繪圖；7.任務(wù)驗收；8. PLC程序設(shè)計；9. PLC程序調(diào)試、運行與PLC外圍接線設(shè)計；10.任務(wù)驗收；11.整理歸還工具；12.寫課程設(shè)計說明書。13.答辯三.CM6132型車床電氣控制原理圖設(shè)計（一）.主電路設(shè)計 1.M1主軸電動機的設(shè)計（1）.主軸電動機要求正反轉(zhuǎn)，并反接制動和必要的短路過載保護，電路圖如下： 圖3-1（2）主軸電動機采用直接控制啟動，當(dāng)KMA，KME閉合時電動機正轉(zhuǎn)，當(dāng)KMB，KME閉合時電動機反轉(zhuǎn)，當(dāng)電動機正轉(zhuǎn)反接制動時，KMB閉合，KMA KME斷開，通過

6、制動電阻實現(xiàn)反接制動，當(dāng)電動機反轉(zhuǎn)時反接制動時，KMB KME斷開，KMA閉合，通過制動電阻實現(xiàn)反接制動，KS為速度繼電器，當(dāng)電動機關(guān)斷電源時，速度繼電器由于慣性，仍保持一定的速度，使速度繼電器觸點閉合，接通反接制動回路，當(dāng)速度降到一定時，速度繼電器觸點斷開，反接制動結(jié)束。2.M2冷卻泵電動機設(shè)計圖3-2 （1）冷卻泵電動機采用直接啟動方式，只有在主電動機啟動的條件下，才能啟動。3.液壓泵電動機設(shè)計圖3-3（1）液壓泵電動機同樣采取直接啟動的方式，只有液壓泵電動機啟動后，主電動機才能工作。（二）CM6132型車床輔助電路設(shè)計1照明電路及指示燈電路設(shè)計圖3-4（1） 本設(shè)計要求信號燈HL1為電源

7、顯示，電壓為220V，照明電路需由轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，電壓為36V。（2） 本設(shè)計中將信號燈接入主電路中，照明電路通過電壓互感器將220V電壓轉(zhuǎn)換為36V接入照明電路。2 控制電路設(shè)計 圖3-5 控制電路要求電動機的順序控制，電動機正反轉(zhuǎn)，及反接制動。按下SB2按鈕，液壓泵電動機機起動，這時后續(xù)電路才能得電，SB1按鈕為總停按鈕。按下SB4按鈕，主電動機M1正轉(zhuǎn)，此時按下SB3按鈕，正轉(zhuǎn)回路失電，由于慣性，電動機仍在旋轉(zhuǎn)，速度繼電器觸點仍在閉合狀態(tài)，反接制動回路接通，KMB得電，電路進入反接制動狀態(tài)，直到速度降到臨界值，速度繼電器觸點斷開。反轉(zhuǎn)亦如此。在主電機M1得電的情況下，冷卻泵電動機得電，旋轉(zhuǎn)

8、轉(zhuǎn)換開關(guān)SA，來控制冷卻泵電機的通斷。電氣主接線圖 根據(jù)以上幾部分的電路設(shè)計，電氣原理圖整合如下： 圖3-6四.電氣控制板的安裝制作1安裝的制作內(nèi)容要求 制作電氣控制板：按照設(shè)計指導(dǎo)書要求的控制功能，制作安裝M1,M2,M3電機的主回路及控制回路，取消指示回路及照明。2.電氣安裝的工藝要求（一）安裝前的準(zhǔn)備工作（1）圖紙和資料的準(zhǔn)備（2）常用材料，工具和測量儀表的準(zhǔn)備（二）電氣設(shè)備的總體布置（1）劃分組件和布局的原則（2）電氣控制設(shè)備的各部分及組件之間的接線方式（三）繪制電氣控制裝置的電器元件布置圖（四）繪制電氣控制裝置的接線圖（五）電氣配線工藝3.元器件的選擇(一).空氣開關(guān)的選擇低壓斷路器

9、俗稱為自動開關(guān)、空氣開關(guān)，是一種既有手動開關(guān)作用，又能自動進行短路、過載、欠壓保護的電器。作用：用于不頻繁地接通和分?jǐn)嗑€路正常工作電流，也能在電路中流過故障電流時（短路、過載、欠電壓等）在一定時間內(nèi)斷開故障電路。 空氣開關(guān)的額定電壓和額定電流應(yīng)不小于電路的正常工作電壓和電流。（二）.接觸器的選擇 接觸器是一種能頻繁地接通和斷開遠距離用電設(shè)備主回路及其它大容量用電回路的自動控制電器。主要的控制對象是電動機。（1）選擇接觸器的類型：接觸器的類型應(yīng)根據(jù)負載電流的類型和負載的輕重來選擇,即是交流負載還是直流負載,是輕負載、一般負載還是重負載. （2）額定電壓的選擇：接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負載回路

10、的電壓。（3）額定電流的選擇：接觸器的額定電流應(yīng)大于或等于被控回路的電流。對于電動機負載可按下列經(jīng)驗公式計算：I=PKU(I為接觸器主觸點電流，P為電動機額定功率，U為電動機額定電壓，K為經(jīng)驗系數(shù)，一般取11.4)。（4）吸引線圈的額定電壓選擇：吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路所接控制電路的電壓一致。（5）接觸器的觸點數(shù)量、種類的選擇：觸點數(shù)量和種類應(yīng)滿足主電路和控制線路的要求。（三）.熱繼電器的選擇熱繼電器是一種保護電器，專門用來對電動機進行過載保護和斷相保護,以防止電動機過熱損壞。 熱繼電器的選擇應(yīng)按電動機的工作環(huán)境、啟動情況、負載性質(zhì)等因素來考慮。 熱元件選好后，還需根據(jù)電動機的額定電

11、流來調(diào)整它的整定值。（四）.按鈕的選擇 （1）根據(jù)使用場合選擇種類，如開啟式、保護式、防水式、防腐式等。 （2）根據(jù)用途選擇型式，如手把旋鈕式、鑰匙式、緊急式等。 （3）按控制回路的需要，確定不同的按鈕數(shù)。（五）熔斷器的選擇 熔斷器是一種最簡單有效的保護電器。在使用時，串接在所保護的電路中，作為電路及用電設(shè)備的短路和嚴(yán)重過載保護，主要用作短路保護。(六)元件明細表 如圖4-1元器件型號數(shù)量空氣開關(guān)DZ47-601接觸器CJX2-093熱繼電器JR36-203熔斷器R7/8-321按鈕LAY37(PBC)5旋鈕BE1013-4(ON)2中間繼電器JZX-22F5圖4-14.實物連接圖圖4-2（1

12、）轉(zhuǎn)換開關(guān)SA （2）按鈕SB3 （3）按鈕SB1(4) 按鈕SB5 （5）按鈕SB4 （6）按鈕SB4(7)速度繼電器觸電 （8-12）中間繼電器KA1-KA5(13)空氣斷路器 （14）熔斷器 (15)接觸器KMA(16)接觸器KMB (17)接觸器KME （18）接觸器KMC(19)接觸器KMD (20)熱繼電器FR1（21）熱繼電器 FR2 (22)熱繼電器FR3 5.板子調(diào)試中出現(xiàn)的故障分析（1）線路連接完畢后，發(fā)現(xiàn)所有的自鎖回路均不通電，經(jīng)檢查電路，并討論分析后，發(fā)現(xiàn)中間繼電器的常開觸點連線錯誤。解決方法：由于本設(shè)計電路連線較復(fù)雜，線頭較多，故重新拆開電路進行重新組裝。（3） 線路

13、連接完成后發(fā)現(xiàn)反接制動按鈕如果只是輕輕觸碰，電動機正反轉(zhuǎn)停止，反接制動回路接通不了，經(jīng)老師指導(dǎo)后，發(fā)現(xiàn)時按鈕元件輕輕觸碰后，常閉觸點可以迅速打開，而常開觸點卻需要深按才能閉合。 解決方法：修改電路圖 五CM6132型車床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計1.PLC的選擇（1）.對輸入輸出點的選擇要先弄清控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)，再按實際點數(shù)的15%20%留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需PLC的點數(shù)。一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數(shù)有限制，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的60。選型時要考慮PLC每個輸出點的驅(qū)動能力（A點）也是有限的，有的PLC每點輸出電流的大小還隨所加負載電壓的不同而

14、異；一般PLC的允許輸出電流隨環(huán)境溫度為升高而有所降低等。PLC的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以用不同的電壓種類和電壓等級，但這種PLC平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的PLC。（2）.對存儲容量的選擇對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關(guān)量進行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點數(shù)乘10字點輸出總點數(shù)乘5字點來估算；計數(shù)器定時器按（35）字個估算；有運算處理時按（510）字量估算；在有模擬量輸入輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入（或輸出）一路模擬量約需（80100）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時按每個接口200字以上的數(shù)量

15、粗略估算。一般按估算容量的50100%留有裕量。對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者，要留有更大的裕量。（3）對I/O響應(yīng)時間的選擇 PLC的 I/O響應(yīng)時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在 23個掃描周期）等。對開關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC的I/O響應(yīng)時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮I/O響應(yīng)問題。對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)控制系統(tǒng)要考慮I/O響應(yīng)問題。2.I/O分配表輸入：SB1、SB2、SB3、SB4、SQ5、KS-1、KS-2、SA 輸出：KMA、KMB、KMC、KMD、KME進行I/O分配如下表5-1：輸入輸出電器元件地址功能電器元件地址功能SB100000

16、總停KMA10001正轉(zhuǎn)線圈SB200001液壓泵啟動KMB10002反轉(zhuǎn)線圈SB300002主電機制動KMC10004冷卻泵線圈SB400003正轉(zhuǎn)KMD10000液壓泵線圈SB500004反轉(zhuǎn)KME10003制動線圈KS-100005速度繼電器正轉(zhuǎn)KS-200006速度繼電器反轉(zhuǎn)SA00007冷卻泵啟動 圖5-13.外圍接線圖 圖5-24.控制程序設(shè)計（1）PLC運行過程圖（梯形圖）按下01按鈕，中間繼電器KA自鎖，KMD線圈得電，液壓泵啟動，如下圖所示 圖5-3按下03按鈕，KA3得電自鎖，電動機正轉(zhuǎn)圖5-4 按下03按鈕后KME得電并自鎖，按下07按鈕，冷卻泵回路接通圖5-5按下02和

17、05按鈕，電動機正轉(zhuǎn)停止，反接制動回路KA1得電，KMB得電。 圖5-6按下04按鈕，KA4得電自鎖，電動機KMB線圈得電，進行反轉(zhuǎn)圖5-7 按下04按鈕后KME線圈得電，按下07按鈕，冷卻泵回路得電 圖5-8按下06和02按鈕，電動機KMB線圈失電，KA2線圈得電，KMA線圈接通圖5-92.PLC編程LDNOT 0.00LD 0.01OR 200.00ANDLDOUT TR0OUT 200.00OUT 10.00AND 200.03LD TR0ANDNOT 0.02OUT TR0AND 200.02ORLDANDNOT 10.02OUT 10.01LD TR0LD 0.03OR 200.03

18、ANDLDANDNOT 0.04ANDNOT 200.04OUT 200.03LD TR0LD 0.04OR 200.04ANDLDANDNOT 0.03ANDNOT 200.03OUT 200.04LD TR0AND 200.04OR 200.01ANDNOT 10.01OUT 10.02LD 0.02OR 200.01OR 200.02OUT TR0AND 0.05OUT 200.01LD TR0AND 0.06OUT 200.02LDNOT 200.01AND 200.03LDNOT 200.02AND 200.04ORLDOUT 10.03LD 10.01OR 10.02AND 0.0

19、7OUT 10.04 六 設(shè)計小結(jié)在這次課程設(shè)計中，我們認(rèn)真復(fù)習(xí)了一遍所學(xué)的知識，以及查閱了一些課外資料，加深了對知識的理解，提高了對知識的應(yīng)用能力。在設(shè)計過程中通電時候第一次沒有接通，經(jīng)過很仔細的排查終于檢查出來壓住了絕緣，修改后最后取得了成功。在平時的學(xué)習(xí)中要注意細節(jié)的知識，往往細節(jié)決定著我們的成功與否。本次課程設(shè)計中，我們再次體會到了團隊合作的重要性，遇到不會的問題要主動向同學(xué)、老師請求幫助，認(rèn)真聽取他們的意見和建議，并認(rèn)真改正自己的問題。 課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義我今天認(rèn)真的進行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)通過這次CM62型車