车床控制电路设计

课程设计报告

课程名称电气控制技术

系别：机电工程技术系

专业班级：自动化1101 学号： 1109101035 姓名：乔志文

课程题目：CA6140车床控制电路的分析与设计完成日期： 2014.6.23 指导老师：李俊华

2014年 6 月23日

课程设计目的

电气制线路图的设计方法和AUTOCAD绘图规则。了解主电路和控制电路接触器继电器硬件电路的经验设计方法和接线方法。熟悉西门子

S7-200PLC的工作原理，并设计出I/O点的外部接线和定义其相关变量，并进行梯形图和指令表的编制，最后通过硬接线调试其工作状态。

课程设计要求1、主电动机M1正反转运行并进行星型-三角型降压启动。

2、不采取制动。

3、主电动机M1启动后冷却泵M2才能启动，实现顺序控制。

4、电动机M3快速启动。

5、控制系统采用 S7-200PLC 来实现。

6、用 AUTOCAD 绘制电气原理图和 PLC 端子接线图。

7、采用梯形图和指令表进行程序编制。

8、硬件调试。

课程设计内容1、根据控制要求，对CA6140车床电气控制线路图的硬件设计并用AUTOCAD 绘制其主电路和控制线路硬接线。

2、据控制系统要求和I/O点的选型，编制PLC程序并进行硬件调试。

3、对系统的设计过程进行详细说明。

课程设计简要操作步骤1、收集资料，充分了解控制系统要求，明确设计任务。

2、电气线路图总体设计。根据设计要求设计出主电路和控制线路。

3、选择电器元器件，确定电器元器件明细表。用 AUTOCAD 画出电气原理图，并作简要分析。

4、软件设计。根据控制要求确定 I/O 分配表，编制梯形图和对应指令表程序。

5、系统硬件调试。

6、整理编写课程设计说明书。

课

程

设

计

心

得

体

会

心得体会组员自己完成课

程设计评语及成绩评

语

成

绩

指导教师

（签名）

2014年6月日

目录

1 CA6140车床简介 (1)

1.1车床拖动系统的发展 (1)

1.2 CA6140的发展现状 (1)

2 设计要求和设计原理 (2)

2.1设计要求 (2)

2.2 CA6140车床电气控制原理图 (2)

2.3 CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求 (3)

2.4继电器控制电路设计 (3)

2.5 照明电路设计 (5)

3 PLC控制设计 (6)

3.1 硬件电路组成 (6)

3.2硬件原理图 (7)

3.3电气元件符号表示和I/O分配表 (7)

3.3.1电气元件符号表示 (7)

3.3.2 I/O输入与输出分配表 (8)

4 软件设计......................................... 错误！未定义书签。

4.1梯形图 (10)

4.2语句表 (11)

总结 (13)

参考文献 (14)

附录............................................... 错误！未定义书签。

1 CA6140车床简介

1.1车床拖动系统的发展

20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气传动随电动机的发展而发展。电气传动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。最初采用手动控制。最早的自动控制是20世纪20、30年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作可靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在20世纪60年代出现了顺序控制器。它是继电器和半导体元件综合应用的控制装置，具有程序改变容易、通用性较强等优点，广泛用于组合机床、自动线上。随着计算技术的发展，又出现了以微型计算机为基础的具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器PLC。

1.2 CA6140的发展现状

CA6140是一种应用广泛的金属切削机床，目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业任大量使用。能够车削外圆、内圆、螺纹、螺杆等，它采用继电器接触器电路来实现电气控制系统。但由于大量的使用了继电器与接触器，再加上继电器系统接线复杂，经常造成接触不良，而且原件老化快，设备故障频繁，不便于维修，故障诊断与排除困难，并存在：

1、触电容易被电弧烧坏而导致接触不良；

2、机械方式实现的触点控制反映速度慢；

3、继电器的控制功能被固定在线路中，功能单一、灵活性差影响到实际的生产运用。因此当务之急就是对CA6140车床进行技术改造，以提高企业的设备利用率，提高产品的质量和产量。

2设计要求和设计原理

2.1设计要求

设计主要要求：

1、主轴电机M1实现星型三角形降压启动和正反转。

2、电机M1启动才冷却泵电机M2启动，M2实现常动有过载保护，冷却泵电机M2能独立的停止。

3、进刀电机M3能独立的启动和停止。

2.2 CA6140车床电气控制原理图

1、主电路电动机M1、M

2、M3，具体电路图如图2-1所示：

图 2-1 主电路