成型磨床电气控制系统设计

实验指导书

《电气控制课程设计》课程

学院：机电工程学院

学号： 0

专业（方向）年级：电气工程及其自动化

学生姓名：曾水钻

福建农林大学机电工程学院电气工程系

2011年 11 月 1 日

目录

一、磨床电气控制系统设计任务书 (2)

1．设备概况介绍 (2)

2．控制系统设计要求 (3)

二、磨床PLC电气控制系统总体设计过程 (4)

1．总体方案说明 (4)

2、电气原理图 (4)

3主电路设计……………………………………………（６）4制电路分析……………………………………………（７）

5、主要参数计算 (15)

6、制定电气元件目录表 (15)

7、成型磨床控制顺序转移图 (21)

8、成型磨床电路故障现象 (22)

三．成型磨床电气控制工艺设计 (25)

四．指导书 (34)

五．设计参考资料 (36)

成型磨床PLC控制系统设计

一、磨床电气控制系统设计任务书

1．设备概况介绍

本机床用于各种特殊要求型面的磨削加工，机床有四台电动机拖动，及磨头电动机拖动砂轮高速旋转，采用JW11—4,单向连续工作。油泵电动机拖动油泵向液压系统供油，采用JO2—14—4 单向连续工作。磨头升降电动机带动砂轮架上下移动，采用JW11—4正反转工作。吸尘电动机供磨削加工中吸尘用，采用JW11—4驱动。

加工时，工件置于电磁吸盘（36V/）上，加工完毕退磁取下工件。

成型磨床

2．控制系统设计要求

1) 为调整砂轮位置，磨头升降采用点动控制。为了停位准确，应有制动控制（采用能耗制动）。上下极限位置应有位置保护。在磨削加工中应保证砂轮架不能升降移动。

2)磨头砂轮运转与电磁吸盘之间，应有电气连锁环节，其要求是：只有在电磁吸盘通电并处于充磁吸着工件时，才能启动砂轮电动机。磨削中，一旦发生失磁，砂轮电动机应自动停止运转，以确保安全。为了修整砂轮，在吸盘不通电时，应能单独启动砂轮电动机。

3)要有照明和必要的灯光显示。

4) 设置必要电气保护与联锁。

二、磨床PLC电气控制系统总体设计过程

1．总体方案说明

1) 油泵电动机、磨头电动机、磨头升降电动机、吸尘电动机分别由电动机MA1、MA2、MA3、MA4拖动。

2)砂轮位置调整，磨头升降采用点动控制。为了停位准确，应有采用能耗制动。

3) 上下极限位置应有位置保护。在磨削加工中应保证砂轮架不能升降移动。

4)采用热继电器实现过载保护，用以完成各个电动机系统的过载保护。

5) 主电路用断路器，各负载回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔断器，实现短路保护。

6) 电控箱设置在控制室内。控制面板与电控箱内的电器板用BVR型铜导线连接，电控箱与执行装置之间采用端子板连接。

7）使用说明书

8）设计小结

9）参考资料目录

2、电气原理图

(1) 主电路设计

图1-2 成型磨床电气控制系统主电路

1) 主回路中交流接触器KM1、KM2、分别控制油泵电动机M1、砂轮电动机M2和吸尘电动机M3；交流接触器KM3、KM4控制、磨头电动机M4升降。

2) 电动机M1、M2、M3、M4由热继电器FR1、FR2、FR3、

FR4实现过载保护。

3) QG为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用和维修方便。

4) 熔断器FU1、FU2、FU3分别实现各负载回路的短路保护。FU4、FU5分别完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保护。

（2）控制电路分析

（1）工作台往返电动机M1的控制

合上总开关QS1后，整流变压器一个副边输出130伏交流电压，经桥式整流器VC整流后得到直流电压，使电压继电器KA获电动作，其常开触头（7区）闭合，为启动电机做好准备。如果KA不能可靠动作，各电机均无法运行。因为平面磨床的工件靠直流电磁吸盘的吸力将工件吸牢在工作台上，只有具备可靠的直流电压后，才允许启动砂轮和液压系统，以保证安全。

当KA吸合后，按下启动按钮SB3，接触器KM1通电吸合并自锁，工作台电机M1启动自动往返运转，HL2灯亮。若按下停止按钮SB2,接触器KM1线圈断电释放，电动机M1断电停转。

（2）砂轮电动机M2及吸尘电机M3的控制

按下启动按钮SB7，接触器KM3线圈获电动作，砂轮电动机M2启动运转。由于吸尘电动机M3与M2联动控制，所以M3与M2同时启动运转。按下停止按钮SB6时，接触器KM3线圈断电释放，M2与M3同时断电停转。

两台电动机的热断电器FR2和FR3的常闭触头都串联在KM3中，只要有一台电动机过载，就使KM3失电。因冷却液循环使用，经常混有污垢杂质，很容易引起电动机M3过载，

故使热继电器FR3进行过载保护。

（２）砂轮升降电动机M4的控制

砂轮升降电动机只有在调整工件和砂轮之间位置时使用，所以用点动控制。当按下点动按钮SB6，接触器KM3线圈获电吸合，电动机M4启动正转，砂轮上升。到达所需位置时，松开SB6，KM3线圈断电释放，电动机M4停转，砂轮停止上升。

按下点动按钮SB7，接触器KM4线圈获电吸合，电动机M4启动反转，砂轮下降。到达所需位置时，松开SB7，KM4线圈断电释放，电动机M4停转，砂轮停止下降。

为了防止电动机M4的正、反转线路同时接通，故在对方线路中串入接触器KM3和KM4的常闭触头进行联锁控制。

（2）电磁吸盘控制电路分析

电磁吸盘是固定加工工件的一种夹具。利用通电导体在铁心中产生的磁场吸牢铁磁材料的工件，以便加工。它与机械夹具比较，具有夹紧迅速，不损伤工件，一次能吸牢若干个小工件，以及工件发热可以自由伸缩等优点。因而电磁吸盘在平面磨床上用得十分广泛。

电磁吸盘的控制电路包括整流装置、控制装置和保护装置三个部分。

整流装置由变压器TC和单相桥式全波整流器VC组成，供给120直流电源。控制装置由按钮SB8、SB9、SB10和接触器KM5、KM6等组成。

充磁过程如下：

按下充磁按钮SB8，接触器KM5线圈获电吸合，KM5主触头（15、18区）闭合，电磁吸盘YH线圈获电，工作台充磁吸住工件。同时其自锁触头闭合，联锁触头断开。

磨削加工完毕，在取下加工好的工件时，先按SB9，切断电磁吸盘YH的直流电源，由于吸盘和工件都有剩磁，所以需要对吸盘和工件进行去磁。

去磁过程如下：

按下点动按钮SB10，接触器KM6线圈获电吸合，KM6的两付主触头（15、18 区）闭合，电磁吸盘通入反相直流电，使工作台和工件去磁。去磁时，为防止因时间过长使工作台反向磁化，再次吸住工件，因而接触器KM6采用点动控制。