组合钻床电气控制系统设计

序号（学号）：201140140125

课程设计说明书

课程名称组合钻床电气控制系统设计

教学院

专业

班级

姓名

指导教师

2014 年12 月11 日

目录

一、设计任务书 (3)

二、正文 (6)

1. 概述 (6)

1.1机电传动控制概述 (6)

1.2课程设计 (7)

2. 总体设计 (7)

2.1控制要求的分析 (7)

2.2液压控制回路中电磁阀被控逻辑表达式 (8)

3. 局部设计 (8)

3.1原理图 (8)

3.2接线图 (12)

3.3 元件选型 (12)

4. PLC控制电路设计 (14)

4.1 PLC的I/O接线 (14)

4.2 PLC的I/O口分配 (16)

4.3 PLC型号的确定 (17)

5.程序设计 (18)

5.1主回路控制程序设计 (18)

5.2回转工作台回转控制程序设计 (18)

5.3动力头液压系统控制程序 (18)

三、小结 (19)

四、参考文献 (19)

五、附录 (20)

2014～2015学年第1学期

课程设计任务书

一、课程设计目的

本课程是机械设计制造及与自动化专业的专业必修课。课程设计的目的和任务在于使学生掌握机械设备电器控制的基本知识、基本原理和基本方法,以培养学生对电气控制系统的分析和设计的基本能力。加深学生对课程内容的理解，验证理论和巩固、扩大所学的基本理论知识。

二、课程设计内容（含技术指标）

1．机床概况：

本机为专用千斤顶油缸两端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头（电机均为3KW）同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压油缸驱动。液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用死挡铁方法实现位置控制。

液压系统的油泵电机370W，由电磁阀（YV1-YV5）控制，其动作表如下：

2．动作程序如下：

（1）零件定位。人工将零件装入夹具后，定位油缸动力定位以保证零件的加工尺寸。

（2）零件夹紧。零件定位后，夹紧油缸动作使零件固定在夹具内，同时定位油缸退出以保证滑台入位。

（3）滑台入位。滑台带动夹具一起快速进入加工位置。

（4）加工零件。左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点，即停止工进，快速退回原位，动力头停转并能耗制动。

（5）滑台复位。左右动力头退回原位后滑台复位。

（6）夹具松开。当滑台复位后夹具松开，取出零件。

3．设计要求：

（1）动力头为单向运转，停车采用能耗制动

（2）只有在油泵工作，油压达到一定的压力后（由油压继电器控制）才能进行其它控制。

（3）专用机床能进行半自动循环，又能对各个动作单独进行调整。

（4）应用照明及工作状态显示。

（5）有必要的电报保护和联锁。

（6）有电气原理图（3号图纸）。

（7）元件明细表。

3．工作原理图

图1 组合钻床工作原理

图2 组合钻床液压系统图

三、进度安排

第1周

周一熟悉课程设计任务、计划、构思设计方案

周二逻辑设计法原理介绍，中间继电器、执行电器逻辑表达式，电气原理图，电气工作过程表

周三主电路原理图设计。

周四电机控制原理及线路图设计

周五电机控制原理及线路图设计

第2周

周一元件选用说明及元件明细表说明

周二元件选用说明及元件明细表说明

周三电气接线图设计

周四电气接线图设计

周五完成继电器接触器控制设计小结

第3周

周一熟悉PLC设计任务、计划、构思设计方案

周二 PLC选型，PLC硬件线图设计。

周三 PLC软件梯形图设计

周四 PLC软件调试，完成课程设计说明书

周五课程设计答辩，完成课程设计小结

四、基本要求

通过本课程设计的实验教学有计划的培养和训练，应达到以下诸方面的要求。

1.培养学生具有一定的实践技能，树立实事求是的思想和严谨的科学作风；

2.能正确设计电气控制线路原理图；

3.能正确选择常用低压电气元件；

4.能独立的完成课程设计，提高分析问题和解决问题的能力

机械电子系

2014年10月20日

一、正文

1.概述

1.1机电传动控制概述

机电传动（又称电力传动或电力拖动）是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。它的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止以及速度调节，满足各种生产工艺过程的要求，保证生产过程正常运行。

在现代工业中，为了实现生产过程自动化的要求，机电传动不仅包括拖动生产机械的电动机，而且包括控制电动机的一整套控制系统。也就是说，现代机电传动是和由各种控制元件组成的自动控制系统紧密地联系在一起的，所以，本课程被命名为《机电传动控制》（也称为《机械电气控制》）。

从现代化生产的要求出发，机电传动控制系统所要完成的任务，从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都实现自动化；从狭义上讲，则专指控制电机驱动生产机械，实现产品数量的增加、产品质量的提高、生产成本的降低工人劳动条件的改善以及能源的合理利用。例如，一些精密机床要求加工精度达百分之几毫米，甚至几微米；重型镗床为保证加工精度和控制表面粗糙度，要求能在极慢的稳速下进给，即要求能在很宽的范围内调速；轧钢车间的可逆式轧机及其辅助操作频繁，要求在不到一秒的时间内疚能完成从正转到反转的过程，即要求能迅速地启动、制动和反转；对于电梯和提升机，要求启动和制动平稳，能并能准确地停止在给定的位置上；对于冷、热连轧机以及造纸机的各机架或各部分，要求它们的转速保持一定的比例关系，以便进行协调运转；为了提高效率，要求对由数台或数十台设别组成的生产自动线实行统一控制和管理。诸如此类要求，都是靠电动机及其控制系统和机械传动装置来实现的。

在近代机械工业的发展过程中，机电传动的发展，经历了一个复杂的过程：

（1）电机的拖动的发展过程如下：

（2）控制系统的发展过程如下：

由整个发展过程，不难看出，随着机械加工要求不断提高，机电传动控制系统的复杂度也在不断增加。本课程的重点在与控制部分，如何利用电气元件或计算机控制电气来拖动