CA6140车床的PLC改造设计

编号: 单位代码:144３9 电气控制综合设计题目: ＣA6140车床得ＰLC改造设计

系部: 机械电子工程学院ﻩ

专业: 电气工程及其自动化

班级: 15级2班

学生姓名: 徐兴东

学生学号: 150２1２02２１

指导教师: 林立松

完成日期: ﻩ201８／06/30

山东农业工程学院制＊

ＣＡ６1４０车床得PLC改造设计

一、认识CＡ61４0车床

CA6１40车床得先祖就是Ｃ6２0老式机床,由于功能得缺陷,后经过机械制造行业得升级变成了如今新型得卧式机床;它被称为CA6１40原因就是其中得C 表示车床,A代表改良得型号,6指车床为卧式结构,1为基本型,40则象征最大旋转直径,就是机械设备企业加工材料所需得设备之一。

ＣＡ61４０型车床也就是众多机床中得一类,主要负责金属切削方面,对于各种内外圆、端面、定型表面、螺纹螺杆等具有很好得切削技术支持,被普遍得运用于金属加工行业中、该机床有两个起主要作用得运动部分:一种就是卡盘或顶尖带动工件得回旋转动,即车床主轴运动;另一种就是由滑盘驱动得带动刀架得直线运动,即车床进给运动、ＣA6140型普通车床就是我国独立研发得最大车削半径为200ｍm得新式卧式车床,极大得促进了中国机械加工行业得进步。

CA6140车床得形状构造如下图所示,它主要由主轴箱、进给箱、纵横溜板箱、挂轮变速机构、刀架、尾架、光杠、丝杠、床身、床脚与冷却装置等其它部分组成[3]。

主轴箱

进给箱溜板箱丝杠

尾架

光杠

床身

挂轮架

方刀架

纵、横溜板

操纵手柄

左车床

右车床

二、ＣA6140车床改造原因

针对传统得继电器控制系统故障频繁得特点,对CA６１40车床得电气控制系统进行了技术改造,采用可编程逻辑控制器(PLC)代替原有得继电器 ,设计了PＬＣ控制系统得硬件组成及其控制程序。改造后车床运行稳定,降低了故障率,提高了使用效率。

我校现有得ＣA６1４０车床采用传统得继电器控制系统,由于使用了大量得继电器与接触器,经常造成接触不良,而且元件老化快,设备故障频繁,不便于维修,影响到学生正常得实习教学。根据实际条件,采用可编程控制器(PＬC)对原有继电接触器控制系统进行改造,使机床得故障率下降,可靠性与灵活性大大提高。

三、CＡ6１40车床工作原理

CＡ６140型车床具有３台三相异步电动机,车床得各个动力由其电机拖动执行,图3—1所示得为该车床得电路原理图,我们对原理图由此进行剖析。

图３—1 ＣA6１４０型普通车床电气原理图

1、ＣA61４0车床主电路分析

CＡ6１40车床得主电路由主电动机M1、冷却泵电动机M2、快速移动电动机M3、接触器ＫM与两台继电器组成,三台电动机均为三相异步电机,KＡ１、K A2为交流继电器[４]、首先接入电源需要由漏电保护断路器QF加持,以控制整个电路得电源通断,电动机Ｍ１采用直接启动,我们知道接触器ＫM具有三个常开触点,在线圈通电时,三个常开触点便会闭合,此时线路为通路,主轴电动机M1通电运行,接触器得三个触点便用来掌管M１得开动与终止;同理,接触器ＫA１与ＫＡ2也具有三个常开主触点,两台继电器分别用来控制电动机M2与M3得通电运行。QF为漏电保护器,但就是为防止QＦ故障,激发电路问题,特加入短路保护装置FU1 ,作为漏电保护QＦ得双重保护,同样,为避免电动机Ｍ2与M３在运行过程当中产生电路问题,加持FU2作为两台电动机得短路保护装置,由于两台电机容量较小,且快速移动电动机也不就是长期运行,所以仅用一个FU;在机床运行过程中,由于电

机M1与M2属于长时间运行得装置,从安全与保护角度考虑,应设过载保护,则串联热继电器ＦR1与FR2用来保护电机M1与M２得过载,快移电动机M３属于临时工作,不会长期用来运转,无需过载保护、

２控制电路分析

2.1机床电源引入

控制变压器TＣ二次分别输出6V、24V与110V三种电压,其中6Ｖ为电源指示灯供电,2４V则作为灯泡EL得电源,而控制线路得工作电源采用110V交流电压供电,从电路图上可知,接通电源得首要前提就是行程开关SQ1常开触点变为紧闭,此刻假定触点已接通线路,封锁配电柜得壁龛门,用钥匙插入钥匙开关ＳB,右旋钥匙将开关SB断开,继而把开关QF调节为合得状态,此时,三相电源便会与主电路接通,此外,电路图中尚有一个隐藏得条件,当线路处在正常工作状况时,且开关SB与行程开关ＳQ2断开,ＱF中得线圈也为失电得状况,而线路中得行程开关SQ2与配电柜得壁龛门属于关联设备,当壁龛门为打开状态时,SQ２得触点为关闭状态,线圈QF也因此得电,当其得电后,断路器ＱF自动断开,此时,断路器得控制柄也就是无法闭合得(即使人为管理),从而切断电源进行安全保护,防止在控制电路区域进行操作时触电。

2.2主轴电动机控制电路分析

通过电路图我们可以瞧出,电动机M１得启动与停止按钮分别为SB２与SB1,还有一个开关KM与启动按钮并联,首先点击ＳB2,使电动机M1线路接通,最先受影响得器件就就是继电接触器KM,当它得内部线圈通电时,接触器KM上得主触点也由开启得状态变为闭合,电机得三相电路接通,开始连续转动工作,同时KＭ具有常开开关,当线圈接电得时刻,开关便由常开转变为常闭,因为该常开开关就是与ＳB2并联,即便松开ＳB2,线路也处于接通得状态,从而达到自锁得功能;ＳB1与线圈KM位于同一条控制电路,因此可以作为电动机M1得停止按钮,从图上可以瞧出开关ＳB1为常闭开关,当我们需要停止电机M１得时候,只要按下ＳＢ1,线圈K M所在得线路便会失电,当线圈KM失电得同时,三个主触点由接通变为断开,开关

KM也会由常闭转为常开,电动机开始停止运行,热继电器FR1就是为了防备电动机M1运行时间太长,从而造成过载而设置得保护装置;该控制电路还有一个隐藏得保护功能,即零压保护功能,就就是当电路中得电源意外断电后,接触器三个触点获得释放,如若电源得电压企图二次还原,则电机也不能自动重启,因为此时须要重新点击启动按钮ＳB２,如此设置就是为了防止车床运行过程中得意外断电,二次起动造成事故发生;此电路还具有欠压保护,即电路中得电压过低,电磁吸力不足以维持主触点吸合,会使线圈KM自动释放,电机M１自动停止工作,之所以加入欠压保护,就是因为电路电压过低时,电动机内部电流过大大,导致电动机损毁。

2、３冷却泵电动机控制电路分析

当主轴电动机运作时,线圈KM处在通电得状态,接触器KM上得常开触点KM ７也会接通,由于开关KＭ7位于电机M2得控制主电路上,因此,只有当KM7接通,电机M２才可以运行,即电机M１与电机Ｍ2具有联锁效应,只能在M１运行后,M2才可以起动,如若停下电动机M1,由于电动机与继电接触器KＭ属于连带作用,继电器线圈丢电得同时,会造成常开触点分离,电动机M2因此停机;在加工时如若需要冷却液,只要扭动SA2到合拢,使线圈KA1产生磁力,吸合主触点,电机M2开动为加工件提供冷却液;热继电器ＦR2为此电路得过载保护,KA1则为冷却泵电动机得欠压保护。

2、4快速移动电动机控制电路分析

因为快移电动机每次运行都就是短时工作,所以应采用点动控制电路,以应对各种使用环境,该电动机得起动与停止完全依靠按钮ＳB3来控制,当需要移动时点击按钮SＢ３,线圈ＫA２通电造成触点吸合,由此快速移动电动机开始运作,收起SB３,同理,KA2得触点断开造成电机M３停止;溜板箱上得十字形手柄扳动得方向用来控制快速移动得方向。

２。5断路保护电路分析

行程开关ＳＱ2设为常闭状态,与钥匙式电源开关SB得触点并联,再与断路器