毕业论文--基于PLC的X62W万能铣床电气控制系统设计 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/3/29 13:50:34星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

基于PLC的X62W铣床电气系统控制

第三章 PLC控制与电气控制的区别

3.1 PLC的基本特点

1) 高可靠性,抗干扰强 2) 功能强大,性价比高 3) 编程简易,现场可修改 4) 配套齐全,使用方便 5) 寿命长,体积小,能耗低

6) 系统的设计、安装、调试、维修工作量少,维护方便

3.2 PLC控制与电气控制的综合比较

1) 从控制方法上看,电气控制系统控制逻辑采用硬件接线,利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑,其连线多且复杂、体积大、功耗大,系统构成偶,想再改变或增加功能较为困难。另外,继电器的触点数量有限,所以电气控制系统的灵活性和可扩展性受到很大限制。而PLC采用了计算机技术 ,其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中,要改变控制逻辑只需改变程序,因而很容易改变或增加系统功能。系统连线少、体积小、功耗小,而且PLC所谓“软继电器”实质上式存储器单元的状态,所以“软继电器”的触点无限的,PLC系统的灵活性和可扩展性好。

2) 从工作方式上看,在继电器控制电路中,当电源接通时,电路中所以所以继电器都处于受制约状态,即该吸合的继电器都同时吸合,不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合,这种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行,所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中,受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序,这种工作方式称为串行工作方式。

3) 从控制速度上看,继电器控制系统依靠机械触点的动作以实现控制,工作频率低,机械触点还会出现抖动问题。而PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制的,速度快,程序指令执行时间在微秒级,且不会出现触点抖动问题。

4) 从定时和计数控制上看,电气控制系统采用时间继电器的延时动作进行时间控制,时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响,定时精度不高。

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而PLC采用半导体集成电路作定时器,时钟脉冲由晶体振荡器产生,精度高,定时范围宽,用户可根据需要在程序中设定定时值,修改方便,不受环境的影响,且PLC具有计数功能。

5) 从可靠性和可维护性上看,由于电气控制系统使用了大量的机械触点,其存在机械磨损、电弧烧伤等,寿命短,系统的连线多,所以可靠性和可维护性较差。而PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,其寿命长、可靠性高,而PLC还具有自诊断功能,能查出自身的故障,随时显示给操作人员,并能动态地监视控制程序的执行情况,为现场调试和维护提供了方便。

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第四章 X62W万能铣床传统继电器的电气控制原理

4.1 电气原理图

该铣床共用3台异步电动机拖动,它们分别是主轴电动机M1、进给电动机M2和冷却泵电动机M3。

X62W万能铣床的电气原理图主电路图如图4-1所示。

图4-1 X62W万能铣床的电气原理图主电路图

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X62W万能铣床的电气原理图控制电路图如图4-2所示。

图4-2 X62W万能铣床的电气原理图控制电路图

4.2 主电路分析

主轴电动机M1要求能够实现正反转,但旋转方向变换不频繁。通过换向开关SA4在加工前预先选择,与接触器KM1配合,能进行正反转控制;与接触器KM2、制动电阻R及速度继电器KV的配合,实现主轴电动机的正反转反接制动控制,并通过机械装置进行变速。

进给电动机M2要求能够实现正反转,通过接触器KM3、KM4与行程开关、接触器KM5和牵引电磁铁YA配合,实现三种形式六个方向的常速进给和快速进给控制。

冷却泵电动机只要求单向旋转。

电路中熔断器FU1既作为铣床总的短路保护,又作为主轴电动机M1的短路保护;

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FU2作为进给电动机M2、冷却泵电动机M3及控制变压器、照明变压器一次侧的短路保护;热继电器FR1、FR2和FR3分别作为M1、M2和M3的过载保护[7]。

4.3 控制电路分析

4.3.1 主轴电机M1的控制

将图4-2的主轴电动机的控制线路另画于图4-3中。图中SB1、SB2、SB3和SB4是分别装在工作台的前面和床身侧面的启动和停止按钮,可在两地控制,方便操作。

图4-3 主轴电机控制线路

KM1是主轴电动机启动接触器,需要启动主轴电动机时,先将转换开关SA4扳到主轴电动机所需的旋转方向;然后按下启动按钮SB1或SB2,接触器KM1得电且自锁,电动机M1拖动主轴旋转;速度继电器KV动作,KV-1或KV-2中的一对常开触点闭合,为主轴电动机的反接制动作好准备。主轴电动机M1得电通路:T1→SQ7常闭触点→SB4→SB3→SB1或SB2→KM2常闭触点→KM1线圈→T1。

KM2是反接制动和主轴变速冲动接触器。停车时,按下停止按钮SB3或SB4,接触器KM1失电,主轴电动机M1惯性转动;停止按钮按到底,KM2得电且自锁,改变了主轴电动机M1的电源相序,串入电阻反接制动;当M1的转速降至约100r/min时,速度继电器KV-1或KV-2的常开触点恢复断开,KM2失电,M1迅速停止转动,反接制动结束。反接制动接触器KM2得电通路:T1→SQ7常闭触点→SB4或SB3常开触点(已闭合)→KV-1或KV-2常开触点(已闭合)→KM1常闭触点→KM2线圈→T1。

SQ7是与主轴变速手柄联动的瞬时动作行程开关。主轴变速时,先将变速手柄压下

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