X62W型卧式万能铣床电气控制系统设计毕业论文设计

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作一样,在扳动十字手柄压下行程开关SQ3、SQ4的同时,将工作台与横向运动或垂直运动的机械传动装置相联接。SQ3控制工作台向下或向前运动,SQ4控制工作台向上或向后运动。

当将十字手柄扳向下或向前时,压下行程开关SQ3,SQ3-1常开触点闭合,接触器KM3得电,进给电动机M2通电转动,拖动工作台向下或向前移动。若将十字手柄扳回到中间位置,工作台与传动机构脱离,同时行程开关SQ3复位,接触器KM3失电,进给电动机M2断电,工作台停止进给运动。

当将十字手柄扳向上或向后时,压下行程开关SQ4,SQ4-1常开触点闭合,接触器KM4得电,进给电动机M2通电反转,拖动工作台向上或向后运动。

3. 工作台的快速移动

为提高工作效率,在铣刀未作铣切加工时,工作台可以快速移动,操作过程如下:工作台在进给移动时,按下快速移动按钮SB5或SB6(两地控制),接触器KM5得电,快速移动电磁铁YA通电动作,工作台按原进给方向快速移动,当工作台移动到预期位置,松开探险钮SB5或SB6,KM5失电,YA断电,快速进给结束,工作台按原速度、原方向继续移动。

4. 进给电动机的变速冲动

为使齿轮易于啮合,与主轴变速一样,进给变速也设有变速冲动装置。 SQ6是进给变速冲动行程开关,在操作进给变速盘变速时,其连杆机构会瞬时压下行程开关SQ6,使SQ6-2常闭触点断开、SQ6-1常开触点闭合,接触器KM3短时得电,进给电动机M2瞬时转动一下,实现对进给变速的冲动。

从进给控制电路可以看出,进给变速冲动是在行程开关SQ1~SQ4不受压、其常闭触点闭合时完成的。所以进给变速时,需将操作手柄都置在中间位置,进给电动机M2不转的情况下,才能实现进给的变速冲动,这一点与主轴的变速冲动不同。

5. 圆工作台的控制

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图3-5 圆工作台进给控制电路

圆工作台的控制电路如图3-5所示,此时工作台的进给操作手柄都应处在中间位置,SQ1~SQ4的常闭触点处于闭合的原始位置,按下主轴启动按钮SB1或SB2,接触器KM1、KM3先后得电,主轴转动的同时,进给电动机M2通过传动机构拖动圆工作台单向转动。若要使圆工作台停止运动,只要按下主轴停止按钮SB3或SB4,主轴与圆工作台便同时停止工作。

6. 进给控制的联锁

在铣床加工中,为安全起见,在多种运动间设置了相互的联锁。它们包括:主轴运动与进给运动间先主轴后进给的顺序联锁;工作台六个运动方向间不能同时进行的联锁;进给变速冲动应在进给运动停止时进行的联锁;圆工作台与工作台的进给不能同时进行的联锁。 3.3.3 冷却泵电动机及照明电路的控制

为防止铣切加工时过热,在铣床工作时,可以启动冷却泵电动机M3,提供冷却液。由于冷却泵电动机M3容量小,直接用转换开关SA3控制。工作台的照明电源是由照明变压器T2将380V交流电压降至36V安全电压提供的,照明电路由转换开关SA2控制。

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第四章 PLC的简介

4.1 PLC的产生

1968年美国通用汽车公司(GM)招标要求:软连接代替硬接线;维护方便;可靠性高于继电器控制柜;体积小于继电器控制柜;成本低于继电器控制柜;有数据通讯功能;输入115V;可在恶劣环境下工作;扩展时,原系统变更要少;用户程序存储容量可扩展到4K。核心思想:用程序代替硬接线,输入/输出电平可与外部装置直接相联,结构易于扩展,这是PLC的雏形。

1969年美国DEC公司研制出世界上第一台PLC(PDP-14),并在GM公司汽车生产线上应用成功。

4.2 PLC的定义和特点

4.2.1 PLC的定义

PLC问世以来,尽管时间不长,但发展迅速。为了使其生产和发展标准化,美国电气制造商协会NEMA(National Electrical Manufactory Association) 经过四年的调查工作,于1984年首先将其正式命名为PC(Programmable Controller),并给PC作了如下定义

“PC是一个数字式的电子装置,它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑,顺序,计时,计数与演算等功能,并通过数字或类似的输入/输出模块,以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行PC之功能着,亦被视为PC,但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。”

以后国际电工委员会(IEC)又先后颁布了PLC标准的草案第一稿,第二稿,并在1987年2月通过了对它的定义:

“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输

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出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备,都按易于与工业控制系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。” 4.2.2 PLC的特点

1. 高可靠性

1)所有的I/O接口电路均采用光电隔离,使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。

2)各输入端均采用R-C滤波器,其滤波时间常数一般为10~20ms。 3)各模块均采用屏蔽措施,以防止辐射干扰。 4)采用性能优良的开关电源。 5)对采用的器件进行严格的筛选。

6)良好的自诊断功能,一旦电源或其他软、硬件发生异常情况,CPU立即采用有效措施,以防止故障扩大。

7)大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。

2. 丰富的I/O接口模块

PLC针对不同的工业现场信号,有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备,直接连接另外为了提高操作性能,它还有多种人机对话的接口模块;为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块,等等。

3. 采用模块化结构

为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC以外绝大多数PLC均采用模块化结构PLC的各个部件包括CPU电源I/O等均采用模块化设计由机架及电缆将各模块连接起来系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。

4. 编程简单易学

PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式对使用者来说不需要具备计算机的专门知识因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。

5. 安装简单维修方便

PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接即可投入运行各种模块上均有运行和故

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障指示装置便于用户了解运行情况和查找故障。

由于采用模块化结构因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行。

4.3 可编程控制器的主要性能指标

可编程控制器的性能指标有很多,主要有以下几项指标。

1. 输入/输出点数(I/O) I/O点数是指可编程控制器外部输入、输出端子数的总和。它标志着可以接多少个开关按钮和可以控制多少个负载。

2. 存储容量 存储容量是指可编程控制器内部用于存放用户程序的存储容量。

3. 扫描速度 一般以执行1000步指令所需的时间来衡量,单位为ms/千步,也有以执行一步指令所需来计算,单位us/步。

4. 功能扩展能力 可编程控制器除了主模板块之外,通常都可配备一些可扩展模块,以适应各种特殊功能应用的需要。如A/D模块、D/A模块、位置控制模块等。

5. 指令系统 指令系统是指一台可编程控制器指令的总和,它是衡量可编程控制器功能强弱的主要指标。

4.4 可编程控制器的分类

通常PLC产品可按结构形式、控制规模等进行分类。

1. 按结构形式分类 按结构形式不同,可分为整体式和模块式两类。整体式的PLC是将电源、CPU、存储器、输入/输出单元等各个功能部件集成在一个机壳内,从而具有结构经凑、体积小、价格低等优点,许多小型PLC多采用这种机构。模块式的PLC将各个功能部件做成独立模块,如电源模块、CPU模块、I/O模块等,然后进行组合。

2. 按控制规模分类 按控制规模大小,可分为小型、中型和大型PLC三种类型。

1)小型PLC。小型PLC的I/O点数在256点以下,存储容量在2K步以内,其中输入输出点数小于64点的PLC又称为超小型或微型PLC,具有逻辑运算、

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