《M2110A内圆磨床(实地机床)电气设备改造》.doc
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1、 湖南铁道职业技术学院学生毕业设计(论文)毕业设计(论文)M2110A内圆磨床(实地机床)电气设备改造 专业(系) 电气工程系 班 级 铁道自动化101班 学生姓名 杨帅杰 指导老师 李 岚 完成日期 2012 . 12 摘 要 可编程控制器PLC是计算机家族中的一员,是为了工业控制应用而设计制造的,是工厂自动化的强有力工具。它把计算机的编程灵活、功能齐全、应用面广等优点与继电器系统的控制简单、使用方便、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来。它不仅实现单机的控制,同时能实现多机的控制。随着PLC技术的不断发展,在自动化技术的领域中PLC起到了不可忽略的作用。由于PLC的功能优于继电器,从而逐步
2、代替继电器实现逻辑控制,这样无论在操作、维修和保养等方面使用更加方便。 本文就根据PLC的优点对M2110A内圆磨床(实地机床)电气设备改造,将原来继电器控制电路部分进行改造,用PLC来代替继电器,实现同样的控制。使得改造后机床不仅从线路上有了优化,而且在控制,保养维修各方面多更加的简单方便,其工作的稳定性高,故障低,从而大大的改善解决了M2110A内圆磨床原有的缺点和不足。 ABSTRACTComputer PLC programmable controller is a member of the family, is for industrial control application
3、and the design and manufacture is powerful, factory automation tools. It had the computer programming flexible, functional and wide application advantages and relay system control is simple, easy-to-use, strong anti-jamming capability, cheap advantages combined. It not only realize the single contro
4、l, and can achieve more machine control, with PLC technology unceasing development, in automation technology in the fields of PLC has played an oversight role, because the function of PLC is superior to relay, thus gradually replace relays realize logic control. So no matter in operation, repair and
5、 maintenance etc, use more convenient.This paper, based on PLC strengths in M2110A inside grinder (field machine) electrical equipment renovation, the original relay control circuit of reforming, use PLC to replace relays, realize the same control, make not only after reforming machine from the wiri
6、ng is optimized, and in control, maintenance all aspects of how much more simple and convenient operation, the work high stability, low trouble, thus greatly improve solved M2110A inside grinder original shortcomings and the insufficiency. 目 录第一章 设计任务与要求.3 1.1 课题概述.3 1.2 课题任务与要求.3 1.3 电气屏柜设计.4 1.4 系
7、统设计要求.4 1.5 设计说明书要求.4 1.6 毕业设计进程安排.4 1.7 毕业设计答辩及论文要求.5 第二章 M2110A型内圆磨床.62.1 M2110A内圆磨床特点.6 2.2 M2110A内圆磨床结构和运动形式.72.3 M2110A内圆磨床工作原理分析.82.4 M2110A型内圆磨床的操作.10第三章 PLC的历史与介绍.12 3.1 PLC的发展史.12 3.2 PLC的结构与作用.16 3.3 西门子PLC简介.14 3.4 西门子PLC主要特点.15 3.5 传统继电器可控制与PLC控制方法的比较.16第四章 M2110A内圆磨床的PLC改造.184.1 M2110A内
8、圆磨床的改造原理.184.2 改造方案的原则.184.3 改造的工艺要求.19 4.4 PLC的选型.194.5 M2110A内圆磨床改造后主电路图.214.6 I/O分配图.224.7 PLC外接电路图:.234.8 梯形图设计.244.9 改造后的原理分析.25第五章 电器屏柜的设计.265.1 电气屏柜的介绍.265.2 电气屏柜的外形.265.3 电器屏柜的布局:.265.4 电气柜材料的选择.29第六章 改造后的保养.306.1 内圆磨床日常维护保养常识.306.2 机床电气设备的故障类型.326.3 M2110A内圆磨床检修周期.336.4 磨床的电气保养.34第七章 心得体会.3
9、6 附录一.38 附录二.39 第一章 设计内容与要求1.1 课题概述 M2110A内圆磨床M2110A普通内圆磨床可削孔径610mm,最大深度150mm的圆柱孔,适用于单件小批生产,机床床头轴线回转角度为20度,所以也能磨削锥度不大的锥孔。机床工作台速度由液压五级传动,快进、快退工作和修整会自动变速,砂轮微量横进给有手动、液动两种。要求采用西门子SP7-200型可偏程序控制器(PLC)对M2110A内圆磨床进行电气控制改造。1.2 课题内容与要求1.2.1 M2110A内圆磨床电气控制设计 (1)M2110A内圆磨床的主要结构、运行形式与电气控制要求分析 (2)主电路工作原理分析 (3)控制
10、电路工作原理分析 (4)辅助电路分析 1.2.2 M2110A内圆磨床PLC电气控制系统总体设计 (1)总体设计说明 (2)PLC成型磨床控制原理图设计 2.1 主电路设计 2.2 主要参数计算 2.3 PLC控制电路设计 (3)控制系统的I/O点及地址分配 3.1 制定电器元件目录表 3.2 绘制PLC控制接线图 3.3 PLC控制程序设计 3.4 PLC的梯形 3.5 PLC外部电源的设计1.3 电气屏柜设计 (1)电气屏柜结构设计 (2)柜内电器布局图设计 (3)柜内电器安装接线图设计 (4)电器元件选型设计 (5)电器元件明细表1.4 系统设计要求 (1)应根据M2110A电气控制系统
11、的要求,确定PLC控制的基本方式与控制系统的保护措施、信号指示、系统故障指示等 (2)根据控制任务,进行I/O地址分配,画出I/O接线图 (3)根据机床的运行形式画出工作流程图,以便与程序梯形图的设计 (4)根据机床的控制要求、运行方式与流程图设计梯形图 (5)完成程序调式后,进行资料整理1.5 设计说明书要求 1、封面 2、内容摘要(200-400字左右,中英文) 3、目录 4、引言 5、正文(设计方案比较与选择,设计方案原理,设计结果的说明及特点) 6、结束语 7、附录1.6 毕业设计进程安排 1、前2周对内圆磨床的结构、工作原理进行了解,并确定改造方案。 2、35周进行PLC改造 3、6
12、周资料整理 4、7周论文初稿完成 5、8周完成设计任务书 6、准备毕业设计答辩1.7 毕业设计答辩及论文要求1、毕业设计答辩要求 答辩前三天,每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导老师审阅,由指导老师写出审阅意见。 学生答辩时对自述部分应写出书面提纲,内容包括课题的任务、目的和意义,所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。 答辩小组咨询课题的关键问题,咨询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、试验方法、测试方法,鉴别学生独立工作能力、创新能力2、毕业设计论文要求文字要求:说明书要求打印(除图纸外),不能手写。文字通顺,语言流畅
13、,排版合理,无错别字,不许抄袭。图纸要求:按工程制图标准制图,图面整洁,布局合理,线条粗细均匀,圆弧连接光滑,尺寸标注规范,文字注释必须使用工程字书写。 第二章 M2110A型内圆磨床2.1 M2110A内圆磨床特点M2110型普通内圆磨床是用来磨削内圆的一种专用机床。用于磨削各种圆柱孔(通孔、盲孔、阶梯孔和断续表面的孔等)和圆锥孔,其磨削方法有不同内圆磨削、无心内圆磨削及行星内圆磨削。它主要的任务是磨削被加工元件的内圆,提高其表面光洁度,以达到使用的目的。这种机床比较专一,但很实用,也是一种比较常见的机床之一。 内圆磨床实物图2.2 M2110A型内圆磨床结构和运动形式它由床身、工作台、床头
14、箱内圆磨具和砂轮修整器等部件组成。1、工作台工作台可沿着床身的纵向导轨作直线往复运动。液压传动时,通过调整当铁和压板位置,可以控制工作台快速趋近及推出位置、砂轮磨削及修整器位置等。纵向进给手轮主要用来调整机床和磨削工件端面之用。2、床头箱床头箱通过底板固定在工作台的左端。床头箱主轴的外推面与带件并使之旋转。床头箱可相对于底板绕垂直轴心线转动,其回转角度为20,以便磨削内圆锥孔。它装有角度微调装置,以保证角度调整准确。3、内圆磨具内圆磨具安装在磨具座中。该机床有大、小两个内圆磨具,磨削工件的孔径大小来选择使用。用小模具时,要在磨具体壳外圆上装两个衬套后才能装进磨具座内。磨具座上分别装有夹紧螺钉和
15、调节间隙的螺钉,以夹紧磨具或松开磨具座的上盖,以便调换磨具。内圆磨具的主轴时有电动机经平皮带传动直接带动旋转的。调换皮带轮可以变换内圆磨具的转速,以适应磨削不同直径的工件。4、砂轮修整器砂轮修整器安装在工件台中部台面上,根据需要可在纵向和横向调整适当位置。修整器的动作是由液压控制的,当修整砂轮时,动作选择旋钮至“修整”位置,压力油使回转头放下,修整砂轮结束时应把动作选择旋钮转至“磨削”位置,此时油压消失,借助拉力能使转头来回到原处。修整头可用前面带有刻度值的提手作微量进给。2.3 M2110A内圆磨床工作原理分析2.3.1 主回路 该机床采用50Hz,380V三相交流电源供电,由转换开关QS引
16、入机床。机床上装有液压泵电动机M2,砂轮电动机M1,头架电动机M4,冷却泵电动机M3,共4台交流鼠笼式异步电动机。其中头架电动机M4为了改变速度,适应工作的需要,采用一台双速电动机。其速度由接触器KM4、KM5控制。每台电动机分别都装有热继电器作为它们的过载保护。有轮换器FU,作为4台电动机的短路保护。冷却泵由插座连接,如不用时可以将其拔下。2.3.2 控制电路原理分析 (1). 液压泵电动机M2的控制 液压泵电动机M2由接触器KM2控制,SB5启动按钮,SB4停止按钮,热继电器FR3作为过载保护。 按下SB5,KM2线圈得电自锁,主触点闭合,液压泵电动机运行。 按下SB4,KM2断电释放,液
17、压泵停止。 (2). 砂轮电动机M1的控制 砂轮电动机M1由接触器KM3控制,SB2是停止按钮,SB3是开始按钮,热继电器FR4作为过载保护。 按下SB3,KM3线圈得电自锁,主触点闭合,砂轮电动机启动。 按下SB2,KM3断电释放,砂轮停止。 (3). 冷却泵电动机M3和头架电机M4的控制 冷却泵电动机M3和头架电机M4由接触器KM1控制,冷却泵电动机有连接插头。热继电器FR2、FR1分别作为M1和M4的过载保护。组合开关SA、SA2作为控制(高速、低速)速度用。 工作前首先把旋钮开关SA、SA2放在工作位置上,把组合开关按工作速度的需要调到合适的位置上。2.4 M2110A型内圆磨床的操作
18、2.4.1 工作台的操作和调整 (1).工作台的启动。 按电器操作板上的油泵启动按钮,使机床液压油路正常进行工作;然后将工作台开停旋钮转至开的位置;再将工作台换向手柄向上抬起,工作台启动阀被压下,工作台快速引进;手放松此手柄时,启动阀借助弹簧力作用而弹起。 (2).工作台上的挡铁距离调整和运动速度调整。 调整行程压板的位置,使砂轮在进入工件孔之前,行程压板到达行程阀的位置,将行程阀压下,工作台迅速转入磨削运动速度;调整工作台往复微调挡铁和工作台返回挡铁的位置,使工作台在工件全长磨削范围内来回往复运动;调节工作台磨削速度的旋钮,使工作台运动速度处于磨削所需要的速度。 (3).工作台在修整砂轮位置
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