电气工程学院
课 程 设 计 说 明 书
设计题目： 卧式车床电气控制系统 系 别： 电气工程学院 年级专业： 学 号： 学生姓名： 指导教师：
燕山大学课程设计说明书
电气工程学院《课程设计》任务书
课程名称： 电气控制与PLC课程设计
基层教学单位：电气工程及自动化系 指导教师： 郭忠南等 学号 学生姓名 （专业）班级 设计题目 卧式车床电气控制系统 设 计 技 术 参 数 主要控制电器为三台电机：主电动机、冷却泵电机、快速移动电机。三台电机都要有短路保护措施。 主电动机和冷却泵电机采用热继电器进行过载保护 主电动机要采用降压起动方式起动 主电动机要求能够正反转控制，并且有点动调整控制和长动控制，采用反接制动 主回路负载的电流大小能够监控，但要防止启动电流对电流表产生冲击。 机床要有照明设施（C650卧式车床） 1) 根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路和PLC硬件配置电路。 2) 根据控制要求，编制卧式车床PLC电气控制程序。 3) 按要求编写设计说明书并绘制A1幅面图纸一张。 设 计 要 求 参 考 资 料 周次 应 完 成 内 容 指导教 师签字 1、《PLC电气控制技术》 漆汉宏主编 机械工业出版社 2008 2、图书馆各类期刊文献相关数据库 3、相关电气设计手册 第一周 第二周 完成全部方案设计： 周一、二：完成设计说明书 周一、二：查、阅相关参考资料 周三、四：绘制A1设计图纸 周二至周五：方案设计 周五：答辩考核 周六、日：设计方案完善 基层教学单位主任签字 说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。 2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
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目录
摘要
第一章 绪论??????????????????????????????1 1.1卧式车床简介 ????????????????????????1 1.2 PLC在控制系统中的应用???????????????????2 第二章 硬件系统设计??????????????????????????4 2.1 控制系统的设计要求?????????????????????4 2.2 元器件的选择????????????????????????4 2.3 卧式车床主电路电气原理图??????????????????7 2.4 PLC控制电路图???????????????????????9
2.5 主电动机控制流程图 ????????????????????11 2.6 I/O口分配列表???????????????????????12 第三章 软件系统设计 ?????????????????????????13 3.1 PLC控制梯形图 ??????????????????????13 3.2 梯形图说明 ????????????????????????14 3.3 PLC指令表 ????????????????????????17 3.4 PLC逻辑功能测试 ?????????????????????18 心得体会???????????????????????????????22 致谢?????????????????????????????????23 参考文献???????????????????????????????24
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摘要
本次课程设计的课题是卧式车床的电气控制系统，即用可编程控制器PLC来实现对电机运行的控制。传统的C650卧式车床采用继电器来实现电气控制，接线繁多而且复杂，体积大，功耗大，一旦系统构造完成，想改变和增加功能很困难，所以其工作性能已不能达到现代工业生产的要求。而可编程控制器PLC有编程简单、可靠性高、系统配置灵活、成本低、维护方便等优点，因此，用PLC取代常用的继电器控制，可提高系统的工作性能，并且可以满足车床的控制要求。
本次课程设计包括两部分内容：一是硬件电路的设计，包括主电路、控制电路和PLC硬件配置电路；二是PLC的控制程序的编程，包括梯形图和指令表。利用PLC控制系统，实现了车床的降压启动、正转反转、反接制动、点动、刀架快速移动、冷却泵工作等功能。改用PLC控制后，其控制系统大大简化，修改维修方便，容易检查，节省了大量的继电器元件，机床性能有了很大提高，工作效率明显提高。 关键词：卧式车床；PLC；继电器；梯形图
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第一章 绪论
1.1 卧式车床的简介
卧式车床是机床中应用最广泛的一种，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹。车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工。主轴由三相异步电机拖动，主轴通过卡盘带动工件的旋转运动。车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，应选择合适的旋转和进给速度。其工作过程如下：
1、正常加工时一般不需要反转，但加工螺纹时需反转退刀，且工件的旋转速度与刀具的进给速度要保持严格的比例关系。主电动机M1采用降压起动的方式，可正反两个方向旋转，为加工调整方便，还具有点动功能。由于加工的工件比较大，加工时其旋转惯量也比较大，需停车时不易立即停止转动，必须有停车制动的功能，C650车床的正反向停车采用反接制动的方式。
2、电动机M2拖动冷却泵。车削加工时，刀具与工件的温度较高，需设一冷却泵电 动机，实现刀具与工件的冷却。冷却泵电动机M2单向旋转，采用直接起动、停止方式，且与主电动机有必要的连锁保护。
3、快速电动机M3。为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间，利用M3带动刀架快速移动。电动机可根据使用需要，随时手动控制起停。
4、采用电流表检测电动机的负载情况。但要有保护措施，防止启动电流对电流表产生冲击。
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