电气自动化毕业论文

电气自动化毕业论文

基于plc的电气自动化毕业论文

数控机床电气控制简析

摘要：对数控机床电气控制系统的控制方式、系统功能、主要实现部件，进行了选择和分析，然后给出一个完整的基于plc的数控机

床电气控制系统工作原理方案。

关键词：plc；数控机床；电气控制

目前数控机床相关技术的发展，不仅要对各机床各个坐

标轴的位置进行连续控制外，而且需要对机床主轴停止、转向

和进给运动的启动和停止、刀库及换刀机械手控制、切削液开

关、夹具定位等动作，进行特性次序控制。特定次序的控制信

息，由输入/输出控制，如控制开关、行程开关、压力开关、温

度开关等输入元件，继电器、接触器和电磁阀等输出元件控

制，同时还包括主轴驱动和进给伺服驱动的使能控制和机床

报警处理等[1~5]。

随着可编程序控制器（plc）技术的发展，上述综合功能是

可以由数控机床中的可编程序控制器来完成的[1~2]。它是由输

入部分，逻辑部分和输出部分组成，输入部分收集并保存被控

制部分实际运行的数据，逻辑部分处理输入部分所取得的信

息，并判断哪些功能需做出输出反应。输出部分提供正在被控

制的许多装置中，哪几个设备需要实时操作处理。笔者基于

plc控制来分析对一类数控机床的电气控制设计，主要包括

对控制方式的选择和分析；对电气控制系统中的主要实现部

件进行分析和选用，以及提出完整的基于plc的数控机床电

气控制系统工作原理方案。

1基于p lc的数控机床电气控制方式的选择

数控机床电气控制方式优劣，决定了控制系统的成败[3,5]。

本文所提及的系统，要控制机床实现高速高精度的加工，所以

系统的性能至关重要：首先要根据预定要求和被控对象的特

征、控制精度、系统运行速度等限制进行了综合考虑，同时，充

分考虑系统的性能价格比等因素，确定x、y轴采用pc机+

运动控制器+电机+光栅尺的方式进行闭环控制。采用此种

方式，pc机发挥了强大的文件处理功能、人机交互功能以及

高速的数据处理功能，运动控制器则体现了高可靠性、高速

性、高精度等优点，光栅尺则为系统提供了高达1μm的精度

的位置信息。同时，运动控制器可以接入机床的各种传感器，

并及时做出处理，提高了整个系统的可靠性和稳定性。运动控

制卡只能接入少数几根轴，而运动控制器可以大量扩展轴的

数目，为系统以后的升级带来便利。运动控制器同时还可以通

过一个标准接口接入一个plc系统，即运动控制器同时可以

执行plc功能。

2数控机床的功能分析

本文分析的数控机床，是一拖四的机床，有x、y轴和四

个z轴上的伺服电机，来进行工作台定位；x、y、z轴可以联

动，四个z轴可以同时运动，也可以分开运动。

为了提高加工精度，工作台的x、y轴运动，利用光栅尺

实现全闭环控制，对工作台进行精确定位。通过外扩模拟量

i/o点对高速变频器进行控制，实现四个主轴电机可以进行启

停分开控制，转速同步控制。x、y轴进行两侧硬限位和软限位

双重保护，对z轴下侧进行软硬限位。主轴转速高达16万

r/min，实现较高的加工效率，并配备专用的冷却水泵对电机

进行冷却，同时实时检测电机温度，提供温度保护。为每根主

轴安装机械手和刀库，实现自动换刀和手动换刀可选择。为了

提高加工质量，机械手换刀后，进行刀具深度和位置检测。加

工过程中，实时检测刀具磨损以及断刀情况，出现刀具失效，

可以自动通过机械手换刀或者提示操作者手动换刀。为了稳

定加工，系统具有高速的上下位机通讯功能，上位机可以随时

对下位机进行控制，下位机也把各种信息传到上位机。

3电气控制系统组成

控制系统由pc机(工控机)，simotion，电源模块，电机模

块，电机，光栅尺，smc30(传感器模块)，分布式1/0et200m(包括

数字量模块和模拟量模块)，机械手，主轴变频器，高速主轴以

及多个传感器以及限位开关组成。具体的分析及其选用如下：

3.1上位机

上位机是一台pc机(工控机)，主要负责从加工文件中读

取需要数控机床加工流程（以钻孔为例）的钻孔的孔位和孔径

信息，以及为用户提供友好的界面设定加工参数，最后通过

tcp/ip协议，把这些数据传到运动控制器。3.2 s imotion运动控制器

simotion d是整个控制系统地核心，所以simotion d

的运行速度和可靠性，会对整个系统产生决定性影响。本系统

选择的simotiond内部结构，是由西门子plc5300和西门子

的运动控制cpu组合而成，所以继承了plc工业运用上的高

可靠性优点，同时也继承了运动控制系统对运动控制的灵活

性。simotion是一个全新的西门子运动控制，它是世界上第

一款针对生产机械而设计的控制系统。simotion的目的是为

实现各种运动控制任务提供一种简单、灵活的控制系统。为了

确保成为最佳的控制方案，simotion的功能得到了很大程度

的扩展。simotion主要有三大功能：

（1）运动控制；

（2）逻辑控制，例如，对输入信号的逻辑门处理，以及对输

出信号的分析与赋值；

（3）工艺控制，例如压力控制、温度控制等。

目前simotion面向的行业，主要是运动复杂、速度及精

度的要求较高的制造机械、包装机械，橡塑机械，锻压机械，纺

织机械，以及其他生产机械领域。

3.3电源模块

一般变频器的工作方式，为先把一定频率的交流电变为

直流电，再由逆变器把直流电变为指定频率的交流 ……此处隐藏6227个字……

2.3 继电器....................错误！未定义书签。

2.4 熔断器....................错误！未定义书签。

2.5 低压开关和低压断路器.............错误！未定义书签。

2.6 主令电器................错误！未定义书签。

第3章 基本电气控制回路 .............错误！未定义书签。

3.1 电气控制线路的绘制..........错误！未定义书签。

3.2 三相异步电动机点动控制................错误！未定义书签。

3.3 三相异步电动机的自锁.............错误！未定义书签。

3.4 三相异步电动机的互锁.............错误！未定义书签。

3.5 三相异步电动机的顺序联锁............错误！未定义书签。

3.6 三相异步电动机的星-角变换接法 .........错误！未定义书签。

3.7 三相异步电动机的多点异地控制...........错误！未定义书签。

3.8 三相异步电动机的正反转控制........错误！未定义书签。

3.9 三相异步电动机的自动往复控制...........错误！未定义书签。

第4章 三相异步电动机的启动电路 ...........错误！未定义书签。

4.1 三项笼型电动机直接启动控制........错误！未定义书签。

4.2 三项笼型电动机减压启动控制........错误！未定义书签。

4.3 三相绕线转子电动机的启动控制...........错误！未定义书签。

第5章 三相异步电动机的制动电路 ...........错误！未定义书签。

5.1三相异步电动机反接制动控制.........错误！未定义书签。

5.2 三相异步电动机能耗制动控制........错误！未定义书签。

5.3 三相异步电动机电容制动控制........错误！未定义书签。

第6章 电动机的调速与软启动 ............错误！未定义书签。

6.1 三相笼型电动机的变极调速控制...........错误！未定义书签。

6.2 电磁调速异步电动机的控制............错误！未定义书签。

6.3 三相异步电机的软启动控制............错误！未定义书签。

第7章电气控制电路设计 ...........错误！未定义书签。

7.1ca6140型普通车床控制电路 ..............错误！未定义书签。

7.2x62w型万能铣床接控制电路 .............错误！未定义书签。 结 论......................错误！未定义书签。 参考文献................错误！未定义书签。 致 谢......................错误！未定义书签。

相关摘要摘 要

本文对电气控制原理与典型控制电路设计方法进行了研究。随着电子技术、自动化技术与计算机技术的迅猛发展，电气控制的系统部分功能可能被电子线路或新型控制器所取代，但是电气控制系统功率驱动部分以及能量转换部分是取代不了的。即绝大多数复杂的控制过程最终都要转换成对电机直接或间接的控制。本文主要对控制三相异步电机的自锁，互锁，顺序联锁、星角变换、多点异地控制、自动往复控制等电路进行了深入讨论，根据经验法原则重点对ca6140型普通车床、x62w型万能铣床的控制电路进行了设计。

关键词：低压控制电器；控制回路；三相异步电动机

abstract

this paper sets out to do the research concerning the method of electric control rationale and classical control circuit. along with the fast development of electron, automation and computer technique，partial functions of electrical control system could be replaced by electron circuit or renewed controller, but, the drive power of electrical control system as well power transformation can not be substituted. that is to say that most complicated control process must be transformed to direct control or indirect control toward system at last. the paper mainly give out profound discussion about the three-phase asynchronization electric motor's interlocks, mutual locks, sequence connection, the star angle varies, multiple spot controls in different places, the automation intercourse controls and so on, based on experimental method, the design of control circuit of ca6140 type of general lathe and x62w type universal miller is carried out.

key words： low pressure control electrical equipment;control circuit; three-phase asynchronization electric motor

联系方式91076391113843821328

向您推荐相关范文：

电气自动化变电站相关的毕业设计,论文范文,毕业论文参考选题表

2014届电气自动化、多媒体设计与制作专业毕业设计(论文)选题说明

电气与自动化工程学院 2014届本科毕业设计(论文)工作计划

电气自动化专业论文题目

电气自动化论文格式例文