1、T68型卧式镗床PLC控制系统设计T68 型卧式镗床 PLC 控制系统设计电气工程学院 自动化专业 00031025 张向前指导教师：路正午1.T68卧式镗床控制原理说明书 12.T68型卧式镗床电气控制主回路 23.安装板电气元件平面布置图 34.控制面板按钮、行程开关平面布置图 45.镗床控制系统PLC外部接线图 56.镗床控制系统 PL C 梯形图 67.触摸屏控制 78.电气元件一览表 79.参观工厂有感 810.实习心得 911.附录A:实习日记 91 T68 型卧式镗床控制原理说明书1.1 T68 型卧式镗床的用途T68 型卧式镗床主要用于钻孔、镗孔、铰孔及加工端平面等。电气控制线
2、路的特点（ 1）主电机为双速电机，它提供机床的主运动和进给运动的动力。高低速转换，由主轴孔盘变速机构内的限位开关 S控制，S常态时接通低速，被压下时接通高速。由接触器 KM6及KM7实现定子绕组从三角形接法转接成双星型接法。（2） 主电机可正反转、点动及反接制动。（3） 主电机用低速时，可直接启动；但用高速时，则由控制线路先起动到低速，延时后再自动转换 到高速，以减少起动电流。（ 4）在主轴变速或进给变速时主电动机能缓慢转动，使齿轮易于啮合。控制线路工作原理（1） 主轴的点动控制主轴的正反向点动由按钮 SB3和SB4操纵。按下正向点动按钮 SB3后，PLC输出使KM1 KM6线圈得电 动作。因
3、此，三相电源经 KM1主触点、限流电阻 R和接触器KM6的主触点接通电动机 M1,使电动机在低速 下旋转。放开按钮时， KM1和KM6都相继断电释放，电动机断电停止。反向点动与正向点动相似，由 SB4操纵，经接触器KM2及 KM6相互配合动作来完成。（2） 主电机的正反向长动主电机正反控制由 SB1和SB2操纵。当要求电动机低速运转时，限位开关 XK为断开状态，按下起动按钮SB1、KM1 KM3 KM6得电动作。主电机就在全电压和三角形接线下，直接起动低速运行。使用高速时，限位开关 XK闭合，按下SB1后，电动机先低速起动，延时 5秒后KM6断开，再经秒KM7 得电动作。KM7的主触点使电机的
4、绕组连成双星形并重新接入电流， 从而使主电动机从低速再起动到高速。反向起动原理与正向起动相同，但参与控制的按钮为 SB2接触器为KM2 KM3 KM6及 KM7（3）主电机的反接制动控制当电动机正转时，速度继电器的正转动合触点 Kn闭合，而正转动断触点 Kn断开，当按下SB5时，KM1 断电释放，切断了主电机电源。延时秒后， KM2闭合和KM6得电，使三相电源经过 KM2主触点，限流电阻R和KM6主触点反接给电动机。电动机反接制动。当电动机转速降低到一定速度时， 正转动合触点Kn打开，切断KM2的通电回路，使 KM2和KM6相继断电释放，及时切断电动机的反接电源，制动结束。反向运行时 的制动过
5、程与正向相似。此时参与控制的电器是速度继电器的反转动合触点 Kn 接触器 KM1、KM2。（4） 主轴或进给变速时主电机的缓转控制主轴变速时，主轴电动机可获得缓慢转动，以利于齿轮顺利啮合。将 S1、S2闭合，KM1 KM6线圈得电动作，电机得电正向加速，当达到一定速度时，速度继电器 Kn 的动断触点断开，动合触点闭合，延时秒后，KM2闭合，电机开始反接制动，当电机低于某一速度时， Kn动作，KM2断开，延时秒后 KM1闭合，正向加速， 如此反复， 实现缓动。 进给变速时缓转控制原理与主轴时完全相同， 不过用的是限位开关是 S3、 S4。5）主轴箱、工作台或主轴的快速移动机床的各部件的快速移动由
6、限位开关 S2、S6和快速电机 M2驱动。S2被压动，PLC输出使KM4得电动作，快速移动电动机M2正转、限位开关S6被压动，PLC输出使接触器KM5得电动作，快速电动机M2反转。U V W图1 T68型卧式镗床电气控制主回路k/AU4WUwMKM1Y0 Lb V2WKM2KM3PLCM UVWYi UV2WM U V3WY U WM U WKM4KiC EKM6Y5 UMWKM7Y6 U VW/KM8KM5M U8 8WK2E BM U V6WM UV3WM 17 VW主板电气位置接线图图2安装板电气元件平面布置图图3控制面板按钮、行程开关平面布置图SB5SB1SB2SB3SB4Kn1Kn2
7、51525354S5556l i L匕XX用xRXXX000Y000X001Y001X002Y002X003Y003X004Y004X005Y005X006Y006X007X010X011X012X013X014COM-X015COM-L-NKM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7KR图4镗床控制系统PLC外部接线图m1iM8M1II_IIM1X002M1M2M8 M1312HIXO11X007M1+FY002M8X003YOo2 Ml IiliMM8X004M2M8X013M8lM15TOM8M16TO K50- T5 K56M3M4T6 K6T1 K6M5M8XOOOM8T卜M11XOO
8、5HFT2 K6卜M16IIM6YOO1-IFT3 K6YOOOYOO6-4-YOO5Tl匚 T4 K6 .YOO5 |:.YOO6I YOOOYOO3YOO4T1HI -II M4 YOOOYOO1HI 1 lb T2图5镗床控制系统PLC梯形图电触气摸控屏制控制反向长动正向长动反向点动正向点动返回图6触摸屏控制表1电气元件一览表符号数量名称及用途M11主电动机，拖动主运动和进给运动用M21快速移动用电机Q1空气开关，限流、欠压保护KM1 KM22主电动机正反转用接触器KM31限流电阻短路用接触器KM6 KM73主电动机高低速转换用接触器KM4 KM52快速电机正反转用接触器SB51主电动机
9、停止用按钮Kn1主电动机反转制动用速度继电器SB1 SB22主电动机正反转用按钮SB3 SB42主电动机正反转点动按钮S1 S22主轴用变速限位开关S3 S42进给变速用限位开关S1接通主电动机咼速用限位开关S5 S62快速电动机正反转用限位开关R2点动、高速启动，制动用限流电阻FU1FU88短路保护熔断器KR1主电动机过载保护用热继电器K11控制PLC用开关PLC1可编程控制器9参观工厂有感9月11日，中秋佳节。在这个欢乐的日子里，我参观了渤海铝业公司和河北省秦皇岛晴纶厂。这两 厂的自动化程度很高，工人很少，往往是一个工人通过控制台操纵多台设备。参观中给我印象较深的主要 有两点：一是在渤铝的
10、参观中，一些先进的关键的设备都是从外国进口的，成本很高。这说明国内的工业控制水平与世界先进水平还有很大的差距。二是在晴纶厂参观时，该厂总工程师王总对我所讲的该厂的一套 控制系统价值上千万，占当初建厂总投资的十分之一，这说明自动控制系统的成本普遍偏高，他说希望我 们这些大学生将来能献身自动控制研究，降低成本，这样才能实现国家的工业现代化。他说在意大利年产 数万吨的晴纶厂只需 3个工人操纵，而在我国却需要几百人，差距还相当大。通过参观，我了解了中国工业控制的现状， 以及工业控制的发展前景。 工程师的希望是对我的鼓励。作为一名即将毕业的自动化专业的学生，我将尽我所能为早日实现祖国的工业现代化而努力进
11、取。10 实习心得紧张而充实的生产实习结束了，回头细想，自己在这三周内收获还真不少。首先，经过实习增强了自己的动手能力，促进了理论与实践的结合，大致掌握了 PLC控制的流程及在设计过程中应注意的一些地方。熟悉了 PLC控制常用的一些元器件的性能和用途以及连接方法。懂得了在PLC程序动作和电气器件动作间存在时间延时，应在程序中加入时间继电器，否则容易引起电路短路， 发生危险。在程序设计过程中反接制动没有延时，经过反复思索和请教别人，终于明白了是 PLC的扫描周期在作怪。而程序的周期性扫描是老师在 PLC课上重点强调的一个内容，可见知道并不等于会用。今后应进一步加强理论与实践的结合。其次，在实习中
12、有些同学扎扎实实，实事求是，不言放弃的精神深深影响着我，也让我认识到团队 合作的巨大力量。例如，反接制动那块，正向运转时没有延时，而反向运转制动时有延时。我苦苦思考也 得不到结果。当时就想起这点小毛病，干脆放弃算了。但是我们组员黄涛却坚决的说不行。现在放弃那调 试的时候就有可能发生短路，造成危险，咱们再想想，一定会找到解决的办法。后来，经过请教，终于解 决了这个问题。这才有调试时的一次性成功。黄涛同学的认真态度是我学习的榜样。总之，在生产实习中 锻炼了我吃苦耐劳、勤于思考、勇于进取的优良品质。最后，通过参观工厂，我近距离接触了 PLC控制工厂中的实际应用。通过工厂工程师的介绍，我了解到中国的机
13、器控制水平还不够先进，一些关键的设备几乎都是国外进口的，而且成本很高，不利于自动 化技术的推广，不利于全面实现工业自动化，作为即将毕业的自动化专业的一名学生，我心里发誓要为祖 国的工业现代化贡献自己的才力。这次生产实习将为自己今后的工作产生积极的影响。11附录A:实习日记8 月 25 日 星期一今天，是新学期的第一天，也是为期三周的生产实习的开始。上午，我们开了一个生产实习的会议， 由指导老师给我们讲了实习的目的，要求，布置了实习任务，计划安排。并由专门老师详细讲解了 T68 是卧式镗床的工作原理及电气控制线路。强调了在实习中应特别注意的技术性环节。通过阅读发下的实习资 料，我大概了解镗床的性
14、能指标，以及我们要完成的工作。即用 PLC设计程序，用触发器来控制主电路的工作，来完成主电动机的正反向启动与点动控制，主电动机的反接制动控制，或进给变速时的主电动机的 缓转控制，以及主轴箱，工作台或主轴的快速移动等操作。下午老师领我们参观了实习地点，演示了一台 已经调试成功的镗床控制系统。看着由触摸屏控制的 PLC再由PLC控制接触器的开通，闭合下的正转、反转、停止。 我在问自己， 我能不能也漂亮的完成这个控制系统呢随后， 老师给我们发了工具包和线路板。 线路板是去年同学实习用过的。看着上面错综复杂的接线，以及陌生的器件，我感到了实习的压力。当把 接线板上的线都拆下来以后，今天的任务就算完成了
15、。这是新鲜充实的一天。8 月 26 日 星期二由于硬件部分需要在一个星期内完成，还剩下四天的时间，时间紧，任务重，为此，我为剩下的 四天做了一个计划，今天进行元器件的布局，以使器件摆放整齐，美观，更重要的是摆放位置恰当，更好 的满足器件的功用，为此，我们组成员没有基于去安装，而是审慎的讨论合理的布局方案，大家 各自发 表自己的意见，然后把优点综合起来，并借鉴其他组的经验，布局出笼了。我们就开始钻眼把器件安放在 板子上。由于我们花了很多时间在布局上，所以，器件的摆放合理、美观。不像有的组，只顾美观，但忘 了器件摆放的合理性，而出现了返工的现象。8 月 27 日 星期三按计划，今天要接线了。由于晚
16、自习的时间要用来复习考研的课程，所以实习的工作只能挤到白天来 做。我仔细阅读分析了镗床控制的原理图，以及各项功能是如何实现的。经过分析发现，要实现控制还是 比较简单的。象电动机的正反转，反接制动三角形接法使电机高低速转换等，都是我们 PLC课上重点讲解的内容，我心里有底了。对完成这次实习任务充满了信心。经过紧张的工作，思考，布局图终于完成了。 还剩两天的时间。心想，两天足够把线接完了。8 月 28 日 星期四真是想起来容易做起来难啊！本以为布线图都出来了，把线接起来不就是照葫芦画瓢吗那还不容易。可实际动起手来，可就找不着北了，继电器、空气开关、限流电阻、熔断器、热继电器等器件虽然在课本 上都介
17、绍了， 但没有实际用过， 而且器件上的接线电很多， 这真有点不知道往哪里下手， 瞪着眼睛干着急。 老师也发现了同学们的问题， 为此， 组织同学集合， 为大家介绍了各种器件的工作原理、 作用及怎样接线。听完后，同学们都有一种豁然开朗的感觉。怪不得古人一直倡导读万卷书，行千里路呢。理论与实际相结 合才行啊！今后自己在学习和工作中要注意这一点。有了老师的指导，同学们的进度明显加快了。我们组 也热火朝天的干着，时间在不知不觉中过去了。8 月 29 日 星期五今天是接线的最后一天，我们的任务还很重，为此我提前一小时去了实习地点，加班来做。看似简单 的接线工作做起来并不是那么简单，剪线、剥线、把线弯好，最
18、后连上，还要把走线槽安上去，再有一小 时接线就要完了，可这时下课的时间到了，只好心不甘情愿的收拾工具，紧张充实的第一周实习结束了。9月 1 日 星期一本周的任务是 PLC程序的设计及触摸屏控制设计。本以为由于对镗床的电气原理图有了深入了解，编软件程序是比较容易的事。照搬原图就行了，可在实际的编写的过程中发现，事情并不是那么简单。电气 图中的线能够交叉，但程序、梯形图中的线不能交叉，而且由于程序模拟器件的开通关闭非常迅速，几乎 没有延时，而电气元件的闭合却有动作时间，为了避免出现短路现象，也需要在程序中的低速转换和反接 制动上加时间继电器完成延时。经过一天的紧张工作，终于熟悉了 PLC程序的编辑
19、软件，而且梯形图的大概状况也有了眉目，就等明天继续完善，然后上机测试了。星期二9月 2 日上午，经过对程序的反复的仔细检查，并借鉴了其他组的长处，对程序进行完善，终于完成了，紧接着就要上机调试了，看着自己的程序输入了电脑，连接上了 PLC电源，那时的心情是那样奇妙，紧张充满期待，害怕却又热烈的期待着结果，不管是成功还是失败，就像等在产房外面的丈夫，关心着孩儿是男是 女，是否健康。点动、常动没有问题，可是缓动和反接制动出现了问题，把程序拿回来重新检查，原来是 编号输错了，怪不得缓动不起作用呢，自己太粗心大意了。剩下的就是反转时反接制动有延时，但是正转 时制动却没有延时。这两个功能是一样的，程序应
20、式对称的，这可就奇怪了。问其他组，有的也有这样的 毛病，反复思考也不得其所以然。只好去问老师，老师好像对这个问题也不太清楚是怎么回事。没办法， 只好先把这个问题放下来，来编辑触摸屏的程序。9月 3 日 星期三把昨天的问题放下，投入到触摸屏的编辑上来，首先是熟悉 easybuider 的界面及各个图标的作用，经过老师的讲解和自己的摸索对我们需要用到的几个常用的功能有了一定的了解。为了将人机界面设计的 美观、实用、友好。几个方案在脑中闪现，经过一个一个的试验，终于选定了一个朴素、大方的方案，它 和一般机器的触摸屏差不多，比较朴实、大方，不像有的组那样设计的象是艺术品，或是招贴画，有的甚 至把按钮设
21、计成了卡通形象，感觉不是工人用的，倒象是给小孩玩的游戏机界面。看着自己的作品，心情 是那样的激动。盼望着明天的调试顺利通过。星期四9月 4 日今天是程序调试的最后一天，经过最后的检查，我们又将程序输入电脑，在老师的指导下进行调试。 打开触摸屏，一个功能一个功能的测试，通过。除了制动设有延时那个功能。没办法，只好留着这个额问 题了。凭我自己的能力是解决不了的。最后，按老师的要求触摸屏上增加了电气控制和触摸屏控制的选择 开关。程序的编译工作就在一点点的遗憾中完成了。9月 5 日 星期五我们又回到接线的地方，来继续做我们未完成的工作。经过一个小时的努力，接线终于告一段落。然 后是线路的检查工作。由于
22、别的组已经基本上做完了，我们心里有点急。我们只是草草的用万用表简单测 试了器件能否顺利接通，有没有虚接的地方，经过检查发现停止的按钮坏了。换了之后，一切 0K 今天的工作上午就完成了， 下午不用去了。 终于有属于自己的半天了， 心里面很高兴。 期盼着下星期的正式调试。9月 8 日 星期一今天要进行正式的调试了，我们组排到了第六组，时间很充裕。感觉自己的作品很完美，就很轻松的 在那里坐着和同学聊天。一个小时过去了，第一组没调完。两个小时过去了，还是没调完。我有点儿坐不 住了，跑到调试厂里看看出了什么问题，我们的作品中是不是也有同样的毛病。第一组的程序是调试通过 的呀，那可能是硬件出了问题。在老师
23、的指导下，他们一步步排除了故障。等到完全调试成功，已经是下 午三点多了。主要毛病是延时那里做的不好。为此我检查了自己的程序，又为高低速转换那块增加了两个 时间继电器。等到下班了，第二组也没调试完。9月 9 日 星期二经过昨天晚上的深入思考和 PLC编程高手的指导，我终于找到了反接制动时没有延时的原因。 PLC程序执行时是按顺序一周周扫描的，前面的程序对后面的程序产生了影响。为此在程序中增加了一对互锁装 置。理论上的问题解决了，就等着实践的检验了。接下来的几组进行的比较快，虽然存在一些问题，但很 快解决了。下午三点时马上就要轮到我们组上机调试了我们对 PLC的供电进行了改进。直接由火线供电，而不
24、是经过空气开关， 以免对空气开关产生影响。 检验我们的时刻到来了。 四点， 我们开始接电动机的线， 接电源线，接速度继电器。接线完成后，在老师的指导下测量了几个关键部件的电压，正常。好，接通电 源，合上开关，正式调试。点动没问题，长动没问题，反接制动正常。我悬着的心放下了一些。这可是我 们最有可能的出毛病的地方啊。接着是高低速转换，动作要求有 5 秒的延时，在那 5秒的等待中，心在怦怦的跳。周围的一切仿佛都安静下来了，包括那旋转的电动机，心里默默的数着 1、2、3、4、5，接触器动作了，成功了，心里真是太高兴了，没想到我们的调试这么顺利，看着表 4：30，太快了，比预计的快多了。这标志着我们的
25、实习基本上圆满完成了。为此，我们调试完的几组晚上到学校外面大吃了一顿，以 示庆贺。9 月 10 日 星期三由于我们组的调试已经完成了，剩下的工作就是写实习报告了。电气布局图、接线图、 PLC梯形图等一样样完成了，期待着明天去工厂实习，说实话，真希望是今天去工厂参观，因为明天是中秋节。听 今天回来的人说参观很有意思，就是太累，尤其是中午他们顶着烈日走了一个多小时才走到晴纶厂，听老 师说我们明天中午会坐车去晴纶厂，心里又感到有些庆幸，幸亏今天没去，否则没得车坐，真是世事难得 两全其美，尽如人意啊！9 月 11 日 星期四今天是中秋节，我对自己说了一句话：中秋节快乐！呵呵，自己给自己一个祝福。今天天
26、气还不 错，我们首先参观了渤海铝业公司。首先由工程师们为我们介绍了该厂的概况、一些生产的流程和技术特 点，以及用到的生产设备，然后就在工程师的带领下去车间参观。我们基本上是按生产流程参观的。看着 铝锭经过一步步地加工变成型材和薄薄的铝箔，我在心里暗暗惊叹人类的聪明才智。中午，我们在渤铝中 渡过了快乐的中秋节。经过短暂的午休，我们驱车去了晴纶厂。在该厂总工程师王总的带领下，参观了该 厂。在谈到一套关键的控制设备时，王总说：该设备仅仅是几个控制柜和几个软件，就花了他们 1000 万，占该厂全部投资的 10%。同时又谈到意大利的晴纶生产线几乎实现了全部自动化，偌大一个车间只需 3 个工人，而这需要
27、1 亿元的投资，这个项目在中国还办不到。希望我们这些控制专业的学生能够发挥自己的 聪明才智，降低控制系统的成本，为祖国的工业自动化做出应有的贡献。这对我是一个激励。通过参观， 我看到了自动控制专业的一些应用，对自己以后的工作有了一个大致的了解。9 月 12 日 星期五今天是实习的最后一天， 紧张而又充实的实习就要过去了。 在这三周里， 理论和实践进行了结合， 增加了我们动手的能力，收获颇丰。下午老师给我们开了一个总结会，总结了这三周实习的经验教训，并 听取了同学们的意见，以便更好的为明年的同学做准备，最后，在热烈的掌声中，实习正式结束了。在这 次是西中，我收获很多，感谢这次生产实习，感谢这次实
28、习中的指导老师和给予帮助的同学们，谢谢！设计并调试准谐振Buck电路实习报告电气工程学院 应用电子专业 00033031 王健指导教师：赵清林 李艳在大四学年的刚一开始，我们就进行了为期 4周的生产实习，通过这四周时间的学习与实践，使我对于以前所学的理论知识有了更加深刻的掌握，并使我认识到动手能力对于一名工科学生来说是十分重要 的。通过自己动手能够发现许多在理论学习中忽视的问题，而且还能强化对一些基础知识的掌握。所以我 认为这次实习是十分重要，而且必要的。这次实习的目的是让我们学习、体会控制电路和几个具体主电路从设计到制作的过程，再通过调试掌 握工程设计的全过程，使我们能在具体电路设计中了解各
29、种器件、线路的工作原理及工作要求等方面的知 识，让我们从一个整体的角度把握各种器件之间是如何共同工作的。并要求我们能够分析和解决电路出现 的一些简单问题，做到“理论联系实际” 。这次实习是我们将来能够成为高素质人才的必经之路。我们小组的实习任务是设计并调试准谐振 Buck电路。一、主电路简介1)Jumpl和Jump2是功能接插件。对于 Jumpl来说，如果将1和2短接，则是把 Cr1连入电路中; 如果将2和3短接，则是把Cr2连入电路。我们可以根据工作频率选择合适的电容和电感构成谐振环 节。2) R1和R2是测量电阻。R1用来测量开关管的电流， R2用来测量谐振电流。3)图中画圈的各点是测试点
30、，分别是4)Driver是接插件，用来接入驱动信号。5)Lf和Cf构成输出滤波环节。6)Rf用来测量输出端电压， RI是代表负载电阻。电路工作过程分析变换器的整个过程可以分为动态阶段和稳态阶段。设初始状态为零，即：电容的电压为零，电感的 电流为零，开关以一定占空比周期工作。对于工作在硬开关状态下的 PW礎换器，在进一步提高其运行频率的同时，通常会引起一些类似的限制，如开关损耗随开关频率成正比上升，过高的 dv/dt,di/dt 将产生严重的电磁干扰等。为了克服硬开关所带来的局限性，本电路中加入了准谐振环节。因为电路工作在谐振的时间只占一个开关周期的一 部分，故称为准谐振。准谐振变换器通过谐振使开关器件上的电流或电压按准正弦规律变化，从而创造 出零电流/零电压开关条件，极大减小了变换器的开关损耗和开关噪声。在零电
