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机电控制系统PLC驱动实验平台课程设计

JIANG SU

TEAC HERS UN IVER SITY

TECHNOLOGY

课程设计与综合训练

说明书

课程设计题目: 步进驱动系统设计与数控顺圆

弧插补程序设计

综合训练题目: 连接电路和机床进给电机驱动

器实现第三象限顺圆弧插补加工

学院名称：江苏理工学院专业：机械电子工程班级： 09机电1班W 姓名：姚露娟指导教师姓名：杨龙兴

2013年01月

课程设计与综合训练任务书

课程设计题目:步进驱动系统设计与数控直线

插补程序设计

综合训练题目:连接电路和机床进给电机驱动器

实现直线插补加工

摘要：PLC具有通用性强，使用方便，适应性广，可靠性高，抗干扰能力强，编程简单等特点。PLC在工业控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的未来，是无法取代的。本设计即使根据自制的车数控平台，运用PLC的特点发出脉冲，从而控制电机的驱动运行，初步掌握伺服控制系统的设计方法，往常数控车加工平台伺服系统零件的加工。

关键词：PLC 发脉冲驱动电机零件加工

第一章概述 (5)

1.1 本次课程设计综合训练对象及内容 (5)

1.2 课程设计综合训练任务书及要求 (6)

第二章机电伺服传动系统设计及图形绘制 (8)

2.1 步进电机的选择和齿轮传动比的计算 (8)

2.1.1 系统方案设计 (8)

2.1.2 传动比计算和步进电机的选择 (6)

2.2圆柱齿轮减速器的设计计算 (13)

2.2.1 X向齿轮减速器的设计计算 (13)

2.2.2 Z向齿轮减速器的设计计算 (17)

2.3联轴器选择 (26)

2.4轴承选择 (26)

2.5 键 (27)

2.6 齿轮结构设的选择计 (27)

2.7传动系统结构设计和图形绘制 (28)

第三章机电伺服系统微控制器电器线路及程序设计 (29)

3.1开环控制系统 ..... . (30)

3.2 PLC控制步进电机时电器接线图设计 (31)

3.3三菱PLC控制插补程序设计 (33)

3.4 程序设计与调试 (37)

课程设计心得 (43)

参考文献 (44)

附录1 自制数控工作平台设计题目及参数 (45)

第一章概述

机械电子工程专业的课程设计，是对前阶段机电课程教学的一次设计性的训练过程，其后三周的综合训练则是将课程设计的设计成果进行物化的过程。整个过程应该能实现对理论教学内容的综合应用目的。所以，本指导书涉及了单片机原理及接口技术、机电一体化系统设计、电气控制与PLC、数控机床与编程技术、机械工程测试技术基础等多门机电课程知识，从机电系统及其电气原理图的设计与绘制，到动手制作控制电路及调试，对这些课程的诸多知识点在机电系统中的综合应用进行了简单的阐述。

1.1 本次课程设计综合训练对象及内容

本次设计任务是根据自制的车数控平台，进行伺服传动系统设计及图形绘制、微控制器（单片机、可编程序控制器PLC、微机插卡）的接口电路设计、控制程序的编写、切削加工调试，初步掌握伺服控制系统的设计方法（可采用开环或闭环），完成数控车加工平台伺服系统零件的加工。

本次设计和训练的具体内容如下：

(1)根据指导老师给定的任务，使用AUTOCAD绘制数控系统传动图形，选择系统所用步进电机、计算系统减速器传动比；

(2)绘制微控制器接线图；

(3)利用元气件制作微控制器及其接口控制电路；

(4)编制和调试程序，加工出任务书中要求的零件类型；

（5）编制说明书。

1.2 课程设计综合训练任务书及要求

课程设计综合训练任务书及其格式见附录，其主要内容有：

设计训练题：分别给出课程设计和综合训练的题目，如课程设计的题目为“步进驱动系统设计与数控直线插补单片机程序设计”，综合训练的题目为“连接自制电路和机床进给电机驱动器实现第一象限直线插补加工”。

主要设计参数及要求：可以给出具体的设计参数，如丝杠导程p、步进电机步距角α、加工线型及走刀长度、脉冲当量δp、电机和折算到电机轴上等效转动惯量（Jm+Je）、空载启动时间Δt、最大进给速度Vmax、大小拖板质Md、Mx）、主切削力Fz、吃刀抗力Fy、走刀抗力Fx等参数；要求如选择电机型号、制作接口电路、编制程序，使其能进行两方向伺服驱动加工出所需要的零件等。

3、设计内容及工作量：如课程设计内容要求“根据给定的任务参数，计算齿轮箱传动比，选择驱动中使用的步进电机，使用AUTOCAD绘制数控

系统传动图形；绘制微控制器接线图。”综合训练内容要求“利用元气件制作微控制器及其接口控制电路；编制和调试程序，加工出任务书中要求的零件类型；编制课程设计和综合训练说明书。”

设计具体任务书由指导老师下达，要求每个学生完成的内容：

(1)根据给定的脉冲当量选择传动比、电机后，设计并绘制伺服传动系统AutoCAD传动图一张；

（2）绘制微控制器电器接线图一张；

（3）利用自制数控加工平台，编程插补加工出零件一个；

（4）课程设计综合训练说明书1份：6000～8000字。

第二章机电伺服传动系统设计及图形绘制

2.1 步进电机的选择和齿轮传动比的计算

系统总体设计非常重要，是对一部机器的总体布局和全局的安排。总体设计是否合理将对后面几步的设计产生重大影响，也将影响机器的尺寸大小、性能、功能和设计质量。所以，在总体设计时应多花时间、考虑清楚，以减少返工现象。

当伺服系统的负载不大、精度要求不高时，可采用开环控制。一般来讲，开环伺服系统的稳定性不成问题，设计时主要考虑精度方面的要求，通过合理的结构参数设计，使系统具有良好的动态响应性能。

2.1.1 系统方案设计

在机电一体化产品中，典型的开环控制位置伺服系统是简易数控机床（本实验室自制数控平台）及X-Y数控工作台等，其结构原理如图2-1所示。各种开环伺服系统在结构原理上大同小异，其方案设计实质上就是在图2-1的基础上选择和确定各构成环节的具体实现方案。

图2-1 开环伺服系统结构原理框图

1、执行元件的选择

选择执行元件时应综合考虑负载能力、调速范围、运行精度、可控性、可靠性及体积、成本等多方面要求。开环系统中可采用步进电机、电液脉冲马达等作为执行元件，其中步进电机应用最为广泛，一般情况下优先选用步进电机，当其负载能力不够时，再考虑选用电液脉冲马达等。

2、传动机构方案的选择

传动机构实质上是执行元件与执行机构以输出旋转运动和转矩为主，而执行机构则多为直线运动。用于将旋转运动转换为直线运动的传动机构主要有齿轮齿条和丝杠螺母等。前者可获得较大的传动比和较高的传动效率，所能传递的力也较大，但高精度的齿轮齿条制造困难，且为消除传动间隙而结构复杂，后者因结构简单、制造容易而广泛使用。在步进电机与丝杠之间运动的传递有多种方式，可将步进电机与丝杠通过联轴器直接连接，其优点是结构简单，可获得较高的速度，但对步进电机的负载能力要求较高；还可以通过减速器连接丝杠，通过减速比的选择配凑脉冲当量、扭矩和惯量；当电动机与丝杠中心距较大时，可采用同步齿形带传动。

3、执行机构方案的选择

执行机构是伺服系统中的被控对象，是实现实际操作的机构，应根据具体操作对象及其特点来选择和设计。一般来讲，执行机构中都包含有导向机构，执行机构的选择主要是导向机构的选择。

4、控制系统方案的选择

控制系统方案的选择包括微控制器、步进电机控制方式、驱动电路等的选择。常用的微控制器有单片机、PLC、微机插卡、微机并行口、串行口和下位机等，其中单片机由于

在体积、成本、可靠性和控制指令功能等许多方面的优越性，在伺服系统中得到广泛的应用。步进电机控制方式有硬件环行分配器控制和软件环行分配器控制之分，对多相电机还有X相单X拍、X相23X拍、X相双X拍和细分驱动等控制方式，如三相步进电机有3相单3拍、3相6拍、3相双3拍和细分驱动等控制方式，对于控制电路有单一电压控制、高低压控制、恒流斩波控制、细分控制等电路。

5、本次课程设计和综合训练方案的选择

对于我们这次的课程设计和综合训练，各种选择不一定与实际自制数控平台完全一致，可以根据任务书中给定的设计要求进行选择。

执行元件选用功率步进电机，但步进电机的功率需要通过计算后选定电机的型号（其网址是：http：//https://www.wendangku.net/doc/9816090072.html,）；传动方案选择带有降速齿轮箱的丝杠螺母传动机构，但在已知丝杠导程和步进电机步距角的情况下，必须计算降速齿轮箱传动比、查询丝杠的型号，以满足脉冲当量的要求；执行机构选用拖板导轨；控制系统中微控制器采用单片机、PLC、微机插卡、微机并行口、串行口和下位机通讯控制等方式均可，步进电机控制方式采用带有硬件环行分配器的驱动器，在共地的情况下，给该驱动器提供一路进给脉冲、另一路高（低）电平方向控制电位即可。

2.1.2 传动比计算和步进电机的选择

1．步进驱动器的原理

从步进电动机的转动原理可得出，要使步进电动机正常运行，比寻按规律控制步进电机的每一相绕组得电。步进驱动器接受外部的信号时方向信号（DIR）和脉冲信号（CP）。另外步进电机在停止的时候，通常有一相得电，电机的转子被锁住，所以当转子松开时，可与使用脱机信号（FREE）。其原理如图2-5

步进电机

图2-2步进驱动器的原理

环形分配器的功能：环形分配器的功能主要是把外部CP端送进的脉冲进行分配，给功率放大器，功率放大器相应的晶体管导通，步进电机的线圈得电。

2. 步进电机，步进驱动器和PLC间的连接（图 2-6）

图2-3 PLC ，步进驱动器和步进电动机的连接

因为在这次设计项目中，我们要保证插补的动作，所以画笔是两个方向的运行，即X 轴,Y 轴，所以我们选择的脉冲信号分别有X,Y 轴两个，选用的是Y0，Y1，其中Y0是Y 轴脉冲，Y1是X 轴脉冲。而方向信号选用Y2,Y3，其中Y2是Y 轴正方向，Y3是X 轴正方向。

1、减速器的传动比计算：

i=αp/360δp

其中α：表示步进电机步距角，两个方向由任务书给出；

p ：表示丝杠的导程，两个方向由任务书给出；

δ：表示脉冲当量，两个方向由任务书给出。

根据上述公式可以得出减速器传动比的大小。

X 向： i1=αp/（360δp ） =(0.7533)/(36030.005)=1.25 Z 向： i2=αp/（360δp ） =(0.7535)/(36030.005)=2.08

X 方向脉冲个数:n=

360

i 走刀长度导程步距角=800075

.025

.1340

360=?? Z 方向脉冲个数:n=

360

i 走刀长度导程步距角=2.798775

.008

.2540

360=?? 2、步进电机所需力矩计算：

选择步进电机应按照电机额定输出转矩T ≥电机所需的最大转矩Tmax 的原则，首先计算电机所需的负载转矩。

作用在步进电机轴上的总负载转矩T 可按下面简化公式计算：

i pF i pF i

pF J J T T T T W e m J 22.0 2 2 )(T 0

0W πηπηπηεμμ++

+=+++=

式中， J T 为启动加速引起的惯性力矩，

T 为拖板重力和拖板上其它力折算到电机轴上的当量摩擦力矩，

W T 为加工负载折算到电机轴上的负载力矩，

T 为因丝杠预紧引起的力折算到电机轴上的附加摩擦转矩； m J 为电机转动惯量；

J 为折算到电机轴上的等效转动惯量；

ε为启动时的角加速度；

e m J J +由任务书中给出，

ε由任务中的空载启动时间和最大进给速度计算得到；

p ：为丝杠导程，由任务书中给出；

μF ：为拖板重力和主切削力引起丝杠上的摩擦力，

μμ)(Z F mg F +=，拖板重量由任务书中给出，

注意：在计算纵向力时（选择纵向电机），拖板重量为两个拖板的重量之和，在计算横向力（选择横向电机）时，为小拖板重量，钢与钢的摩擦系数可查资料，一般为0.05~0.2左右；

w F ：在选择横向电机时，为工作台上的最大横向载荷，通过给定吃刀抗力Fy 得

到；在选择纵向电机时，为工作台上的最大纵向载荷，通过给定吃刀抗力Fx 得到；

0F ：为丝杠螺母副的预紧力，设取w F 的1/5 ~ 1/3 ；

η ：为伺服进给系统的总效率，取为0.8 ；

i ：为减速器传动比。 Jm+Je=0.09N.m 2 启动时 ε=

2n t

π=23

/86.44107060

3014.32m rad =?÷??- 3)Fu: 横向力 Fu=(mg+Fz)3u =(100+1300)30.1=140N 纵向力 Fu =(mg+Fz)3u =(100+300+1300)30.1=170N 4)Fw: 横向力 Fw=(mg+Fy)3u=(100+1000)30.1=110N

纵向力 Fw=(mg+Fx)3u=(300+600)30.1=90N

5)Fo: 横向力 Fo=Fw （1/5~1/3）= 22~37N 取Fo=27N

纵向力 Fo=Fw （1/5~1/3）=18~30N 取Fo=30N 由下式可得：

i pF i pF i pF J J T T T T W e m J 22.0 2 2 )(T 0

0W πηπηπηεμ

μ+

+=+++= 横向： 1000/)25

.18.0227

52.025.18.02110325.18.021403(

86.4409.0????+???+???+?=πππT =4.161N.m

纵向： 1000/08

.28.0230

52.008.28.0290508.28.021705(

86.4409.0）πππ????+???+???+?=T

=4.164 N.m

一般启动时为空载，于是空载启动时电动机轴上的总负载转矩为：

q T =J T +μT +0T

代入上式计算可得： Tqx=4.109N.m

Tqz=4.122N.m

在最大外载荷下工作时，电动机轴上的总负载转矩为： g T =W T +μT +0T 代入上式计算可得：

Tgx=0.124N.m Tgz=0.127N.m

计算出的总负载转矩根据驱动方式，选择电机时还需除以一系数，设为X 相23X 拍驱动方式，则总负载转矩取为：

)}5.0~3.0/( ;8.0/max{g q T T T =

Tx=max{4.109/0.8;0.124/(0.3～0.5)} = max (5.134,0.413) N.m=5.134N.m

Tz =max{4.122/0.8;0.127/(0.3～0.5)}

= max (5.1525,0.423) N.m=5.1525N.m

3.由启动最大频率T，步距角选取电动机：根据求出的负载转矩，和给定的步距角，上网查询步进电机型号。步进电机的步距角为0.75°，计算得出负载转矩分别为5.134 N2m 5.1525N2m查得静转矩为16.0N2m，步距角0.9°的步进电机型号为110BYG2501。由网上查得参数见下图和表：表2-1 电机主要参数型号相数步距角(DEG.) 相电流(A) 静转矩(N.m) 转动惯量(g.cm2)) 重量外形尺寸110BYG260B-0602 2/4 0.75°/1.5° 6 8.0 9700 6.4 112x112x156 110BYG260B-0602 2/4 0.75°/1.5° 6 8.0 9700 6.4 112x112x156

步进电机尺寸图2-4

110BYG2500系列型步进电机矩频特性曲线图

图2-5步进电机相关参数图

由上图可知，当脉冲频率在100～1000次/秒时，电机的输出转矩比较稳定。

4.确定齿轮传动.(圆柱直齿齿轮减速器)

由于i<3,故采用一级圆柱齿轮减速器,联轴器连接电机与减速器. 假设伺服进给系统的总效率η为0.8

由≤机械设计≥表12-8,取η1=0.99,η2=0.98,η3=0.97

则丝杠传动的效率0.80.87220.990.980.97

123

ηηηηη

?? ①X 向电机各轴输入输出转矩

电动机输出转矩 Td1=6.84N.m

I 轴输入转矩 TI=Td 3η1=6.8430.99=6.77N.m

II 轴输入转矩 T II=TI 3η23η33i1=6.7730.9830.9731.25=8.04N.m

I 轴输出转矩 TI'=6.7730.98=6.63N.m

II 轴输出转矩 T II'=8.0430.98=7.88N.m

由于i<3,故采用一级圆柱齿轮减速器,联轴器连接电机与减速器. 假设伺服进给系统的总效率η为0.8

由≤机械设计≥表12-8,取η1=0.99,η2=0.98,η3=0.97

则丝杠传动的效率0.80.87220.990.980.97

123

ηηηηη

?? ②Z 向电机各轴输入输出转矩

电动机输出转矩 Td2=6.95N.m

I 轴输入转矩 TI2=Td23η1=6.9530.99=6.88N.m

II 轴输入转矩 T II2=TI23η23η33i2=6.8830.9830.9732.08=13.08N.m I 轴输出转矩 TI2'= 6.8830.98=6.74N.m II 轴输出转矩 T II2'= 13.0830.98=12.82.m

表 2-2各轴转矩

2.2圆柱齿轮减速器的设计计算

2.2.1 X向齿轮减速器的设计计算

选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

选用直齿圆柱齿轮传动:77级精度

材料选择:由表10-1选择小齿轮材料为40Cr，硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢，硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。

选小齿轮齿数Z1=20，传动比i=2.5，则大齿轮齿数Z2=25。

2. 按齿面接触疲劳强度设计

由设计公式(10-9a)进行试算，即

d≥

(1)确定公式内的各计算值

试选载荷系数 Kt=1.3

由前面计算可知小齿轮上的转矩T1=6.77N.m=6770N.mm

由表10-7选取齿宽系数Φd=1.0

由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa?

由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHliml=600Mpa，

大齿轮的接触疲劳强度极限σHlim2=550Mpa；

由式10-13计算应力循环次数

n=1.331600/360360=350r/min

Nl=60nljLh=6033503(1312383300315)=9.07?9

N2=N1/i=9.0739

10/2.5=3.6339

由图10-19取接触疲劳寿命系数 KHN1=0.90 KHN2=0.98

计算疲劳许用应力

取失效率1%，安全系数S=1，由式（10-12）得

[σH1]= KHN13σHliml/S=0.903600/1=540Mpa [σH2]= KHN23σHlim2/S=0.983550/1=522.5Mpa 计算

试算小齿轮分度圆直径d1t,带入式中较小的值

1.3 6.510

2.25189.82.3228.71 1.25539t d mm ≥????=?= ???

=2)5

.5228.189(25.1125.10.180003.132.2?+??

=31.36mm

2）计算圆周速度 s m v /57.01000

60350

36.31=???=

3) 计算齿宽

b=Φd 3d1t=1.0331.36=31.36mm 4) 计算齿宽与齿高之比 b/h

模数 mt= d1t/Z1=31.36/20=1.57mm

齿高 h=2.25 mt=3.53mm

b/h=31.36/3.069=9.36 5) 计算载荷系数

根据 V=0.57 m/s ，7级精度，由图10-8 查得动载系数 Kv=1.12 直齿轮 KH α=KF α=1

机电控制系统课程设计

JIANG SU UNIVERSITY 机电系统综合课程设计 ——模块化生产教学系统的PLC控制系统设计学院：机械学院班级：机械 (卓越14002) 姓名：张文飞学号： 3140301171 指导教师：毛卫平 2017年 6月

目录一： MPS系统的第4站PLC控制设计 (3) 1.1第四站组成及结构 (3) 1.2 气动回路图 (3) 1.3 PLC的I/O分配表，I/O接线图（1、3、6站电气线路图） (4) 1.4 顺序流程图&梯形图 (5) 1.5 触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表 (10) 1.6 组态王控制画面及说明 (13) 二： MPS系统的两站联网PLC控制设计 (14) 2.1 PLC和PLC之间联网通信的顺序流程图（两站）&从站梯形图 (14) 2.2 通讯软元件地址表 (14) 三：调试过程中遇到的问题及解决方法 (18) 四：设计的收获和体会 (19) 五：参考文献 (20)

一：MPS系统的第4站PLC控制设计 1.1第四站组成及结构：由吸盘机械手、上下摆臂部件、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成选择要安装工件的料仓，将工件从料仓中推出，将工件安装到位。 1．吸盘机械手臂机构：机械手臂、皮带传动结构真空吸嘴组成。由上下摆臂装置带动其旋转完成吸取小工件到放小工件完成组装流程的过程。 2．上下摆臂结构：由摆臂缸（直线缸）摆臂机械装置组成。将气缸直线运动转化为手臂旋转运动。带动手臂完成组装流程。 3．仓料换位机构：由机构端头换仓缸带动仓位装置实现换位（蓝、黑工件切换）。 4．推料机构：由推料缸与机械部件载料平台组成。在手臂离开时将工件推出完成上料。 5．真空发生器：当手臂在工件上方时，真空发生器通气吸盘吸气。 5．I/O接口板：将桌面上的输入与输出信号通过电缆C1与PLC的I/O相连。 6．控制面板：完成设备启动上电等操作。（具体在按钮上有标签说明）。

机电传动控制课程设计解析

学号：0121018700306 课程设计题目组合机床加工过程PLC自动控制设计学院物流学院专业物流工程班级行政1001班姓名徐宏华指导教师徐沪萍 2013 年 6 月29 日

课程设计任务书学生姓名：徐宏华专业班级：物流行政1001班指导教师：徐泸萍工作单位：物流学院题目: 组合机床加工过程PLC自动控制设计初始条件： 1.编程环境：Step7v5.5软件 2.PLC型号：西门子公司S7系列，S7-300 3.机电传动的相关资料指导书 4.仿真环境：S7-PLCSIM 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）液压滑台式组合机床在原位启动后，快速向前到设定的位置时转为慢速前进，到达攻丝进给位置时停止前进，转为攻螺纹主轴转动，丝锥能向前攻入，打到规定深度时，主轴快速制动。接着攻螺纹反转退出，回到原位时快速制动，同时滑台能快速退回原位，并在原位停止。时间安排：十八周指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

本科生课程设计成绩评定表指导教师签字：年月日

目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------------- 0第一章基本知识介绍 ------------------------------------------------------------------------ 1 1.1 设计的任务要求--------------------------------------------------------------------- 1 1.2 组合机床概述------------------------------------------------------------------------ 2 1.2.1 组合机床部件分类 --------------------------------------------------------- 2 1.2.2 组合机床的特点 ------------------------------------------------------------ 2 1.3 PLC控制系统 ----------------------------------------------------------------------- 3 1.3.1 PLC简介 --------------------------------------------------------------------- 3 1.3.2 PLC控制系统设计的基本原则 ------------------------------------------ 4 1.3.3 PLC控制系统的一般步骤 ------------------------------------------------ 4第二章总体方案选择和控制方式选择----------------------------------------------------- 6 2.1 总体方案选择------------------------------------------------------------------------ 6 2.2 控制方式的选择--------------------------------------------------------------------- 6第三章电路图的设计 -------------------------------------------------------------------------- 6 3.1 主电路的设计------------------------------------------------------------------------ 6 3.2 PLC的I/O地址分配--------------------------------------------------------------- 8第四章控制程序的设计 --------------------------------------------------------------------- 10 4.1 顺序功能图的设计---------------------------------------------------------------- 10 4.2 梯形图的设计---------------------------------------------------------------------- 11 4.3 语句表的设计---------------------------------------------------------------------- 15 第五章调试及结果分析 ------------------------------------------------------------------- 21 5.1 硬件组态---------------------------------------------------------------------------- 21 5.2 仿真结果分析---------------------------------------------------------------------- 21 感想----------------------------------------------------------------------------------------------- 25 参考资料书-------------------------------------------------------------------------------------- 26

机电控制系统课程设计

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 机电系统综合课程设计 ——模块化生产教学系统的PLC控制系统设计学院：机械学院班级：机械 (卓越14002) 姓名：张文飞学号：指导教师：毛卫平 2017年 6月目录一： MPS系统的第4站PLC控制设计 (3) 1.1第四站组成及结构 (3) 1.2 气动回路图 (3) 1.3 PLC的I/O分配表，I/O接线图（1、3、6站电气线路图） (4) 1.4 顺序流程图&梯形图 (5) 1.5 触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表 (10) 1.6 组态王控制画面及说明 (13) 二： MPS系统的两站联网PLC控制设计 (14) 2.1 PLC和PLC之间联网通信的顺序流程图（两站）&从站梯形图 (14) 2.2 通讯软元件地址表 (14) 三：调试过程中遇到的问题及解决方法 (18) 四：设计的收获和体会 (19)

五：参考文献 (20) 一：MPS系统的第4站PLC控制设计 1.1第四站组成及结构：由吸盘机械手、上下摆臂部件、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成选择要安装工件的料仓，将工件从料仓中推出，将工件安装到位。 1．吸盘机械手臂机构：机械手臂、皮带传动结构真空吸嘴组成。由上下摆臂装置带动其旋转完成吸取小工件到放小工件完成组装流程的过程。 2．上下摆臂结构：由摆臂缸（直线缸）摆臂机械装置组成。将气缸直线运动转化为手臂旋转运动。带动手臂完成组装流程。 3．仓料换位机构：由机构端头换仓缸带动仓位装置实现换位（蓝、黑工件切换）。 4．推料机构：由推料缸与机械部件载料平台组成。在手臂离开时将工件推出完成上料。 5．真空发生器：当手臂在工件上方时，真空发生器通气吸盘吸气。 5．I/O接口板：将桌面上的输入与输出信号通过电缆C1与PLC的I/O相连。 6．控制面板：完成设备启动上电等操作。（具体在按钮上有标签说明）。 1.2气动回路图

《机电传动控制》课程设计任务书2016

课题1：专用镗孔机床的电气控制系统设计 (分别使用继电器接触器电路和PLC 实现控制) 1．机床概况该设备用于大批量生产某零件的镗孔与铰孔加工工序。机床主运动采用动力头，由Y100L —6型(1.5kW-4A)三相异步电动机拖动，单向运转。该设备能进行镗孔加工，当更换刀具和改变进给速度时，又能进行铰孔加工(有镗孔与铰孔加工选择)，加工动作流程如图2-1所示。 a 镗孔） b 铰孔）图2-1 加工动作流程图进给系统采用液压控制，为提高工效，进给速度分快进与工进两种且自动变换。液压系统中的液压泵拖动电机为Y801-2型(750W 、1.9A)，由电磁阀(YVl ～YV4)控制进给速度，为作要求如表2-1所示。表2-1 液压控制动作要求为提高加工精度，主轴采用静压轴承，由Y801-2型电动机拖动高压液压泵产生静压油膜。 2．设计要求 1)主轴为单向运转，停车要求制动(采用能耗制原位起动SQ3 原位起动SQ4

动)。 2)主轴电动机与静压电动机的联锁要求是：先开静压电动机，静压建立后(由油压继电器控制)才能起动主轴电动机，而停机时，要求先停主轴电动机，后停静压电动机。 3)主轴加工操作，采用两地控制。加工结束自动停止，手动快退至原位。 4)根据加工动作流程要求，设置镗孔加工及铰孔加工选择。 5)应有照明及工作状态显示。 6)有必要的电气保护和联锁。 7)PLC采用三菱FX2n。

课题2：千斤顶液压缸加工专用机床电气控制系统设计 (分别使用继电器接触器电路和PLC实现控制) 1．专用机床概况介绍本机为专用千斤顶液压缸两端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压油缸驱动。液压系统已用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁方法实现位置控制，油泵电动机型号为Y80—4（0.55kW、1.6A）。机床的工作程序是： 1)零件定位。人工将零件装入夹具后，定位油缸动作工件定位。 2)零件夹紧。零件定位后，延时15s，夹紧油缸动作使零件固定在夹具内。同时定位油缸退出以保证滑台入位。 3)滑台入位。滑台带动动力头一起快速进入加工位置。 4)加工零件。左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点，即停止工进，延时30s后动力头停转，快速退回原位。 5)滑台复位，左右动力头退回原位后，滑台复位。 6)夹具松压。当滑台复位后夹具松开，取出零件。以上液压缸各动作由电磁阀控制，电磁阀动作要求如表2-2所示。 2．设计要求 1)专用机床能半自动循环工作，又能对各个动作

卧式镗床(T68)-机电传动控制课程设计任务书

沈阳航空航天大学课程设计任务书机电工程学院机械设计制造及自动化专业班：学号：姓名：一、课程设计课题某型号卧式镗床的电气控制系统设计二、课程设计工作自至三、课程设计技术说明和控制要求 1、设备机械部分运动说明某型号卧式镗床主要有床身、前立柱、镗头架、工作台、后立柱和尾架等部分组成。其运动形式有三种：镗轴与花盘的旋转运动为主运动；进给运动包括镗轴的轴向进给、花盘上刀具的径向进给、镗头的垂直进给、工作台的纵向与横向进给；辅助运动为工作台的旋转、后立柱的水平移动、尾架的垂直移动及各部分的快速移动。 2、设备电气控制要求及技术参数 1）主运动与进给运动由同一台双速电动机M1拖动，各方向的快速运动由另一台电动机M2拖动 2）主轴旋转和进给都有较大的调速范围 3）要求M1能正反转，能正反向点动，并带有制动，各方向的进给都能快速移动，正反向都能短时点动 4）必要的保护环节、连锁环节、照明和信号电路 5）电动机的功率 M1：5.2KW M2：3KW

四、课程设计的主要内容 1、分析设备的电气控制要求，制定设计方案、绘制草图； 2、进行电路计算，选择元器件，并列出元器件目录表，绘制电气原理图（包括主电路和控制电路）； 3、通电调试、故障排除、任务验收，编写设计说明书五、课程设计时间安排六、主要参考资料 1、齐占庆. 机床控制技术. 北京: 机械工业出版社，1999 2、邓星中主编. 机电传动控制. 武汉：华中科技大学出版社，2001 3、齐占庆. 王振臣主编. 电器控制技术. 北京：机械工业出版社, 2002 4、陈远龄. 机床电气自动控制. 重庆：重庆大学出版社，1997 5、方承远.工厂电气控制技术. 北京: 机械工业出版社，2000 6、张万奎主编.机床电气控制技术.北京：中国林业出版社，北京大学出版社， 2006

摇臂钻床电气控制系统课程设计

PLC课程设计设计题目：摇臂钻床电气控制系统课程设计

一摇臂钻床简单介绍钻床是一种专门进行孔加工的机床，主要用于钻孔，扩孔，铰孔和攻丝等。钻床得主要类型有台式钻床，立式钻床，卧式钻床，深孔钻床和多轴钻床等。摇臂钻床是立式钻床中的一种，具有操作方便灵活，应用范围广的特点，特别适用于单件或批量生产中带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常见的机床。图1 摇臂钻床示意图 1—内外立柱；2—主轴箱；3—摇臂；4—主轴；5—工作台；6—底座；SB1—主电动机停止按钮；SB2—主电动机启动按钮；SB3—摇臂上升按钮；SB4—摇臂下降按钮；SB5—松开按钮；SB6—夹紧按钮二电气控制要求 (1) 主要控制电器为四台电机：主电动机、摇臂升降电动机、液压泵电动机、冷却泵电机。 (2)主电动机和液压泵电机采用热继电器进行过载保护，摇臂升降电动机、冷却泵电机均为短时工作，不设过载保护。

(3)摇臂的升降，主轴箱、立柱的夹紧放松都要求拖动摇臂升降电动机、液压泵电动机能够正反转。 (4)摇臂的升降控制：按下摇臂上升起动按钮，液压泵电动机起动供给压力油，经分配阀体进入摇臂的松开油腔，推动活塞使摇臂松开。同时摇臂升降电动机旋转使摇臂上升。如果摇臂没有松开，摇臂升降电动机不能转动，必须保证了只有摇臂的可靠松开后方可使摇臂上升或下降，可使用限位开关控制。当摇臂上升到所需要的位置时，松开摇臂上升起动按钮，升降电动机断电，摇臂停止上升。当持续1~3s后，液压泵电动机反转，使压力油经分配阀进入的夹紧液压腔，摇臂夹紧，同时液压泵电动机停止，完成了摇臂的松开—上升—夹紧动作。 (5)摇臂升降电动机的正转与反转不能同时进行，否则将造成电源两相间的短路。 (6)因为摇臂的上升或下降是短时的调整工作，所以应采用点动方式。 (7)摇臂的上升或下降要设立极限位置保护。 (8)立柱和主轴箱的松开与夹紧控制：主轴箱与立柱的松开及夹紧控制可以单独进行，也可以同时进行。由开关SA2和按钮SB5（或SB6）进行控制。SA2有三个位置：在中间位置（零位）时为松开及夹紧控制同时进行，扳到左边位置时为立柱的夹紧或放松，扳到右边位置时为主轴箱的夹紧或放松。SB5是主轴箱和立柱的松开按钮，SB6为主轴箱和立柱的夹紧按钮。 (9)主轴箱的松开和夹紧为的动作过程：首先将组合开关SA2扳向右侧。当要主轴箱松开时，按下按钮SB5，经1～3s后，液压泵电动机正转使压力油经分配阀进入主轴箱液压缸，推动活塞使主轴箱放松。主轴箱和立柱松开指示灯HL2亮。当要主轴箱夹紧时，按下按钮SB6，经1～3s后，液压泵电动机反转，压力油经分配阀进入主轴箱液压缸，推动活塞使主轴箱夹紧。同时指示灯HL3亮，HL2灭，指示主轴箱与立柱夹紧。 (10)当将SA2扳到左侧时，立柱松开或夹紧。SA2在中间位置按下SB5或SB6时，主轴箱和主柱同时进行夹紧或放松。其他动作过程和主轴箱松开和夹紧完全相同，不再重复。 (11)机床要有照明设施

机电传动控制课程设计

机电传动控制课程设计一、目录引言 2 设计说明相关内容（一）、课程设计题目 3 （二）、设计目的及要求 3 （三）、设计内容 4 一、控制方案设计 4 二、线路设计 4 三、控制电路的设计 6 四、元件的选取 6 五、柜体设计 8 六、结束语 11 七、参考文献 12

二、引言《机电传动控制》课程是机械制造及其自动化专业的一门必修专业基础课，它是机电一体化人才所需电知识结构的躯体。在学习《机电传动控制》这门课程的时候，我能够深刻的体会到其重要性。作为机械类专业本基础教材，本课程涵盖了经典控制理论的基本原理和基本知识，内容与机械类课程现代控制理论相衔接。本书所讲内容突出机电结合，电为机用。在保证基本内容的前提下，简化理论分析，加强反映了当前机电领域的新技术和新知识，加强实例的分析、设计，力求做到内容深入浅出、重点突出，以利于我们开拓思路、深化知识。《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业系列的教材之一，可以作为机械类专业及与之相近专业的同学们学习和研究。本课程不仅在于它是一门系统理论基础课程，是我们掌握控制论的基础知识，解决机械工程中的控制问题，更重要的是通过呵护唯物辩证法的方法论的建明阐述，使我们学会用控制理论观点，系统论方法，分析、处理机械工程中遇到的难题，启迪和发展我们的思维，培养我们分析问题和解决问题的能力。由于现代科学和计算机技术的迅速发展，控制理论应用于机械工程的重要性日益明显。将理论联系实际，展开设计的课程设计实践，可以激发我们对该课程的学习兴趣而且能够让我们初步掌握系统性能分析及系统设计的基本方法，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。由此可见，本次课程设计势在必行！

机电综合课程设计

江苏省农村试验区自学考试毕业论文机电综合课程设计机电综合课程设计摘要：本设计是完成一两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计；完成交流电机启停的电气控制系统设计。其硬件部分共包括键盘操作、单片机控制、输入电路、控制电路、显示电路等五个主要组成部分。设计的总体思路是准确安全的对工作台和电机进行控制。位置信号和按键信息通过传输线传送给单片机和键盘接口芯片，数据经过处理，将按键信息串行方式传送给单片机，单片机通过相应的程序，向控制回路发送控制信号，进而控制工作台的动作，实现对硬件设备的控制。关键词：键盘操作，单片机控制，数码管显示。一．前言机电一体化是以机械技术和电子技术为主题，多门技术学科相互渗透、相互结合的

产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。本设计中提到的微机数控机床是利用单板或单片微机对机床运动轨迹进行数控及对机床辅助功能动作进行程序控制的一种自动化机械加工设备。采用微机数控机床进行机械加工的最大优点是能够有效地提高中、小批零件的加工生产率，保证加工质量。此外，由于微型计算机具有价格低、体积小、性能可靠和使用灵活等特点，微机数控机床的一次性投资比全功能数控机床节省得多，且又便于一般工人掌握操作和维修。因此将专用机床设计成微机数控机床已成为机床设计的发展方向之一。本设计中用到的步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件，具有快速起动和停止的特点。其驱动速度和指令脉冲能严格同步，具有较高的重复定位精度，并能实现正反转和平滑速度调节。它的运行速度和步距不受电源电压波动及负载的影响，因而被广泛应用于数模转换、速度控制和位置控制系统。本设计完成了如下要求：（1）单片机控制系统电路原理图的设计（2）控制系统电路印制版的绘制（3）利用单片机编程实现两坐标系统的手动、自动和回位等运动（4）实现两坐标工作台极限移动的保护及显示、报警（5）设计交流电机的点动、正反转控制和星-三角形启动的电气控制原理图（6）电气控制电路有相应的保护电路（过载、过压、欠压等）（7）熟悉机电系统常用元器件（PLC、交流电机、直流电机、步进电机）此次“机电一体化课程设计”主要简单设计出数控机床系统，其实离实际真正工业用数控机床还有很大的距离。设计两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统和交流电机启停的电器控制系统，单元模块包括：单片机控制电路，键盘接口电路，键盘电路，显示电路，输入电路，控制电路，PC接口电路等。由于时间仓促和自己知识水平有限，在设计中难免会有些许瑕疵，恳请老师指正。

机电控制技术课程设计

《机电控制技术》课程设计指导书第一节、课程设计的目的及要求《机电控制技术》课程是高等院校机械电子工程专业比修一门专业基础课，可编程序控制器应用技术、单片机应用技术是机电控制技术的重要组成部分，也是工程技术人员用以实现各种控制功能的常规方法。结合《机电控制技术》这门课程，开设本课程设计，其目的是加强实践环节，让学生通过对从生产实践中精心提炼出来的具有典型意义课题进行系统设计、编程、调试，使得学生对如何设计和开发一个PLC或单片机应用系统有一定的感性认识，同时可培养和提高学生解决工程问题的能力，启发学生的创造性思维，从而改变以往学生遇到面宽一点、复杂程度大一点的机电结合型测控系统课题，就一筹莫展而不能进入角色的局面，并为他们以后的实际工作打下基础。通过本课程设计，要求学生能综合运用本课程的基础知识，进行融汇贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的设计任务。第二节、汽车连杆半精镗专用机床PLC控制系统的设计 1、设计任务设计一汽车连杆半精镗专用机床PLC控制系统，并用编程器调试、开发该系统的硬件和软件。 2、控制系统设计要求汽车连杆半精镗专用机床由以下几个部分组成：左滑台、右滑台、左动力头、右动力头、工件定位夹具及液压站。图2为机床的大致轮廓。机床的左、右滑台动作及工件的定位夹紧都由液压提供动力。左动力头右动力头定位夹具左滑台右滑台图2 机床轮廓 M 汽车连杆的加工工艺过程要求一面两销定位，同时装卡两件，两件同时加工。机床在原始状态，两件人工认销，认销完成后，首先同时按SB7、SB8启动循环，然后同时按SB1、SB2按钮，将工件夹紧（继电器YV5、YV7、YV9得电）。夹紧力到后（夹紧压力继电器SP0得电），进行拔销（YV11继电器得电）。拔销到位后SQ2继电器得电发出指示信号。接着右动力头在右滑台带动下快进（继电器YV1得电），同时右主轴启动（接触器KM1得电），右滑台快进一段距离，碰到工件后，液压系统内压力升高，（右滑台压力继电器SP1发出得电信号后），右滑台通过液压行程调速自动转为工进，同时镗工件的两个大孔和两个小孔，镗完孔到终点，碰到右滑台终点行程开关SQ3时，右滑台后退（继电器YV2得电）。右滑台碰到原位行程开关SQ4时，右主轴停止（KM1断电），同时左滑台带动左动力头快进（继电器YV3带动），与此同时，左主轴启动（左主轴接触器KM2得电）。当左滑台快进一段距离碰到加工工件后，液压系统压力升高（左滑台压力继电器SP2得电），左滑台通过液压行程阀自动调整为工进，加工左边的孔，碰到左滑台终点行程开关SQ5后，左滑台快退（继电器YV4得电）。左滑台退回原位，

机电传动控制课程设计报告

机电传动控制课程设计报告 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

引言作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。可编程控制器的定义可编程控制器，简称PLC，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

1 PLC控制系统设计 PLC控制系统设计的基本原则任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则： 1.最大限度地满足被控对象的控制要求 2.C控制系统安全可靠 3. 力求简单、经济、使用及维修方便 4. 适应发展的需要 PLC机型选择随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和型号越来越多，功能日趋完善。从美国，日本、德国等国家引进的PLC产品及国内厂商组装或自行开发的PLC 产品已有几十个系列。上百种型号。其结构形式、性能、容量、指令系统，编程方法、价格等各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选择PLC产品，对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要作用。一般来说，各个厂家生产的产品在可靠性上都是过关的，机型的选择主要是指在功能上如何满足自己需要，而不浪费机器容量。PLC的选择主要包括机型选择，容量选择，输入输出模块选择、电源模块选择等几个方面。 1、可编程控制器控制系统I/O点数估算 I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的重要指标。根据被控对象的输入信号与输出信号的总点数，选择相应规模的可编程控制器并留有10%～15%的I/O 裕量。估算出被控对象上I/O点数后，就可选择点数相当的可编程控制器。如果是为了单机自动化或机电一体化产品，可选用小型机，如果控制系统较大，输入输出点数较多，被控制设备分散，就可选用大、中型可编程控制器。 2、内存估计用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响：内存利用率；开关量输入输出点数；模拟量输入输出点数。（1）内存利用率用户编的程序通过编程器键入主机内，最后是以机器语言的形式存放在内存中，同样的程序，不同厂家的产品，在把程序变成机器语言存放时所需要的内存数不同，我们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内存字数的比值称为内存利用率。高的利用率给用

机电一体化系统综合课程设计说明书

机电一体化系统课程设计 X-Y数控工作台设计说明书学校名称：湖北文理学院班级学号：2013279129 学生姓名：张亮班级：机电1321 2015年11月

（3）X-Y工作台的传动方式为保证一定的传动精度和平稳性，又要求结构紧凑，所以选用丝杠螺母传动副。为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。由于工作台的运动载荷不大，因此采用有预加载荷的双V形滚珠导轨。采用滚珠导轨可减少两个相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。考虑电机步距角和丝杆导程只能按标准选取，为达到分辨率的要求，需采用齿轮降速传动。图1-1 系统总体框图

机电控制技术课程设计报告书

机电控制技术课程设计报告书 1.1任务描述本系统结构与工作原理如上图所示，纺织品由五个电动机带动辊子与橡胶辊的摩擦带动左向右传动。要求设计该系统的控制部分。本控制部分采用西门子S7-224PLC（继电器型）控制5个三相变频电机，实现纺织布料在该系统中自左向右的同步传动。 1.2 控制任务和要求（1）确定本系统所需要的电气元件，并说明元件型号；（2）变频电机的转速范围0~1500r/min；（3）按下启动按钮，布料按一个初始速度自左向右运行；（4）一直按下升速按钮，布料运行速度持续上升（上升到上限不在上升）；一直按降速按钮，布料运行速度持续下降（下降到下限不在下降）； (5)按停止按钮，系统停止运行； 2 控制方案的选择交流电机按品种分同步电机、异步电机两大类。同步电机转子的转速n s与旋转磁场的转速相同，称为同步转速。n s与所接交流电的频率 (f)、电机的磁极对数(P)之间有严

格的关系 n s＝f/P 在中国，电源频率为50HZ，所以三相交流电机中一对磁极电机的同步转速为3000转/分，三相交流电机中两对磁极电机的同步转速为1500转/分，以此类推。异步电机转子的转速总是低于或高于其旋转磁场的转速，异步之名由此而来。异步电机转子转速与旋转磁场转速之差（称为转差）通常在10％以内。转差率 S=n0-n/n0(n0为同步转速，n为空载转速) 由此可知，交流电机（不管是同步电机还是异步电机）的转速都受电源频率的制约。因此,交流电机的调速比较困难,最好的办法是改变电源的频率。本系统结构与工作原理如上系统联动控制图所示，纺织品由五个电动机带动辊子与橡胶辊的摩擦带动左向右传动。首先可以看出该系统属于同步开环控制，在布的同步传动中必须保证布在传动过程中始终被拉直，因此要求后一个电动机的转速比前一个电动机的转速高，但转速差不宜过大，否则会影响布的质量甚至会拉断布。由上述控制要求可知，本系统要求五个电机实现同步升速和同步降速，而且在升速和降速的过程中保持各个电机之间存在一个速度差，从而使绕过辊子的布保持一定的张力。如果在运行过程中出现紧急情况，可以实现紧急停车，从而把损害减小到最少。为了实现上述功能，达到控制要求，经分析可知，选择变频调速的开环交流调速系统。理由如下：（1）提供的电源为工频50HZ的三相四线制的线电压为380V

电气控制课程设计

第一章水泵控制原理 1.1 供水系统的要求及控制线路的组成 1.1.1供水系统对水泵的要求 1.在高位水箱中设置水位信号器，由水位信号器控制水泵的自动运行。当高位水箱水位达到低水位时，生活水泵启动向高位水箱注水；当水箱中水位升至高水位时，自动关闭水泵。 2.为了保障供水的可靠性，生活水泵分为工作泵和备用泵；当工作泵发生故障时，备用泵应能自动投入（简称备泵自投）。 3.应有水泵电动机运行指示及自动、手动控制的切换装置、备用泵自动投入控制指示。 1.1.2控制线路的组成该供水系统设置地下水池和高位水箱，地下水池设于大厦底层，高位水箱设于大厦顶层。水泵供水控制系统原理图如下图所示，图1-1为水泵电动机主电路、电源为交流380/220V；图1-2为控制电路，由水位信号控制回路、1#～2#电动机控制回路组成，控制电压分别为交流220v,直流380v.

1-1 生活水泵的电气控制主电路

1-2生活水泵的电气控制的控制电路

1.2小功率生活水泵的电气控制线路的工作原理分析 SA是万能转换开关（LW5系列），万能转换开关的操作手柄一般是多档位的，触点数量也较多。其触点的闭合或断开在电路中是采用展开图来表示，即操作手柄的位置用虚线表示，虚线上的黑圆点表示操作手柄转到此位置时，该对触点闭合；如无黑圆点，表示该对触点断开。转换开关触点闭合表如下表所示，用“×”表示触头闭合，无此标记表示触头断开。转换开关触点闭合表触点编号1号泵用 2号泵备 Z145° 手动S 0° 2号泵用 1号泵备 Z245° 1-2× 3-4× 5-6× 7-8× 9-10× 11-12× 13-14× 15-16× 1.2.1自动控制将转换开关SA转至“Z1”位，其触点5-6、9-10、15-16接通，其它触头断开，控制过程如下。 1.正常工作时的控制若高位水箱为低水位，干簧式水位信号器接点SL1闭合，回路1–3–5–2接通，水位继电器KA1线圈得电并自锁，其动合触头闭合，1–7点接通，109-107点接通，209–207点接通，则回路101–109–107–104–102接通，使接触器KM1线圈得电，KM1主触头闭合，使1号泵电动机M1启动运转。当高位水箱中的水位到达高水位时，水位信号器SL2动断触点断开，KA1线圈失电，其动合触头恢复断开，109-107点断开，KM1线圈失电，KM1主触头断开，使1号泵电动机M1脱离电源停止工作。 2.备用泵自动投入控制在故障状态下，即使高位水箱的低水位信号发出，水位继电器KA1线圈得电，其动合触头闭合，但如果KM1机械卡住触头不动作，或电动机M1运行中保护电器动作导致电动机停车，KM1的动断触头复位闭合，9–11点接通，所以回路1–7–9–11–13–2接通，警铃HA发出事故音响信号，同时时间继电器KT线圈得电，经预先整定的时间延时后，备用继电器KA2线圈通电，其动合触头211–207接通，故回路201–211–207–204–202接通，使KM2线圈通电，其主触头闭合，备用2号泵M2自动投入。由于线路对称性，当万能转换开关SA手柄转至“Z2”位时，M2为工作泵，M1为备用泵，其工作原理与SA位于“Z1”档类似。

机电传动控制课程设计报告

引言作为通用工业控制计算机,30年来,可编程控制器从无到有,实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑得飞跃;其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制得进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务得跨越。今天得可编程控制器正在成为工业控制领域得主流控制设备,在世界各地发挥着越来越大得作用。个人计算机(简称PＣ)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器得功能特点,可编程序控制器定名为Prｏｇrammａｂｌe Logic Ｃｏntｒoller(ＰLＣ),现在,仍常常将ＰLＣ简称ＰC、?可编程控制器得定义可编程控制器,简称ＰLC,就是指以计算机技术为基础得新型工业控制装置。在198７年国际电工委员会颁布得PLC标准草案中对ＰＬC做了如下定义:“PLＣ就是一种专门为在工业环境下应用而设计得数字运算操作得电子装置。它采用可以编制程序得存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数与算术运算等操作得指令,并能通过数字式或模拟式得输入与输出,控制各种类型得机械或生产过程。ＰＬＣ及其有关得外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能得原则而设计、 PＬC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PＬC在工业自动化控制特别就是顺序控制中得地位,在可预见得将来,就是无法取代得、 1 PLC控制系统设计１。１PLＣ控制系统设计得基本原则任何一种控制系统都就是为了实现被控对象得工艺要求,以提高生产效率与产品质量。因此,在设计ＰLC控制系统时,应遵循以下基本原则: 1.最大限度地满足被控对象得控制要求 2.C控制系统安全可靠 3、力求简单、经济、使用及维修方便 4、适应发展得需要１.2 PLC机型选择随着ＰLＣ得推广普及,ＰLC产品得种类与型号越来越多,功能日趋完善。从美国,日本、德国等国家引进得PLＣ产品及国内厂商组装或自行开发得

X-Y数控工作台毕业论文(机电一体化系统综合课程设计).docx

一、总体方案设计 1.1 设计任务设计一个数控X-Y 工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm ，定位精度为0.025mm。设计参数如下：负载重量 G=150N ；台面尺寸 C×B × H＝ 145mm × 160mm× 12mm ；底座外形尺寸 C1 × B1 × H1 ＝ 210mm × 220mm × 140mm ；最大长度 L=388mm ；工作台加工范围 X=55mm ， Y=50mm ；工作台最大快移速度为 1m/min 。 1.2 总体方案确定（1）系统的运动方式与伺服系统由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。定位方式采用增量坐标控制。为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y 工作台。（ 2）计算机系统本设计采用了与MCS-51 系列兼容的AT89S51 单片机控制系统。它的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，有较高的性价比。控制系统由微机部分、键盘、LED 、I/O 接口、光电偶合电路、步进电机、电磁铁功率放大器电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现。LED 显示数控工作台的状态。（3）X-Y 工作台的传动方式为保证一定的传动精度和平稳性，又要求结构紧凑，所以选用丝杠螺母传动副。为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。由于工作台的运动载荷不大，因此采用有预加载荷的双 V 形滚珠导轨。采用滚珠导轨可减少两个相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。考虑电机步距角和丝杆导程只能按标准选取，为达到分辨率的要求，需采用齿轮降速传动。图 1-1系统总体框图

机电传动控制课程设计

目录 1.设计题目及要求 (2) 2.可编程控制技术介绍 (2) 3.I/O电器接口图 (5) 4.流程图 (6) 5.控制系统梯形图 (7) 6.总结 (10) 参考目录 (10) 布料车控制系统程序设计 1.设计题目及要求：布料车的工作行程按“进二退一”的方式往返行使于四个光电开关之间，使得物料在传送带上分布更加合理。布料车由三相交流异步电机驱动。布料车可以实现单周期、连续两种种方操作式。 1.1单周期循环控制要求：按下单周期循环控制按钮SB1，布料车由起始位置，即光电开关SQ1处，向右运行到光电开关SQ3处，然后向左回到光电开关SQ2处；再向右运动到行程开关SQ4处，再向左运动到光电开关SQ2处，然后向右运动到光电开关SQ3处，最后向左回到开始位置，光电开关SQ1处停止，完成单周期循环控制过程。 1.2连续循环控制要求：按下连续循环控制按钮SB2，布料车将反复执行单周期循环控制过程，

按下停止按钮SB3后，布料车运行到开始位置，即光电开关SQ1处停止。要求循环50次后终止循环，发出声光简短报警，按停止按钮终止报警。工艺流程图如下： 2可编程控制技术介绍 2.1 PLC的定义及特点 2.1.1 PLC的定义可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外部设备，都应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而设计。 2.1.2 PLC的特点 PLC是综合继电器接触器控制的优点及计算机灵活、方便的优点而设计制造和发展的，这就使PLC具有许多其他控制器所无法相比的特点。（1）可靠性高，抗干扰能力强（2）通用性强，使用方便（3）采用模块化结构，使系统组合灵活方便（4）编程语言简单、易学，便于掌握（5）系统设计周期短（6）对生产工艺改变适应性强（7）安装简单、调试方便、维护工作量小 2.2 PLC的基本组成及工作原理 2.2.1 PLC的基本组成

机电系统综合设计报告

摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求，本课题就是模拟实际现场的机构而设计制作的。本课题运用STEP7软件进行对西门子S7-300进行编程硬件组态，完成对机械气爪的控制。运用子程序调用、程序循环、初始地点赋值等方法，实现定点取货后在指定地点存放，存放货物完毕后能够控制其自动完成码四层货任务，过程中可以控制其运行速度，运行点等。关键词：西门子；PLC编程；机械气爪；自动码货

Abstract With the popularization and development of industrial automation, controls the d emand increases every year, handling robot applications are becoming more common, mainly in the automotive, electronics, machining, food, medicine and other fields of production lines or cargo transported, can be more Good energy conservation and imp rove the efficiency of transport equipment or products, other transport modes to reduc e restrictions and inadequate to meet the requirements of modern economic developm ent, this project is to simulate the actual scene of institutions designed and manufactur ed. This topic using STEP7 software programming and configurate of Siemens S7-300 hardware, complete control of the mechanical air https://www.wendangku.net/doc/9816090072.html,ing the subroutine calls, program loop, the initial location methods of assignment, load goods at fixed point than unload them at specific place. After storing we can control it to finish stacking up the goods in four layers. The process can control the running speed, operating point, etc. Keywords：Siemens；PLC programming ；Mechanical air claw；Automatically pack