电气控制系统设计的基本内容

摘要数控技术发展飞速的今天，数控技术在现代制造业发挥越来越重要的作用，数控机床是数控制造业的核心，本文主要介绍了对数控车床的电气系统设计的过程。

本设计以CK6140车床为载体，对其数控电气系统经行详细设计。

其内容包括强电设计、弱电设计、PLC输入输出及接口设计，本设计选用西门子808D数控系统。

最后绘制出整个机床的电气系统原理图等。

本设计给出了整个机床的原理图绘制过程，重点部分模块化，较详细地介绍了各个部分的功能及用途。

分为 380V强电回路，控制回路，PLC输入输出控制，主轴驱动模块和进给伺服驱动模块，并介绍了相关的电气知识。

通过本设计说明书可以基本上掌握数控车床的电气原理，以及基本的电气常识，使读者无论是从整体上还是各个模块中都能够了解到数控车床相关的一系列电气知识。

关键词：数控系统；数控车床；PLC控制1ABSTRACTThe numerical controls that the technique development fast today, the numerical controls technique at the modern manufacturing industry exertive more and more importance function, numerical control tool machine is number control a manufacturing industry of core, this text mainly introduced logarithms to control the processed that the electricity system of lather design.The design CK6140 lathe as the carrier, the detailed design of the its NC electrical system through the line. its contents includes a strong electrically design, weakness design, PLC importation output and Interface design. The design uses a Siemens 808D CNC system. Finally, to map out the whole machine electrical system schematic. This principle diagram which designs to the whole tool machine draws process and the point parts of mold piece turn and compared to in detail introduce each function and use of part. Is divided into the 380 Vs strong electricity back track, control back track, the PLC importation outputs a control, the principal axis drives a mold piece and enters to servo drive a mold piece, and introduced related electronic knowledge.Through this design system can basically control numerical control the electricity principle of lather, and basic electronic common sense, make the reader regardless can understand numerical control the lather related series of electricity knowledge from wholly the top still each mold piece.Key Words：NC system; NC lathe; PLC control2目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 ABSTRACT ------------------------------------------------------------------------------------------- 2目录------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3第一章绪论----------------------------------------------------------------------------------------- 61.1前言 ------------------------------------------------------------------------------------------ 61.2国外数控系统的发展趋势 ------------------------------------------------------------- 61.2.1新一代数控系统采用开放式体系结构 ------------------------------------ 61.2.2新一代数控系统控制性能大大提高---------------------------------------- 71.2.3数控系统向软数控方向发展 ------------------------------------------------- 71.3我国数控技术的发展-------------------------------------------------------------------- 81.4CK6140数控车床主简介 ---------------------------------------------------------------- 9第二章西门子808D数控车床系统 --------------------------------------------------------- 112.1 西门子808D系统简介 --------------------------------------------------------------- 112.2人机界面 ---------------------------------------------------------------------------------- 132.3进给系统 ---------------------------------------------------------------------------------- 132.4 主轴驱动系统--------------------------------------------------------------------------- 132.5刀架控制系统 --------------------------------------------------------------------------- 142.6电柜设计及电源选用------------------------------------------------------------------ 142.6.1在设计电柜时应注意以下事项：----------------------------------------- 142.6.2 24VDC电源选用---------------------------------------------------------------- 152.7数控系统各部分的连接及接口 ----------------------------------------------------- 152.7.1系统的接线---------------------------------------------------------------------- 152.7.2 接口布置 ------------------------------------------------------------------------ 15第三章CK6140数控车床的基本组成和工作原理 --------------------------------------- 173.1数控车床组成 --------------------------------------------------------------------------- 173.2数控车床工作原理 --------------------------------------------------------------------- 193.3 CK6140数控车床运动分析 ---------------------------------------------------------- 2033.4 CK6140数控车床电气系统简述 ---------------------------------------------------- 21第四章CK6140数控车床硬件系统设计及元件选型------------------------------------ 254.1主轴驱动系统 --------------------------------------------------------------------------- 254.1.1主轴电动机---------------------------------------------------------------------- 254.1.2主轴电动机选型 --------------------------------------------------------------- 254.2机床进给伺服系统 --------------------------------------------------------------------- 264.2.1 CK6140数控车床对伺服驱动进给系统的要求------------------------ 274.2.2 伺服电机的选型--------------------------------------------------------------- 284.3控制电路原理图设计------------------------------------------------------------------ 314.3.1 380V系统强电控制回路----------------------------------------------------- 314.3.2电源回路 ------------------------------------------------------------------------- 334.4常用电器元件的选型------------------------------------------------------------------ 344.4.1低压电器选型的一般原则 -------------------------------------------------- 344.4.2断路器的选型------------------------------------------------------------------- 344.4.3电动机保护用自动开关的选型 -------------------------------------------- 354.4.4 熔断器选型 --------------------------------------------------------------------- 354.4.5接触器的选型------------------------------------------------------------------- 354.4.6热继电器的选型 --------------------------------------------------------------- 364.4.7中间继电器---------------------------------------------------------------------- 364.5 CK6140数控车床控制面板 ---------------------------------------------------------- 37第五章PLC设计及参数设置------------------------------------------------------------------- 395.1 PLC的基本结构及工作原理 --------------------------------------------------------- 395.2 PLC与CNC机床的联接方式 -------------------------------------------------------- 405.3 CNC加工代码在PLC上的实现方法----------------------------------------------- 415.3.1 T功能代码的实现方法------------------------------------------------------- 425.3.2 M功能代码实现方法--------------------------------------------------------- 425.4 PLC程序的模块化设计---------------------------------------------------------------- 425.5 PLC输入输出地址分配---------------------------------------------------------------- 425.6参数设置 ---------------------------------------------------------------------------------- 4445.6.1 PLC参数设置-------------------------------------------------------------------- 445.6.2机床参数设置------------------------------------------------------------------- 45第六章结论--------------------------------------------------------------------------------------- 47致谢 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 48参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------- 495第一章绪论1.1前言装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，机床制造业是一个国家的基本装备工业，是工业生产的技术基础，数控技术在给机床制造业带来显著经济效益及广阔发展前景的同时，也是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备，因此它已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。

1 ．系统设计的主要内容（ 1 ）拟定控制系统设计的技术条件。

技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据；（ 2 ）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；（ 3 ）选定 PLC 的型号；（ 4 ）编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图；（ 5 ）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计；（ 6 ）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；（ 7 ）设计操作台、电气柜及非标准电器元部件；（ 8 ）编写设计说明书和使用说明书；根据具体任务，上述内容可适当调整。

2 ．系统设计的基本步骤（ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。

b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。

对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。

（ 2 ）确定 I/O 设备根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。

常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

（ 3 ）选择合适的 PLC 类型根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。

（ 4 ）分配 I/O 点分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。

接着九可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。

（ 5 ）设计应用系统梯形图程序根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。

这一步是整个应用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。

电气自动化控制系统的设计与优化摘要：随着现代科技的不断发展，电气自动化控制系统在工业生产、科研和生活中的应用越来越广泛。

电气自动化控制系统的设计与优化是提高系统性能、降低运行成本、实现产业升级的重要途径。

本文旨在探讨电气自动化控制系统的设计与优化方法，以期为相关行业的发展提供参考。

关键词：电气自动化；控制系统；设计；优化1 电气自动化控制系统概述1.1 电气自动化控制系统的基本原理与概念电气自动化控制系统是指利用电气技术和自动化技术，对工业生产过程中的设备、生产线进行自动化控制和监测的系统。

其基本原理是通过传感器采集各种参数信号，经过信号调理和处理后，再通过执行机构实现对生产过程的控制。

电气自动化控制系统的核心概念是实现对生产过程的自动化控制和优化，从而提高生产效率，降低生产成本。

在电气自动化控制系统中，传感器起着至关重要的作用。

传感器可以实时采集温度、压力、流量等各种信号，将其转换为电信号，经过信号调理和处理后，输入到控制系统中。

控制系统根据接收到的信号，对生产过程进行实时监测和控制，从而保证生产过程的稳定性和可靠性。

1.2 电气自动化控制系统的发展历程与现状分析电气自动化控制系统的发展经历了多个阶段。

最初，电气自动化控制系统仅能实现简单的开关控制和定时控制，功能有限，应用范围较窄。

随着电子技术和计算机技术的不断发展，电气自动化控制系统逐渐实现了数字化、智能化和网络化，功能不断强大，应用范围逐渐扩大，已广泛应用于工业生产、交通运输、能源管理等领域。

目前，电气自动化控制系统在工业生产中的应用已经非常普遍。

在制造业中，电气自动化控制系统可以实现生产线的自动化运行，提高生产效率和产品质量；在电力系统中，电气自动化控制系统可以实现对电网的自动监测和调控，保证电网的安全稳定运行；在交通运输领域，电气自动化控制系统可以实现对交通信号灯、轨道交通系统的自动控制，提高交通运输效率。

2 电气自动化控制系统的关键技术与原理2.1 传感器技术在电气自动化控制系统中的应用传感器技术在电气自动化控制系统中扮演着至关重要的角色。

电气专业设计知识点电气工程是现代工程技术的重要分支之一，涵盖了广泛的领域，包括电力系统、电机与驱动、电子技术、自动化控制等等。

在电气工程设计过程中，需要掌握一系列的专业知识点，以确保设计的可行性和安全性。

本文将介绍一些电气专业设计中的重要知识点，并对其进行简要阐述。

一、电力系统设计知识点1. 配电系统设计：包括低压配电系统和高压配电系统的设计。

低压配电系统主要负责将电能从变压器输送到用户，需要考虑线路容量、短路电流、接地方式等因素。

高压配电系统涉及变电站设计、输电线路设计等内容。

2. 变压器设计：变压器是电力系统中的重要设备，用于电能的变换和传递。

变压器设计需要考虑额定容量、变比、绕组形式等因素。

3. 电力负荷计算：通过对负荷的计算，确定电力系统的容量和安全系数。

负荷计算需要考虑各种类型的负荷，如照明负荷、动力负荷和特殊负荷等。

二、电机与驱动设计知识点1. 电动机选择：根据工作条件和负载要求选择合适的电动机。

需要考虑功率、转速、效率等指标。

2. 电机控制：设计电机的启动、运行、制动等控制方法，包括定时控制、变频控制等。

3. 驱动系统设计：根据电动机的特性和负载要求，设计驱动系统以实现电动机的正常工作。

驱动系统包括变频器、传动装置等。

三、电子技术设计知识点1. 电子电路设计：设计各种功能的电子电路，如功率电子电路、模拟电路、数字电路等。

2. PCB设计：根据电子电路的需求，进行印制电路板的设计。

包括布线、走线、引脚定义等。

3. 元器件选型：选择适合电子电路设计的各种电子元器件，包括电阻、电容、二极管、场效应管等。

四、自动化控制设计知识点1. 控制系统设计：设计适用于不同场景的自动化控制系统，如工业控制系统、远程控制系统等。

需要考虑系统的可靠性、稳定性等。

2. 传感器选型：选择适合自动化控制系统的传感器，如温度传感器、压力传感器、光电传感器等。

3. 控制策略设计：根据被控对象的特性，制定合适的控制策略，如比例积分控制、模糊控制等。

电气设计说明范文一、项目背景和目的电气设计是指在建筑、工业生产等领域中，通过电气设备和电气系统的设置和安装来实现电力供应、电气控制和电气保护等功能。

电气设计的目的是保障电力系统的安全、稳定、高效运行，提高生产效率和质量。

二、设计原则和要求1.安全性：电气设计应符合国家电气安全标准和相关法规要求，确保人身安全和设备正常运行。

2.可靠性：电气设计应保证系统的可靠性和稳定性，防止电力中断和设备故障带来的损失。

3.经济性：电气设计应在满足需求的前提下，尽量降低投资和运行成本。

4.灵活性：电气设计应考虑系统的可调节性和可扩展性，方便以后的变更和升级。

5.可维护性：电气设计应便于设备的检修和维护，缩短停产时间，提高生产效率。

三、设计流程和步骤1.收集信息：了解项目的需求、用电负荷、电源供应等信息。

2.制定方案：根据需求和信息，确定电源系统、配电系统、电气控制系统等的基本布局和参数。

3.设计计算：进行电源容量计算、线路电压降、线缆尺寸计算等，确保系统满足要求。

4.设备选型：根据设计计算结果和供应商信息，选择合适的电气设备和材料。

5.蓝图设计：绘制电气设计平面图和电气图纸，标明电气设备和线路的布置和连接关系。

6.编制技术文件：编写电气设计说明书和相关技术文件，实施标准化管理和规范操作。

四、设计内容和要点1.电源系统设计：包括电源选择、变压器容量计算、低压开关柜设计等。

2.配电系统设计：根据用电负荷计算线路容量和线缆规格，确定电缆敷设方式。

3.电气控制系统设计：包括电气控制柜设计、设备自动化控制设计和电气保护设计等。

4.接地系统设计：确保系统的安全接地和电器设备的防雷保护措施。

5.照明系统设计：根据建筑功能和照明需求，设计照明灯具、电路布置和照明控制方案。

6.线缆敷设设计：根据施工条件和规范要求，确定线缆敷设路径、敷设方式和保护措施。

五、设计实施和质量控制1.施工管理：对施工过程进行监督和控制，确保按照设计图纸和技术要求进行施工。

电气控制电路设计规范(1)【引入】电器图以各种图形、符号和突显等形式来表示电气系统中各电器设备、装置、元器件的相互连接关系。

电器图是联系电气设计、生产、维修人员的工程语言，能正确、熟练的识读电气图是从业人员必备的基本技能。

一、电气图的作用与分类为了表达电气控制系统的设计意图，便于分析系统工作原理、安装、调试和检修控制系统，必须采用统一图形符号和文字符号。

1.电气系统图和框图2.电气原理图3.电器布置图4.电器安装接线图5.功能图6.电气元件配置明细表二、电气图阅读的基本方法1.电气图阅读的基本方法1)主电路分析2)控制电路分析3)辅助电路分析4)联锁和保护环节分析5)总体检查2.电气图阅读1)主电路阅读2)阅读控制电路三、电气控制电路设计规范1.电气工程制图内容电气控制系统是由若干电器元件按照一定要求连接而成，从而实现设备或装置的某种控制目的。

为了便于对控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用维护以及技术交流，就需要将控制系统中的各电器元件及其相互连接关系用一个统一的标准来表达，这个统一的标准就是国家标准和国际标准，我国相关的国家标准已经与国际标准统一。

用标准符号按照标准规定的方法表示的电气控制系统的控制关系的就称为电气控制系统图。

电气控制系统图包括电气系统图和框图、电气原理图、电气接线图和接线表三种形式。

各种图都有其不同的用途和规定的表达方式，电气系统图主要用于表达系统的层次关系，系统内各子系统或功能部件的相互关系，以及系统与外界的联系；电气原理图主要用于表达系统控制原理、参数、功能及逻辑关系，是最详细表达控制规律和参数的工程图；电气接线图主要用于表达各电器元件在设备中的具体位置分布情况，以及连接导线的走向。

对于一般的机电装备而言，电气原理图是必须的，而其余两种图则根据需要绘制。

绘制电气接线图则需要首先绘制电器位置图，在实际应用中电气接线图一般与电气原理图和电器位置图一起使用。

国家标准局参照国际电工委员会（IEC）颁布的标准，制定了我国电气设备有关国家标准。

电气自动化的常用知识点电气自动化是一门涉及电力、电子、控制、计算机等多个领域的综合性学科，它在现代工业、农业、交通、能源等领域都有着广泛的应用。

为了让大家对电气自动化有更深入的了解，下面我将为大家介绍一些电气自动化的常用知识点。

一、电气控制技术电气控制技术是电气自动化的重要组成部分，它主要包括电气控制系统的基本原理、电气元件的选择与使用、电气控制线路的设计与绘制等方面。

1、电气控制系统的基本原理电气控制系统是通过各种电气元件的组合和连接，实现对电气设备的控制和运行。

常见的控制方式有继电接触器控制、可编程控制器（PLC）控制等。

继电接触器控制是一种基于电磁原理的传统控制方式，它通过接触器、继电器等元件的动作来实现电路的通断和设备的启停。

PLC 控制则是一种基于数字技术的现代控制方式，它具有编程灵活、可靠性高、维护方便等优点，在工业自动化中得到了广泛的应用。

2、电气元件的选择与使用电气元件是电气控制系统的基本组成部分，常见的电气元件有接触器、继电器、断路器、熔断器、按钮、指示灯等。

在选择电气元件时，需要根据控制电路的要求、工作环境、负载特性等因素进行综合考虑。

例如，接触器的选择需要考虑其额定电压、额定电流、操作频率等参数；断路器的选择需要考虑其额定短路分断能力、额定电流等参数。

3、电气控制线路的设计与绘制电气控制线路的设计是电气控制系统设计的重要环节，它需要根据控制要求和工艺要求，确定控制方案，选择电气元件，并绘制出电气原理图、接线图等。

在设计电气控制线路时，需要遵循一定的设计原则和规范，如保证控制线路的可靠性、安全性、经济性，尽量简化线路，减少电器元件的数量等。

二、电机与拖动技术电机是电气自动化中常用的动力设备，它将电能转化为机械能，为各种生产设备提供动力。

电机与拖动技术主要包括电机的基本原理、电机的分类与特性、电机的调速与控制等方面。

1、电机的基本原理电机的工作原理是基于电磁感应定律和电磁力定律。

电气控制工作内容一、概述电气控制技术是现代工业生产中非常重要的技术之一，它主要涉及到电气设备和系统的控制和调节。

通过电气控制技术的应用，可以实现生产过程的自动化、智能化和高效化，提高生产效率和产品质量，降低能耗和减少环境污染。

因此，电气控制技术在工业生产和自动化领域中具有重要的地位和作用。

二、电气控制系统的基本组成电气控制系统通常由以下几个部分组成：1.电源：为整个系统提供电能，包括交流电源和直流电源。

2.控制电路：实现控制信号的传递和处理，通常由各种继电器、接触器、传感器等组成。

3.执行机构：根据控制信号的要求，实现对设备或系统的动作控制，如电动机、电磁阀等。

4.保护电路：保护系统免受过载、短路等故障的损害，通常由熔断器、热继电器等组成。

5.监控电路：对系统的工作状态进行实时监测和显示，以便及时发现和处理故障。

三、电气控制的主要技术1.继电器技术：继电器是一种常见的电气控制元件，通过电流或电压的变化来控制触点的开关状态，从而实现电路的通断和转换。

在电气控制系统中，继电器被广泛应用于实现逻辑控制和保护电路。

2.传感器技术：传感器是一种能够感知外部环境变化并将其转换为电信号的装置。

在电气控制系统中，传感器用于检测各种参数，如温度、压力、流量等，为系统的控制提供必要的反馈信息。

3.可编程逻辑控制器（PLC）：PLC是一种基于计算机技术的工业自动化控制器，能够实现逻辑运算、顺序控制、定时计数等功能。

通过编程语言对PLC进行编程，可以实现生产过程的自动化和智能化控制。

4.变频器技术：变频器是一种能够改变交流电动机速度和电源频率的设备。

通过变频器技术的应用，可以实现电动机的速度调节和节能控制，提高生产效率和节能减排。

5.计算机控制系统：计算机控制系统是基于计算机技术的控制系统，通过计算机软件对系统进行实时监控和操作。

计算机控制系统的功能强大，可以实现复杂的数据处理和控制算法。

四、工作流程电气控制工作的流程通常包括以下几个步骤：1.系统设计和规划：根据实际需求和工艺要求，进行电气控制系统设计和规划，确定系统的基本组成和控制要求。