PLC課程設(shè)計(jì)-PLC箱體加工組合機(jī)床以及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、機(jī)電工程學(xué)院PLC課程設(shè)計(jì)（箱體加工組合機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)）院 系 機(jī)電工程學(xué)院 班 級(jí) 機(jī)電0932 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)老師 時(shí) 間 2010年12月25日 目 錄1緒論.12設(shè)計(jì)方案.22.1 左、右兩動(dòng)力頭進(jìn)給電機(jī).22.2主軸電機(jī).32.3照明及信號(hào)指示.42.4PLC的選擇.52.5 程序的設(shè)計(jì).53I/O分配.84 PLC I/O接線圖.95 梯形圖.106 系統(tǒng)調(diào)試.127設(shè)計(jì)心得.138參考文獻(xiàn).141緒論對(duì)于機(jī)械電氣結(jié)合控制的組合機(jī)床，電氣控制系統(tǒng)起著重要的神經(jīng)中樞作用。傳統(tǒng)的組合機(jī)床采用的繼電器接觸器控制系統(tǒng)，接線復(fù)雜、故障率高、調(diào)試和維護(hù)困難。隨著PLC控制技術(shù)日益成熟

2、并得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，利用原有的繼電器接觸器控制電路設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)，或直接進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，都能很好地滿足組合機(jī)床自動(dòng)化控制的要求。本次設(shè)計(jì)的要求如下：組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)如下圖所示：該機(jī)床專門(mén)用于加工箱體的兩個(gè)側(cè)壁，采用兩個(gè)動(dòng)力頭從兩個(gè)側(cè)面分別加工，左、右動(dòng)力頭的電動(dòng)機(jī)均為2.2kw，進(jìn)給系統(tǒng)和工件夾緊都用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，液壓泵電動(dòng)機(jī)的功率為3kw，動(dòng)力頭和夾緊裝置的動(dòng)作由電磁閥控制。機(jī)床的工作循環(huán)步驟如下（在工件夾緊、動(dòng)力頭快進(jìn)、動(dòng)力頭快退以及電源接通時(shí)均有電信號(hào)指示）：1 按下起動(dòng)按鈕，夾緊裝置將被加工的工件夾緊，夾緊后發(fā)出訊號(hào)；2 左右動(dòng)力頭同時(shí)快進(jìn)，并同時(shí)啟動(dòng)主軸；3 達(dá)到工件

3、附近，接受到行程開(kāi)關(guān)的信號(hào)后，動(dòng)力頭由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)，進(jìn)行切削加工；4 加工完成后，左右動(dòng)力頭暫停2秒，然后快速退回原位，夾緊裝置松開(kāi)被加工工件；5 停止主軸至此，一個(gè)工作循環(huán)完成，準(zhǔn)備下一個(gè)工作循環(huán)開(kāi)始。其中，在工件夾緊、動(dòng)力頭快進(jìn)、動(dòng)力頭快退以及電源接通時(shí)均有電信號(hào)指示。電磁閥的動(dòng)作順序表如下：左動(dòng)力頭右動(dòng)力頭夾緊裝置YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7上、下料OFFOFFOFFOFFOFFOFFOFF快進(jìn)ONOFFOFFONOFFOFFON工進(jìn)ONONOFFONONOFFON停留OFFOFFOFFOFFOFFOFFON快退OFFOFFONOFFOFFONOFF注：ON表示給電磁鐵通電

4、；OFF電磁鐵處于斷電狀態(tài)。2設(shè)計(jì)方案2.1 左、右兩動(dòng)力頭進(jìn)給電機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)要求知左、右兩動(dòng)力頭均要求快進(jìn)工進(jìn)快退的工作循環(huán)，并且左、右兩動(dòng)力頭可以同時(shí)工作，也可進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。所以就要求快速電機(jī)M5、M6能夠正反轉(zhuǎn)，工作進(jìn)給電機(jī)為M3、M4能夠正轉(zhuǎn)即可。其主電路如下圖2-1。 圖2-1 M3、M4、M5、M6的接線電路圖因?yàn)檫@4個(gè)功率都較小，所以可以直接啟動(dòng)。M3、M4只要接觸器KM3、KM4的線圈得電就會(huì)吸合，就能正轉(zhuǎn)；M5、M6分別當(dāng)接觸器KM5、KM6線圈得電時(shí)正轉(zhuǎn)，當(dāng)接觸器KM7、KM8分別得電就反轉(zhuǎn)。2.2主軸電機(jī)主軸電機(jī)工作方式有兩種：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。根據(jù)不同的工作要求，主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)向

5、不同。因主軸電機(jī)的功率較小，故可以直接啟動(dòng)。其主電路圖如下2-2。圖2-2 主軸電機(jī)的接線圖當(dāng)KM1、KM2的線圈得電吸合分別使電機(jī)M1、M2正轉(zhuǎn)；當(dāng)KM9、KM10的線圈得電吸合分別是電機(jī)M1、M2反轉(zhuǎn)。通過(guò)plc的輸出就可以使不同的接觸器線圈得電，從而使電機(jī)的轉(zhuǎn)向不同。2.3照明及信號(hào)指示 當(dāng)機(jī)床工作時(shí)，為了警告旁人不要誤動(dòng)作，故要有信號(hào)指示說(shuō)明，告訴別人正在進(jìn)行工作，不要誤動(dòng)作。信號(hào)指示也能顯示機(jī)床是否是在正常工作、有無(wú)問(wèn)題。有時(shí)候需要晚上工作，所以需要必要的照明。圖2-3 指示信號(hào)燈如圖2-3，其指示著組合機(jī)床的工作狀態(tài)，指示燈分別與與之對(duì)應(yīng)的接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)連接，當(dāng)接觸器的線圈得電，

6、其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，通過(guò)6.3V電壓使之亮。KM1、KM9分別是控制M1的正反轉(zhuǎn)的接觸器；KM2、KM10分別是控制M2的正反轉(zhuǎn)的接觸器；KM3、KM4分別是控制左右工進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)的接觸器；KM5、KM7，KM6、KM8分別是左右快進(jìn)快退電機(jī)。這樣就可以把所有的電機(jī)的狀態(tài)顯示出來(lái)。照明燈如下圖2-4。圖2-4 照明燈2.4 PLC的選擇統(tǒng)計(jì)組合機(jī)床PLC輸入元器件、執(zhí)行元器件及I/O點(diǎn)數(shù)：輸入部分輸入部分 點(diǎn)數(shù)動(dòng)力頭工作方式選擇按鈕SB6冷卻泵選擇開(kāi)關(guān)SA2行程開(kāi)關(guān)SQ6按鈕SB 4總計(jì) 18輸出部分輸出部分點(diǎn)數(shù)接觸器12 總計(jì) 12注：照明不需要接入PLC，只需要選擇開(kāi)關(guān)就可以。所以選用FX2N3

7、2MR加擴(kuò)展單元FX2N32ER，F(xiàn)X2N32MR含有32個(gè)I/O點(diǎn)（16入，16出），F(xiàn)X2N32ER為含有32點(diǎn)擴(kuò)展單元。2.5 程序的設(shè)計(jì)根據(jù)要求知需使左、右兩動(dòng)力頭均要求快進(jìn)工進(jìn)快退的工作循環(huán)和可使左、右兩動(dòng)力頭同時(shí)工作，也可進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。故設(shè)計(jì)的流程圖如下圖2-5。 圖2-5 程序流程圖3 I/O分配因采用PLC控制，需分配其I/O點(diǎn)，它決定著系統(tǒng)如何工作。輸入地址號(hào)信號(hào)名稱輸出地址號(hào) 信號(hào)名稱I0.0開(kāi)始Q0.0主軸I0.1SQ1Q0.1YV1I0.2SQ2Q0.2YV2I0.3SQ3Q0.3YV3I0.4SQ4Q0.4YV4I0.5SQ5Q0.5YV5X6SQ6Q0.6YV6Q0

8、.7夾緊表3-1 I/O口地址分配表4 PLC I/O接線圖5 梯形圖6 系統(tǒng)調(diào)試安裝GX Developer和西門(mén)子的仿真軟件，建立一個(gè)新工程，將梯形圖輸入到工程中，完成后將其轉(zhuǎn)換。再啟動(dòng)梯形圖邏輯測(cè)試，選擇軟元件測(cè)試，輸入不同的軟元件，改變其狀態(tài)，觀察輸出的改變。軟元件的改變輸出的改變X0=1,X1=0Y0=1X0=0,X1=1Y1=1X2=0Y0=0,Y1=0X3=1Y5=1X3=0Y5=0X7=1,X0=1,X1=0/X7=1, X0=0,X1=1Y0=1,Y3=1/Y1=1,Y3=1X4=1Y2=1,Y3=0X5=1Y2=0,Y4=1,Y0=0/Y1=0X6=0Y4=0X10=1Y4

9、=1X11=1,X12=0Y6=1X11=0,X12=1Y7=1X13=1Y6=0,Y7=0X14=1Y13=1X20=1,X11=1,X12=0/X20=1,X11=0,X12=1Y11=1,Y6=1/Y11=1,Y7=1X15=1Y10=1,Y11=0X16=1Y10=0,Y12=1,Y6=0/Y7=0X17=0Y12=0X21=1Y12=1 表6-1調(diào)試表格7 設(shè)計(jì)心得通過(guò)這次PLC課程設(shè)計(jì)，我知道：使機(jī)床與PLC結(jié)合，可以輕松的完成規(guī)定的工作，這可以很大程度的減小工人的工作和減小危險(xiǎn)。因?yàn)檫@一切都是有程序控制的，能夠使機(jī)器嚴(yán)格按規(guī)律執(zhí)行，而人工作的時(shí)候總會(huì)有一些錯(cuò)誤發(fā)生，這些錯(cuò)誤有可能

10、引發(fā)危險(xiǎn)。和學(xué)別的學(xué)科一樣，在學(xué)完P(guān)LC理論課程后我們做了課程設(shè)計(jì)，此次設(shè)計(jì)以分組的方式進(jìn)行，每組有一個(gè)題目。我做的是組合機(jī)床的組合機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)。由于平時(shí)大家都是學(xué)理論，沒(méi)有過(guò)實(shí)際開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，拿到的時(shí)候都不知道怎么做。但通過(guò)各方面的查資料并學(xué)習(xí)。我基本學(xué)會(huì)了PLC設(shè)計(jì)的步聚和基本方法。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了PLC的基本編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我對(duì)知道的撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我把自己想出來(lái)的程序與到PLC中的時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我對(duì)PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。 通過(guò)此次課設(shè)，讓我了解了plc梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來(lái)源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。最后，非常感謝老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助！8 參考文獻(xiàn)1黃鶴汀金屬切削機(jī)床上冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.5；2揚(yáng)州惠樂(lè)機(jī)械裝備有限公司（