課程設(shè)計(jì)-采用PLC技術(shù)設(shè)計(jì)專用鉆床控制系統(tǒng)的電氣控制線路

1、電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)物理與電子信息工程學(xué)院第 1 頁(yè) 共 10 頁(yè)電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)課題：采用 PLC 技術(shù)設(shè)計(jì)專用鉆床控制系統(tǒng)的電氣控制線路專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化 0812小組成員：指導(dǎo)教師： 馮浩源 設(shè)計(jì)時(shí)間：二二年三月二十八日第 2 頁(yè) 共 10 頁(yè)電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)采用 PLC技術(shù)設(shè)計(jì)專用鉆床控制系統(tǒng)的電氣控制線路一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1 通過(guò)使用 三菱 FX2N 系 列可編程控制 器設(shè) 計(jì)出專用 鉆床 控制 系 統(tǒng)的電氣控制線路； 2當(dāng)用戶按

2、下啟動(dòng)按鈕后，相應(yīng)的鉆床自動(dòng)工作，直至工件一次 加工（鉆頭規(guī)定為兩個(gè)，即一次鉆一對(duì)孔）完成；3 工件加工 完成 （即 鉆孔全部 鉆好 ，本設(shè)計(jì)以 6 個(gè)鉆 孔為任務(wù) ） 后 ，鉆 床 可 自 動(dòng) 返 回 初 始 狀 態(tài) ，為 下 一 次 啟 動(dòng) 做 好 準(zhǔn) 備 ；二、方案設(shè)計(jì)與論證 鉆床是用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)， 鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。即工件固定不動(dòng)，刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此， 設(shè)計(jì)的程序主要是控制刀具（即鉆頭）的運(yùn)動(dòng)，而且鉆頭應(yīng)能根據(jù)鉆 孔的程度作出相應(yīng)的響應(yīng)，按照給定的順序一步一步往下進(jìn)行，使用 步進(jìn)順序控制較為簡(jiǎn)單。根據(jù)對(duì)兩個(gè)鉆頭的控制方式的不同，產(chǎn)生如 下兩個(gè)方

3、案：方案一、鉆頭異步工作當(dāng)鉆床啟動(dòng)后，兩個(gè)鉆頭同時(shí)工作，由于摩擦等因素，兩鉆頭不可能 同時(shí)鉆孔完成，于是，鉆孔先完成的鉆頭先回到初始位置，然后該鉆 頭向某一 方向 旋轉(zhuǎn) 120，繼 續(xù)執(zhí) 行鉆 孔操作，當(dāng) 另 一鉆 孔也 完成鉆孔 后，也 向 同方 向旋 轉(zhuǎn) 12 0，執(zhí) 行鉆孔任 務(wù)。當(dāng) 任 意一個(gè)鉆 頭鉆 夠三 個(gè) 鉆孔時(shí)，就停止工作，先回到初始狀態(tài)，等待另一個(gè)鉆頭完成任務(wù)， 返回初始狀態(tài)。此時(shí)，啟動(dòng)按鈕按下才會(huì)生效。方案二、鉆頭同步工作第 3 頁(yè) 共 10 頁(yè)電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)當(dāng)對(duì)鉆床系統(tǒng)初始化后，按下啟動(dòng)按鈕，鉆床工作臺(tái)把工件夾緊， 兩個(gè)鉆頭同時(shí)開始工作，對(duì)工件鉆

4、孔。鉆孔完成后，鉆頭回到初始位 置，兩 個(gè) 鉆頭 同方 向旋轉(zhuǎn) 120，旋 轉(zhuǎn)到 位后 ，兩 鉆頭再次 同時(shí) 工作 鉆 孔，當(dāng)鉆好六個(gè)孔時(shí)，鉆床各部件將回到初始狀態(tài)，等待下一次啟動(dòng) 按鈕的按下。比較兩種方案，方案一要省時(shí)高效，但不易編寫程序達(dá)到目的； 而且摩擦等的影響不會(huì)使兩鉆頭工作時(shí)間有太大的差距。綜合以上考 慮，本設(shè)計(jì)將采用方案二對(duì)專用鉆床控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。三、專用鉆床順序功能圖設(shè)計(jì)與功能說(shuō)明本設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的專用鉆床用來(lái)加 工圓盤狀 零件 上均勻分 布的 6 個(gè) 孔。 操作人員 放好 工件后，按下 起動(dòng)按鈕 X0，Y0 為 ON，工 件被 夾緊 ，夾緊扣 壓力繼電 器 X1 為 ON，Y1 和

5、 Y3 使兩 只鉆頭同 時(shí)開 始工作，鉆到 由限位開 關(guān) X2 和 X4 設(shè) 定 的 深 度 時(shí) ， Y2 和 Y4 使兩只鉆頭上行，升到由限位開關(guān) X3 和 X5 設(shè) 定 的 起 始 位 置 時(shí) 停 止 上 行 ，升 到 由 限 位 開 關(guān) X3 和 X5 設(shè) 定 的 起始位置 時(shí)停 止上行。兩個(gè) 都到位后 Y5 使工件 旋轉(zhuǎn) 120，旋 轉(zhuǎn) 到位時(shí) X6 為 ON， 同 時(shí) 設(shè) 定 值 為 3 的 計(jì) 數(shù) 器 C0 的 當(dāng) 前 值 加 1 ，旋 轉(zhuǎn) 結(jié) 束 后 又 開 始 鉆第二對(duì) 孔。3 對(duì) 孔都 鉆完后 ，計(jì) 數(shù) 器的當(dāng)前 值等 于設(shè)定值 3，Y6 使 工件松開 ，松開 到位 時(shí)， 限

6、位開關(guān) X7為 ON， 系 統(tǒng) 返 回 初 始 狀 態(tài)四、軟件編程（梯形圖和程序指令表）由于 三菱 FX 系列 PLC的 電腦 編 程軟 件 SWOPC- FXGP/W IN -C 能 對(duì) FX 系 列 PLC 的 FX0/ FX0S、FX0N、FX1 、FX2/ FX 2C、FX1 S、FX1N 和 FX2N/F X2NC第 4 頁(yè) 共 10 頁(yè)電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)等機(jī)型進(jìn)行梯形圖、指令表和 SFC 編程，并能自由地進(jìn)行切換。該軟 件還可以對(duì)程序進(jìn)行編輯、改錯(cuò)、核對(duì)。并可將電腦屏幕上的程序?qū)?入 到 PLC 中 ， 或 從 PLC 中 讀 取 程 序 。 該 軟 件 還

7、可 對(duì) 運(yùn) 行 中 的 程 序 進(jìn) 行 監(jiān)控，在線修改等優(yōu)點(diǎn)，故本設(shè)計(jì)通過(guò)使用 SWOPC- FXGP/ WIN-C軟件， 在 SFC 圖 編 輯 窗 口 中 輸 入 對(duì) 應(yīng) 的 順 序 功 能 圖 ， 通 過(guò) 切 換 編 輯 窗 口 ， 得 到上述功能圖對(duì)應(yīng)的梯形圖和指令表。專用鉆床梯形圖其對(duì)應(yīng)的指令表如下：第5 頁(yè)共10 頁(yè)電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)LDM800 2SETS5SETS0STLS2STLS0SETS3RSTC0STLS3LDX0OUTY2SETS1LDX3STLS1SETS4OUTY0STLS5LDX1OUTY3SETS2LDX4SETS6ANIC0STLS6O

8、UTS2OUTY4OUTS5LDX5LDX6SETS7ANDC0STLS4SETS9STLS7STLS9SETS8OUTY6STLS8LDX7OUTY5OUTS0OUTC0RETK3ENDLDX6五、硬件調(diào)試 (I/O 分配圖和PLC 接線圖 )1、 I/O 地址分配表 根據(jù)軟件編程所用到的軟開關(guān)符號(hào)進(jìn)行實(shí)際功能分配，即編制出I/O 地址分配表如下表所示。專用鉆床 I/O 地址編排表輸入變量輸入開關(guān)輸入端口功能說(shuō)明 輸出變量負(fù)載輸出端口功能說(shuō)明第 6 頁(yè) 共 10 頁(yè)電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)X000PO1000啟動(dòng)Y0ZJ1000工件夾緊X001PO2001夾緊扣壓力繼 電器Y

9、1ZJ2001鉆頭 1 下行鉆孔X002PO3002鉆頭 1 下行限 位Y2ZJ3002鉆頭 1 上行X003PO4003鉆頭 1 上行限 位Y3ZJ4003鉆頭 2 下行鉆孔X004PO5004鉆頭 2 下行限 位Y4ZJ5004鉆頭 2 上行X005PO6005鉆頭 2 上行限 位Y5ZJ6005工件旋轉(zhuǎn) 120X006PO7006旋轉(zhuǎn)到位Y6ZJ7006松開工件X007PO8007松開扣壓力繼 電器2、 I/O 電氣接口圖專用鉆床的 PLC 電氣接口圖如下所示，由于條件有限，無(wú)法在實(shí) 際的專用鉆床上進(jìn)行試驗(yàn)，故對(duì)應(yīng)輸入用按鈕替代相應(yīng)的機(jī)床繼電器 或按鈕，輸出用 LED 顯示燈來(lái)替代相應(yīng)執(zhí)行元件的執(zhí)行動(dòng)作。六、性能測(cè)試與分析第 7 頁(yè) 共 10 頁(yè)電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)七、結(jié)論與心得八、參考文獻(xiàn)1、電氣控制與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)/ 郁漢琪主編 . 2 版 . 南京：東南大學(xué)出版社，2009.92、電氣控制與可編程控制器技術(shù) /史國(guó)生主編 . 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2003.123、機(jī)床電氣與 PLC/陶維利主編 . 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.54、可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧 /陳宇，段鑫編 . 2版. 廣州：華南理工大學(xué)出版社， 2002.3 （ 2006.3 重?。┑?8 頁(yè) 共 10 頁(yè)電氣控制與可編程序控