機床電氣與PLC技術(shù)課程設(shè)計與實訓(xùn)說明書

1、機床電氣與PLC技術(shù)課程設(shè)計與實訓(xùn)說明書 姓名 ： 班級 ： 學(xué)號 : 專業(yè) ：機械設(shè)計制造及其自動化組別 ： 日期 ： 指導(dǎo)教師 ： 成績 ： 目錄 目 錄2前言3題 目5PLC的選型原則：5地址分配表：6I/O端口分配圖:7功能表圖:8梯形圖:9語句表：15總結(jié)29參考文獻30前言可編程控制器，簡稱PLC ，是一種電氣自動化控制裝置，國際電工委員會將PLC定義為：是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它使用可編程存儲器內(nèi)部儲存用戶設(shè)計的指令，這些指令用來實現(xiàn)特殊的功能，諸如邏輯運算、順序操作、定時、計數(shù)以及算術(shù)運算和通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各種類型的機械

2、或過程。可編程序控制器及其有關(guān)的設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計?？删幊绦蚩刂破魇且晕⑻幚砥鳛榛A(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)與自動控制技術(shù)為一體的工業(yè)控制產(chǎn)品，是在硬接線邏輯控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。通常把PLC認為是由等效的繼電器、定時器、計數(shù)器等元件組成的裝置。PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，PLC由中央處理單元（CPU）、存儲器單元、電源單元、輸入輸出單元、接口單元和外部設(shè)備組成，具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程

3、序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機、將程序語言翻譯成機器語言，診斷機器故障。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場控制要求，用PLC的程序語言編制的應(yīng)用程序（也就是邏輯控制）用來實現(xiàn)各種控制。由于它可通過軟件來改變控制過程，而且具有體積小，組裝靈活，編程簡單，抗干擾能力強及可靠性高等特點，非常適合于在惡劣的工業(yè)環(huán)境下使用。故自60年代末第一臺PLC問世以來，已很快被應(yīng)用到機械制造、冶金、礦業(yè)、輕工等各個領(lǐng)域，大大推進了機電一體化進程。進入80年代，隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得可編程控制器有了突飛猛進的發(fā)展，功能日益增強，已遠遠超出邏輯控制、順序控制的范圍，具備模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)

4、換、高速計數(shù)、速度控制、位置控制、軸定位控制、溫度控制、PID控制、遠程通訊、高級語言編輯以及各種物理量轉(zhuǎn)換等功能。特別是遠程通訊功能的實現(xiàn)，易于實現(xiàn)時柔性加工和制造系統(tǒng)（FMS），使得PLC如虎添翼，被人們稱為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一。初期的PLC只是用于邏輯控制的場合，代替繼電器控制系統(tǒng)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC以微處理器為核心，適用于開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量的控制，它已進入過程控制和位置控制等場合的控制領(lǐng)域。目前，可編程序控制器既保留了原來可編程序邏輯控制器的所有優(yōu)點，又吸收和發(fā)展了其他控制裝置的優(yōu)點，包括計算機控制系統(tǒng)、過程儀表控制系統(tǒng)、集散系統(tǒng)、分散系統(tǒng)等。在許多場合，可編程序控制

5、器可以構(gòu)成各種綜合控制系統(tǒng)，例如構(gòu)成邏輯控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)、圖形工作站等等。PLC基本結(jié)構(gòu)：1.中央控制單元CPU CPU是PLC的“大腦”，通常由一個微處理器和一個存儲器組成。微處理器實現(xiàn)邏輯處理和控制各模塊間通信的功能，不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來儲存由微處理器完成的邏輯操作的結(jié)果（程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)）。 2.I/O模塊 I/O系統(tǒng)構(gòu)成了現(xiàn)場設(shè)備與控制器連接的接口，作用就是從使現(xiàn)場接收到的信號或送到現(xiàn)場的信號達到處理器的要求。輸入(1nput)模塊和輸出(Output)模塊簡稱為IO模塊，它們是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場設(shè)備和C

6、PU模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號。開關(guān)量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等過來的開關(guān)量輸入信號；模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發(fā)電機和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流、電壓信號。 3.編程器設(shè)備 編程設(shè)備用來向存儲器中寫入程序，并用它進行編輯、檢查、修改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。它的體積小，價格便宜，一般用來給小型PLC編程，或者用于現(xiàn)場調(diào)試和維護。個人計算機（PC）是最常用的編程設(shè)備。使用編程軟件可以在計算機的屏幕上直接生成和編輯

7、梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后下載到PLC，也可以將PLC中的程序上傳到計算機。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實現(xiàn)遠程編程和傳送。 4電源PLC一般使用220V交流電源或24V直流電源。內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供DC 5V，±12V，24V等直流電源。小型PLC一般都可以為輸入電路和外部的電子傳感器(如接近開關(guān))提供24V直流電源，驅(qū)動PLC負載的直流電源一般由用戶提供。31題目2.1 四工位臥式鏜銑組合機床控制系統(tǒng)設(shè)計分析：該機床有四個工位，三個動力頭。第一工位是裝卸工位，第二到第四工位的三個動力頭可以同時對相應(yīng)工位夾

8、具上的工件進行加工。工作臺每次轉(zhuǎn)位90度，轉(zhuǎn)過360度完成一個工件的所有加工。機床的動作包括：工作臺的抬起、回轉(zhuǎn)、落下夾緊；夾具的夾緊、松開；三個滑臺各自的向前切削、向后退回。流程圖如圖所示。要求：手動需要完成、單循環(huán)、20次連續(xù)的控制。每個工步之間要有3秒的間隔。按下停止開關(guān)要馬上停止并回到初始位置。2.2 PLC的選型原則： 在PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標準的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的

9、系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 一般在選擇PLC時考慮以下幾方面：一、輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算二、存儲器容量的估算三、控制功能的選擇該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能和處理速度等特性的選擇。根據(jù)題目我選擇了日本的歐姆龍（OMRON）公司生

10、產(chǎn)的40點CPM1A可編程控制器。2.3地址分配表功 能符號地 址功 能符號地 址手動旋鈕SA100000工件夾緊YV101000單周期SA200001工作臺抬起YV201001手動按鍵SB300002工作臺回轉(zhuǎn)YV301002復(fù)位按鍵SB400003工作臺落下夾緊YV401003停 止SB500004滑臺（1）向前切削YV501004啟動SB600005滑臺（1）退后YV601005工件夾緊行程開關(guān)SQ700006滑臺（2）向前切削YV701006工作臺抬起到位行程開關(guān)SQ800007滑臺（2）退后YV801007工作臺回轉(zhuǎn)到位行程開關(guān)SQ900008滑臺（3）向前切削YV901100工作臺

11、落下夾緊行程開關(guān)SQ1000009滑臺（3）退后YV1001101滑臺（1）向前切削行程開關(guān)SQ1100010工件松開YV1101102滑臺（1）退后行程開關(guān)SQ1200011滑臺（2）向前切削行程開關(guān)SQ1300100滑臺（2）退后行程開關(guān)SQ1400101滑臺（3）向前切削行程開關(guān)SQ1500102滑臺（3）退后行程開關(guān)SQ1600103工件松開到位行程開關(guān)SQ17001042.4 PLC接線示意圖2.5功能表圖：2.6 梯形圖：7.語句表：LD P_First_CycleOR 200.00LD 200.14AND T0014ORLDLD 200.15AND C0014ANDNOT 0.0

12、4ORLDLD 210.10AND 1.04AND 0.02ORLDLD 200.01OR 200.02OR 200.03OR 200.04OR 200.05OR 200.06OR 200.07OR 200.08OR 200.09OR 200.10OR 200.11OR 200.12OR 200.13AND 0.03ORLDANDNOT 200.01ANDNOT 210.00OUT 200.00LD 200.00AND 0.05ANDNOT 0.00LD 200.15ANDNOT 0.04ANDNOT C0014ORLDOR 200.01ANDNOT 200.02OUT 200.01LD 20

13、0.01AND T0000AND 0.06ANDNOT 0.03LD 200.11ANDNOT 0.03ANDNOT C0010ORLDOR 200.02ANDNOT 200.03ANDNOT 200.00OUT 200.02LD 200.02AND T0001AND 0.07ANDNOT 0.03OR 200.03ANDNOT 200.04ANDNOT 200.00OUT 200.03LD 200.02AND T0002AND 0.08ANDNOT 0.03OR 200.04ANDNOT 200.05ANDNOT 200.07ANDNOT 200.09AND 200.00OUT 200.04

14、LD 200.04AND T0003AND 0.09ANDNOT 0.03OR 200.05ANDNOT 200.06ANDNOT 200.00OUT 200.05LD 200.05AND 0.10AND T0004ANDNOT 0.03OR 200.06ANDNOT 200.11ANDNOT 200.00OUT 200.06LD 200.04AND T0003AND 0.09ANDNOT 0.03OR 200.07ANDNOT 200.08ANDNOT 200.00OUT 200.07LD 200.07AND T0006AND 0.07ANDNOT 0.03OR 200.08ANDNOT 2

15、00.11ANDNOT 200.00OUT 200.08LD 200.04AND T0003AND 0.09ANDNOT 0.03OR 200.09ANDNOT 200.10ANDNOT 200.00OUT 200.09LD 200.09AND T0008AND 1.02ANDNOT 0.03OR 2000.10ANDNOT 200.11ANDNOT 200.00OUT 200.10LD 200.08AND 200.10AND 200.06AND 0.11AND T0005AND T0007AND T0009AND 1.01AND 1.03ANDNOT 0.03OR 2000.10ANDNOT

16、 200.12ANDNOT 200.02ANDNOT 200.00OUT 200.11LD 200.11AND C0010ANDNOT 0.03OR 200.12ANDNOT 200.13ANDNOT 200.00OUT 200.12LD 200.12AND 1.04ANDNOT 0.03OR 200.13ANDNOT 200.14ANDNOT 200.00ANDNOT 200.15OUT 200.13LD 200.13AND 0.01AND T0012ANDNOT 0.03OR 200.14ANDNOT 200.00OUT 200.14LD 200.13ANDNOT 0.01AND T001

17、2ANDNOT 0.03OR 200.15ANDNOT 200.00ANDNOT 2000.01OUT 200.15LD 200.00AND 0.00AND 0.05AND 0.02OR 210.00ANDNOT 210.01OUT 210.00LD 210.00AND 0.06AND 0.02OR 210.01ANDNOT 210.02OUT 210.01LD 210.01AND 0.07AND 0.02OR 210.02ANDNOT 210.03OUT 210.02LD 210.02AND 0.08AND 0.02OR 210.03ANDNOT 210.04ANDNOT 210.06AND

18、NOT 210.08OUT 210.03LD 210.03AND 0.09AND 0.02OR 210.04ANDNOT 210.05OUT 210.04LD 210.04AND 0.10AND 0.02OR 210.05ANDNOT 210.10OUT 210.05LD 210.03AND 0.09AND 0.02OR 210.06ANDNOT 210.07OUT 210.06LD 210.06AND 0.10AND 0.02OR 210.06ANDNOT 210.10OUT 210.07LD 210.03AND 0.09AND 0.02OR 210.08ANDNOT 210.09OUT 2

19、10.08LD 210.08AND 1.02AND 0.02OR 210.09ANDNOT 210.10OUT 210.09LD 210.05AND 210.07AND 210.09AND 0.11AND 1.01AND 1.03AND 0.02OR 210.10ANDNOT 200.00OUT 210.10LD 200.01OR 210.00OUT 10.00LD 200.01TIM 0000 #030LD 200.02OR 210.01OUT 10.01LD 200.02TIM 0001 #030LD 200.03OR 210.02OUT 10.02LD 200.03TIM 0002 #0

20、30LD 200.04OR 210.03OUT 10.03LD 200.04TIM 0003 #030LD 200.05OR 210.04OUT 10.04LD 200.05TIM 0004 #030LD 200.06OR 210.05OUT 10.05LD 200.06TIM 0005 #030LD 200.07OR 210.06OUT 10.06LD 200.07TIM 0006 #030LD 200.08OR 210.07OUT 10.07LD 200.08TIM 0007 #030LD 200.09OR 210.08OUT 11.00LD 200.09TIM 0008 #030LD 200.10OR 210.09OUT 11.01LD 200.10TIM 0009 #030LD 200.11LD P_First_CycleCNT 0010 #004LD 200.12OR 210.10OUT 11.02LD 200.12TIM 0011 #030LD 200.13TIM 0012 #030LD 200.14TIM 0013 #030LD 200.15LD P_First_CycleCNT 0014 #020End總結(jié)經(jīng)過為時1周的PLC課程設(shè)計，讓我感到非常具有挑戰(zhàn)性，同時也鍛煉了我們的動手能力。