優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計論文：機(jī)電一體化PLC在X62W萬能銑床改造中的應(yīng)用

1、編號畢業(yè)論文plc在x62w萬能銃床改造 中的應(yīng)用學(xué)生姓名學(xué)號44102028系部電氣工程系專業(yè)機(jī)電一體化班級指導(dǎo)教師顧問教師二o二年十月銃床是用銃刀對工件進(jìn)行銃削加工的機(jī)床。銃床除能銃削平面、溝槽、輪齒、 螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理 部門得到廣泛應(yīng)用。在我國70-80年代大多數(shù)銃床屮，大多數(shù)的開關(guān)量控制系統(tǒng)都是采用繼電器 控制，繼電器本身固有的缺陷，給銃床的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來了不利影響。隨著 科技進(jìn)步，和plc技術(shù)的成熟，所以對x62w萬能銃床進(jìn)行plc改造勢在必行, 是提高機(jī)床性能，提升經(jīng)濟(jì)效益及產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵舉措。因此，對x62w萬能銃床加工性

2、能和要求進(jìn)行分析研究，設(shè)計一套低成本高 性能的控制方案，應(yīng)用于實(shí)踐，可最大限度發(fā)揮x62w力能銃床的加工潛力，提 高可靠性，降低運(yùn)行成本，對老式x62w萬能銃床的改造提高冇很人的實(shí)際意義。分析了 x62w萬能銃床的運(yùn)動特點(diǎn)，利用plc技術(shù)對x62w萬能銃床進(jìn)行 口動化改造，以提高其加工效率和精度。關(guān)鍵詞：x62w力能銃床；plc；梯形圖；技術(shù)改造摘要i目 錄ii第一章概述11.1銃床的簡單介紹11銃床的介紹1l1.2 x62w銃床的特點(diǎn)11.2銃床國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢11.3該研究的目的和意義2第二章 x62w萬能銃床的硬件簡介32x62w萬能銃床電力拖動的特點(diǎn)32.2 x62w萬能銃床的

3、主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動形式32.2.1主要結(jié)構(gòu)32.2.2運(yùn)動形式42.2.3 x62w萬能銃床控制要求42.3電氣原理52.3.1主電路分析52.3.2冷卻泵電動機(jī)及照明電路的控制6第三章可編程序控制器的概述73plc的發(fā)展歷史73.2 plc的定義和特點(diǎn)73.2.1 plc 的定義73.2.2 plc的基本特點(diǎn)83.3 plc的基本結(jié)構(gòu)9第四章x62w萬能銃床基于plc改造的具體設(shè)計114.1改造設(shè)計中所需plc的選型114.2現(xiàn)場信號與plc軟繼電器刈照表124.3基tplc的x62w萬能銃床控制電路的改造134.4 plc梯形圖16結(jié) 論21參考文獻(xiàn)22第一章概述1.1銃床的簡單介紹1.1.1

4、銃床的介紹x62w萬能銃床是一種通用的多用途機(jī)床，它可以進(jìn)行平面、斜面、螺旋面 及成型表面的加工，是一種較為精密的加工設(shè)備，它采用繼電接觸器電路實(shí)現(xiàn)電 氣控制。plc專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干 擾能力強(qiáng)。將x62w萬能銃床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高 整個電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護(hù)、維修的工作量。x62w型萬能銃床的結(jié)構(gòu)主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、刀桿支架、工作 臺、冋轉(zhuǎn)盤、橫溜板、升降臺、底座等兒部分組成。在床身的前面有垂直導(dǎo)軌， 升降臺可沿著它上下移動。在升降臺上而的水平導(dǎo)軌上，裝冇可在平行主軸軸線 方向移動（前后移動）的溜板。溜板上

5、部有可移動的回轉(zhuǎn)盤，工作臺就在溜板上 部回轉(zhuǎn)盤上的導(dǎo)軌上作垂直于主軸軸線方向移動（左右移動）。工作臺上有t形 槽用來固定工件。這樣，安裝在工作臺上的工件就可以在三個坐標(biāo)上的六個方向 調(diào)整位置或進(jìn)給。銃床主軸帶動銃刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時主運(yùn)動；銃床工作臺的前后（橫 向）、左右（縱向）和上下（垂直）6個方向的運(yùn)動是進(jìn)給運(yùn)動；銃床的其他運(yùn)動, 如工作臺的訊轉(zhuǎn)運(yùn)動則屬于輔助運(yùn)動。此外，由于冋轉(zhuǎn)盤可繞屮心轉(zhuǎn)過一個角度（通常是±45。）,因此工作臺在 水平面上除了能在平行于或垂直于主軸軸線方向進(jìn)給，還能在傾斜方向進(jìn)給，可 以加工螺旋椚，故稱力能銃床。1.1.2 x62w銃床的特點(diǎn)（1）能完成很多普通銃床

6、難以加工或者根本不能加工的復(fù)雜型而的加工。（2）采用x62w銃床可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。（3）采用x62w銃床可以比普通機(jī)床捉高23倍生產(chǎn)率，對復(fù)雜零件的加工， 生產(chǎn)率可以提高十幾倍甚至幾十倍，很好的提高了生產(chǎn)效率。（4）此銃床具有柔性，只需更換程序，就可以適應(yīng)不同品種及尺寸規(guī)格零件 的自動加工。（5）具有極高的可靠性與靈活性，更容易維修。（6）大大的減輕了工人的勞動強(qiáng)度。1.2銃床國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢銃床最早是曲美國人e.惠特尼于1818年創(chuàng)制的臥式銃床。為了銃削麻花鉆 頭的螺旋槽，美國人j.r.布朗t 1862年創(chuàng)制了第一臺萬能銃床，是為升降臺銃床 的雛形。1884年前

7、后出現(xiàn)了龍門銃床。20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了半自動銃床，工作 臺利用擋塊可完成“進(jìn)給快速”和“快速進(jìn)給”的自動轉(zhuǎn)換。1950年以后，銃 床在控制系統(tǒng)方而發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大捉高了銃床的自動化程度。尤 其是到了 7（）年代以后，微處理機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)和口動換刀系統(tǒng)在銃床上得到 應(yīng)用，擴(kuò)大了銃床的加工范圍，提高了加工精度和效率。隨著機(jī)械化進(jìn)程不斷加 劇，數(shù)控編程開始廣泛應(yīng)用與于機(jī)床類操作，極大的釋放了勞動力。數(shù)控編程銃 床將逐步取代現(xiàn)在的人工操作。對員工要求也會越來越高，當(dāng)然帶來的效率也會 越來越高。銃床是一種用途廣泛的機(jī)床，在銃床上可以加工平面（水平面、垂宜面）、 溝槽（鍵槽、t形槽、燕尾槽

8、等）、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪、螺旋形表面、 螺紋、螺旋槽）及各種曲面。此外，還可用于對冋轉(zhuǎn)休表面、內(nèi)孔加工及進(jìn)行切 斷工作等。銃床在工作時，工件裝在工作臺上上或分度頭等附件上，銃刀旋轉(zhuǎn)為 主運(yùn)動，輔以工作臺或銃頭的進(jìn)給運(yùn)動，工件即可獲得所需的加工表而。由于是 多刀斷續(xù)切削，因而銃床的生產(chǎn)率較高。簡單來說，銃床就是用銃刀對工件進(jìn)行 銃削加工的機(jī)床。而我們所需的x62w萬能銃床是一種通用的多用途機(jī)床，它可以進(jìn)行平面、 斜面、螺旋面以及成型表面的加工，它采用繼電接觸器電路實(shí)現(xiàn)電氣控制。銃床 是以各類電動機(jī)為動力的傳動裝置與系統(tǒng)的對象以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的技術(shù) 裝置。電氣系統(tǒng)是其中的主耍部分，在

9、國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中的許多部門得到廣泛應(yīng) 用。plc專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干擾能 力強(qiáng)。plc （可編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計算機(jī)，它以其編程方便、 操作簡單尤其是它的高可控性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。它 應(yīng)用大規(guī)模集成電路，微型機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成了具冇多種 優(yōu)點(diǎn)和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制 系統(tǒng)到監(jiān)控計算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。1.3該研究的目的和意義對個人來說，通過畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)口己綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識、基 本技能進(jìn)行分析和解決實(shí)際問題的能力，使自己受到plc系統(tǒng)開發(fā)的綜合

10、訓(xùn)練， 達(dá)到能夠進(jìn)行plc系統(tǒng)設(shè)計和實(shí)施的目的，掌握典型x62w銃床的工作原理和 設(shè)計思路從社會來說,plc可以很容易地實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制邏輯，傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)同樣的功能則需要大量的控制繼電器，plc以弱電控制強(qiáng)電，省去人量控制 繼電器，節(jié)省電能，運(yùn)行成本低，對舊機(jī)器進(jìn)行plc改造可以提高機(jī)器的工作效 率、質(zhì)量，節(jié)約資源，開發(fā)更多更好的產(chǎn)品。對我國生產(chǎn)水平提高有重要作用。第二章x62w萬能銃床的硬件簡介2.1 x62w萬能銃床電力拖動的特點(diǎn)（1）主軸電動機(jī)需要正反轉(zhuǎn)，但方向的改變并不頻繁。根據(jù)加工工藝的要求， 有的工件需要順銃（電動機(jī)止轉(zhuǎn)），有的工件需要逆銃（電動機(jī)反轉(zhuǎn)）。大多情況下是

11、一批或多批工件只用一種方向銃削，并不需要經(jīng)常改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向。因此，可用電 源相序轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)主軸屯動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，節(jié)省一個反向轉(zhuǎn)動接觸器。（2）銃刀的銃削是一種不連續(xù)的切削，容易使機(jī)械傳動系統(tǒng)發(fā)生振動，為了避 免這種現(xiàn)象，在主軸傳動系統(tǒng)中裝冇慣性輪但在高速切削后，停車很費(fèi)時間，故采用 電磁離合器制動。（3）銃床的工作臺要求有前后、左右、上下6個方向的進(jìn)給運(yùn)動和快速移動， 所以也要求進(jìn)給電動機(jī)能正反轉(zhuǎn)，并通過操作手柄和機(jī)械離合器相配合來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)給 的快速移動通過電磁鐵和機(jī)械掛擋來完成 圓形工作臺的回轉(zhuǎn)運(yùn)動是由進(jìn)給電動機(jī)經(jīng) 傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動的。（4）根據(jù)加工工藝的要求，該銃床應(yīng)具有以下的電氣聯(lián)鎖措施：

12、為了防止刀具和銃床的損壞，只有主軸旋轉(zhuǎn)后才允許有進(jìn)給運(yùn)動和進(jìn)給方向的快 速運(yùn)動。為了減小加工表面的粗糙度，只有進(jìn)給停止后主軸才能停止或同時停止。該銃床采用機(jī)械操縱手柄和位置開關(guān)相配合的方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動6個方向的連 鎖。主軸運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動采用變速盤來進(jìn)行速度選擇，為保證變速齒輪進(jìn)入良好的嚙 合狀態(tài)，兩種運(yùn)動都要求變速后順時點(diǎn)動。當(dāng)主軸電動機(jī)或冷卻泵過載時，進(jìn)給運(yùn)動必須立即停止，以免損壞刀具和銃床。（5）要求有冷卻系統(tǒng)、照明設(shè)備及各種保護(hù)措施。2.2 x62w萬能銃床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動形式2.2.1主要結(jié)構(gòu)由床身、主軸、刀桿、橫梁、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板和升降臺等幾部分組成， 如圖2-1所示。101

13、 床身（立柱）2主軸3刀桿4懸梁5支架6工作臺7回轉(zhuǎn)盤8橫溜板9升降臺10底座圖2-1 x62w萬能饒床外形圖2.2.2運(yùn)動形式主軸轉(zhuǎn)動是由主軸電動機(jī)通過彈性聯(lián)軸器來驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)，當(dāng)機(jī)構(gòu)屮的一個雙聯(lián) 滑動齒輪塊嚙合時，主軸即可旋轉(zhuǎn)。工作臺面的移動是由進(jìn)給電動機(jī)驅(qū)動，它通過機(jī)械機(jī)構(gòu)使工作臺能進(jìn)行三種形式 六個方向的移動，即：工作臺面能直接在溜板上部可轉(zhuǎn)動部分的導(dǎo)軌上作縱向（左、 右）移動；工作臺面借助橫溜板作橫向（前、后）移動；工作臺面還能借助升降臺作 垂直（上、下）移動。2. 2. 3 x62w萬能銃床控制要求（1）主軸電動機(jī)ml有三種控制：正反轉(zhuǎn)起動，反接制動和變速沖動。（2）工作臺進(jìn)給電動

14、機(jī)m2有三種控制：進(jìn)給、快速移動和變速沖動。（3）m3拖動冷卻泵提供冷卻液，只需單向運(yùn)行。（4）為了能及時實(shí)現(xiàn)控制，機(jī)床設(shè)置了兩套操縱系統(tǒng)，再機(jī)床正面及側(cè)都安裝 了相同的按鈕、手輪和手柄，操作方而，以實(shí)現(xiàn)兩地控制。（5）為了保證安全，防止事故，機(jī)床有順序的動作，采用了聯(lián)鎖。(6) 三臺電動機(jī)都設(shè)有過載保護(hù)，控制線路設(shè)有短路保護(hù)，工作臺的六個方向, 都設(shè)有終端保護(hù)。2. 3電氣原理該銃床共用3臺異步電動機(jī)拖動，它們分別是主軸電動機(jī)ml、進(jìn)給電動機(jī)m2 和冷卻泵電動機(jī)m3。x62w萬能銃床的主電路如圖3-1所示圖2-2 x62w萬能銃床的電氣原理圖主電路圖2. 31主電路分析主電動機(jī)ml由繼電器k

15、m1, km2控制實(shí)現(xiàn)止反旋轉(zhuǎn)，由熱繼電器fr1做過載 保護(hù)。進(jìn)給電動機(jī)m2由接觸器km3, km4控制實(shí)現(xiàn)正反旋傳，熱繼電器fr2做過 載保護(hù)，熔斷器fu1做短路保護(hù)。冷卻泵電動機(jī)m3由中間繼電器ka3控制,單向旋轉(zhuǎn)，由熱繼電器fr3做過載保護(hù)。整個電路由熔斷器qf做短路，過載保護(hù)。2. 3.2冷卻泵電動機(jī)及照明電路的控制為防止銃切加工時過熱，在銃床工作時，可以啟動冷卻泵電動機(jī)m3,捉供冷卻 液。由于冷卻泵電動機(jī)m3容量小，所以冷卻泵m3通常在銃削加工時由冷卻泵轉(zhuǎn)換 開關(guān)sa1控制，當(dāng)sa1 “接通”位置時，繼電器ka3線圈通電吸合，m3啟動旋轉(zhuǎn), 熱繼屯器為過載保護(hù)。第三章可編程序控制器的

16、概述3.1 plc的發(fā)展歷史1968年美國通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求；1969年，美國數(shù) 字設(shè)備公司研制出了第一臺可編程邏輯控制器pdp-14 ,在美國通用汽車公司的生 產(chǎn)線上試用成功，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這是第一代可編程邏輯控 制器，稱programmable,是世界上公認(rèn)的第一臺plc。1969年，美國研制出世界第一臺pdp-14；1971年，口本研制出第一臺dcs-8；1973年，德國研制出第一臺plc；1974年，中國研制出第一臺plco20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程邏輯控制器，使可 編程邏輯控制器增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能

17、，完成了真止具有計算機(jī)特征的 工業(yè)控制裝置。此時的可編程邏輯控制器為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的 產(chǎn)物。個人計算機(jī)發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程邏 輯控制器定名為 programmable logic controller (plc)。20世紀(jì)70年代中末期，可編程邏輯控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展的階段，計算機(jī)技術(shù) 己全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、 更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運(yùn)算、pid功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工 業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程邏輯控制器在先進(jìn)工業(yè)國家屮已獲得廣泛應(yīng)用。世界 上生產(chǎn)可編程控制

18、器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入 成熟階段。20世紀(jì)80年代至90年代中期，是可編程邏輯控制器發(fā)展最快的時期，年增長 率一直保持為30-40%o在這時期，plc在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接 ii能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，可編程邏輯控制器逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某 些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的dcs系統(tǒng)。20世紀(jì)末期，可編程邏輯控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這 個時期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機(jī) 界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程邏輯控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。3.2 plc的定義和

19、特點(diǎn)3.2.1 plc的定義plc問世以來，盡管時間不長，但發(fā)展迅速。國際電工委員會(iec)對plc的定義是：可編程控制器(plc)是一種數(shù)字運(yùn)算 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。它采用可編程序的存貯器，用來在 英內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過 數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制齊種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷?其有關(guān)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(kuò)充其功能的原則設(shè)計。 模塊化plc：可以把模塊理解成積木塊。不同的積木塊可以組成不同的形狀；同理不 同的plc模塊可以實(shí)現(xiàn)不同的功能，這就叫模塊化的plco不同的plc

20、模塊塊有不 同的功能。不同的多塊組合可以實(shí)現(xiàn)不同的需求。最基本的屯源模塊和cpu模塊是 必須有的，其它按需耍選取，就組成了模塊化的plc控制系統(tǒng)的硬件配置也叫硬件 組態(tài)。3. 2. 2 plc的基本特點(diǎn)(1) 高可靠性，抗干擾強(qiáng)采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機(jī)知識，因此系統(tǒng) 開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。(2) 功能強(qiáng)大，性價比高一臺小型plc內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以 實(shí)現(xiàn)非常復(fù)朵的控制功能。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比。 plc可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。(

21、3) 編程簡易，現(xiàn)場可修改plc產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有詁種齊全的各種硬件裝置供用戶 選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。plc的安 裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。plc有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直 接驅(qū)動一般的電磁閥和小型交流接觸器。(4) 配套齊全，使用方便傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時間繼電器，由于觸點(diǎn)接觸不 良，容易出現(xiàn)故障。plc用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入 和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/101/1()(),因觸點(diǎn)接 觸不良造成的故障大為減少。plc采取了一系列

22、硬件和軟件抗干擾措施，具冇很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障 吋間達(dá)到數(shù)萬小吋以上，可以育接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，plc已被廣大用 戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。(5) 壽命長，體積小，能耗低plc用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)屮大量的屮間繼電器、時間繼電器、計數(shù) 器等器件，使控制柜的設(shè)計、安裝、接線工作量大大減少。plc的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計法來設(shè)計。這種編程方法很有規(guī)律，很 容易棠握。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計梯形圖的時間比設(shè)計相同功能的繼電器系統(tǒng)電 路圖的時間要少得多。plc的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過plc 上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀

23、態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào) 過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少得 多。(6) 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試、維修工作量少，維護(hù)方便plc的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。plc或外部的輸入裝置和 執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障吋，可以根據(jù)plc上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查 明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故3. 3 plc的基本結(jié)構(gòu)可編程邏輯控制器實(shí)質(zhì)是一種專用丁工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基木上與微 型計算機(jī)相同，基木構(gòu)成為；(1) 電源可編程邏輯控制器的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個 良好的、可靠的電源系統(tǒng)

24、是無法止常工作的，因此，可編程邏輯控制器的制造商對電 源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取 -其它措施而將plc直接連接到交流電網(wǎng)上去。(2) 小央處理單元(cpu)中央處理單元(cpu)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、 i/o以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)可編程邏輯控制器 投入運(yùn)行吋，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 i/o映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的 規(guī)定

25、執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入i/o映像區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序 執(zhí)行完畢z后，最后將i/o映彖區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到和應(yīng)的 輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，近年來對大型可編程邏輯控制器還 采用雙cpu構(gòu)成兀余系統(tǒng)，或采用三cpu的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個cpu岀現(xiàn)故 障，整個系統(tǒng)仍能止常運(yùn)行。(3) 存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。(4) 輸入輸出接口電路現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制 器與現(xiàn)場控制的接口界而的輸入通道?，F(xiàn)場輸

26、出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和屮斷請求電路集成，作用可編 程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接】i電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。(5) 功能模塊如計數(shù)、定位等功能模塊。(6) 通信模塊第四章x62w萬能銃床基于plc改造的具體設(shè)計4.1改造設(shè)計中所需plc的選型plc的選型：由于西門子s7-200系列的強(qiáng)大功能使得其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或 相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)朵控制功能。并且具有緊湊的的設(shè)計、良好的擴(kuò)展性、低廉的 價格、豐富的功能模塊以及強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，使得s7-200plc可以近乎完美地滿足 小規(guī)模的控制要求，所以本次設(shè)計選用s7-200系列plcos7-200plc的cpu模塊按i/

27、o點(diǎn)數(shù)多少不同而有五種不同結(jié)構(gòu)配置的詁種，即 cpu221、cpu222、cpu224. cpu224xp和cpu226。曲于本設(shè)計中對銃床電氣控制 部分的改造需要15個輸入信號、8個輸出信號，所以選擇s7-200 cpu226這款集成 24輸入和16輸出的plco4.2現(xiàn)場信號與plc軟繼電器對照表表4.1 i/o地址分配表i/o地址分配表 分類信號名稱現(xiàn)場信號編程元件輸入信號主軸停止開關(guān)sb110.0sb210.1主軸啟動開關(guān)sb310.2sb410.3快速進(jìn)給開關(guān)sb510.4sb610.5冷卻泵選擇開關(guān)sa110.6主軸上刀制動開關(guān)sa210.7園型工作臺sa311.0主軸正反預(yù)選開關(guān)

28、sa411.1照明開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)sa511.2向左進(jìn)給限位開關(guān)sq111.3向右進(jìn)給限位開關(guān)sq211.4向下或向前進(jìn)給限位開關(guān)sq311.5向上或向后進(jìn)給限位開關(guān)sq411.6上軸變速沖動開關(guān)sq511.7輸出信號主電動機(jī)ml接觸器1km1q0.4主電動機(jī)ml接觸器2km2q0.5進(jìn)給電動機(jī)m2接觸器1km3q0.6進(jìn)給電動機(jī)m2接觸器2km4q0.7屮間繼電器ka3q0.0電磁離合器yc3q0.24. 3基于plc的x62w萬能銃床控制電路的改造在控制電路中，變壓器tc的輸出及整流器vc的輸出部分去掉。用可編程控制 器改造后的plc碩接線如圖4-2所示，為了保證各種聯(lián)鎖功能，將sq1sq6,

29、 sb1 sb7, sa1sa5按圖示分別接入plc的輸入端。x62w型萬能銃床電器位置圖如圖 41所示，所有的電器元件均可采用改造前的型號。"ids 3-zi3sl_lj 98sl-m3siiil_u 88sl-ldsujlas寸£82i旳sam6«>l9i l8s乙一axf>i i i 3l8si nas>l±j oiaslljeico1 e 3s丄"j匚 pnr prv h!圖4-2 x62w萬能銃床的電氣原理圖控制電路圖stdrobgj3td4scn3 b ct.3s2>ruco a cnsqrosqcj3qcn

30、nj圖4-3 plc的i/o接線圖4.4 plc梯形圖t 十丿 ()10.3moo圖4-4梯形圖1在網(wǎng)絡(luò)1中，按下啟動按鈕sb1時候，10.2的常開觸點(diǎn)會閉合，中間繼電器 m0.0線圈會得電并形成自鎖。（按下啟動按鈕sb2時候，10.3的常開觸點(diǎn)會閉合, 中間繼電器m0.0線圈會得電并形成自鎖。）在網(wǎng)路2中中間繼屯器m0.0的常開 觸點(diǎn)得電會閉合，為網(wǎng)路2屮主電動機(jī)接觸器km2得電，使得q0.5得電。網(wǎng)路 4中中間繼電器m0.0的常開觸點(diǎn)得電會閉合，為中間繼電器m0.1, m0.2, m0.3,m0.4, m0.5 得電做準(zhǔn)備了。主軸上刀或者跟換銃刀的時候，主電動機(jī)不得旋轉(zhuǎn)，否者會發(fā)生嚴(yán)重的人

31、身 傷亡事故。所以上刀制動環(huán)節(jié)，由主軸上刀制動開關(guān)sa2控制。在主軸上刀之前，將sa2扳到接通位置，所以在網(wǎng)路1屮，制動開關(guān)sa2 的觸點(diǎn)為常閉的10.7 o中間繼電器線圈m0.0得電，當(dāng)按下停止按鈕sb1, 10.0的常閉觸點(diǎn)會斷開, 使得線圈m0.0失電。（當(dāng)按下停止按鈕sb2, 10.1的常閉觸點(diǎn)會斷開，使得線圈 m0.0失點(diǎn)）網(wǎng)路2跟網(wǎng)路卩l(xiāng)|中的常開觸點(diǎn)恢復(fù)。電路停止工作。i網(wǎng)絡(luò)211q0.5j i )圖4-5梯形圖2網(wǎng)路2屮，屮間繼電器m0.0常開觸點(diǎn)得電，此時主電動機(jī)ml接觸器km2 得電，線圈q0.5得電，主電機(jī)正常轉(zhuǎn)動，當(dāng)觸發(fā)主電動機(jī)ml轉(zhuǎn)向預(yù)選開關(guān)sa4, 則主電動機(jī)ml轉(zhuǎn)

32、向預(yù)選開關(guān)sa4的常開觸點(diǎn)會閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，此時主電 動機(jī)ml接觸器km1得電，線圈q0.4得電，電機(jī)反轉(zhuǎn)。由于限位開關(guān)sq5為主軸變速沖動開關(guān)主軸變速時候，扳動主軸變速沖動開關(guān)sq5的常開觸點(diǎn)11.7會閉合。在控制 電路上，實(shí)現(xiàn)變速操作。在將變速手柄推回原位的吋候，將瞬間壓下主軸變速沖動開關(guān)sq5,使得主 軸變速沖動開關(guān)sq5的常開觸點(diǎn)11.7恢復(fù)，主軸的變速沖動運(yùn)動結(jié)束。網(wǎng)絡(luò)310.0t -11.1ti0.7thq0.0圖4-6梯形圖2網(wǎng)3絡(luò)中，當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)2觸發(fā)主電動機(jī)ml轉(zhuǎn)向預(yù)選開關(guān)sa4,則主屯動機(jī) ml轉(zhuǎn)向預(yù)選開關(guān)sa4的常開觸點(diǎn)會閉合，常閉觸點(diǎn)斷開吋候，11.1閉合，使得 電磁離

33、合器線圈q0.0得電。在網(wǎng)絡(luò)1中主軸上刀或者跟換銃刀的時候，主電動機(jī)不得旋轉(zhuǎn)，否者會發(fā)生 嚴(yán)重的人身傷亡事故。所以上刀制動環(huán)節(jié)，由主軸上刀制動開關(guān)sa2控制。當(dāng)主 軸上刀制動開關(guān)sa2扳動為不通狀態(tài)，其常開觸點(diǎn)會閉合，所以10.7接通，使得 中間繼電器ka3線圈q0.0得電。當(dāng)需要電路停止時候，按下停止按鈕sb1, 10.0會短暫的接通，屮間繼電器 線圈q0.0得電，形成電動。moo11.011.311.612.0m0.111.4ii .5圖4-7梯形圖3網(wǎng)絡(luò)4中，表達(dá)了工作臺六個方向的進(jìn)給、工作臺的快速進(jìn)給、進(jìn)給沖動、 電路照明邏輯關(guān)系。當(dāng)m0.0的常閉觸點(diǎn)閉合,圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)sa3按下

34、，11.0常開觸點(diǎn)一直 閉合，圓臺工作臺工作。工作臺若左右（縱向）移動，圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)sa3必須按下，若要工作 臺向右進(jìn)給，向左進(jìn)給限位開關(guān)sq1必須受到擠壓，其常開觸點(diǎn)11.3會閉合，使 得中間繼電器m0.1的線圈得電。在網(wǎng)絡(luò)6中，中間繼電器m0.1的常開觸點(diǎn)會閉 合，使得線圈q0.6得電，所以km3通電，m2正轉(zhuǎn)。所以工作臺需要向左進(jìn)給移動時候工作原理跟向右時候是相似的。同樣，工作臺上下、前后進(jìn)給時，圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)sa3也必須按下。若 工作臺向下進(jìn)給，向上進(jìn)給限位開關(guān)sq3必須受到擠壓，其常開觸點(diǎn)11.5會閉合, 使得中間繼電器m0.3線圈得電。在網(wǎng)絡(luò)6中，中間繼電器m0.3的常開

35、觸點(diǎn)會閉 合，使得線圈q0.6得電，所以km4通電，m2反轉(zhuǎn)。類似的，工作臺的向下移動跟向上移動的控制類似。當(dāng)進(jìn)給變速運(yùn)動開關(guān)sq6閉合，使得中間繼電器m0. 5線圈得電，yc3接通， 線圈q0. 2得電，工作臺按原運(yùn)動方向做快速移動。11.011.311.411.511.6m0.6iii /1/1i()網(wǎng)絡(luò)6m0.1q0.6t h-<)m0.3m0.6q0.6圖4-8梯形圖4在網(wǎng)絡(luò)5中，當(dāng)m0.0的常閉觸點(diǎn)閉合,圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)sa3按下，11.0 常開觸點(diǎn)一直閉合，中間繼電器m0.6線圈得電。在網(wǎng)絡(luò)6中，由網(wǎng)絡(luò)4,跟網(wǎng)絡(luò)5可知，中間繼電器m0.1, m0.23, m0.6得 電都使其常開觸點(diǎn)閉合，使得線圈q0.6得電，從而形成q0.6的自鎖。網(wǎng)絡(luò)8m0.5q0.2)圖4-9梯形圖5在網(wǎng)絡(luò)7中，按下快速進(jìn)給開關(guān)sb3或者sb4,都會使得線圈q0.7得電， 使得km4接通從而實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給運(yùn)動。在網(wǎng)絡(luò)8中，在網(wǎng)絡(luò)4中可知當(dāng)進(jìn)給變速運(yùn)動開關(guān)sq6閉合，使得中間繼電 器m0.5線圈得電，yc3接通，線圈q0.2得電，工作臺按原運(yùn)動方向做快速移動。結(jié)論我所選論文題目是“plc