機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)

1、武漢理工大學(xué)機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書學(xué) 號(hào)： 0121018700306課 程 設(shè) 計(jì) 題 目組合機(jī)床加工過(guò)程PLC自動(dòng)控制設(shè)計(jì)學(xué) 院物流學(xué)院專 業(yè)物流工程班 級(jí)行政1001班姓 名徐宏華指導(dǎo)教師徐滬萍2013年6月29日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 徐宏華 專業(yè)班級(jí)： 物流行政1001班 指導(dǎo)教師： 徐瀘萍 工作單位： 物流學(xué)院 題 目: 組合機(jī)床加工過(guò)程PLC自動(dòng)控制設(shè)計(jì) 初始條件：1.編程環(huán)境：Step7v5.5軟件2.PLC型號(hào)：西門子公司S7系列，S7-300 3.機(jī)電傳動(dòng)的相關(guān)資料指導(dǎo)書 4.仿真環(huán)境：S7-PLCSIM 要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)

2、明書撰寫等具體要求） 液壓滑臺(tái)式組合機(jī)床在原位啟動(dòng)后，快速向前到設(shè)定的位置時(shí)轉(zhuǎn)為慢速前進(jìn)，到達(dá)攻絲進(jìn)給位置時(shí)停止前進(jìn)，轉(zhuǎn)為攻螺紋主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，絲錐能向前攻入，打到規(guī)定深度時(shí)，主軸快速制動(dòng)。接著攻螺紋反轉(zhuǎn)退出，回到原位時(shí)快速制動(dòng)，同時(shí)滑臺(tái)能快速退回原位，并在原位停止。時(shí)間安排：十八周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表姓 名徐宏華性 別男專業(yè)、班級(jí)物流行政1001班課程設(shè)計(jì)題目：組合機(jī)床加工過(guò)程PLC自動(dòng)控制設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄：成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)：最終評(píng)定成績(jī)（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定）指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日目錄摘要0第一章 基本知識(shí)介

3、紹11.1 設(shè)計(jì)的任務(wù)要求11.2 組合機(jī)床概述21.2.1 組合機(jī)床部件分類21.2.2 組合機(jī)床的特點(diǎn)21.3 PLC控制系統(tǒng)31.3.1 PLC簡(jiǎn)介31.3.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則41.3.3 PLC控制系統(tǒng)的一般步驟4第二章 總體方案選擇和控制方式選擇62.1 總體方案選擇62.2 控制方式的選擇6第三章 電路圖的設(shè)計(jì)63.1 主電路的設(shè)計(jì)63.2 PLC的I/O地址分配8第四章 控制程序的設(shè)計(jì)104.1 順序功能圖的設(shè)計(jì)104.2 梯形圖的設(shè)計(jì)114.3 語(yǔ)句表的設(shè)計(jì)15第五章 調(diào)試及結(jié)果分析215.1 硬件組態(tài)215.2 仿真結(jié)果分析21感想25參考資料書26摘要本次課程

4、設(shè)計(jì)主要研究的是PLC自動(dòng)控制液壓滑臺(tái)式自動(dòng)攻絲組合機(jī)床的加工過(guò)程。液壓滑臺(tái)式自動(dòng)攻絲組合機(jī)床經(jīng)系統(tǒng)通電后能自動(dòng)完成工件的攻絲加工。該機(jī)床由床身，液壓滑臺(tái)，夾具，攻螺紋動(dòng)力頭和液壓系統(tǒng)組成。液壓滑臺(tái)的移動(dòng)包括前進(jìn)，后退和慢速前進(jìn)，其中滑臺(tái)前進(jìn)，后退分別由電磁換向閥YY1，YY3控制；慢速前進(jìn)由YY1和YY2共同控制。絲錐的電機(jī)有正反轉(zhuǎn)，其中正轉(zhuǎn)由繼電器KM1控制，反轉(zhuǎn)由KM2控制。本課設(shè)需學(xué)會(huì)使用組態(tài)軟件和PLC（SIEMENS S7-200）控制系統(tǒng)的連接，通過(guò)PLC模擬控制和組態(tài)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)的移動(dòng)，絲錐的攻絲按照規(guī)定的時(shí)序同步進(jìn)行。其中可編程序控制器以微處理器為核心，普遍采用依據(jù)繼電接觸

5、器電氣原理圖編制的梯形圖語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵字：組合機(jī)床 PLC控制 程序設(shè)計(jì)第一章 基本知識(shí)介紹1.1 設(shè)計(jì)的任務(wù)要求下圖為一臺(tái)液壓滑臺(tái)式自動(dòng)攻絲組合機(jī)床及其工作循環(huán)圖。該機(jī)床的攻螺紋動(dòng)力頭安裝在液壓驅(qū)動(dòng)的滑臺(tái)上?；_(tái)在原位啟動(dòng)后，快速向前到設(shè)定的位置時(shí)轉(zhuǎn)為慢速前進(jìn)，滑臺(tái)前進(jìn)到達(dá)攻絲進(jìn)給位置時(shí)停止前進(jìn)，轉(zhuǎn)為攻螺紋主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸正轉(zhuǎn)，絲錐離開(kāi)原位向前攻入，攻螺紋到達(dá)規(guī)定深度時(shí)，主軸快速制動(dòng)，接著反轉(zhuǎn)，絲錐退出，絲錐退到原位即快速制動(dòng)，同時(shí)滑臺(tái)快速退回，到達(dá)原位停下。電氣執(zhí)行元件為：滑臺(tái)前進(jìn)后退分別由液壓換向閥1YY、3YY控制，滑臺(tái)慢速向前由1YY與2YY控制，攻螺紋機(jī)主軸電動(dòng)機(jī)由1KM、

6、2KM控制正反轉(zhuǎn)。行程開(kāi)關(guān)安排：滑臺(tái)原位：1SQ 快進(jìn)終點(diǎn)：3SQ 滑臺(tái)終點(diǎn)：3SQ 絲錐原位：4SQ 絲錐終點(diǎn)：5SQ1.2 組合機(jī)床概述 圖1 組合機(jī)床1.2.1 組合機(jī)床部件分類組合機(jī)床通用部件按功能可分為以下五類：(1） 動(dòng)力部件主要有動(dòng)力箱、切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)，是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。（2）支承部件有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等，是用以安裝動(dòng)力滑臺(tái)、帶有進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削頭或夾具等的部件。（3）輸送部件主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度鼓輪和往復(fù)移動(dòng)工作臺(tái)等，是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件。（4）控制部件有液壓站、電氣柜和操縱臺(tái)等，

7、是用以控制機(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)的部件。（5）輔助部件主要就是有潤(rùn)滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。1.2.2 組合機(jī)床的特點(diǎn) 組合機(jī)床與一般的專用機(jī)床一樣，是針對(duì)特定工序加工要求而設(shè)計(jì)的。因此，組合機(jī)床具有專用，高效，自動(dòng)化和易于保證加工精度等優(yōu)點(diǎn)。與一般專用機(jī)床比較，組合機(jī)床具有以下特點(diǎn)：(1)設(shè)計(jì)組合機(jī)床只需要選用通用零部件和設(shè)計(jì)執(zhí)照少量專用零部件，所以時(shí)間與制造周期短，經(jīng)濟(jì)效果好(2)組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐考驗(yàn)的，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便，通用部件可以成批制造，成本較低（3） 當(dāng)被加工的零件變換時(shí)，組合機(jī)床的通用 部件和標(biāo)準(zhǔn)零件可以重復(fù)使用，不必重新設(shè)計(jì)和制作（4） 組

8、合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線，以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要1.3 PLC控制系統(tǒng)1.3.1 PLC簡(jiǎn)介PLC（Programmable logic Controller）可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。可編程控制器是計(jì)算機(jī)家族中的一員，它使用了可編程序的記憶以存儲(chǔ)指令，用來(lái)執(zhí)行諸如邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和演算等功能，并通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入和輸出，以控制各種機(jī)械或生產(chǎn)的過(guò)程。其有以下等特點(diǎn)：（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)電氣控制設(shè)備的一個(gè)關(guān)鍵性能就是高可靠性。PLC的I/O采用了隔離措施，并應(yīng)用大規(guī)模集成電路，故能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境，能直接安裝在機(jī)器設(shè)備上運(yùn)行。（2）編程簡(jiǎn)單，易學(xué)易用PL

9、C作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的一種，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，具有一定的電工和工藝知識(shí)的人員可在短時(shí)間學(xué)會(huì)并應(yīng)用自如。（3）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。不同的控制對(duì)象，可以采用相同的硬件，只需編制不同的軟件，就可實(shí)現(xiàn)不同的控制。（4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短。PLC一般采用模塊結(jié)構(gòu)，又具有自診斷功能，判斷故障迅速方便，維修時(shí)只需更換插入式模塊，因而維

10、修十分方便。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序來(lái)改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。 （5）體積小，容量大，重量輕，能耗低 ，成本低目前新出產(chǎn)的超小型PLC品種底部尺寸小于100MM，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。它可以完成相當(dāng)于200500個(gè)繼電器組成的系統(tǒng)的控制功能，而其成本僅相當(dāng)于相同功能繼電器系統(tǒng)的（1030），由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。1.3.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)原則會(huì)涉及很多方面，其中最基本的設(shè)計(jì)原則可以歸納為以下4點(diǎn)。 (1)可靠性原則確?？刂葡到y(tǒng)的可靠性。(2)完整性原則最大限度的滿足工業(yè)生

11、產(chǎn)要求或機(jī)械設(shè)備的控制要求。(3)經(jīng)濟(jì)型原則力求控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、實(shí)用、合理。(4)發(fā)展性原則適當(dāng)考慮生產(chǎn)發(fā)展和工藝改進(jìn)的需要，在I/O接口、通信能力等方面留有余地。1.3.3 PLC控制系統(tǒng)的一般步驟PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。所謂硬件設(shè)計(jì)，是指PLC外部設(shè)備的設(shè)計(jì)，而軟件設(shè)計(jì)即PLC應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分以下6步進(jìn)行。（1）熟悉被控對(duì)象這一階段必須對(duì)被控對(duì)象所有功能全面的了解，對(duì)對(duì)象的各種動(dòng)作及動(dòng)作時(shí)序、動(dòng)作條件、必要的互鎖與保護(hù);電氣系統(tǒng)與機(jī)械、液壓、氣動(dòng)及各儀表等系統(tǒng)間的關(guān)系;PLC與其他設(shè)備的關(guān)系，PLC之間是否通信聯(lián)網(wǎng);系統(tǒng)的工作方式及人機(jī)界面，需要顯示的物理量

12、及顯示方式等。（2)評(píng)估控制任務(wù)根據(jù)系統(tǒng)所需完成的控制任務(wù)，對(duì)被控對(duì)象的生產(chǎn)工藝及特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，特別是從以下幾個(gè)方面給以考慮。可靠性要求：當(dāng)I/O點(diǎn)數(shù)在20甚至更少時(shí)，就趨向于選擇PLC控制了。數(shù)據(jù)處理速度：若數(shù)據(jù)處理程度較低，而主要以工業(yè)過(guò)程控制為主時(shí)，采用PLC控制則非常適宜。工藝復(fù)雜程度：若工藝要求比較復(fù)雜時(shí),PLC控制具有更大的優(yōu)越性.控制規(guī)模：一個(gè)控制系統(tǒng)的控制規(guī)?？捎迷撓到y(tǒng)的I/O設(shè)備總數(shù)來(lái)衡量。當(dāng)控制規(guī)模較大時(shí),特別是開(kāi)關(guān)量控制的I/O設(shè)備較多時(shí)，最適合采用PLC控制。(3)硬件選擇系統(tǒng)I/O設(shè)備的選擇。輸入設(shè)備包括按紐、位置開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及各種傳感器等。輸出設(shè)備包括繼電器、

13、接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈及其它執(zhí)行器等。選擇PLC。PLC選擇包括對(duì)PLC的機(jī)型、I/O模塊、容量、電源等的選擇。計(jì)數(shù)器、定時(shí)器及內(nèi)部輔助繼電器的地址分配。繪制PLC外圍硬件線路圖。畫出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進(jìn)入PLC的控制電路等。由PLC的I/O連接圖和PLC外圍電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖。到此為止系統(tǒng)的硬件電氣線路已經(jīng)確定。(4)編寫應(yīng)用程序 根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，采用合適的設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)PLC程序。程序要以滿足系統(tǒng)控制要求為主線，逐一編寫實(shí)現(xiàn)各控制功能或各子任務(wù)的程序，逐步完善系統(tǒng)指定的功能。程序通常應(yīng)包括以下內(nèi)容： 初始化程序。初始化程序的主要內(nèi)容有：對(duì)某些數(shù)據(jù)區(qū)

14、、計(jì)數(shù)器等進(jìn)行清零，對(duì)某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，對(duì)某些繼電器進(jìn)行置位或復(fù)位，對(duì)某些初始狀態(tài)進(jìn)行顯示等等。 檢測(cè)、故障診斷和顯示等程序。保護(hù)和連鎖程序。保護(hù)和連鎖是程序中不可缺少的部分，它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂。 (5)程序調(diào)試程序調(diào)試分為模擬調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試2個(gè)階段。程序模擬調(diào)試是模擬產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀態(tài)，為程序的運(yùn)行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式。 硬件模擬法是使用一些硬件設(shè)備（如用另一臺(tái)PLC或一些輸入器件等）模擬產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)，并將這些信號(hào)以硬接線的方式連到PLC系統(tǒng)的輸入端，其時(shí)效性較強(qiáng)。 軟件模擬法是在PLC中另

15、外編寫一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，其簡(jiǎn)單易行，但時(shí)效性不易保證?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試：當(dāng)控制臺(tái)及現(xiàn)場(chǎng)施工完畢，程序模擬調(diào)試完成后，就可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，如不能滿足要求，須重新檢查程序和接線，及時(shí)更正軟硬件方面的問(wèn)題。（6)編寫技術(shù)文件技術(shù)文件包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書、硬件原理圖、安裝接線圖、PLC程序、電氣元件明細(xì)表以及使用說(shuō)明書等。第2章 總體方案選擇和控制方式選擇2.1 總體方案選擇（1） 按下啟動(dòng)按鈕SB1，系統(tǒng)通電，假設(shè)液壓滑臺(tái)在原位SQ1動(dòng)作，且液壓系統(tǒng)壓力正常。（2）同時(shí)，液壓電磁換向閥YY!得點(diǎn)，液壓滑臺(tái)開(kāi)始快速向右移動(dòng)。到達(dá)指定位置時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ2動(dòng)作，電磁換向閥YY2得點(diǎn)。此時(shí)，滑臺(tái)開(kāi)始慢速向

16、右移動(dòng)?；_(tái)前進(jìn)到達(dá)攻絲進(jìn)給位置，限位開(kāi)關(guān)SQ3動(dòng)作，YY1和YY2同時(shí)斷電?；_(tái)停止前進(jìn)。（3）同時(shí)KM3閉合，啟動(dòng)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M供給冷卻液。同時(shí)，啟動(dòng)攻絲動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)，即KM1閉合。絲錐離開(kāi)原位開(kāi)始向右攻入，攻螺紋到達(dá)規(guī)定的深度時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ5動(dòng)作，制動(dòng)電磁鐵DL得點(diǎn)，攻絲動(dòng)力頭制動(dòng)（4）延遲3秒后攻絲動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)，即KM2閉合，同時(shí)絲錐推出。退到絲錐原位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ4動(dòng)作，攻絲動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)M制動(dòng)，即制動(dòng)電磁鐵得點(diǎn)，電機(jī)制動(dòng)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)。延遲3秒后，液壓電磁換向閥YY3得電，滑臺(tái)快速退回，到達(dá)原位，當(dāng)滑臺(tái)原位限位開(kāi)關(guān)SQ1動(dòng)作，滑臺(tái)停止。整個(gè)加工過(guò)程結(jié)束2.2 控制方式的選

17、擇PLC控制系統(tǒng)：（1） 它的繼電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短，更改容易，接線簡(jiǎn)單，成本低。（2） 它能把計(jì)算機(jī)的許多功能和繼電系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，但編程比計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)單易學(xué)，操作方便。（3） 系統(tǒng)通用性強(qiáng)。所以，本設(shè)計(jì)使用PLC控制系統(tǒng)。第3章 電路圖的設(shè)計(jì)3.1 主電路的設(shè)計(jì)根據(jù)題目的設(shè)計(jì)要求和總體方案，主電路圖如圖2所示 圖2 主電路圖（1） 攻螺紋動(dòng)力頭電機(jī)M正轉(zhuǎn)由KM1控制，反轉(zhuǎn)由KM2控制。其中，電路圖中有長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)和短路保護(hù)。（2） 冷卻泵電動(dòng)機(jī)由KM3控制，有長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)和短路保護(hù)（3） 滑臺(tái)的快速前進(jìn)，慢速前進(jìn)，快速后退的液壓裝置如圖3，它的電動(dòng)機(jī)受啟動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，配有長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)和短路保護(hù)。

18、圖3 滑臺(tái)進(jìn)退液壓供給控制系統(tǒng) 當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下時(shí)，滑臺(tái)控制電機(jī)啟動(dòng)，單向定量液壓泵想電路供油。由于控制電路中YY1得電，三位四通換向閥打到左邊，液壓泵開(kāi)始向雙作用單桿液壓缸供油，滑臺(tái)快速向右移動(dòng)。到達(dá)快進(jìn)終點(diǎn)SQ2時(shí)，控制電路YY2得電，因?yàn)榛赜吐酚泄?jié)流閥，速度下降，滑臺(tái)慢速向右移動(dòng)，到達(dá)SQ3，YY1和YY2斷電，液壓回路返回中位。同時(shí)，冷卻泵的控制電路中KM3得電閉合，冷卻泵開(kāi)始工作。同時(shí)KM1得電閉合，絲錐電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)絲錐攻入SQ5時(shí)，DL1得電，開(kāi)啟能耗制動(dòng)模式，其能耗制動(dòng)工作原理圖如圖4所示。3秒后，電路中KM2得電，絲錐電機(jī)反轉(zhuǎn)退出，當(dāng)其退至SQ4時(shí)，DL2得電，啟動(dòng)能耗制動(dòng)模式。

19、3秒后，控制電路的YY3得電，三位四通換向閥打到右邊，液壓泵向液壓缸的右側(cè)供油，滑臺(tái)快速退回原位。然后開(kāi)始新一輪的組合機(jī)床加工過(guò)程 圖4 能耗制動(dòng)工作電路原理圖3.2 PLC的I/O地址分配本控制系統(tǒng)的PLC的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的確定是根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和所需控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)量加以確定。（1）PLC的輸入端口包括總啟動(dòng)按鈕SB1、總停按鈕SB2、限位開(kāi)關(guān)SQ系列。（2）PLC的輸出端口包括繼電器、中間繼電器、液壓電磁換向閥，還包括電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)繼電器FR輸出，輸出形式是熱繼電器的常閉觸點(diǎn)。本系統(tǒng)由S7-300來(lái)控制。根據(jù)組合電機(jī)控制系統(tǒng)的要求，結(jié)合S7-300系列PLC特點(diǎn)，對(duì)應(yīng)PLC的I/O地

20、址分配如下表PLC I/O地址分配輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱代號(hào)地址名稱代號(hào)地址啟動(dòng)按鈕SB1I0.0攻螺紋電機(jī)M正轉(zhuǎn)接觸器KM1Q0.0停止按鈕SB2I0.1攻螺紋電機(jī)M反轉(zhuǎn)接觸器KM2Q0.1滑臺(tái)原位限位開(kāi)關(guān)SQ1I0.2冷卻泵電機(jī)接觸器KM3Q0.2快進(jìn)終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)SQ2I0.3液壓電磁換向閥1YY1Q0.3滑臺(tái)終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)SQ3I0.4液壓電磁換向閥2YY2Q0.4絲錐原位限位開(kāi)關(guān)SQ4I0.5液壓電磁換向閥3YY3Q0.5絲錐終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)SQ5I0.6制動(dòng)電磁鐵DL1Q0.6初始化按鈕SB3I0.7制動(dòng)電磁鐵DL2Q0.7 中間繼電器KAQ1.0外部接線圖設(shè)計(jì)PLC外部接線圖，輸入端主要由

21、一個(gè)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)SB1、一個(gè)閉合開(kāi)關(guān)SB2、一個(gè)初始化按鈕SB3、五個(gè)行程開(kāi)關(guān)SQ1-SQ5。整個(gè)控制系統(tǒng)的具體接線圖如圖5。圖5 PLC外部接線圖設(shè)計(jì)第4章 控制程序的設(shè)計(jì)4.1 順序功能圖的設(shè)計(jì)M0.0根據(jù)I/O地址的分配和PLC的外部接線，以及組合機(jī)床自動(dòng)加工過(guò)程，其順序功能圖如： I0.7 注： I0.0 I0.2 I0.7:初始化Q0.3M0.1 I0.0：?jiǎn)?dòng) I0.1：停止 I0.2：滑臺(tái)原位 I0.3 I0.3：快進(jìn)終點(diǎn)Q0.4M0.2Q0.3 I0.4：滑臺(tái)終點(diǎn) I0.5：絲錐原位 I0.4 I0.6：絲錐終點(diǎn)Q0.0Q0.2M0.3 Q0.0：攻螺紋電 機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng) Q0.1：攻

22、螺紋電 I0.1 I0.6 機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)T37Q0.6M0.4 Q0.2：冷卻泵電 機(jī)啟動(dòng) Q0.3滑臺(tái)快進(jìn) T37 Q0.4：與Q0.3 同時(shí)控制慢進(jìn)M0.5Q0.1 Q0.5：滑臺(tái)后退 Q0.6 Q0.7：能耗制動(dòng) Q1.0:中間繼電器 I0.5 T37：定時(shí)2s后電機(jī)反轉(zhuǎn)T38Q0.7 T38：定時(shí)2s后滑臺(tái)后退 M0.6 M0.7 T38 Q0.5 I0.2Q1.04.2 梯形圖的設(shè)計(jì)由順序功能圖以及裝配系統(tǒng)動(dòng)作要求過(guò)程，其梯形圖設(shè)計(jì)方案如下：圖6 初始化按下初始化按鈕，給程序一個(gè)脈沖圖7 快速滑動(dòng)按下啟動(dòng)按鈕，電磁換向閥YY1得電并形成自鎖，滑臺(tái)從原位開(kāi)始快速向右移動(dòng) 圖8 慢速滑動(dòng)到

23、達(dá)快速終點(diǎn)限位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ2閉合，電磁換向閥YY2得電并形成自鎖，并與YY1共同工作，滑臺(tái)開(kāi)始慢速向右移動(dòng)圖9 攻螺紋運(yùn)動(dòng)，冷卻泵運(yùn)行到達(dá)滑臺(tái)終點(diǎn)時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ3閉合，攻螺紋正轉(zhuǎn)接觸器得電閉合并形成自鎖，開(kāi)始攻入，同時(shí)冷卻泵接觸器得電閉合，對(duì)滑臺(tái)進(jìn)行冷卻處理圖10 絲錐制動(dòng)，停止到達(dá)絲錐終點(diǎn)限位時(shí)，制動(dòng)電磁鐵得電閉合開(kāi)始進(jìn)行能耗制動(dòng)，同時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)圖11 攻螺紋反轉(zhuǎn)推出當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間打到2s時(shí)，延時(shí)開(kāi)關(guān)閉合，攻螺紋反轉(zhuǎn)接觸器得電并形成自鎖，開(kāi)始退出圖12 絲錐制動(dòng)，停止到達(dá)絲錐原位限位時(shí)，制動(dòng)電磁鐵得電并形成自鎖，開(kāi)始進(jìn)行能耗制動(dòng)。同時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)圖13 快速后退當(dāng)定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到

24、達(dá)時(shí)，電磁換向閥得電并形成自鎖，滑臺(tái)開(kāi)始快速向左移動(dòng)。圖14 原位停止打到滑臺(tái)原位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ1閉合，中間繼電器Q1.0得電并且形成自鎖，在圖7中，M0.1得電自鎖，開(kāi)始新一輪循環(huán)。每個(gè)輸入和輸出都有對(duì)應(yīng)的符號(hào)表示，裝配生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的梯形圖符號(hào)編輯如圖15：圖15 梯形圖符號(hào)4.3 語(yǔ)句表的設(shè)計(jì)程序1(初始化)LD I0.7= M0.0程序2（快速右移）A(A I0.0A I0.2O M0.1O Q1.0)AN I0.1AN M0.3= M0.1= Q0.3程序3(慢速右移)A(A I0.3A M0.1O M0.2)AN M0.3= M0.2= Q0.4程序4（絲錐正轉(zhuǎn)，冷卻泵工作）A(

25、A I0.4A M0.2O M0.3)AN M0.4= M0.3= Q0.0= Q0.2程序5(制動(dòng)定時(shí))A(A I0.6A M0.3O M0.4)AN M0.5= L20.0= L20.0BLD 102= M0.4= M0.4A L20.0BLD 102= Q0.6A L20.0L S5T#3SSD T37NOP 0NOP 0NOP 0NOP 0程序6(絲錐反轉(zhuǎn)退出)A(A T37A M0.4O M0.5)AN M0.6= M0.5= Q0.1程序7(制動(dòng)定時(shí))A(A I0.5A M0.5O M0.6)AN M0.7=L20.0=L20.0BLD 102= M0.6A L20.0BLD 10

26、2= Q0.7A L20.0L S5T#3SSD T38NOP 0NOP 0NOP 0NOP 0程序8(快速后退)A(A T38A M0.6O M0.7)AN Q1.0= M0.7= Q0.5程序9(停止新循環(huán))A(A I0.2A M0.7O Q1.0)AN M0.1= Q1.0 第五章 調(diào)試及結(jié)果分析5.1 硬件組態(tài) 硬件組態(tài)的過(guò)程是：先建立站點(diǎn)，然后進(jìn)入HW config界面，創(chuàng)建機(jī)架，插槽1放置電源PS 307 2A，插槽2放置CPU314，插槽3空著，插槽4放置數(shù)字量輸入模塊DI32XDC24V，插槽5放置數(shù)字量輸出模塊DO32XDC24V/0.5A。具體的硬件組態(tài)如圖16所示。圖16 硬件組態(tài)5.2 仿真結(jié)果分析根據(jù)設(shè)計(jì)好的梯形圖程序，應(yīng)用step7仿真模塊，對(duì)整個(gè)裝配生產(chǎn)線控制系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真，仿真結(jié)果如圖17，18，19，20，21，22圖17I0.7,I0.0,I0.2都為1時(shí)，Q0.3，M0.0，M0.1同時(shí)動(dòng)作,即快進(jìn)并自鎖圖18I0.7,I0.0,I0.2,I0.3都為1時(shí)，Q0.3，Q0.4,M0.0，M0.1,M0.2同時(shí)動(dòng)作,即慢進(jìn)并自鎖圖19I0.7,I0.4都為1時(shí)，Q0.0,Q0.2,M0.0,M0.3動(dòng)作，即絲錐正轉(zhuǎn)，冷卻。同時(shí)Q0.3,Q0.4停止圖20I0.7,I0.6為1時(shí)，Q0.6,M0.0,M0