箱體加工專用機(jī)床的PLC控制

1、課程設(shè)計(jì)說明書題目箱體加工專用機(jī)床的 PLC 控制課程名稱PLC 機(jī)電控制課程設(shè)計(jì)院（系、部、中心）機(jī)械工程系專業(yè)機(jī)電設(shè)備維修與管理班級(jí)機(jī)電設(shè)備 1002 班學(xué)生姓名學(xué)號(hào)031823100204設(shè)計(jì)地點(diǎn)液壓實(shí)訓(xùn)室指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)起止時(shí)間： 2012 年 11 月 12 日至 2012 年 11 月 18 日目錄233I/O446812121箱體加工專用機(jī)床的PLC 控制一、概述可編程控制器是一種數(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(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械和生

2、產(chǎn)過程。PLC把計(jì)算機(jī)的完備功能以及靈活性， 通用性好等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制器控制的簡(jiǎn)單易懂操作方便，價(jià)格便宜等 優(yōu)點(diǎn)溶入新的控制系統(tǒng)中，且編程簡(jiǎn)單使得不熟悉計(jì)算機(jī)的人員也能很快掌握它的使用技術(shù)。 可編程控制器的處理速度大大提高，增加了許多特殊功能。 使得可編程控制器不僅可以進(jìn)行邏輯控制， 而且可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制。PLC 使用在專用機(jī)床控制上是最合適不過了， 如下圖所示為箱體加工專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)加工示意圖。 該機(jī)床是用來專門加工箱體兩側(cè)的， 其加工方法是先將箱體通過夾緊裝置夾緊，再由兩側(cè)左、右動(dòng)力頭對(duì)箱體進(jìn)行加工。當(dāng)加工完畢，動(dòng)力頭快速回原位，此時(shí)在松開加工件，又開始下一個(gè)循環(huán)。2二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要

3、求圖 1 中，左、右動(dòng)力頭主軸電動(dòng)機(jī)為2.2kw，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由液壓驅(qū)動(dòng)，液壓泵電動(dòng)機(jī)為 3kw。動(dòng)力和夾緊裝置的動(dòng)作由電磁閥控制， 電磁閥通斷情況如表 1。表 1 箱體加工機(jī)床電磁閥通斷情況表左動(dòng)力頭右動(dòng)力頭夾緊裝置QV1QV2QV3QV4QV5QV6QV7上、下料-快進(jìn)+-+-工進(jìn)+-+-+停留-+快退-+-+專用機(jī)床的工作步驟如下：1、按下啟動(dòng)按鈕，夾緊裝置將被加工工件夾緊，夾緊后發(fā)出信號(hào)。2、左、右動(dòng)力頭同時(shí)快進(jìn)，并同時(shí)啟動(dòng)主軸。3、到達(dá)工件附近，動(dòng)力頭快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)加工。4、加工完畢后，左、右動(dòng)力頭暫停2s 后分別快速退回原位。5、夾緊裝置松開被加工工件，同時(shí)主軸停止。以上 15 步驟連續(xù)

4、工作，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)循環(huán)。在工件夾緊、動(dòng)力頭快進(jìn)、動(dòng)力頭快退及電源接通均有信號(hào)顯示。三、設(shè)計(jì)方案（一）可編程控制器的選用選擇 PLC的型號(hào)，西門子 S7-200 系列 PLC是一種性價(jià)比高的小型PLC，其功能強(qiáng)大，滿足本系統(tǒng)的要求，從上面的控制要求可知，本系統(tǒng)共有輸入設(shè)備10 個(gè)：SB1-SB2、SQ1-SQ7、SP和輸出設(shè)備 9 個(gè)：QV1-QV7、兩個(gè)電機(jī)?？紤] 10%-15%的裕量，共需輸入輸出點(diǎn)數(shù) 19 點(diǎn)，因此選擇 S7-200 中的 CPU226。該型號(hào)的 PLC 采用 AC220V電源供電，有自帶 24V 直流電源的 24 點(diǎn)繼電器輸出接口。 電磁鐵和接觸器選擇 220V 的小功率的

5、交流電磁鐵和交流接觸器，由 PLC直接控制。為了確保系統(tǒng)的安全 , 本系統(tǒng)還配備了過載保護(hù)和短路保護(hù)。3（二） I/O 地址輸入I0.0：?jiǎn)?dòng)按鈕I0.1：停止按鈕I0.2：夾緊開關(guān)信號(hào)SPI0.3：松開開關(guān)信號(hào)SQ7I0.4：左動(dòng)力頭行程開關(guān)SQ1I0.5：左動(dòng)力頭行程開關(guān)SQ3I0.6：左動(dòng)力頭行程開關(guān)SQ5I0.7；右動(dòng)力頭行程開關(guān)SQ2I1.0：右動(dòng)力頭行程開關(guān)SQ4I1.1：右動(dòng)力頭行程開關(guān)SQ6輸出Q0.0：左電磁閥（快進(jìn)） QV1Q0.1：左電磁閥（工進(jìn)） QV2Q0.2：左電磁閥（快退） QV3Q0.3：右電磁閥（快進(jìn)） QV4Q0.4：右電磁閥（工進(jìn)） QV5Q0.5：右電磁

6、閥（快退） QV6Q0.6： 電磁閥（夾緊裝置） QV7Q0.7：左動(dòng)力頭電機(jī)Q1.0：右動(dòng)力頭電機(jī)（三）控制系統(tǒng)分析箱體加工專用機(jī)床采用采用繼電器控制方式與PLC 程序控制方式相組合的形式構(gòu)成控制系統(tǒng)。左右主軸電動(dòng)機(jī)分別由接觸器KM1 和 KM2 控制。左右主軸電動(dòng)機(jī)分別控制左右動(dòng)力頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。而左右動(dòng)力頭的快進(jìn)、 工進(jìn)和快退由電磁閥和左右主軸電動(dòng)機(jī)共同控制。如圖 1 即為箱體加工專用機(jī)床的控制系統(tǒng)電路圖。45（四）控制流程分析及順序功能圖箱體加工機(jī)床的控制流程如下所述1、初始狀態(tài)下，左、右動(dòng)力頭滑臺(tái)分別壓住行程開關(guān)SQ1 和 SQ2，由于此時(shí)工件尚未夾緊， SQ7 亦被壓住，處于閉合狀態(tài)

7、，按下啟動(dòng)按鈕SB1，此時(shí)電磁閥 QV7 通電使夾緊裝置將被加工工件夾緊，同時(shí)夾緊指示燈亮。2、夾緊開關(guān)信號(hào) SP 使左、右主軸電動(dòng)機(jī)接觸器 KM1 和 KM2 、電磁閥 QV1、電磁閥 QV4 通電和左、 右動(dòng)力頭快進(jìn)指示燈亮。 電磁閥 YV7 和夾緊指示燈由于強(qiáng)行置位保持先前的狀態(tài)。左、右動(dòng)力頭開始同時(shí)快進(jìn)。3、左、右動(dòng)力頭分別壓住行程開關(guān) SQ3 和 SQ4，上一工步結(jié)束，電磁閥 QV2 和電磁閥 QV5 通電，左右動(dòng)力頭工進(jìn)指示燈亮起。左、右主軸電動(dòng)機(jī)接觸器 KM1 和 KM2 、電磁閥 QV1、電磁閥 QV4 、電磁閥 QV7 和夾緊指示保持先前的狀態(tài)。此時(shí)左、右動(dòng)力頭開始工進(jìn)，加工

8、工件。4、左、右動(dòng)力頭分別壓住行程開關(guān)SQ5 和 SQ6，電磁閥 QV1 和電磁閥 QV4斷電。左右主軸電動(dòng)機(jī)接觸器 KM1 和 KM2 、電磁閥 QV7 和夾緊指示燈繼續(xù)保持通電的狀態(tài)，工件加工完畢，觸發(fā)定時(shí)器 T37、T38 通電，開始記時(shí)，左、右動(dòng)力頭暫停。5、暫停 2S 后，電磁閥 QV3 和電磁閥 QV6 通電，左右主軸電動(dòng)機(jī)接觸器KM1 和 KM2 、電磁閥 QV7 和夾緊指示燈還保持通電的狀態(tài)，左、右動(dòng)力頭開始同時(shí)快退，左右動(dòng)力頭快退指示燈亮。6、左右動(dòng)力頭分別回到原位，壓住行程開關(guān)SQ1 和 SQ2，左、右主軸電動(dòng)機(jī)接觸器 KM1 和 KM2 、電磁閥 QV3、電磁閥 QV6、

9、電磁閥 QV7 和夾緊指示燈斷電。夾緊裝置松開被加工工件。同時(shí)主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。一次循環(huán)加工結(jié)束。箱體加工專用機(jī)床 PLC 順序功能圖如圖2 所示。6圖 2箱體加工專用機(jī)床PLC 順序功能圖7( 五) 梯形圖梯形圖8910四、課程設(shè)計(jì)小結(jié)通過這次對(duì) PLC 控制，讓我了解了 plc 梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于PLC 設(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。 雖然本次課程設(shè)計(jì)是要求自己獨(dú)立完成，但是，彼此還是脫離不了集體的力量， 遇到問題和同學(xué)互相討論交流。多和同學(xué)討論。 我們?cè)谧稣n程設(shè)計(jì)的過程中要不停的討論問題，這樣，我們可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會(huì)使自己在做的過程中沒有方向， 并且這樣也是為了方便最后設(shè)計(jì)和在一起。討論不僅是一些思想的問題， 還可以深入的討論一些技術(shù)上的問題， 這樣可以使自己的處理問題要快一些， 少走彎路。多改變自己設(shè)計(jì)的方法， 在設(shè)計(jì)的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法，這樣己解可以方便自決問題。總