四工位臥式鏜銑組合機床控制系統(tǒng)

1、沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計專用紙 No課程設(shè)計（論文）題目： 四工位臥式鏜銑組合 機床控制系統(tǒng)課設(shè) 設(shè)計名稱：機電傳動控制班級學(xué)號：1001011107學(xué)生姓名：華明亞指導(dǎo)教師： 李 巖2012年 12 月 24日成 績 評 定 表學(xué)生姓名蔡佳威班級學(xué)號1001011107專 業(yè)機械設(shè)計及自動化課程設(shè)計題目四工位臥式鏜銑組合機床控制系統(tǒng)評語組長簽字：成績?nèi)掌?年 月 日課程設(shè)計任務(wù)書學(xué) 院機械學(xué)院專 業(yè)機械設(shè)計及其自動化學(xué)生姓名蔡佳威班級學(xué)號1001011107課程設(shè)計題目四工位臥式鏜銑組合機床控制系統(tǒng)實踐教學(xué)要求與任務(wù):設(shè)計內(nèi)容： 1）完成課程設(shè)計指導(dǎo)書所要求的控制循環(huán)。 2）按停止按鈕，完成當(dāng)前

2、循環(huán)后再停。3）要求可以實現(xiàn)手動、單周期、連續(xù)控制。設(shè)計要求：1）畫出端子分配圖和順序功能圖2）設(shè)計并調(diào)試PLC控制梯形圖3）設(shè)計說明書工作計劃與進度安排:進度安排：1）理解題目要求，查閱資料，確定設(shè)計方案 1天2）PLC梯形圖設(shè)計與調(diào)試 3天3）說明書撰寫 0.5天4）答辯 0.5天指導(dǎo)教師： 2012年11月27日專業(yè)負責(zé)人：2012年11月27日學(xué)院教學(xué)副院長：201 年 月 日課程設(shè)計任務(wù)書第七組1設(shè)計題目：四工位臥式鏜銑組合機床控制系統(tǒng)設(shè)計2設(shè)計內(nèi)容： 1）完成課程設(shè)計指導(dǎo)書所要求的控制循環(huán)。 2）按停止按鈕，立即停。3）按復(fù)位按鈕，所有滑臺回原位，動力頭電動機停止。4）要求可以實現(xiàn)

3、手動、自動。3設(shè)計要求：1）畫出端子分配圖和順序功能圖2）設(shè)計并調(diào)試PLC控制梯形圖3）設(shè)計說明書4進度安排：1）理解題目要求，查閱資料，確定設(shè)計方案 1天2）PLC梯形圖設(shè)計與調(diào)試 3天3）說明書撰寫 0.5天4）答辯 0.5天指導(dǎo)教師： 專業(yè)負責(zé)人： 主管院長： 2012年12月 24日課程設(shè)計任務(wù)書目錄0前言51課程設(shè)計的任務(wù)和要求61.1、課程設(shè)計的任務(wù)61.2、課程設(shè)計的基本要求72總體設(shè)計82.1、 PLC選型82.2、PLC端子接線103PLC程序設(shè)計133.1、 設(shè)計思想133.2、 順序功能圖143.3、 PLC梯形圖154程序調(diào)試說明255結(jié)束語266參考文獻260 前言

4、本次課程設(shè)計的目的是掌握機電傳動控制系統(tǒng)的基本原理、PLC控制電路的設(shè)計方法以及繼電器接觸器控制電路的PLC改造方法。掌握機電傳動控制系統(tǒng)中繼電器接觸器控制和PLC控制的基本原理、設(shè)計方法及兩者的關(guān)系。掌握常用電器元件的選擇方法。具備一定的控制電路的分析能力與設(shè)計能力。 德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機界面，工業(yè)軟件等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強，可靠

5、性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。 SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。1 課程設(shè)計的任務(wù)和要求1.1、 課程設(shè)計的任務(wù) 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)工位夾具上的工件進行加工。

6、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1所示。圖1 機床總控流程圖1.2、 課程設(shè)計的基本要求（1）要求有三種工作方式：手動、單周期、連續(xù)。（2）連續(xù)時，循環(huán)3次結(jié)束，聲光間斷報警5秒。（3）畫出端子分配圖和順序功能圖。（4）設(shè)計并試調(diào)PLC控制梯形圖。 （5）設(shè)計說明書2 總體設(shè)計2.1、 PLC選型主機：選擇西門子系列作為系統(tǒng)的工作主機。根據(jù)I/O點數(shù)來確定PLC型號，為滿足控制要求該系統(tǒng)需要有33輸入點，16個輸出點。因此采用S7-200 CPU 226 AC/

7、DC/繼電器型（圖2）工作主機。其基本參數(shù)如下：本機數(shù)字輸入：24路數(shù)字量輸入本機數(shù)字輸出：16路數(shù)字量輸出內(nèi)部存儲器位：256位定時器總數(shù)：256定時器計數(shù)器總數(shù)：256計數(shù)器電源電壓允許范圍：AC85264V輸入電流僅CPU/最大負載：40/160 mA,AC240V電壓范圍：DC20.428.8V電流限制：約1.5A由于該系統(tǒng)要求33個輸入點16個輸出點S7-200 CPU226不能滿足點數(shù)要求，因此采用EM223DI8/DO8DC24/繼電器型和EM221DI8DC24/繼電器型擴展模塊增加輸入輸出點數(shù)。CPU總I/O點數(shù)為64點，系統(tǒng)要求的I/O總點為49點。CPU總I/O點數(shù)=（1

8、.11.3）系統(tǒng)要求的I/O總點數(shù)。所以滿足設(shè)計要求。圖2 CPU 226 AC/DC/ 繼電器端子連接器 按照工作要求及工作條件選用三相異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y132M-6型，額定功率4KW，同步轉(zhuǎn)速為1000r/min,滿載轉(zhuǎn)速為960r/min，額定電流9.4A。接觸器型號CJX2-32,額定電流32A。熱繼電器型號JR20-63,32-47A熱繼電器。熔斷器型號RT14-32,適用與交流50HZ，額定電壓交流380V，額定電流至32A的配電線路中，作過載和短路保護。圖3 正反轉(zhuǎn)電機2.2、 PLC端子接線表1 I/O端子分配輸入輸出功能地址功能地址手動I0.0工件夾緊Q

9、0.0單周期I0.1工件松開Q0.1連續(xù)I0.2工作臺夾緊Q0.2啟動I0.3工作臺松開Q0.3停止I0.4工作臺上升Q0.4工件夾緊限位I0.5工作臺下降Q0.5工件松開限位I0.6工作臺旋轉(zhuǎn)90度Q0.6工作臺夾緊限位I0.71滑臺向前切削Q1.0工作臺松開限位I1.01滑臺退后Q1.1工作臺上升限位I1.12滑臺向前切削Q1.2工作臺下降限位I1.22滑臺后退Q1.3工作臺旋轉(zhuǎn)限位I1.33滑臺向前切削Q1.41滑臺前進限位I1.43滑臺后退Q1.51滑臺后退限位I1.53個動力頭轉(zhuǎn)動Q1.62滑臺前進限位I1.6放工件Q1.72滑臺后退限位I1.7取工件Q2.03滑臺前進限位I2.0聲

10、報警Q2.13滑臺后退限位I2.1光報警Q2.2手動工件夾緊I2.2手動工件松開I2.3手動工作臺夾緊I2.4手動工作臺松開I2.5機械手下限位I2.6機械手上限位I2.71滑臺手動前進I3.01滑臺手動后退I3.12滑臺手動前進I3.22滑臺手動后退I3.33滑臺手動前進I3.43滑臺手動后退I3.5手動工作臺上升I3.6手動工作臺下降I3.7復(fù)位I4.0圖4 I/O端子分配圖3 PLC程序設(shè)計3.1、 設(shè)計思想 由于本次課設(shè)的設(shè)計題目是：四工位臥式鏜銑組合機床控制系統(tǒng)設(shè)計，可以由題意與機床總控制流程圖設(shè)計。根據(jù)題目可知，該控制系統(tǒng)的機床有四個工位，三個動力頭。第一個工位為裝卸工位，其余三個

11、工位為加工工位。機床的操作流程為機械手將加工原件放入裝卸工位，工件夾緊到位后，工作臺松開，松開到位后，工作臺上升，直到碰到限位開關(guān)，然后工作臺進行旋轉(zhuǎn)90度，延時2s后，工作臺下降并夾緊，加工原件就到第二個加工工位，同時第一個裝卸工位又放入加工原件，夾緊到位后，工作臺向前滑，同時三個動力頭同時旋轉(zhuǎn)進行加工，然后松開工作臺，上升旋轉(zhuǎn)，重復(fù)以上的步驟，當(dāng)工作臺轉(zhuǎn)過360度時，工件就加工完畢。首先根據(jù)題意畫出順序流程圖，然后通過順序流程圖再進行I/O端口的分配，選出合適的PLC型號和具體端口。然后編寫程序，模擬以及修改。3.2、 順序功能圖 圖5 順序流程圖3.3、 PLC梯形圖圖6 梯形圖4 程序

12、調(diào)試說明 圖7 操作版面示意圖 上圖為四工位臥式鏜銑組合機床控制系統(tǒng)的操作版面示意圖，操作改系統(tǒng)前，需選擇為手動，或者單周期或者連續(xù)。若調(diào)到手動擋，點擊啟動按鈕后便可依照下面的按鈕進行單步運行。如果調(diào)到單周期擋，該系統(tǒng)運行加工完畢一個工件則停止。如果調(diào)到連續(xù)擋，點擊啟動按鈕后，該系統(tǒng)加工完三個周期后就結(jié)束并進行聲光報警。本次課設(shè)的程序通過模擬的方式進行，有33個輸入端口，18個輸出，在仿真軟件S7-200中需添加ME233 16I/16Q 和ME221 8I兩個模塊。要注意的是S7-200仿真軟件的限位感應(yīng)器需要手動輸入。5 結(jié)束語 簡述課程設(shè)計的收獲、體會以及對本教學(xué)環(huán)節(jié)的意見和建議這次課程

13、設(shè)計結(jié)束了。我學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。而且通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的學(xué)到知識。通過這次設(shè)計實踐，我學(xué)會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實踐設(shè)計以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC 的理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。經(jīng)過這次設(shè)計我學(xué)到很多很多的的東西，既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。使我進一步提高了自己的實際動手能力和獨立思考的