PLC課程設(shè)計(jì)-采用PLC技術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)用鉆床控制系統(tǒng)的電氣控制線路

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)課題：采用PLC技術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)用鉆床控制系統(tǒng)的電氣控制線路專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化0812 小組成員： 張?。ǎ?指導(dǎo)教師： 馮浩源 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2022年3月22日 采用PLC技術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)用鉆床控制系統(tǒng)的電氣控制線路一、 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、 任務(wù)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中實(shí)驗(yàn)五所提供的有關(guān)專(zhuān)用鉆床的技術(shù)要求，應(yīng)用PLC技術(shù)設(shè)計(jì)出PLC電氣控制圖。2、 課程設(shè)計(jì)要求(1) 應(yīng)用三菱FX2N型PLC專(zhuān)用鉆床用來(lái)加工圓盤(pán)狀零件上均勻分布的6個(gè)孔，通過(guò)設(shè)計(jì)和調(diào)試復(fù)雜系統(tǒng)的控制程序，控制程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法；(2) 畫(huà)出I/O分配圖，及硬件接線圖；

2、(3) 畫(huà)出梯形圖和程序指令表；(4) 上機(jī)調(diào)試程序；(5) 寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。3、 控制要求1) 當(dāng)用戶(hù)按下啟動(dòng)按鈕后，相應(yīng)的鉆床開(kāi)始自動(dòng)工作，直至工件一次加工（鉆頭規(guī)定為兩個(gè)，即一次鉆一對(duì)孔）完成后，鉆頭自動(dòng)恢復(fù)初始位置，繼續(xù)執(zhí)行下一次加工；2) 當(dāng)一件工件加工全部完成（即鉆孔全部鉆好，本設(shè)計(jì)以6個(gè)鉆孔為任務(wù)）后，鉆床可自動(dòng)返回至初始狀態(tài)，為下一次啟動(dòng)加工做好準(zhǔn)備。二、方案設(shè)計(jì)與論證鉆床是用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。即工件固定不動(dòng)，刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但是，在本設(shè)計(jì)中是工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，設(shè)計(jì)的程序主要是控制刀具（即鉆頭）的運(yùn)動(dòng)，而且鉆頭應(yīng)能根據(jù)鉆

3、孔的程度作出相應(yīng)的響應(yīng)，按照給定的順序一步一步往下進(jìn)行，使用步進(jìn)順序控制進(jìn)行設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可行。根據(jù)對(duì)兩個(gè)鉆頭的控制方式的不同，本課程小組產(chǎn)生如下兩個(gè)方案：方案一、鉆頭異步工作當(dāng)鉆床啟動(dòng)后，鉆床工作臺(tái)把工件夾緊，兩個(gè)鉆頭同時(shí)工作鉆孔，但是由于摩擦等因素，兩鉆頭不可能同時(shí)鉆孔完成。于是，鉆孔先完成的鉆頭先回到初始位置，然后該鉆頭向某一方向先旋轉(zhuǎn)120°，繼續(xù)執(zhí)行鉆孔操作；當(dāng)另一鉆孔完成一次鉆孔后，也同方向旋轉(zhuǎn)120°，繼續(xù)執(zhí)行鉆孔任務(wù)。當(dāng)任意一個(gè)鉆頭鉆夠三個(gè)鉆孔時(shí)，就停止工作，先回到初始狀態(tài)。待另一個(gè)鉆頭完成任務(wù)，返回到初始狀態(tài)后，再次按下啟動(dòng)按鈕鉆床才會(huì)再次工作生效。方案二、鉆頭

4、同步工作當(dāng)對(duì)鉆床系統(tǒng)初始化后，按下啟動(dòng)按鈕，鉆床工作臺(tái)把工件夾緊，兩個(gè)鉆頭同時(shí)開(kāi)始工作，對(duì)工件鉆孔。當(dāng)兩個(gè)鉆孔都完成后，鉆頭回到初始位置，兩個(gè)鉆頭同方向旋轉(zhuǎn)120°，旋轉(zhuǎn)到位后，兩鉆頭再次同時(shí)工作鉆孔，當(dāng)鉆好六個(gè)孔時(shí)，鉆床各部件將全部回到初始狀態(tài)，等待下一次啟動(dòng)按鈕的按下。比較兩種方案，方案一要省時(shí)高效，但不易編寫(xiě)程序達(dá)到目的，而且摩擦等的影響不會(huì)使兩鉆頭工作時(shí)間有太大的差距。綜合以上考慮，本設(shè)計(jì)將采用方案二對(duì)專(zhuān)用鉆床控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。三、專(zhuān)用鉆床順序功能圖設(shè)計(jì)與功能說(shuō)明專(zhuān)用鉆床的順序功能圖如上圖所示。本設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的專(zhuān)用鉆床用來(lái)加工圓盤(pán)狀零件上均勻分布的6個(gè)孔。操作人員放好工件后，按下

5、起動(dòng)按鈕X0，Y0為ON，工件被夾緊，夾緊扣壓力傳感器X1為ON，Y1和Y3使兩只鉆頭同時(shí)開(kāi)始工作，鉆到由限位開(kāi)關(guān)X2和X4設(shè)定的深度時(shí)，Y2和Y4使兩只鉆頭上行，升到由限位開(kāi)關(guān)X3和X5設(shè)定的起始位置時(shí)停止上行。兩個(gè)都到位后Y5使工件旋轉(zhuǎn)120°，旋轉(zhuǎn)到位時(shí)X6為ON，同時(shí)設(shè)定值為3的計(jì)數(shù)器C0的當(dāng)前值加1，旋轉(zhuǎn)結(jié)束后又開(kāi)始鉆第二對(duì)孔。3對(duì)孔都鉆完后，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值等于設(shè)定值3，Y6使工件松開(kāi)，松開(kāi)到位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)X7為ON，系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。四、軟件編程（梯形圖和程序指令表）專(zhuān)用鉆床梯形圖其對(duì)應(yīng)的指令表如下：專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)LD M8002SET S0STL S0RST C0LD

6、 X0SET S1STL S1OUT Y0LD X1SET S2SET S5STL S2OUT Y1LD X2SET S3STL S3OUT Y2LD X3SET S4STL S5OUT Y3LD X4SET S6STL S6OUT Y4LD X5SET S7STL S4STL S7SET S8STL S8OUT Y5OUT C0 K3LD X6ANI C0OUT S2OUT S5LD X6AND C0SET S9STL S9OUT Y6LD X7OUT S0RET END五、硬件調(diào)試(I/O分配圖和PLC接線圖)根據(jù)對(duì)實(shí)際機(jī)床的控制需要，采用適當(dāng)?shù)碾姎饪刂破骷cPLC連接可得，實(shí)際情況下的專(zhuān)

7、用鉆床的PLC I/O電氣接口圖。1）I/O地址表 專(zhuān)用鉆床的輸入信號(hào)共有9個(gè)，輸出有7個(gè)，均為開(kāi)關(guān)量，其輸入/輸出地址編排表如下所示。I/O地址編排表輸入輸出器件號(hào)地址號(hào)功能說(shuō)明器件號(hào)地址號(hào)功能說(shuō)明SB1X000啟動(dòng)KM1Y000加緊YJ1X001夾緊扣壓力傳感器YV1Y001鉆頭1下行鉆孔SQ1X002鉆頭1下行限位YV2Y002鉆頭1上行SQ2X003鉆頭1上行限位YV3Y003鉆頭2下行鉆孔SQ3X004鉆頭2下行限位YV4Y004鉆頭2上行SQ4X005鉆頭2上行限位KM2Y005工件旋轉(zhuǎn)120°YJ2X006旋轉(zhuǎn)到位KM3Y006松開(kāi)工件SQ5X007松開(kāi)扣壓力限位2）I

8、/O電氣接口圖根據(jù)I/O地址編排表，PLC外部輸入有1個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)（SB1），2個(gè)檢測(cè)開(kāi)關(guān)（YJ1YJ2）；PLC外部輸出有4個(gè)電磁閥，3個(gè)接觸器。其I/O接口電路如下圖所示。專(zhuān)用鉆床I/O電氣接口圖3）I/O地址接線表由于條件有限，只能在實(shí)驗(yàn)室模擬專(zhuān)用鉆床的工作狀態(tài)和過(guò)程，因此，使用按鈕開(kāi)關(guān)代替所有實(shí)際使用的信號(hào)輸入按鈕，通過(guò)LED燈的亮滅代表信號(hào)輸出繼電器是否工作。根據(jù)軟件編程所用到的軟開(kāi)關(guān)符號(hào)進(jìn)行實(shí)際功能分配，即編制出實(shí)驗(yàn)I/O地址接線圖表如下表所示。專(zhuān)用鉆床實(shí)驗(yàn)I/O地址接線表輸入變量輸入開(kāi)關(guān)輸入端口功能說(shuō)明輸出變量負(fù)載輸出端口功能說(shuō)明X000PO1X000啟動(dòng)Y0ZJ1Y000工件夾緊

9、X001PO2X001夾緊扣壓力繼電器Y1ZJ2Y001鉆頭1下行鉆孔X002PO3X002鉆頭1下行限位Y2ZJ3Y002鉆頭1上行X003PO4X003鉆頭1上行限位Y3ZJ4Y003鉆頭2下行鉆孔X004PO5X004鉆頭2下行限位Y4ZJ5Y004鉆頭2上行X005PO6X005鉆頭2上行限位Y5ZJ6Y005工件旋轉(zhuǎn)120°X006PO7X006旋轉(zhuǎn)到位Y6ZJ7Y006松開(kāi)工件X007PO8X007松開(kāi)扣壓力限位4）I/O電氣接線圖專(zhuān)用鉆床的PLC電氣接口圖如下所示，通過(guò)按下對(duì)應(yīng)輸入按鈕，觀察相應(yīng)的LED顯示燈的亮滅，來(lái)反映被替代的執(zhí)行元件是否執(zhí)行工作。專(zhuān)用鉆床的PLC電

10、氣接線圖六、材料清單（僅涉及控制部分）元件序號(hào)型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量備注1SB1LA21啟動(dòng)2YJ1壓力傳感器 電阻應(yīng)變式1夾緊扣壓力傳感器3YJ2非接觸式傳感器2旋轉(zhuǎn)到位4SQ1LX1-11K1鉆頭1下行限位5SQ2LX1-11K1鉆頭1上行限位6SQ3LX1-11K1鉆頭2下行限位7SQ4LX1-11K1鉆頭2上行限位8SQ5LX1-11K1松開(kāi)扣壓力限位9KM1CJ0-10 10A,110V1加緊10KM2CJ0-10 10A,110V1工件旋轉(zhuǎn)120°11KM3CJ0-10 10A,110V1松開(kāi)工件12YV1CJ0-20 20A,110V1鉆頭1下行鉆孔13YV2CJ0-20 2

11、0A,110V1鉆頭1上行14YV3CJ0-20 20A,110V1鉆頭2下行鉆孔15YV4CJ0-20 20A,110V1鉆頭2上行16FURL1-15 5A1短路保護(hù)七、性能測(cè)試與分析根據(jù)以上說(shuō)明連接線路并向PLC輸入相應(yīng)程序，初始狀態(tài)下所有的燈處于不亮的狀態(tài)；按下X0（啟動(dòng)按鈕），Y0對(duì)應(yīng)的ZJ1亮，工件被夾緊；再按下X1（夾緊扣壓力繼電器），Y1和Y3對(duì)應(yīng)的ZJ2、ZJ4亮，ZJ1滅，兩鉆頭下行鉆孔；按下X2和X4（下行限位），Y2和Y4對(duì)應(yīng)的ZJ3、ZJ5亮，ZJ2、ZJ4滅，兩鉆頭上行；按下X3和X5（上行限位），Y5對(duì)應(yīng)的ZJ6亮，工件旋轉(zhuǎn)120°；在按下X6（旋轉(zhuǎn)到位

12、）時(shí)：若C0計(jì)數(shù)未到3，則Y1和Y3對(duì)應(yīng)的ZJ2、ZJ4亮，ZJ6滅，兩鉆頭下行鉆孔；若C0計(jì)數(shù)到3，則Y6對(duì)應(yīng)的ZJ7亮，ZJ6滅，松開(kāi)工件；再按下X7（松開(kāi)扣壓力繼電器），燈全滅，返回初始狀態(tài)。八、結(jié)論與心得作為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機(jī)器人和CAD/CAM）之一，學(xué)好PLC具有重大的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。本次課程設(shè)計(jì)，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際，與具體項(xiàng)目、課題相結(jié)合開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問(wèn)題怎樣用理論去解決。雖然本次設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，但是可以實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案卻有很多，正如方案論證中所說(shuō)的鉆頭同步工作和異步工作，均可以實(shí)現(xiàn)鉆床預(yù)

13、期的工作目的。最后我們小組成員一起到圖書(shū)館和上網(wǎng)查找相關(guān)資料，結(jié)合工業(yè)實(shí)際情況，逐個(gè)分析優(yōu)劣，確定了最后方案。我們學(xué)習(xí)的知識(shí)是有限的，在以后的工作中我們肯定會(huì)遇到許多未知的領(lǐng)域，自己查閱資料的能力便會(huì)使我們受益非淺。 在課程設(shè)計(jì)期間，本組的課程設(shè)計(jì)也遇到了不少的問(wèn)題，但都是些關(guān)于基本知識(shí)的小毛病，在我們的努力下，這些問(wèn)題都被我們一一查出并改正過(guò)來(lái)。這說(shuō)明我們?cè)赑LC課程學(xué)習(xí)當(dāng)中還不夠仔細(xì)認(rèn)真，在以后的學(xué)習(xí)中，我們會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)PLC技術(shù)，為以后的就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。 通過(guò)合作，我們的合作意識(shí)得到加強(qiáng)。合作能力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué)都沒(méi)有過(guò)深入的交流，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們用了分工與合作的

14、方式，每個(gè)人互責(zé)一定的部分，同時(shí)在一定的階段共同討論，以解決分工中個(gè)人不能解決的問(wèn)題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見(jiàn)，同時(shí)我們還向別的同學(xué)請(qǐng)教。在此過(guò)程中，每個(gè)人都想自己的方案得到實(shí)現(xiàn)，積極向同學(xué)說(shuō)明自己的想法。能過(guò)比較選出最好的方案。在這過(guò)程也提高了我們的表過(guò)能力。九、參考文獻(xiàn)1郁漢琪.電氣控制與可編程控制器應(yīng)用技術(shù).南京：東南大學(xué)出版社，2009.9.2史國(guó)生.電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.12.3陶維利.機(jī)床電氣與PLC.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.5.4陳宇，段鑫.可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002.3.電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)成績(jī)?cè)u(píng)定表專(zhuān)業(yè)：自動(dòng)化 班級(jí)：自動(dòng)化