2022年触摸屏和PLC万能铣床控制改造设计方案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用基于触摸屏和 PLC 的万能铣床掌握改造设计 引 言X62W 万能铣床 是一种高效率的加工机械,在机械加工和机械修理中得到广泛的应用；万能铣床的操作,是通过手柄同时操作电气与机械,以达到机电紧密协作完成预定的操作,是机械与电气结构联合动作的典型掌握,是自动化程度较高的组合机床；但是在电气掌握系统中,故障的查找与排除是特别困难的,特殊是在继电器接触式掌握系统,由于电气掌握线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长,给生产与爱护带来诸多不便,严峻地影响生产；时随着工业自动化的进展,对工业智能化程度的要求越来越高,以及市场经济要求制造业对市场需求做出快速反应生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品；为满意这一要求,生产设备和自动生产线的掌握系统必需具有极高的牢靠性与敏捷性,这就需要使用智能化程度高的掌握系统来取代传统的掌握系统,使电气掌握系统的工作更加敏捷、牢靠,更简单修理,更能适应常常变动的工艺条件；基于这些问题,本文提出了利用西门子进行技术改造的方案；S7-200 和触摸屏对 X62W 型卧式万能铣床的继电接触式电控系统1 X62W 万能铣床工作原理及继电器接线图工作原理见图 1；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用图 1 工作原理主电路中有三台电动机,M1 是主电动机,拖动主轴带动 铣刀 进行铣削加工； M2 是进给电动机,拖动升降台及工作台进给；M3 是冷却泵电动机,供应冷却液；三台电动机共用一组熔断器 FU1 作短路爱护；每台电动机均有热继电器 FR 作过载爱护；其中以主电动机的热继电器 FU1 和冷却泵电机的热继电器 FU2 作总的爱护,它们的常闭触头串在掌握电路的总线上,而进给电动机的热继电器 FR3 只作进给系统的爱护,其常闭触头接在进给掌握电路中；由于主电动机要求不频繁的正反转,用名师归纳总结 组合开关 SA5 掌握倒相；进给电动机的正反转频繁,用接触器KM3 和 KM4 进行倒相；冷却泵在主第 2 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用电动机起动后方可开动,另有手动开关 SA1 掌握；主电机采纳两组起动按钮 SB3 和 SB4 并联,两组停止按钮 SB1 和 SB2 串联；接触器KM1 是电动机 M1 的掌握接触器, SQ7 是位置开关,用作主轴变速的冲动开关；主轴的起动,按下起动按钮 SB3 或 SB4 ,接触器 KM1 通电吸合并自锁,主电动机 M1 起动；当主电动机起动后,KM1 的帮助触头接通掌握电路的进给掌握部分,才可以开动进给电动机； 电机的转速达到肯定速度时接通速度继电器,当按下停止按钮 SB1 或 SB2 时,接触器KM2 得电,主轴电机反转；工作台向右进给,当主轴起动后,工作台掌握电源接通；将位置开关 SQ1 旋转, SQ1-1 常开触头闭合,接触器 KM3 通电吸合,电动机M2 正转；当运行到预定位置时,位置开关SQ1 复位,电动机M2 停止转动；工作台向左进给,将位置开关机反转,工作台向左移动；SQ2 旋转, SQ2-1 闭合, SQ2-2 断开,接触器 KM4 通电吸合,电动当 SA3-1 、SA3-3 闭合 SA3-2 断开时,电流通过 11、SQ6 、15、SQ4-2 、16、SQ3-2 、17 、SA3-1、18、SQ1-1< 或 11、SA3-3 、21、SQ2-2 、22、 SQ1-2 、17、SA3-1 、18、SQ3-1 ）、 19、KM4、20 ,KM3 得电 M2 正转,工作台向下运动；当 SA3-1 、SA3-3 闭合 SA3-2 断开时,电流通过 11、SQ6 、15、SQ4-2 、16、SQ3-2 、17 、SA3-1、18、SQ2-1< 或 11、SA3-3 、21、SQ2-2 、22、 SQ1-2 、17、SA3-1 、18、SQ4-1 ）、 24、KM3、25, KM4 得电 M2 反转,工作台向上运动；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用当 SA3-2 闭合 SA3-1 、SA3-3 断开时,电流通过 11、SQ6、15、SQ4-2 、16、SQ3-2 、17、SQ1-2、22、SQ2-2 、21、SA3-2 、19、KM4 、20, KM3 得电；当 SA3-2 闭合, SA3-1 、SA3-3 断开时,进给电机M2 正反转就组成了互锁,SQ1,SQ2,SQ3 ,SQ4 位置开关掌握圆回旋转不同的位置；不论电动机正反转,接触器KM3 和 KM4 的线圈电流都由SQ1-2 和 SQ3-2 接通；如机床正在向左进给机床的联锁问题,当 SQ2 或 SQ4 被旋转时,它们的常闭触头 SQ2-2 或 SQ4-2 是断开的,所或向右进给时,发生误操作,压着上下前后手柄,就肯定使 SQ3-2 或 SQ4-2 中的一个断开,使 KM3或 KM4 断电释放,电动机 M2 停止运转,以确保安全；位置开关 SQ6 为进给变速冲动开关；冷却和照明掌握,冷却泵只有在主电动机起动后才能起动,所以主电路中将 M3 接在主接触器 KM1触头后面, SA1 掌握冷却泵；照明电路用安全电压2 X62W 型万能铣床掌握系统的硬件构成2.1 PLC 的挑选和硬件设计36 伏用开关 SA4 掌握；名师归纳总结 依据 X62W 万能铣床电气掌握要求,输入输出均为开关量,需要PLC 监测的输入信号有8 个按钮,第 4 页,共 9 页5 个行程开关,两个挑选开关,输入点为 21 点,PLC 输出掌握信号有6 个继电器, 1 个照明灯,共7 点；因此,选用了西门子S7-200PLC ,详细配 置 如 下 ：CPU226CN AC/DC/DC型<6ES7 216-2BD23-0XB8 ）,自带 24 点输入, 16 点输出,自带两个接口2 个 RS-485 接口 PORT0 和 POT1 ,一个通讯接口,能满意掌握要求；PLC 的 I/O 口安排是依据其掌握对象的特点和掌握要求,将I/O- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用口的输入输出口与相应的电气设备相连,达到掌握和检测的功能,详细安排后,进行 PLC 硬件设计, PLC 外接硬件电路如图 2；图 2 PLC 外接硬件电路图表 1 I/O 安排表表 2 内部寄存器 I/O 安排表I/O 安排如表 1；进行完 I/O名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用2.2 PLC 编程依据机床掌握要求,PLC 语句表如程序 1；程序 1 手动掌握程序在程序设计过程中,用了 6 个内部帮助继电器来简化程序设计,主轴电机正反转互锁和进给电机正反转互锁提高了系统运行的牢靠性；在程序中将不同的掌握方式均分开设计,这样程序结构简洁、清楚；由于整个系统用触摸屏掌握,它可替代物理按钮和开关及其指示灯,所以在编程序是这些按名师归纳总结 钮和开关均使用了内部寄存器M0.6-M3.1 , 把下面程序的输入寄存器改成相应的内部寄存器即可；第 6 页,共 9 页内部寄存器程序,如程序2；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用程序 2 自动掌握程序3 触摸屏挑选及设计触摸屏越来越多的用在了工业中,便利,易于远程掌握；依据X62W 铣床的掌握要求,我们用NTOUCH 触摸屏和 MCGS 组态软件协作 PLC 来替代掌握柜上的按钮和挑选开关等物理元器件,并且仍可以通过触摸屏来监视铣床运行动作情形；3.1 MCGS 组态编辑名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用通过对系统的分析,在本系统中,依靠MCGS 系统设计组态画面,实现对系统操作和监控,以上提到此系统的输入和输出均是开关量,所以在 MCGS 组态的实时数据库中定义的名字类型也要为开关型的；3.2 通讯连接既然用 MCGS 掌握此系统,那么怎么才能让其与西门子PLC 相互通讯,起到监控的作用.MCGS 组态软件在设备窗口中建立系统与外部硬件设备的连接关系,使系统能够从外部设备读取数据并掌握外部设备的工作状态,实现对工业过程的实时监控；依据此系统的掌握要求以及掌握方式,可以利用 PPI 电缆,相互传数据,以便实现监控；在设备窗口中需要设置设备 0-通用串行口父设备 属性和设备 1-西门子 S7-200PPI 属性,此时,仍需要设置设备内部属性增加相应的 PLC 通道,和通道读写类型,输入通道多数用到的是内部寄存器,读写类型是只读类型,输出寄存器 Q0.0 Q0.6 读写类型, Q1.0. 和 Q1.1 只读类型值读取 SA313 和 SA32 的开关信号,在实际通讯过程中,在设备属性设置中“串口端口号 ”设为 0-COM1 ,通讯波特率设为： 6-9600 ,数据位位数： 3-8 位,数据校验方式：偶校验,一位停止位,数据采集方式：同步采集；设置完后单击“确认”按钮返回；为了西门子 S7-200PLC 与 MCGS 更好的通讯,必需在设备属性设置：设备 1对话框中设置属性设名师归纳总结 备注释为：西门子S7-200PPI ,初始工作状态为：启动,最小采样周期为：1000ms ,PLC 地址第 8 页,共 9 页为：2,内部属性设置PLC 通道要与实施数据库中所定义的名字相对应；如图；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用编辑完毕组态画面,在上位机上试验胜利,便可以通过上位机的网线接口用一根网线和触摸屏上的网线借口相连接,并且在 MCGS 嵌入式组态软件菜单栏中“工具” “下载配置 ”设置好 IP 地址,便可以下载到触摸屏中；然后,用 PPI 电缆连接触摸屏和 PLC ,母头连接触摸屏 COM5 口,公头连接在PLC 接口上,即可实现丢掉掌握柜面板上的按钮掌握,用触摸屏的软按钮掌握,画面生动,清楚；4 结束语本文所述方案是对原先的继电接触式模拟掌握系统进行PLC 与触摸屏改造而成,已在试验室掌握柜予以实施；运行结果说明,该 PLC 掌握系统无论是硬件仍是软件,掌握稳固牢靠,且尽大限度降低了操作的危急性； end>名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页