箱体加工专用机床的PLC控制 毕业论文.doc

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1、课程设计说明书 题 目 箱体加工专用机床的PLC控制 课程名称 PLC机电控制课程设计 院（系、部、中心） 机械工程系 专 业 机电设备维修与管理 班 级 机电设备1002班 学生姓名 学 号 031823100236 设计地点 液压实训室 指导教师 设计起止时间：2012年 11月 12日至2012年11月 18日 目 录一、 概述 2二、 设计任务和要求 3三、 设计方案（一）可编程控制器的选用3（二）I/O地址 4 （三）控制系统分析及电路图 4 （四）控制流程分析及功能图6 （五）梯形图8四、课程设计小结12五、参考文献12箱体加工专用机床的PLC控制一、概述可编程控制器是一种数字运算

2、操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程。PLC把计算机的完备功能以及灵活性，通用性好等优点和继电器控制器控制的简单易懂操作方便，价格便宜等 优点溶入新的控制系统中，且编程简单使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握它的使用技术。可编程控制器的处理速度大大提高，增加了许多特殊功能。使得可编程控制器不仅可以进行逻辑控制，而且可以对模拟量进行控制。PLC使用在专用机床控制上是最合适不过了，如下图所示为箱体加工专用机床的结构加工示意图。该机床是用

3、来专门加工箱体两侧的，其加工方法是先将箱体通过夹紧装置夹紧，再由两侧左、右动力头对箱体进行加工。当加工完毕，动力头快速回原位，此时在松开加工件，又开始下一个循环。二、设计任务和要求图1中，左、右动力头主轴电动机为2.2kw，进给运动由液压驱动，液压泵电动机为3kw。动力和夹紧装置的动作由电磁阀控制，电磁阀通断情况如表1。表1 箱体加工机床电磁阀通断情况表左动力头右动力头夹紧装置QV1QV2QV3QV4QV5QV6QV7上、下料-快进+-+-工进+-+-+停留-+快退-+-+ 专用机床的工作步骤如下： 1、按下启动按钮，夹紧装置将被加工工件夹紧，夹紧后发出信号。 2、左、右动力头同时快进，并同时

4、启动主轴。 3、到达工件附近，动力头快进转为工进加工。 4、加工完毕后，左、右动力头暂停2s后分别快速退回原位。 5、夹紧装置松开被加工工件，同时主轴停止。 以上15步骤连续工作，实现半自动循环。在工件夹紧、动力头快进、动力头快退及电源接通均有信号显示。三、设计方案（一）可编程控制器的选用选择PLC的型号，西门子S7-200系列PLC是一种性价比高的小型PLC，其功能强大，满足本系统的要求，从上面的控制要求可知，本系统共有输入设备10个：SB1-SB2、SQ1-SQ7、SP和输出设备9个：QV1-QV7、两个电机。考虑10%-15%的裕量，共需输入输出点数19点，因此选择S7-200中的CPU

5、226。该型号的PLC采用AC220V电源供电，有自带24V直流电源的24点继电器输出接口。电磁铁和接触器选择220V的小功率的交流电磁铁和交流接触器，由PLC直接控制。为了确保系统的安全,本系统还配备了过载保护和短路保护。（二）I/O地址 输入I0.0：启动按钮 I0.1：停止按钮I0.2：夹紧开关信号 SP I0.3：松开开关信号 SQ7I0.4：左动力头行程开关SQ1I0.5：左动力头行程开关 SQ3 I0.6：左动力头行程开关SQ5I0.7；右动力头行程开关SQ2I1.0：右动力头行程开关 SQ4I1.1：右动力头行程开关SQ6 输出Q0.0：左电磁阀（快进）QV1Q0.1：左电磁阀（

6、工进）QV2Q0.2：左电磁阀（快退）QV3Q0.3：右电磁阀（快进）QV4Q0.4：右电磁阀（工进）QV5Q0.5：右电磁阀（快退）QV6Q0.6： 电磁阀（夹紧装置）QV7Q0.7：左动力头电机Q1.0：右动力头电机（三）控制系统分析箱体加工专用机床采用采用继电器控制方式与PLC程序控制方式相组合的形式构成控制系统。左右主轴电动机分别由接触器KM1和KM2控制。左右主轴电动机分别控制左右动力头的旋转运动。而左右动力头的快进、工进和快退由电磁阀和左右主轴电动机共同控制。如图1即为箱体加工专用机床的控制系统电路图。（四）控制流程分析及顺序功能图箱体加工机床的控制流程如下所述1、初始状态下，左、

7、右动力头滑台分别压住行程开关SQ1和SQ2，由于此时工件尚未夹紧，SQ7亦被压住，处于闭合状态，按下启动按钮SB1，此时电磁阀QV7通电使夹紧装置将被加工工件夹紧，同时夹紧指示灯亮。2、夹紧开关信号SP使左、右主轴电动机接触器KM1和KM2、电磁阀QV1、电磁阀QV4通电和左、右动力头快进指示灯亮。电磁阀YV7和夹紧指示灯由于强行置位保持先前的状态。左、右动力头开始同时快进。3、左、右动力头分别压住行程开关SQ3和SQ4，上一工步结束，电磁阀QV2和电磁阀QV5通电，左右动力头工进指示灯亮起。左、右主轴电动机接触器KM1和KM2、电磁阀QV1、电磁阀QV4、电磁阀QV7和夹紧指示保持先前的状态

8、。此时左、右动力头开始工进，加工工件。4、左、右动力头分别压住行程开关SQ5和SQ6，电磁阀QV1和电磁阀QV4断电。左右主轴电动机接触器KM1和KM2、电磁阀QV7和夹紧指示灯继续保持通电的状态，工件加工完毕，触发定时器T37、T38通电，开始记时，左、右动力头暂停。5、暂停2S后，电磁阀QV3和电磁阀QV6通电，左右主轴电动机接触器KM1和KM2、电磁阀QV7和夹紧指示灯还保持通电的状态，左、右动力头开始同时快退，左右动力头快退指示灯亮。6、左右动力头分别回到原位，压住行程开关SQ1和SQ2，左、右主轴电动机接触器KM1和KM2、电磁阀QV3、电磁阀QV6、电磁阀QV7和夹紧指示灯断电。夹

9、紧装置松开被加工工件。同时主轴停止转动。一次循环加工结束。箱体加工专用机床PLC顺序功能图如图2所示。 图2 箱体加工专用机床PLC顺序功能图(五)梯形图 梯形图四、课程设计小结通过本次PLC课程设计的学习，我对具体问题的PLC设计过程有了初步了解，特别是步进指令的设计编程，理解颇深。在机床行业中，多工步机床由于其工步及动作多，控制较复杂，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多，接线复杂，因此，故障多，维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响了设备的工效。 在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计五、参考文献1、机床电气控制与PLC 主编：王浩2、网络11