PLC课程设计-PLC箱体加工组合机床以及电气控制系统设计.doc

机电工程学院plc课程设计（箱体加工组合机床的电气控制系统）院 系 机电工程学院 班 级 机电0932 学 号 姓 名 指导老师 时 间 2010年12月25日 目 录1绪论.12设计方案.22.1 左、右两动力头进给电机.22.2主轴电机.32.3照明及信号指示.42.4plc的选择.52.5 程序的设计.53i/o分配.84 plc i/o接线图.95 梯形图.106 系统调试.127设计心得.138参考文献.141绪论对于机械电气结合控制的组合机床，电气控制系统起着重要的神经中枢作用。传统的组合机床采用的继电器接触器控制系统，接线复杂、故障率高、调试和维护困难。随着plc控制技术日益成熟并得到越来越广泛的应用，利用原有的继电器接触器控制电路设计plc控制系统，或直接进行plc控制系统的设计，都能很好地满足组合机床自动化控制的要求。本次设计的要求如下：组合机床的结构如下图所示：该机床专门用于加工箱体的两个侧壁，采用两个动力头从两个侧面分别加工，左、右动力头的电动机均为2.2kw，进给系统和工件夹紧都用液压系统驱动，液压泵电动机的功率为3kw，动力头和夹紧装置的动作由电磁阀控制。机床的工作循环步骤如下（在工件夹紧、动力头快进、动力头快退以及电源接通时均有电信号指示）：1 按下起动按钮，夹紧装置将被加工的工件夹紧，夹紧后发出讯号；2 左右动力头同时快进，并同时启动主轴；3 达到工件附近，接受到行程开关的信号后，动力头由快进转为工进，进行切削加工；4 加工完成后，左右动力头暂停2秒，然后快速退回原位，夹紧装置松开被加工工件；5 停止主轴至此，一个工作循环完成，准备下一个工作循环开始。其中，在工件夹紧、动力头快进、动力头快退以及电源接通时均有电信号指示。电磁阀的动作顺序表如下：左动力头右动力头夹紧装置yv1yv2yv3yv4yv5yv6yv7上、下料offoffoffoffoffoffoff快进onoffoffonoffoffon工进ononoffononoffon停留offoffoffoffoffoffon快退offoffonoffoffonoff注：on表示给电磁铁通电；off电磁铁处于断电状态。2设计方案2.1 左、右两动力头进给电机根据设计要求知左、右两动力头均要求快进工进快退的工作循环，并且左、右两动力头可以同时工作，也可进行单独调整。所以就要求快速电机m5、m6能够正反转，工作进给电机为m3、m4能够正转即可。其主电路如下图2-1。 图2-1 m3、m4、m5、m6的接线电路图因为这4个功率都较小，所以可以直接启动。m3、m4只要接触器km3、km4的线圈得电就会吸合，就能正转；m5、m6分别当接触器km5、km6线圈得电时正转，当接触器km7、km8分别得电就反转。2.2主轴电机主轴电机工作方式有两种：正转、反转。根据不同的工作要求，主轴电机的转向不同。因主轴电机的功率较小，故可以直接启动。其主电路图如下2-2。图2-2 主轴电机的接线图当km1、km2的线圈得电吸合分别使电机m1、m2正转；当km9、km10的线圈得电吸合分别是电机m1、m2反转。通过plc的输出就可以使不同的接触器线圈得电，从而使电机的转向不同。2.3照明及信号指示 当机床工作时，为了警告旁人不要误动作，故要有信号指示说明，告诉别人正在进行工作，不要误动作。信号指示也能显示机床是否是在正常工作、有无问题。有时候需要晚上工作，所以需要必要的照明。图2-3 指示信号灯如图2-3，其指示着组合机床的工作状态，指示灯分别与与之对应的接触器的常开触点连接，当接触器的线圈得电，其常开触点闭合，通过6.3v电压使之亮。km1、km9分别是控制m1的正反转的接触器；km2、km10分别是控制m2的正反转的接触器；km3、km4分别是控制左右工进电机正转的接触器；km5、km7，km6、km8分别是左右快进快退电机。这样就可以把所有的电机的状态显示出来。照明灯如下图2-4。图2-4 照明灯2.4 plc的选择统计组合机床plc输入元器件、执行元器件及i/o点数：输入部分输入部分 点数动力头工作方式选择按钮sb6冷却泵选择开关sa2行程开关sq6按钮sb 4总计 18输出部分输出部分点数接触器12 总计 12注：照明不需要接入plc，只需要选择开关就可以。所以选用fx2n32mr加扩展单元fx2n32er，fx2n32mr含有32个i/o点（16入，16出），fx2n32er为含有32点扩展单元。2.5 程序的设计根据要求知需使左、右两动力头均要求快进工进快退的工作循环和可使左、右两动力头同时工作，也可进行单独调整。故设计的流程图如下图2-5。 图2-5 程序流程图3 i/o分配因采用plc控制，需分配其i/o点，它决定着系统如何工作。输入地址号信号名称输出地址号 信号名称i0.0开始q0.0主轴i0.1sq1q0.1yv1i0.2sq2q0.2yv2i0.3sq3q0.3yv3i0.4sq4q0.4yv4i0.5sq5q0.5yv5x6sq6q0.6yv6q0.7夹紧表3-1 i/o口地址分配表4 plc i/o接线图5 梯形图6 系统调试安装gx developer和西门子的仿真软件，建立一个新工程，将梯形图输入到工程中，完成后将其转换。再启动梯形图逻辑测试，选择软元件测试，输入不同的软元件，改变其状态，观察输出的改变。软元件的改变输出的改变x0=1,x1=0y0=1x0=0,x1=1y1=1x2=0y0=0,y1=0x3=1y5=1x3=0y5=0x7=1,x0=1,x1=0/x7=1, x0=0,x1=1y0=1,y3=1/y1=1,y3=1x4=1y2=1,y3=0x5=1y2=0,y4=1,y0=0/y1=0x6=0y4=0x10=1y4=1x11=1,x12=0y6=1x11=0,x12=1y7=1x13=1y6=0,y7=0x14=1y13=1x20=1,x11=1,x12=0/x20=1,x11=0,x12=1y11=1,y6=1/y11=1,y7=1x15=1y10=1,y11=0x16=1y10=0,y12=1,y6=0/y7=0x17=0y12=0x21=1y12=1 表6-1调试表格7 设计心得通过这次plc课程设计，我知道：使机床与plc结合，可以轻松的完成规定的工作，这可以很大程度的减小工人的工作和减小危险。因为这一切都是有程序控制的，能够使机器严格按规律执行，而人工作的时候总会有一些错误发生，这些错误有可能引发危险。和学别的学科一样，在学完plc理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。我做的是组合机床的组合机床的电气控制系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学习。我基本学会了plc设计的步聚和基本方法。 通过这次设计实践。我学会了plc的基本编程方法，对plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我把自己想出来的程序与到plc中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我对plc 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。 通过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于plc设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。最后，非常感谢老师的指导和同学们的帮助！8 参考文献1黄鹤汀金属切削机床上册北京：机械工业出版社，2000.5；2扬州惠乐机械装备有限公司（扬州组合机床厂）网站： 或者