多工步转塔车床PLC电气控制系统的设计

1、武汉职业技术学院毕业设计课题名称：多工步转塔车床PLC电气控制系统的设计班级：JD09304学号：姓名：指导老师时间：2012-2-8前言让我们追溯到20世纪的六十年代末，认识一下可编程控制器的发展史吧。在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业控制领域占主导地位，山此构成的 控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地丄作，若要改变控制的顺序就必 须改变控制系统的硬件接线，因此，其通用性和灵活性较差。20世纪的六十年代，计算机技术开始应用于工业控制领域，由于价格高、 输入输出电路不匹配、编程难度大以及难于适应恶劣工业环境等原因，未能在工 业控制领域获得推广。1968年，美国最大的汽车制造商一一通

2、用汽车公司(GM)为了适应生产工艺 不断更新的需要，要求寻找一种比继电器更可靠，功能更齐全，响应速度更快的 新型工业控制器，并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，立即引 起了开发热潮。主要内容是： 编程方便，可现场修改程序； 维修方便，采用插件式结构： 可靠性高于继电器控制装置； 体积小于继电器控制盘； 数据可直接送入管理计算机： 成本可与继电器控制盘竞争； 输入可为市电； 输出可为市电，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器等； 扩展时原系统改变最少；用户存储器大于4KB o这些条件实际上提出将继电器控制的简单易懂、使用方便、价格低的优点与计算 机的功能完善、灵活性、通用性好的优点结

3、合起来，将继电接触器控制的硬接线 逻辑转变为计算机的软件逻辑编程的设想。1969年，美国数字设备公司（DEC 公司）研制岀了第一台可编程控制器PDP-14 ,在美国通用汽车公司的生产 线上试用成功，并取得了满意的效果，可编程控制器自此诞生。可编程控制器自问世以来,发展极为迅速。1971年，日本开始生产可编程控 制器。1973年，欧洲开始生产可编程控制器。到现在，世界各国的一些著名 的电气工厂儿乎都在生产可编程控制器装置。可编程控制器已作为一个独立的工 业设备被列入生产中，成为当代电控装置的主导。可编程控制器（PLC）是一种以微处理器为基础的新型工业控制装置，它集计算 机技术、自动控制技术、通信

4、技术为一体，具有结构简单，性能优越，可靠性高，使用、维护方便等优点。因此，PLC已广泛的应用于电力，机械制造、化工、汽 车、钢铁、建筑、水利、石油、采矿的各行业。可编程控制器是以微处理器为基础，综合了讣算机技术，自动控制技术和网络通 信技术等现代科技而发展起来的一种新型丄业自动控制装置，是将计算机技术应 用于工业控制领域的新产品。PLC从诞生至今，仅有30年的历史，早期的可编 程控制器主要用来代替继电器实现逻辑控制，因此称为可编程控制器（PLC）。 随着技术的发展，现代可编程控制器得到了异常迅猛的发展，其功能已经大大超 过了逻辑控制的范用，并与CAD/CAM,机器人技术一起被称为当代工业自动化

5、 的三大支柱之一。关键字：可控制编程器：继电器：微处理器introductionLet us back to the s of 20 centuryz meet programmable controllers history.In the programmable controller appears before, relay control in the in dustrial control area domi nated, which con sists of the control systemare all according to the predetermined time

6、or condition to work order; if want to change control will have to change the order of the control system of the hardware connection, accordingly, its poor universality and flexibility.Of the 20 th century 60 sz computer tech no logy used in the in dustrial con trol area bega r because the price is

7、high, the input/output circuit don't match, programming and difficult to adapt to bad difficult in dustrial environment and other reason s, i n the in dustrial con trol area to get promotion.In 1968, the United States the largest car manufacturer-general motors (GM) in order to adapt to the need

8、s of the production tech no logy is updated, the requireme nt for a more reliable tha n relays, function more complete, the response speed faster new industrial controller; and from the user author puts forward a new generation of controller should have the ten conditionimmediately caused wavesof de

9、velopment. Main content is:(1) programming is convenient, the modification program;(2) the maintenance convenienee, adopt the plugin type structure;(3) higher than the relay control device reliability; (4) volume less than relay control plate;(5) can be directly into a computer data management; 6 co

10、sts can and relay control plate competiti on; 7 for utility the in put;8) for the utility output, capacity requirements in 2 A above, can direct drive contactor; etc.;9) when the original system change extended at least; user memory more than 4 KB.These conditions in fact put forward the relay contr

11、ol of simple and understandable，easy to use, the price is low merit and the computerthe perfect function and adva ntages of flexibility, gen era I combi ning with relay con tact device con trol hard wiring logic into computer software logic programming ideas. In 1969, the United States digital equip

12、ment corporation (DEC) developed the first programmable controller PDP-14, in gm's production line probation success, and satisfactory effect is achieved, the programmable controller since then was born.Programmable controller since since the advent, very quickly. In 1971, Japan began production

13、 of the programmable controller In 1973,theEuropean began production of the programmable controller. Now, some of the countries all over the world famous electrical factory in almost all production programmable controller device. Programmablecontroller has been as an independent industry equipment w

14、as listed in the producti on, become the con temporary the electric control device led.based newProgrammable controller (PLC) is a microprocessorindustrial control device, it set computer technology, automatic control technology, the comm un icati on tech no logy as a whole, the structure is simple,

15、 superior performance，high reliability, highConvenient operation and maintenance, etc. Therefore, the PLC have been widely used in electric power; machinery manufacturing， chemical industry, automobile, steel, construction, water conservancyz oil and mining industries.Programmable controller is base

16、d on micro processor based,in teg rated computer tech nolog% automatic control tech no logy and network communication technology, modern scienee and tech no logyand developed a new type of in dustrial automatic con trol device, is applied to the in dustrial control computer tech no logy in the field

17、 of new products. PLC from birth, so far; have only 30 years of history, theearly programmable con troller mainly used in stead of relay realize logic control, so called programmable controller (PLC). With the development of technology, modern programmable controller get abnormal of the fast develop

18、ing, its function has been much more tha n the logic of con trol, and with CAD/CAM, robot tech no logy calledtogether con temporary in dustrial automati on one of the three pillars.Keywords： programmable controller ； relay control ； microprocessor目录一、多工步转塔车床控制主电路概述71.1多工步转塔车床控制电路原理图为1-1 71.2加工流程二、多工

19、步转塔车床的加工PLC控21多工步转塔车床的加工PLC的输出/输入点分析表9 2.2多工步转塔车床PLC控制接线如下图2-2 923多工步转塔车床PLC控制梯形图及指令语句924多工步转塔车床PLC指令表，如下表1-1 11三、多工步转塔车床加工PLC控制程序说明143.1第一工步：钻孔 143.2第二工步：车平面143.3第三工步：钻深15孔3.4第四工步：车外153.5第五工步：较 163.6第六工步：车端面163.7第七工步：较锥孔1617一、多工步转塔车床控制主电路概述所谓多工步，就是加工一个机械零件需多次不同的加工工件步骤。1.1多工步 转塔车床控制电路原理图为1-1图1-1多工步转

20、塔车床原理图从图中可以看岀，转塔车床的主电路由三台电动机组成，即主轴电动机Ml,工进电动机M2及快速电动机M3o主轴电动机Ml为机床的主动力，拖动机床主轴带动工件作旋转运动；进给 电动机M2,快速电动机M3拖动大拖板，带动转塔回位工作台纵向进给运动。 当进给电动机M2启动运转时，转塔回转工作台作纵向工进（或工退）；当电动 机M3启动运转时，转塔回转工作台纵向快速进给（或快速后退）。转塔回转工作 台的工进、快进和转换，除了山电动机M2和M3的启动运转来切换外，还山电 磁阀YV1控制离合器来切换，即肖M2启动运转时，YV1吸合，此时转塔回转 工作台工进（或工退）；当启动M3运转时，YV1释放，转塔

21、回转工作台的快速 进给（或快速匸退）Q在转塔回转工作台上可以安装6把加工刀具，一步工位一把刀，上一步工位 完成后，转到下一步。它可完成钻孔、绞孔和扩孔等工作。此外，转塔车床的小 滑板在电磁阀YV2的控制下，驱动横刀架对工作进行横向加工，可完成工件的外圆、端面等切削加工。 1.2加工流程老师给的规定工步为：钻孔车平面-钻深孔车外圆绞孔一车端面六个工步, 我归于下图1-2多工步机床加工工步表工步工步名称工步内容1 钻孔车平面钻深別车外圆及钻孔粗镂双节孔及倒角精较双节孔较铠孔图12加工流程.二、多工步转塔车床的加工PLC控制2.1多工步转塔车床的加工PLC的输出/输入点分析表根据图1-1和图1-2列

22、出多工步转塔车床的加工PLC的输入/输出点分表见图2-1 输入信号输出信号名称代号输入点编号名称代号输出点编码QO.O SB10.0 KM1纵向前进接触器刀具进给开始按钮Q0.110.1KM2ST1纵向快速到位行程开纵向快速接触器关Q0.2KM3ST2 10.2纵向工步到位行程开纵向后退接触器关Q0.4ST3 10.3KM4纵向后退到位行程开横向前进电磁阀关ST4 10.4横向进给到位行程开关/的输入输出点分配图PLC2-1图多工步转塔车床2.22-2控制接线如下图PLC多工步转塔车床SBST1ST1 厅ST2TV1TV1PLC图2-2控制接线图控制梯形图及指令语句多工步转塔车床2.3PLC2

23、-3 如图.H.J0.2737 MQ3 f A卜T 0 J mq3 "小H卜'MLJ 'TutHiT-卜1 IO.-J' MQ4 UK卜 GJ Md5 UH-卜M卜W J MQ7UoH，卜M0.& MD.5b lO-M0.7 邨b 10HIX) N0.7t IO-MU'10.31 W.2T肿卜UHT raThiiTTH i O.J Ml.5f ” F T3?h k” FMIA'O.J HEOI* F程序梯形图图23M，如下表2 4多工步转塔车床PLC指令表£0叭cnOTK090KVrod=£IW棗询V£&#

24、163;IN(nccViKV££INOT90PI=rmNEV£lFi=£0WNVriwKVomKV90PIOriwMV窖询O匚0巩V90IAINV91PIVroiN(nrowKVroiNOT匚0巩=cOt)O9IPI=90JMNVoodai£IWKV匚0巩Ooob=9IJM轴殁0VcobKVVroiN(nZOFIKV£01NOTrow=cTFiOSIIM茶H =SOJMNV乙巩o9IFiKVrowOriwo门巩O£0WV91WormV£01nchriwo££I热谄Nai£0巩=riwo

25、=tOJMNVriwo门巩MV£0巩OOUAIotn imOrowV90IAIo£IFi聲圧VZ,£IN(nsoworoiNOT0T+NOIrowoEIJM=row=oowcnriwNVcOIaieiw= rowoVcW NVVr-IH£-OnV£cJAI £oi oowvNai m £°oi c iw rOWO = =£ cPM Nvsiw roi aihtvrcjv = OcIWOOWO£cJV rinvrowNWccJM O NO! Z,£I O OH N(TI £&#

26、163;IccW=rm= roixaiOM0.7ANM2.10M0.7ANMl.O=M2.0oM1.2=M0.7LDN工进10.3oM1.5LDN10.3AM2.0oM2.0AM0.7oM2.1oM2.3oMl.OANM2.2AN10.1ANMl.l=延时M2.1=Q0.2=Ml.OLDN10.1LDM0.4LDMl.OAM2.1ANQO.OOMl.loM2.2=Q0.4AN10.1AN工退M2.3抬令语句表表1-1.多工步车床零件加工流程图停止三、多丄步转塔车床加工PLC控制程序说明3.1第一工步：钻孔通用继电恳M0.3和输出继 电 Q0.2,Q0.1；A气缸后退，横刀架进给停止, 回到原位

27、3.2第二工步：车平面M0.3断开一压合行程开关ST3I0.3接通逼用继电M0.4接通并自锁完毕时，压冷百怫丽 检出逖电器Q0.4 _通用继电再.一召程开关ST电磁阀YV1电 M0.4闭合 °rjjo.4闭合.通用继电飞M0.5接通并自锁|断开M04憩出继.电Q0.4YV1断开3.3第三工步：钻深孔妥通通用继描刀桨后退.凄通输已鎚电器快述逬皓压合行程电器 M0.5Q0Q0.1开关 ST110.1闭合，適用继电君M0.6姜通并自锁，断开Q0.1压合行程 工作台工決 开尹ST2-I0.2闭X,通用继电器M0. 7、 时间继电IIT37技通，并断开綸出继电器00.0A工作台后退通用继电&g

28、t;M0.7接工修伴止 言锁薙吋肛开適用继电#M0.6接通Q0.2、Q0.13.4第四工步：车外圆毘合行程決关ST1 1_通用護t<MO. 8 I0.3农通I闭含、顺了断齐前出銭宅悬Q02Q0.1断开世业4義通瓷匕奉电寻%00 Q0.1一压合行程开关ST代垂入继电巻10.1闭合，週疋继电蓉M1.1接述逹毛誰电器M1.0軒开I0.2更合，通用继电弄MT2、时闫玆电器T37按峑 轴出坐电器Q0所开 工恥止-通用继宅巻M1 2通输出3通电M0.210.1却幵，通坯罐屯卷間1黔牙，云合尸尊毕生轧巧绫电奏Q0开关ST2 断不Q0.0按通T1举软工处诙退決盘*芻光誓y出堆电巻Q0.1接逋一I压合行延开关ST3. I0.3区合通庄维电基耐1.1按通并言锁，M1.02?u 开，歸开墩出邃电善Q0.2. Q0 13.5第五工步：狡孔快遥结聿叶，压舎行程开黄ST110 1闻合，通屈驼电5W1 2接通并自逐M1磁通并由披，二二于二L'卫审严?！尺M 1.4斯斤按迪3护崗一通用拾电關川2和的问皴电錄T37掘 Q9 1工作台工退->M1W. W厮开込亠薯