基于PLC的T68镗床电气控制系统改造

基于PLC的T68镗床限制系统改造机电班姓名学号摘要：本论文概述了利用西门子S7-200小型PLC为限制器，对现有的T68镗床的继电器限制系统进行了改造，在保留原有限制系统功能的基础上，增加了限制系统的敏捷性、提高了自动化程度、扩展了系统的网络功能。设备调试的结果证明，镗床电气限制系统的PLC改造是胜利了，可为企业单位的老式机床的电气限制改造供应有益阅历。关键词；PLC；自动分拣；硬件设计；软件设计1、引言：企业要在当前市场需求多变，竞争激烈的环境中生存和发展就须要快速地更新和开发出新产品，以最低价格、最好的质量、最短的时间去满意市场需求的不断变更。而一般机床己不适应多品种、小批量生产要求，对一般机床的限制系统进行自动化改造，增加限制系统的敏捷性、网络化与自动化程度，已成为机械行业中一个方兴未艾的产业。镗床主要是用镗刀在工件上镗孔的机床，通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备，在机械加工行业应用广泛。传统的镗床的电气限制系统是继电器限制系统，这种限制系统成本低，技术与产品比较成熟，但自动化程度低，限制敏捷性差，不具有网络化的功能，不适应机械行业中生产过程高度自动化的发展趋势。所以有必要在现有继电器限制系统的基础上，对镗床的电气限制系统进行自动化改造。2、方案分析：在现代工业设备及自动化项目中，我们会遇到大量的开关量、脉冲量及模拟量等限制装置。如电机的启动与停止，电磁阀的开闭，工件的位置、速度、加速度的测定，产品的计数以及温度、压力、流量等物理量的设定和限制等等。传统的工业自动限制主要是由继电器或分别的电子线路来实现的。上世纪五六十年头以来，PLC由于其特有的优势而在工业限制中得了愈来愈广泛的应用。(1)PLC与继电器限制系统的比较继电器限制是采纳硬接线逻辑，利用继电器触点的串、并联刚好间继电器的延迟动作来组成限制逻辑，其缺点是一个系统一旦确定就很难轻易再改动。假如要在现场做一些更改和扩展更是难以实行。而PLC是利用其内部的存储器以数据形式将限制逻辑存储起来的，所以只要变更PLC内存储器的内容，也就可以实现更改限制逻辑的目的。对于PLC来讲，只要用PLC配备的编程器在现场就可以完成更改。至于PLC对外部的联系，只有I/O点，只要输入输出对象不变，就无须对硬接线作任何改动。(2)PLC与单片机限制系统比较虽然单片机的配置较微机系统简洁，成本也较易接受，但它仍旧不是为工业限制而设计的。同样存在着编程难、不易驾驭、须要做大量的接口工作，牢靠性仍较差，成本高等缺点。尽管其有较强的数据处理实力，但工业限制都为开关量限制，所以其特长仍得不到发挥。在很大程度上，PLC是专为工业限制而设计的。(3)PLC与计算机限制系统的比较PLC是专为工业限制所设计的。而微型计算机是为科学计算、数据处理等而设计的，尽管两者在技术上都采纳了计算机技术，但由于运用对象和环境的不同，PLC较之微机系统具有面对工业限制、抗干扰实力强、适应工程现场的温度、湿度环境、输入、输出一般采纳“光一电”隔离技术，并配备有可承受较大负载的继电器或可控硅(也有用晶体管)输出部件，一般可以干脆驱动小型电机等负载。综合以上分析，我们采纳PLC做为核心限制器，组成了T68镗床的电气限制系统。3、限制方案实现3．1限制需求T68镗床的电气限制的主要功能如下：主轴可以正反转，并分凹凸速运行，还可以实现反接制动。反接制动是靠速度继电器协作反向接法接触器来共同完成的，主轴正向起动时，按SB2按钮，然后KM3闭合，之后KM1闭合，再之后KM4闭合，主轴电动机此时以正转低速运行。要变高速时，只要扳动主轴变速手柄，将些手柄置于高速位置，这时限时开关SQ7被压，它接通了通电延时继电器KT，经过延时后，KM4断开，KM5闭合，主轴电动机就变为高速了。无论何时主轴变高速都要先经低速后再到高速，制动时，只要按SB1停止按钮，速度继电器KS的常开触点KS就会协作反向接触器KM2，把速度马上降下来，假如先起动了反向，整个过程与正向相同，只是起制动作用的是KM1了。假如在主轴工作过程中需变速，这时不用按停止SB1。只要将主轴变速操作盘的操作盘的操作手柄拉出，使行程开关SQ3不再受压，SQ5也不再受压，使KM3，KT线圈断电释放，KM1（或KM2）也随之断电，之后接制动回路又能形成使KM2（或KM1），KM4线圈马上通电吸合。电动机1M在低速状态下串电阻反接制动，当制动结束后，便可转动变速操纵盘进行变速。变速后，将手柄推回原位，使SQ3、SQ5的触点复原原来状态，使KM3、KM1（或KM2）、KM4的线圈相继通电吸合。电动机按原来的转向起动，而以新选定的转速运转。变速时，若手柄出现卡住问题，这时S！5协作KS的常闭触点，周期性地使KM1、KM4线圈相继通电吸合，直至齿轮啮合后，卡住问题消逝，方可推回操纵手柄，变速冲动才算结束。假如主轴在进给过程中希望变速，这时只是拉开进给变速操作手柄即可，不过这时与之相关联的行程开关是SQ4与SQ6。动作过程与主轴转动是相同的。切记，这两个变速过程是靠两个操作手柄来完成的，各负其责。假如这两个操作手柄同时都被扳动，那么这时与之相应的SQ1与SQ2就都断开了，限制电路全部断电，换句话说，这两个手柄不能同时动作。快速进给电动机2M的限制。这里又有一个操作手柄，名称叫快速进给操作手柄，将它向里推，压合行程开关SQ9，使KM6线圈通电吸合，2M正向起动。松开手柄，快速进给停止。SQ9复位，使KM6失电，反之，向外拉手柄时。压合SQ8，使KM7线圈吸合，电动机反向起动。总之，镗床上共有2台电动机，分别为1M和2M。1M负责主轴的旋转和进给，2M是快速进给电动机，有3个操作手柄，有2个与1M有关，1个与2M有关，名称是主轴变速操作手柄。主轴进给变速操作手柄。快速进给操作手柄。有9个行程开关，SQ1与SQ2负责两个变速手柄的联锁，不行同时动作。SQ3、SQ4、SQ5、SQ6都与变速手柄有关，SQ7与主轴变高速时有关。SQ8、SQ9快速进给的两个方向。有7个接触器，其中KM1—主轴正转；KM2—主轴反转；KM3—主轴高速；KM6—快速正向进给；KM7—快速反向进给；KT—时间继电器，低向高转换延时。本次改造是以1994年中国劳动出版社出版，劳动部培训司组织编写的《修理电工生产实习》（其次版）为样本，原限制系统原理图如图2所示，结构示意图如图1所示。图1T68卧式镗床结构简图图2T68卧式镗床电气限制原理图3．2PLC选型分析限制需求，系统须要18个输入点，8个输出点，选用24入/16出的的西门子S7-200，CPU226的小型PLC为限制系统的核心限制器。西门子S7-200系列PLC具有编程指令功能强，程序开发简洁，适合工业组网的特点，可以满意镗床电气限制系统改造与以后网络化功能扩展的须要。3．3硬件部分的实现：（1）依据系统的限制需求，PLC的I/O安排地址如以下的程序符号表所示：（2）PLC接线图：S7-200PLCCPU226S7-200PLCCPU226图3PLC的电气限制系统接线图3.3软件设计：依据系统硬件结构特点与限制流程，编制的PLC程序如下：4、设备调试软硬件联合调试中，我们总结了以下的留意事项：肯定要保证现场电气柜的密封性和透气性防止铁粉等导电性粉末和油污等的侵入，并保证柜内温度不会过高。电气的安装前要依据设计图纸画好电气位置图和接线图，接线图中肯定要标注清晰线号在拆线过程中要做好标记，接好线后要核实。插头焊接，肯定要留意不要把焊点虚焊导线的连接，肯定要在导线两端压好冷轧端头。做好抗干扰屏蔽工作，应远离干扰源和动力线，应与其他设备分别运用自己的接地装置，通信线路等采纳屏蔽电缆。沟通线与直流线、输入线与输出线都最好分开走线，尤其要保证伺服限制器相关的电线和相关的电线分开。对于一些关键线路要采纳硬接线连锁保证万无一失，如星三角转换的两个接触器之间的连锁。程序编制好以后要在脱机和最小系统状况下先调试，调试好以后才可以联机调试。布好线后，肯定要用万用表测量校准以后，才一能进行通电调试。调试时首先检查三相沟通电源、两相沟通电源以及直流电源的输入、输出是否正确。5、总结经过运行调试T68镗床限制系统改造，S7-200材料分拣监控系统，工作牢靠，稳定，充分发挥了限制程序便利，限制敏捷的特点，达到了预期的限制要求，取得了良好的限制效果。6、参考文献[1]肖宝兴.西门子S7-200PLC的运用阅历与技巧机械工业出版社2008年[2]蔡行健黄文钰李娟深化浅出西门子S7-200PLC北京航空航天高校出版社200