毕业设计m7130机床的PLC改造.docx
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毕业设计m7130机床的PLC改造
M7130平面磨床电气控制系统的PLC改造
【摘要】
本文通过对平面磨床M7130的电气控制系统的改造来介绍电气控制系统用PLC进行改造的过程，本文首先对平面磨床进行介绍（包括对其运动形式、主电路、控制电路等），然后又对PLC进行简单介绍，而后对改造过程进行介绍，包括对怎样通过PLC实现传统继电器的控制要求都做了详细的介绍。
通过本文，读者将对PLC改造传统继电器控制系统有一定的认识，同时了解一些利用PLC改造的优点，最重要的是掌握PLC在生产过程中的应用。
【关键词】
PLC、平面磨床M7130、电气控制系统、改造
M7130flatgrinderelectriccontrolsystemofPLCtransformation
【abstract】
ThisarticlethroughtosurfacegrinderM7130ofelectricalcontrolsystemtransformationtointroduceelectriccontrolsystemmodificationprocesswithPLC,thisarticlefirstintroducestoflatgrinder（includingitsformsofexercise,themaincircuitandcontrolcircuit,etc.）,thenabriefintroductionofPLC,thenintroducestothemodificationprocess,includingbyPLConhowtocontrolrequirementsfortraditionalrelaysaredescribedindetail.Throughthispaper,readerswilltransformtraditionalrelaysofPLCcontrolsystemhadcertainunderstanding,andunderstandsomeoftheadvantagesofusingPLCtransformation,themostimportantistomastertheapplicationofPLCinproductionprocess.
【keywords】
PLC,flatgrinderM7130,electricalcontrolsystemandtransformation
M7130平面磨床的外形结构
下图是M7130平面磨床的外形图
M7130平面磨床外形图
1—床身2—工作台3—电磁吸盘4—砂轮箱5—砂轮箱横向移动手柄6—滑座7—立柱8—工作台换向撞块9—工作台往复运动换向手柄10—活塞杆11—砂轮箱垂直进刀手轮
一、M7130平面磨床的主要运动形式和控制要求
1、主运动：
主运动指的是砂轮的高速旋转，其控制要求有三点：
（1）为保证磨削加工质量，要求砂轮有较高的转速，通常采用两极笼型异步电动机。
（2）为提高主轴的刚度，简化机械结构，采用装入式电动机，将砂轮直接装到电动机轴上。
（3）砂轮电动机只要求单向旋转，可直接启动，无调速和制动要求。
2、进给运动：
进给运动有三种运动形式：
工作台的往复运动（纵向进给）、砂轮架的横向（前后）进给、砂轮架的升降运动（垂直进给）。
各自的控制要求如下：
工作台的往复运动（纵向进给）：
（1）液压传动，因液压传动换向平稳，易于实现无级调速。
液压泵电动机M3拖动液压泵，工作台在液压作用下作纵向运动。
（2）由装在工作台前侧的换向挡铁碰撞床身上的液压换向开关控制工作台进给方向。
砂轮架的横向（前后）进给：
（1）在磨削的过程中，工作台换向时，砂轮架就横向进给一次。
（2）在修正砂轮或调整砂轮的前后位置时，可连续横向移动。
（3）砂轮架的横向进给运动可由液压传动，也可用手轮来操作。
砂轮架的升降运动（垂直进给）：
（1）滑座沿立柱的导轨垂直上下移动，以调整砂轮架的上下位置，或使砂轮磨入工件，以控制磨削平面时工件的尺寸。
（2）垂直进给运动是通过操作手轮由机械传动装置实现的。
2、辅助运动：
辅助运动主要有工件的夹紧、工件的冷却。
各自的控制与要求：
工件的夹紧：
（1）工件可以用螺钉和压板直接固定在工作台上。
（2）在工作台上也可以装电磁吸盘，将工件吸附在电磁吸盘上。
因此，要有充磁和退磁控制环节。
为保证安全，电磁吸盘与三台电动机M1、M2、M3之间有电气联锁装置，即电磁吸盘吸合后，电动机才能启动。
电磁吸盘不工作或发生故障时，三台电动机均不能启动。
工件的冷却：
（1）冷却泵电动机M2拖动冷却泵旋转供给冷却液。
（2）要求砂轮电动机M1和冷却泵电动机要实现顺序控制。
二、M7130平面磨床的电路分析
M7130平面磨床电路图
1.主回路分析
主回路有只需单方向旋转的三台电动机M1、M2、M3，其中M1为砂轮电动机，M2为冷却泵电动机，M3是液压泵电动机。
由QS1转换开关控制接触器KM1、KM2主触头的闭合与分断来控制电动机的起动与停止。
冷却泵电机只有在砂轮电动机起动后，经由插销供电旋转，所以M2接在M1定子侧。
M1、M2、M3三台电动机共用熔断器FU1作短路保护，M1、M2分别由热继电器FR1、FR2作过载保护。
2.控制电路分析
按其用途可分为三部分：
电动机、电磁吸盘控制电路及照明电路。
由熔断器FU2作短路保护：
电动机控制电路控制电源为交流380V。
由按钮SB1、SB2和接触器KM1构成了砂轮电动机的控制电路；由按钮SB3、SB4和接触器KM2构成了液压电动机的控制电路。
电磁吸盘控制电路电源是单相220V经整流变压器降压再经整流电路最后取R2（可调）、R3串联分压后R3两端的电压为电源。
由SQ2控制电磁吸盘的充磁、放松和退磁。
照明电路经熔断器FU3短路保护和变压器T2降为安全电压SA控制照明灯EL的亮灭。
三、PLC的介绍
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController,PLC），它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。
但是为了避免与个人计算机（PersonalComputer）的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC,PLC自1966年美国数据设备公司（DEC）研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。
PLC的基本结构
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：
a、电源
b、中央处理单元（CPU）
c、存储器
d、输入输出接口电路
e、功能模块
f、通信模块
三菱PLC的主要特点
①结构灵活
②传输质量高、速度快、带宽稳定
③范围广
④低成本
⑤适用面广
四、M7130平面磨床电气控制线路的PLC改造
1、输入输出的设计
根据其控制要求我们将PLC进行输入输出做出下如的分配：
输入（INPUT）
输出（OUTPUT）
功能
电路
元件
PLC地址
功能
电路
元件
PLC地址
砂轮启动按钮
SB1
X1
砂轮电动机M1控制
KM1
Y0
砂轮停止按钮
SB2
X2
液压泵电动机M3控制
KM2
Y1
液压泵启动按钮
SB3
X3
冷却泵电动机M2控制
KM3
Y2
液压泵停止按钮
SB4
X4
电磁吸盘充磁控制
KM4
Y3
冷却泵启动按钮
SB5
X5
电磁洗盘退磁控制
KM5
Y4
冷却泵停止按钮
SB6
X6
照明灯
EL
Y5
电磁吸盘充磁按钮
SB7
X7
电磁吸盘退磁按钮
SB8
X10
照明灯控制
SA
X11
欠电流继电器KA输入
KA
X0
三菱PLC（FX2N48MR）I/O分配表
2、PLC的外部接线
根据输入输出分配表，我们可将PLC的外部接线图画出（如下图）：
PLC外部接线图
3、PLC改造M7130平面磨床软件设计
PLC改造M7130平面磨床电气控制线路的程序设计
从梯形图中我们可以看出：
在总开关闭合的情况下（KA得电常开闭合）
1、按下SB7（X007）时，Y003得电自锁并充磁。
2、M0得电，电磁吸盘充磁且工件吸牢，M0常开闭合。
3、此时按下SB1（X001）砂轮启动或SB3（X003）液压启动按钮继电器Y000、Y001得电开始工作。
4、按下SB2（X002）砂轮停止按钮或SB4（X004）液压停止按钮继电器Y000、Y001失电停止工作。
5、SB5（X005）、SB6（X006）分别为冷却泵电动机的启停控制按钮。
6、SB8（X010）为电磁吸盘退磁按钮。
7、SA（X011）为照明灯控制开关。
五、结束语
通过实例PLC改造M7130平面磨床的传统电气控制系统，我们能很明晰的了解到PLC优于传统电气控制系统的地方。
经过改造后传统电气控制系统的缺点都已克服，同时也使生产效率明显提高。
对以后PLC改造传统电气控制系统有很好的参考价值。
参考文献
【1】谢祥强，梁京章基于PLC的M7130平面磨床电气控制系统的改造2009
【2】陈鼎宁机械设备控制技术1999
【3】廖常初FX系统PLC编程及应用2005
【4】胡爱华，孙继东PLC在平面磨床上的应用2003
【5】邢建国基于PLC的磨床控制设计1999
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