箱体加工专用机床的PLC控制.doc

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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

031823100204

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

QV1

QV2

QV3

QV4

QV5

QV6

QV7

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1~5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CPU226。

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SQ7

I0.4：

左动力头行程开关SQ1

I0.5：

左动力头行程开关SQ3

I0.6：

左动力头行程开关SQ5

I0.7；右动力头行程开关SQ2

I1.0：

右动力头行程开关SQ4

I1.1：

右动力头行程开关SQ6

输出

Q0.0：

左电磁阀（快进）QV1

Q0.1：

左电磁阀（工进）QV2

Q0.2：

左电磁阀（快退）QV3

Q0.3：

右电磁阀（快进）QV4

Q0.4：

右电磁阀（工进）QV5

Q0.5：

右电磁阀（快退）QV6

Q0.6：

电磁阀（夹紧装置）QV7

Q0.7：

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、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。

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

通过这次对PLC控制，让我了解了plc梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，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。

虽然本次课程设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。

多和同学讨论。

我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。

讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。

多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样己解可以方便自决问题。

总之，这次的实训给予了我不同的学习方法和体验，让我深切的认识到实践的重要性。

在以后的学习过程中，我会更加注重自己的操作能力和应变能力，多与这个社会进行接触，让自己更早适应这个陌生的环境，相信在不久的将来，可以打造一片属于自己的天地。

五、参考文献

1、《机床电气控制与PLC》主编：

王浩

2、网络

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