四工位卧式镗铣组合机床控制系统设计.docx

四工位卧式镗铣组合机床控制系统设计.docx

《四工位卧式镗铣组合机床控制系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四工位卧式镗铣组合机床控制系统设计.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

四工位卧式镗铣组合机床控制系统设计

成绩评定表

学生姓名

华明亚

班级学号

1001014107

专业

机械设计制造及其自动化

课程设计题目

四工位卧式镗铣组合机床控制系统

评

语

组长签字：

成绩

日期

年月日

课程设计任务书

学院

机械学院

专业

机械设计制造及其其自动化

学生姓名

华明亚

班级学号

1001014107

课程设计题目

四工位卧式镗铣组合机床控制系统

实践教学要求与任务:

设计内容：

1）完成《课程设计指导书》所要求的控制循环。

2）按停止按钮，完成当前循环后再停。

3）要求可以实现手动、单周期、连续控制。

设计要求：

1）画出端子分配图和顺序功能图

2）设计并调试PLC控制梯形图

3）设计说明书

工作计划与进度安排:

进度安排：

1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天

2）PLC梯形图设计与调试3天

3）说明书撰写0.5天

4）答辩0.5天

指导教师：

2012年月日

专业负责人：

2012年月日

学院教学副院长：

2012年月日

1前言…………………………………………………………….....................4

2课题的基本要求……………………………………………………………..7

3总体设计……………………………………………………………………..8

3.1PLC选型.............................................................................................8

3.2I/O点及地址分配……………………………………………..…...10

3.3PLC端子接线...................................................................................12

4PLC程序设计…………………………………………………...…………..13

4.1设计思想...........................................................................................13

4.2四工位卧式镗铣组合机床控制系统顺序功能图.............................14

4.3PLC梯形图.......................................................................................15

4.3.1主程序……………………………………………………….15

4.3.2公共程序…………………………………………………….16

4.3.3手动程序……………………………………………………..17

4.3.4自动程序……………………………………………………..19

4.3.5输出程序.................................................................................25

4.3.6复位程序.................................................................................28

5程序调试说明................................................................................................30

6结束语.............................................................................................................31

参考文献............................................................................................................32

1前言

企业现代化生产规模的不断扩大和深化，使得生产物的输送成为生产物流系统中的一个重要环节。

运料小车自动控制正是用来实现输送生产物的控制系统，随着PLC的发展，国外生产线上的运输控制系统非常广发的采用该控制系统，而且有些制造商还开发研制出了专用的逻辑处理控制芯片，我国的大部分工控企业的运料小车自动控制系统都是从国外引进的，成本高，满足现代化生产流通的需要，让PLC技术与自动化技术相结合，充分的利用到我国的工控企业生产线上，让该系统在各种环境下都能够工作，而且成本低，易控制，安全可靠，效率高。

可编程控制器（ProgrammableController）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。

早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）,简称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，所以将可编程控制器简称PLC,PLC自1966年出现，美国，日本，德国的可编程控制器质量优良，功能强大。

Plc的优点

⑴可靠性高，抗干扰能力强

PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10~1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。

⑵硬件配套齐全，功能完善，适用性强　　

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。

⑶PLC的安装接线方便，一般用接线端子连接外部接线。

⑷PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，也可以用于各种规模的工业控制场合。

除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。

近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。

加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

⑸易学易用，深受工程技术人员欢迎　

PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。

它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。

梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。

为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

⑹系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造

PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。

这种编程方法很有规律，很容易掌握。

对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。

　　PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。

更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。

这很适合多品种、小批量的生产场合。

⑺体积小，重量轻，能耗低　　

以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2~1/10。

它的重量小于150g，功耗仅数瓦。

由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

Plc应用领域

⑴用于顺序控制

顺序控制是根据有关输入开关量的当前与历史的状况，产生所要求的开关量输出，以使系统能按一定顺序工作。

这是系统工作最基本的控制。

⑵用于过程控制

过程控制要用到模拟量。

模拟量一般是指连续变化的量，如电流、电压、温度、压力等物理量。

过程控制的目的就是，根据有关模拟量的当前与历史的输入状况，产生所要求的开关量、或模拟量输出，以使系统工作参数能按一定要求工作。

是连续生产过程最常用的控制，过程控制的类型很多。

⑶用于运动控制

运动控制主要指，对工作对象的位置、速度及加速度所作的控制。

可以是单坐标，即控制对象作直线运动；也可是多坐标的，控制对象的平面、立体，以至于角度变换等运动PLC也已具备处理脉冲量的能力。

⑷用于信息控制

信息控制也称数据处理，是指数据采集、存储、检索、变换、传输及数表处理等。

随着技术的发展，PLC不仅可用作系统的工作控制，还可用作系统的信息控制。

⑸用于远程控制

远程控制是指，对系统的远程部分的行为及其效果实施检测与控制。

通过本次课程设计可以上我们更加的了解PLC的各项应用，对以后的学习和工作会有很大帮助。

2课题基本控制要求

第七组题目：

四工位卧式镗铣组合机床控制系统设计

该机床有四个工位，三个动力头。

第一工位是装卸工位，第二到第四工位的三个动力头可以同时对相应工位夹具上的工件进行加工。

工作台每次转位90度，转过360度完成一个工件的所有加工。

机床的动作包括：

工作台的抬起、回转、落下夹紧；夹具的夹紧、松开；三个滑台各自的向前切削、向后退回。

流程图如图所示。

要求：

1．实现图示的工作循环。

2．要求有三种工作方式：

手动、连续、单周期。

3．连续时，循环3次结束，声光间断报警5秒。

图1.机床总控流程图

3总体设计

3.1PLC选型

ＰＬＣ主机：

选择西门子Ｓ７－２００系列ＰＬＣ作为系统的工作主机。

根据I/O点数来确定PLC型号，为满足控制要求该系统需要有33输入点，16个输出点。

因此采用S7-200CPU226AC/DC/继电器型（图2）工作主机。

其基本参数如下：

本机数字输入：

24路数字量输入

本机数字输出：

16路数字量输出

内部存储器位：

256位

定时器总数：

256定时器

计数器总数：

256计数器

电源电压允许范围：

AC85~264V

输入电流仅CPU/最大负载：

40/160mA,AC240V

电压范围：

DC20.4~28.8V

电流限制：

约1.5A

由于该系统要求33个输入点16个输出点S7-200CPU226不能满足点数要求，因此采用EM223DI8/DO8×DC24/继电器型和EM221DI8×DC24/继电器型扩展模块增加输入输出点数。

CPU总I/O点数为64点，系统要求的I/O总点为49点。

CPU总I/O点数=（1.1~1.3）系统要求的I/O总点数。

所以满足设计要求。

图2CPU226AC/DC/继电器端子连接器

按照工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y132M-6型，额定功率4KW，同步转速为1000r/min,满载转速为960r/min，额定电流9.4A。

接触器型号CJX2-32,额定电流32A。

热继电器型号JR20-63,32-47A热继电器。

熔断器型号RT14-32,适用与交流50HZ，额定电压交流380V，额定电流至32A的配电线路中，作过载和短路保护。

图3正反转电机

3.2PLC端子接线

表1I/O端子分配

输入

输出

功能

地址

功能

地址

工件夹紧限位

I0.0

工件夹紧

Q0.0

工作平台上限位

I0.1

工作台抬起

Q0.1

回转90度传感器

I0.2

工作台回转

Q0.2

工作