PLC对车床的控制.docx

PLC对车床的控制.docx

《PLC对车床的控制.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC对车床的控制.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

PLC对车床的控制

PLC课程设计报告

题目：

PLC对车床的控制设计

专业:

08应电2班

姓名：

赵林旺

学号:

2008061532

指导老师：

翟红程

PLC对车床的控制设计

目录

第一节：

绪论

1.1、前言

1.2、概要

1.3、关键词

1.4、主要内容

第二节：

C650普通卧式车床

2.1、C650普通车床的电力拖动控制要求与特点

2.2、C650车床电气控制系统的主电路

第三节：

PLC控制电路

3.1、PLC机型选择、硬件连接及I/O地址分配

3.2、C650车床的PLC程序设计

3.3、PLC梯形图控制分析

第四节:

心得体会

第五节:

参考文献

第一节：

绪论

1.1、前言

随着我国微电子技术的迅速发展，PLC技术在机械加工的各类车床的电气设备的改造和新型设备的自动控制中得到日益广泛的应用，本文将阐述车床的PLC改造。

普通车床是应用非常广泛的金属切削工具,目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业仍大量使用.由于继电器系统接线复杂,故障诊断与排除困难,并存在着固有缺陷.由于它是利用布线组成各种逻辑来实现控制,需要大量机械触点,因此可靠性不高;当改变生产流程时要改变大量的硬件接线,甚至重新设计系统,要耗费大量的人力物力,花费很多时间.因而造成了这些企业的生产率低下,效益差,反过来这些企业又没有足够的资金购买新的数控车床.因此,当务之急就是对这些普通车床进行技术改造,以提高企业的设备利用率,提高产品的质量和产量。

由于可编程控制器（PLC）具有:

通用性、适应性强;完善的故障自诊断能力且维修方便;可靠性高及柔性强等优点,且小型PLC的价格目前亦很便宜等特点。

因此,在普通车床的控制电路改造中发挥了及其重要的作用.本文以C650车床的控制系统为例,详细说明采用PLC改造传统控制系统的设计过程。

1.2、摘 要

本设计作为PLC控制的应用实例。

介绍C650车床进行PLC控制改造。

描述了车床运动状况及控制要求。

对PLC控制设计及编程作了具体的阐述。

1.3、关键词

可编程控制器（PLC）;梯形图;C650车床。

1.4、主要内容

本设计介绍了西门子公司的PLC在普通车床C650改造中的应用。

给出了C650车床电气控制的软、硬件设计,本系统既可以用于新型车床的开发也可以用于车床的数控改造。

第二节：

C650普通卧式车床

2.1、C650普通车床的电力拖动控制要求与特点

1.主轴电动机M1通常选用笼型异步电动机,完成主轴主运动和刀具进给运动的驱动。

电动机采用直接起动的方式起动,可正反两个方向旋转。

为加工调整方便,还具有正向点动功能。

2.停车时和点动完毕均要反接制动。

为了防止在频繁点动时,大电流造成电动机过载以及限制反接制动电流,在点动和反接制动时主电路串接了限流电阻R。

3.为了提高生产效率、减轻工人劳动强度,溜板箱的快速移动由电动机M3单独拖动。

根据使用需要,可随时手动控制起停。

（4）车削加工中,为防止刀具和工件的温度过高、延长刀具使用寿命、提高加工质量,车床附有一台单方向旋转的冷却泵电动机M2,提供冷却液。

2.2、C650车床电气控制系统的主电路

C650车床的主电路图如图1所示。

主电路中有三台电动机。

主电动机M1、冷却泵电动机M2和快速移动电动机M3。

主电动机电路接线分为三部分,第一部分由交流接触器KM1和KM2的两组主触点构成电动机的正反转接线;第二部分为电流表A经电流互感器TA接在主电动机M1的动力回路上,利用一时间继电器KT的延时动合触点,在起动的短时间内将电流表暂时短接;第三部分线路通过交流接触器KM3的主触点控制限流电阻R的接入和切除。

电动机M2由交流接触器。

KM4的主触点控制其接通与断开;电动机M3由交流接触器KM5控制。

图1C650车床的主电路图

第三节：

PLC控制电路

3.1、PLC机型选择、硬件连接及I/O地址分配

车床电气控制系统所需的I/O点总数在256以下,属于小型机的范围。

控制系统只需要逻辑运算等简单功能。

主要用来实现条件控制和顺序控制。

为实现C650车床上述的电气控制要求,所以PLC可以选择西门子公司的S7-200系列3。

它的价格低,体积小,非常适用于单机自动化控制系统。

该机床的输入信号是开关量信号,输出是负载三相交流电动机接触器等。

根据表1可知,车床电气控制系统需要9个外部输入信号,5个输出信号。

PLC所具有的输入点和输出点一般要比所需冗余30%,以便于系统的完善和今后的扩展预留。

所以本系统所需的输入点为12个,输出点为7个。

现选择西门子公司生产的S7-200系列的CPU224型PLC,24V直流14点输入,继电器型交流10点输出。

I/O地址分配如表1所示。

PLC控制的外部接线图如图2所示。

输入元件

地址编号

输出元件

地址编号

反接制动按钮SB10.

0.0

主电动机M1正转KM1

0.0

主轴电动机M1的正转按钮SB2

0.1

主电动机M1反转KM2

0.1

主轴电动机M1的反转按钮SB3

0.2

KM3

0.2

主轴电动机M1的点动按钮SB4

0.3

冷却泵电动机M2起、停KM4

0.3

冷却泵电动机M2停止按钮SB5

0.4

快速电动机M3起、停KM5

0.4

冷却泵电动机M2起动按钮SB6

0.5

快速电动机M3起、停位置开关SQ

0.6

速度继电器正转常开触头KS1

0.7

速度继电器正转常开触头KS2

1.0

表1　I/O地址分配

图2C650车床PLC控制的外部接线图

3.2、C650车床的PLC程序设计

PLC的程序可以采用梯形图、语句表、程序块等形式表示。

为了与继电器-接触器系统相承接,采用梯形图形式对车床电气控制系统进行编程。

梯形图与继电器-接触器系统的原理图从本质上相一致,设计方法为参照继电器原理图在保持原有控制逻辑基础上改绘。

车床电气控制系统的PLC程序

如图3所示。

图3车床电气控制系统的PLC程序

3.3、PLC梯形图控制分析

1、车床正向工作及反接制动过程:

按下SB2,M10.0接通,Q0.2动作,KM3吸合短接电阻R,同时M11.1动作,Q0.0动作,KM1吸合,主电动机M1正转起动运行,开始车削加工.要停车时,按下SB1,Q0.0、Q0.2释放,松开SB1,Q0.1动作,KM2吸合,主电动机M1串电阻反接制动,当速度接近零时,速度继电器正转常开触点KS1断开,KM2释放电动机M1停转.反向工作过程与正向相同。

2、刀架快速移动过程:

扳动进给操纵手柄压合位置开关SQ,Q0.4动作,KM5吸合,M3起动运行,刀架向指定方向快速移动。

3、主电动机正向点动过程:

按下SB4,Q0.0动作,使KM1吸合,M1串电阻限流点。

动,松开SB4,Q0.0断开,M1停转,实现点动控制。

4、冷却泵工作过程:

如果车削加工过程中,工件需要使用冷却液时,按下SB6,Q0.3动作,KM4线圈得电,冷却泵电动机M2工作,提供冷却液.要停止,按下SB5即可。

第四节：

心得体会

把PLC技术应用于C650车床，采用了输入公共点切换的方法来扩充输入点数，用少输入点的PLC代替多输入点的PLC，节省了改造成本;用移位指令控制循环加工流程，经改造后的控制系统可靠性高，稳定性好，易于维护，加工零件的质量也得到了得到了很好的保证，产生了良好的经济效益。

通过课程设计意识到要从现在开始养成那种细心的好习惯，这对以后非常有帮助。

再者通过这次课程设计锻炼了自己的查资料的能力，也体会到了成功带来了的喜悦。

可以说是获益非浅。

再次反过来思考这个设计，整个设计简单明了，可以根据此设计应用到实际中去，但是与实际完整的产品相比，仍有区别，距离还较远，有些功能还不完善，需要进一步改进和提高。

但是这个设计可以说还是有利用价值的。

第五节:

参考文献

1、张攀峰,张开生,郭国法.基于PLC控制的皮带输送机系统的应用[J].微计算机信息.2005（15）。

2、戴一平，可编程序控制器技术及应用[M]，北京:

机械工业社,2004。

3、齐占庆,机床电气控制技术M.北京:

机械工业出版社,1999。

4、韩顺杰,吕树清.电气控制技术M.北京:

北京大学出版社,2006。

5、齐宁宁,丁国富.基于PLC的车床电气控制系统设计J.机电一体化,2006。

6、陈立定、吴玉香、苏开才编．电气控制与可编程控制器，广州：

华南理工大学出版社．2001。

7、刘载文、李毫升、钟亚林编。

电梯控制技术．北京：

电子工业出版社．1996。

8、SIMATICs7—200可编程序控制器系统手册，西门子公司。

9、STEP7-Miert／WIN32V3．1sPl编程帮助手册，西门子自动化设备公司。

10、考手册、MCGs用户指南、MCGS嵌人版说明书，北京昆仑通态自动化软件科技有限公司。

11、崔纳新，PLC在电梯控制中的应用．微计算机信息．1999．

（2）。