基于plc双面铣床自动控制系统设计.doc

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基于PLC的双面铣床自动控制系统设计

摘要：

在现代生产中，部分中小型企业及高校仍广泛使用传统的继电器控制双面铣床，这些双面铣床的电控系统是以继电器、接触器的硬连接为基础的，技术上比较落后，特别是其触点的可靠性问题，直接影响了产品质量和生产效率。

而利用PLC对双面铣床进行自动控制，便能取得很好的效果，使其工业生产更为经济、可靠，适应现在社会生产力的要求。

设计了一个基于PLC的双面铣床自动控制系统，介绍了系统在硬件和软件方面的设计思想，以FX2N-48MRPLC为核心，构建一个自动控制的液压站台，使用四台电机满足课题基础的动作要求，合理利用限位开关的功能，对双面铣床进行单循环控制。

硬件方面，针对主电路、控制电路、辅助电路三部分分别进行一些设计，使其能够满足现代高效率生产的发展需求，针对滑台的三大主要动作，即快进、工进和快退，分别使用不同的电磁阀在得电情况下进行动作控制，而电磁阀的是否得电取决于开关动作，只有开关满足时候才使得PLC能够执行相应的程序；软件方面，使用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件设计梯形图，简单易学，操作方便，在系统上满足单循环与单步运动的要求。

关键词：

双面铣床；PLC；自动控制

DesignofAutomaticControlSystemforDouble-sidedMillingMachineBasedonPLC

Abstract:

Inthemodernproductionandthepartofthesmallandmedium-sizedenterprisesanduniversitiesstillwidelyusetraditionalrelaycontroldouble-sidedmillingmachine,thesedouble-sidedmillingmachineelectriccontrolsystembasedonrelays,contactdevicehardlinksbased,technologyisrelativelybackward,especiallyonthereliabilityofthecontactproblem,adirectimpactontheproductqualityandproductionefficiency.AndtheuseofPLCindouble-sidedmillingmachineforautomaticcontrol,canobtainverygoodeffect,makeitsindustrialproductionmoreeconomicalandreliableandadapttotherequirementsofsocialproductivitynow.

DesignbasedonPLCdouble-sidedmillingmachine,automaticcontrolsystemisintroducedintheaspectsofsystemhardwareandsoftwaredesignidea,toFX2N-48MRPLCasthecore,toconstructaautomaticcontrolhydraulicstation,usingfourmotorbasedactionrequiresmeetsubject,reasonableutilizationoflimitswitchfunction,singlecontrolofdouble-sidedmillingmachine.

Hardwareaspects,inviewofthemaincircuitandcontrolcircuit,auxiliarycircuitthreeparts,respectively,makeitsstudiestomeetthedevelopmentneedsofmodernefficientproduction,accordingtothethreemainactionslidingsets,namelyfastinto,workintoandretreatquickly,usingdifferentelectromagneticvalverespectivelyinelectricitysituationactioncontrol,andwhetherthesolenoidswitchmovement,haveelectricitydependsonwhenonlyswitchmeetthatmakesPLCcanexecutesprograms;Software,useFXGP/WIN-SWOPC-Cprogrammingsoftwaredesignladderdiagram,easytooperate,easytooperate,onthesystemmeetwithsingle-stepmovementsinglerequirements.

KeyWords:

Double-sidedmillingmachine;PLC;Automaticcontrol

目录

1概述 1

1.1课题概述 1

1.2课题研究背景及发展现状 1

1.3课题的研究意义 3

2双面铣床动作及电气控制要求分析 4

2.1双面铣床简介 4

2.2双面铣床动作要求分析 4

2.3双面铣床电气控制要求分析 6

3双面铣床自动控制系统方案确定 6

3.1双面铣床自动控制系统总体方案确定 6

3.2主电路方案确定 7

3.3软件方案确定 7

4双面铣床自动控制系统的硬件设计 8

4.1主电路设计 8

4.2液压站PLC控制系统 9

4.3系统分配电源 10

4.4辅助电路设计 11

4.5控制面板设计 11

4.6PLC的介绍及选型 12

4.7铣床元器件介绍及选型 13

5双面铣床自动控制系统的软件设计 17

5.1PLC软件编程 17

5.2I/O地址分配表 18

5.3梯形图注释 19

5.4梯形图指令 23

6安装调试 27

7结束语 30

参考文献 31

致谢 32

附录 33

附录1：

主电路图 33

附录2：

I/O接线图 35

附录3：

控制面板图 42

附录4：

梯形图 43

基于PLC的双面铣床自动控制系统设计

1概述

1.1课题概述

铣床是一种在机械加工和机械修理中广泛使用的机床，它是通过操作操纵手柄实现电气与机械上的配合，来完成各种预定的进给运动，是机械与电气联动的典型控制，当它的电气控制系统采用继电接触器电路实现，由于采用继电接触器控制模式，电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高，而且故障的查找与排除也非常困难。

而传统的机床控制系统都是采用继电器、接触器等元器件组构成硬件逻辑控制电路，不但接线复杂，而且经常出现故障，可靠性较差。

与传统的继电器、接触器电气控制系统相比，PLC控制具有可靠性高、柔性好、开发周期短以及故障自诊断等优点，特别适合应用于机床的控制和故障自诊断系统，可以大幅度减少继电器等硬件逻辑元件的数量，提高电气控制系统的稳定性和可靠性，从而提高产品的品质和生产效率。

用PLC控制系统替代体积大、投资大、耗能大的继电器、接触器控制系统是今后机床电气控制系统发展的趋势。

铣床作为机械加工的通用设备在汽车、内燃机等配件的生产加工中一直起着不可替代的作用。

特别是专用双面铣床，由于其能两面同时进行加工，所以其生产效率较高，且很适应于发动机的缸体、机油泵缸体、齿轮箱壳体等等的双端面加工。

可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，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的指令，并通过数字、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC控制铣床是指铣床的操作命令以数值数字的形式描述工作过程按规定的程序自动进行的铣床。

随着微电子技术特别是计算机技术的发展，PLC控制铣床迅速地发展起来。

铣床自动控制系统能够实现“夹紧一快进一工进一快退一原位停止一松开工件”的工作循环。

在PLC的控制下，能够减少元件数目，完成较为复杂的自动循环控制，提高加工效率，从而减轻工人的劳动强度。

1.2课题研究背景及发展现状

随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高，产品的更新换代也不断加快。

因此对铣床不仅要求具有较高的精度和生产率，而且应能迅速地适应产品零件的变换和产品的自动生产控制，这就促使了基于PLC的铣床自动控制理论的产生。

在现在生产过程中，可编程序控制器（PLC）日益广泛应用于机械加工设备等的电气控制系统中。

应用PLC对现有的机械加工设备的电气控制系统进行改造，可以把机械加工设备的功能、效率、柔性提高到一个新的水平，大大地改善产品的加工质量，降低设备故障率，提高生产效率，其经济效益是十分的可观。

铣床作为机械加工的通用设备在内燃机配件的生产中一直起着不可替代的作用。

自动铣床具有工作平稳可靠，操作维护方便，运转费用低的特点，已成为现代生产中的主要设备。

自动铣床控制系统的设计是一个很传统的课题，现在随着各种先进精确的诸多控制仪器的出现，铣床控制的设计方案也越来越先进，越来越趋于完美。

在我国70～80年代大多数铣床中，大多数的开关量控制系统都是采用继电器控制，也有相当一部分辅机系统是采用继电控制。

因此，继电器本身固有的缺陷，给铣床的安全和经济运行带来了不利影响，用PLC对铣床的继电器式控制系统进行改造已是大势所趋。

制造技术和自动化水平的高低己成为一个国家或地区经济发展水平的重要标志，而其中最具代表性的就是PLC控制铣床。

我国现正处于从以劳动密集型产业为主向以技术密集型产业为主的发展阶段，对自动化设备的需求会越来越大、越来越积极。

利用现有普通铣床，通过PLC控制化改造，使其成为一台高效、多功能的PLC控制铣床，是一种盘活资金的有效途径，也是低成本实现自动化的行之有效的方法。

因为一方面我国普通铣床保有量大，要将普通铣床淘汰掉是不经济、也不现实的做法；另一方面，从我国目前生产状况来看，仍然以生产普通铣床为主，普通铣床的PLC控制化改造将会长期存在，并会不断的发展。

随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。

在控制方法上，从手动控制发展到自动控制。

在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制。

在操作上，从策重发展到信息化处理。

在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微型计算机为中心的网络化自动控制系统。

可编程序控制器产生以前，以各种继电器为主要元件的电气控制线路，承担着生产过程自动控制的艰巨任务，可能有成百上千只各种继电器构成复杂的控制系统，需要用成千上万根导线连接起来，安装这些继电器需要大量的继电器控制柜，且占据大量的空间。

当这些继电器运行时，又产生大量的噪声，消耗大量的电能。

为保证控制系统的正常运行，需要安排大量的电气技术人员进行维护，有时某个继电器损坏，甚至某个继电器触头接触不良，都会影响整个系统的正常运行。

如果系统出现故障，要进行检查排除故障又是非常困难的，全靠电气技术人员长期积累经验。

尤其是在生产工艺发生变化时，可能