PLC课程设计周云飞.docx
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PLC课程设计周云飞
综合成绩
优秀（）良好（）
中等（）及格（）
不及格（）
教师（签名）
批改日期
2012年月日
PLC课程设计报告
院系电子与电气工程学院
专业电气工程及其自动化
班级电气1092班学号1091205933
姓名周云飞
2012年11月
课程名称：
加工中心换刀PLC控制
一、控制要求：
加工中心换刀装置有16把刀，装置由一台电机正反转拖刀盘使相应的槽位对准换刀装置，正反转每接通2秒断开1秒则沿着相应的方向转过一个位置。
当相应的槽位好对准换刀位置时，放刀流程为：
手臂左移（YV1）至SQ1，下摆（YV2）至SQ2，放刀（YV3），3秒后手臂上摆（YV4）至SQ3，右移（YV5）至SQ4结束取刀道流程同放刀（区别是取刀接通YV6）。
有16个按钮确定目标刀号和1个按钮实现手动调节当前的刀号（MW10）。
1）手动按钮持续按下则电动机正转且每接通2秒断开1秒持续工作，且MW10值为1。
2）按下相应目标刀号按钮则先判断应该正转还是反转（以效率为基准），然后确定换刀步数，到目标刀号停止且将MW10值更改为目标刀号值。
二、控制系统设计分析
2.2.1刀套编码方式
刀套编码方式是对刀库各刀座预先编码，每把刀具放入相应刀座之后就具有了相应刀座的编码，即刀具在刀库中的位置是固定的。
2.2.2顺序选刀方式
将刀具按加工工序顺序依次放入刀库的每一个刀座中。
每次换刀时，先把已经使用过的刀具放回原来的刀座中，然后刀库顺序转过一个刀座位置，并取出所需要的刀具。
这种法有利于对换刀过程的控制，但是，由于刀具在不同的工序中不能重复使用，如果刀具不按顺序放在刀库中，将会产生严重的后果。
这样就必须增加刀具的数量和刀库的容量，这样降了刀具和刀库的利用率。
2.2.3刀具编码方式
刀具编码方式就是刀具在刀库中不必按照工件的加工顺序排列，可以任意排放的。
每把刀具均编上代码，自动换刀时，刀库旋转，每把刀具都要经过“刀具识别器”接受识别。
当刀具代码与数控机床发出的请求代码相符时，刀库旋转到换刀位置，等待机械手取刀。
2.2.4随机选刀方式
这种方式主要由软件完成选刀,消除了由于识别装置的移动性和可靠性所带来的选刀
误差,大大提高了选刀精度并简化了控制装置。
目前该种选刀方式正被越来越多的各类数控机床自动换刀装置采用。
本文采用PLC技术,研究了带有6把刀的随机换刀方式的控制方法。
即：
PLC接收到计算机数控装置（CNC）发来的刀号指令,即进行选刀工作,刀库在步进电机的带动下转动,一旦选刀成功,就将该刀送至指定的刀具交换位置上,等待换刀。
在这个过程中,需要应用PLC完成的自动控制主要包括接收新刀号、计算目标地址、确定刀库回转方向及回转角度等。
在刀库刀具的安装位置上装有到位信号灯,刀库回转经过时,会产生一个脉冲信号至PLC,来确定是否到达目的位置.
输入点统计：
序号
输入输出点编号
相对应的名称
1
I0.0
故障按钮
2
I0.1
启动按钮
3
I0.2
刀具选择按钮
4
I0.3
刀具选择按钮
5
I0.4
刀具选择按钮
6
I0.5
刀具选择按钮
7
I1.0
左限位SQ1
8
I1.1
右限位SQ4
9
I1.2
下限位SQ2
10
I1.3
上限位SQ3
11
I1.4
放物
12
I1.5
取物
输出点统计
序号
元器件
用途
1
Q4.0
电机正转
2
Q4.1
电机反转
3
Q4.2
左移YV1
4
Q4.3
右移YV5
5
Q4.4
下移YV2
6
Q4.5
上移YV3
三、PLC硬件配置表：
利用实验室设备进行课题设计，选择西门子S7-300PLC。
槽号
1
2
3
4
5
模块
选择
PS307
5A
CPU314-
2DP
SM321
DC24V
16点
SM321
DC24V
16点
/0．5A
I/O点范围
I0．0～I1.5
I120.0~I123.7
Q4．0～Q4.5
Q125.0
四、主电路设计说明及实物控制面板
由电机的正反转来带动换刀电路
五、输入输出点分配与接线
序号
元件
地址分配
1
SQ1
I124.0
2
SQ2
I124.1
3
SQ3
I124.2
4
SB1
I0.0
5
SB2
I0.1
6
SB3
I0.2
7
SB4
I0.3
8
SB5
I0.4
14
SB11
I1.0
15
SB12
I1.1
16
SB13
I1.2
17
SB14
I1.3
18
SB15
I1.4
19
SB16
I1.5
21
KM1
Q4.0
22
KM2
Q4.1
六、PLC控制程序设计
七、调试过程：
1.手动按故障按钮持续下电机正转且每接通2秒断开1秒持续工作，且mw10值为1。
2.此时的mw10值为1，选择相应的目标刀号按钮，此时对应的是mw14，然后用mw14与mw10值相减，此时的值与8进行对比，若比8小则将所选的目标按钮正转到对应的槽中，若比8大，则反转到对应的槽中，此时相应的步数为16-mw16。
目标刀号对应后，将机械手进行左移，下移，上移，右移，将目标刀号取走。
八、总结
通过这次设计实践。
我学会了plc的基本编程方法，对plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到plc中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。
能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对plc的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。
在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。
在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。
能过比较选出最好的方案。
在这过程也提高了我们的表过能力。
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