机械毕业设计（论文）-基于PLC的C616车床控制系统设计文档格式.doc

1、 年 月 日摘 要车床是机械加工中使用最广泛的机床，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹等。现代生产机械多采用机械、电气、液压、气动相结合的控制技术。电气控制技术起联接中枢作用，应用最为广泛。用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，所以本次设计以普通车床为对象，设计了一套综合、高效的PLC控制系统，提高普通车床的生产效率、控制精度和产品质量。PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。本次设计就是以PLC控制系统取代传统的继电器-接触器控制系统。文章首先介绍了普

2、通车床的结构以及电气控制系统，然后介绍了PLC控制系统的硬件结构、工作原理以及设计PLC控制系统的基本原则和步骤，根据任务要求设计了PLC控制系统，其中包括PLC的选型、硬件设计以及软件设计等。最后连接西门子触摸屏KTP1000装置，实现监控和控制操作。本设计的关键就是要在原继电器控制电路的基础上，经过合理的转换，从而设计出具有相同功能的PLC控制程序。AbstractMachining lathe is the most widely used tool, it can be used to cut various parts of the cylindrical, bore, thread

3、 end, and so on. The modern production machinery uses the control technology which the machinery, the electricity, the hydraulic pressure, air operated unify. The electric control technology plays the joint main center role, the application is most widespread. Out of the ordinary machining prevalenc

4、e of poor quality products, variety of small, low grade, high cost, delivery and long, so this design object is an ordinary lathe, designed a comprehensive and efficient PLC control system, improved lathe productivity, control accuracy and product quality. PLC （programmable controller） as an industr

5、ial control micro-computer, with its easy programming, simple operation, especially its high controllability, etc., in the industrial production process has been widely used. The PLC control system design is to replace traditional Relay - contact device control system.The article first introduces th

6、e lathe, and electrical control systems, PLC control system and then introduces the hardware structure, operation principle and design of the basic principles of PLC control systems and procedures, according to the task to design a PLC control system, including the PLC elections type, hardware desig

7、n and software design. Finally, Siemens touch screen TP177B connected devices, monitoring and control operations to achieve.The key originally designed is that should be on the basis of control circuit of original relay, through rational conversion , thus design PLC control procedure with same funct

8、ion.全套设计，请加12401814目 录摘 要2Abstract3目 录4引言61 C616型普通车床概述71.1 C616型车床的主要结构71.1.1 C616车床的主要运动71.2 C616型普通车床技术参数表72 车床电气控制系统分析及总体设计82.1 车床的电气控制电路原理图82.2 车床电路分析和电气控制要求92.2.1 主电路分析92.2.2 控制电路分析92.2.3 信号及照明电路102.3 电器元件明细表102.4 电气控制系统总体设计思路113 系统硬件设计及PLC概况和应用113.1 PLC的概况123.2 PLC的特点123.3 PLC的应用134 PLC系统构成13

9、4.1 PLC的工作原理134.2 PLC的选用165 C616普通车床电气控制系统PLC软件设计175.1 PLC软件设计175.2 STEP-Micro/WIN32175.3 S7-200编程软件及编程系统175.4 STEP7的特点175.5 STEP-Micro/WIN32编程软件的主要功能175.6 STEP7的硬件接口185.7 I/O地址分布185.8 C616电路PLC外部接线图195.9 程序设计196 触摸屏编程216.1 触控屏装置的介绍与功能216.2 触摸屏程序的建立236.2.1 创建设备236.2.2 变量的建立246.2.3 组态界面的建立24结论26参 考 文

10、 献27引言在机床工业的发展过程中，加工速度和加工精度作为提高机床效率的问题，是工程师们一直要解决的相互制约的两个问题，关于这两个问题的研究是机床电气控制系统发展的方向。在应用学科里，电力电子学，电机拖动控制学，计算机控制，可编程控制器的控制研究都为机床电气提供了必要的手段，可以通过这些学科来解决或改进上面两大问题，使机床的加工速度和加工精度同时提高。在上个世纪，对机床的控制研究主要是使用接触器-继电器的控制系统。由于交流电动机调速问题未得到解决，在实际应用中只能通过皮带传动和齿轮传动等机械结构来实现机床的有级调速，这样使机床的机械结构过于繁琐复杂，也严重限制了加工工件的加工精度。接触器-继电

11、器控制系统可以实现机床所需的动作要求控制，比如启动停止，正转和反转等，包括各种逻辑控制，连锁控制，异地控制等，但无法做到电动机调速。这样的接触器-继电器控制系统技术很简单，不难掌握，到现在仍然使用在实际中。接触器-继电器系统有各种各样的低压电器元件组成，由于触点是机械动作，所以这些低压电器元件的寿命有限，容易损坏，所以要经常更换。根据机床加工的工艺要求，需要改变逻辑控制关系，就必须重新修改线路，这对机床控制工艺要求很不适应。随着社会科技的发展，在机床的控制方面，可编程控制器越来越多的应用在低压电器控制系统中，可编程控制器可以根据具体的工艺流程和逻辑控制条件进行编程，其编程方便，体积小，可靠性高

12、等特点，越来越受到欢迎，所以可编程控制器也将越来越应用广泛，有取代接触器-继电器控制系统的趋势。本文就是以普通车床为对象，基于PLC进行电气控制系统设计。一共分为几个部分： 第一章为概述，对普通车床的结构、主要运动以及技术参数做了简要介绍。第二章为普通车床的电气控制系统分析，对于车床的主电路、控制电路和照明电路进行分析，说明了电气控制要求和总体设计。第三章介绍了系统的硬件和PLC的概况、特点以及应用，并且针对本次设计介绍了PLC在车床方面的实际应用。第四章详细的分析了PLC的工作原理、工作过程、组成部分通信联网以及编程语言。并且对于各个部分进行了详细的分析。第五章则是PLC的软件设计，Step

13、7分析，并且做出了I/O端口、PLC外部接线图、梯形图以及设计分析。第六章为触摸屏装置的链接与调试，来实现机器操作和监控。最后为结论部分。通过学习大量参考文献和在现场对各种实际情况的研究和分析,得出结论。1 C616型普通车床概述1.1 C616型车床的主要结构C616 型车床的主要结构见图1.1，主要有主轴变速箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、溜板与刀架、尾架、床身等。主轴变速箱的功能是支承主轴和传动其旋转，包含主轴及其轴承、传动机构、起停及换向装置、制动装置、操纵机构及滑润装置。进给箱的作用是变换被加工螺纹的种类和导程，以及获得所需的各种进给量。它通常由变换螺纹导程和进给量的变速机构、变换螺纹种

14、类的移换机构、丝杠和光杠转换机构以及操纵机构等组成。 溜板箱的作用是将丝杠或光杠传来的旋转运动转变为直线运动并带动刀架进给，控制刀架运动的接通、断开和换向等。刀架则用来安装车刀并带动其作纵向、横向和斜向进给运动。图1.1 C616 型普通车床的主要结构1.1.1 C616车床的主要运动车床的主运动是工件的旋转运动，它是由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。电动机的动力通过主轴箱传给主轴，主轴一般只要单方向的旋转运动，只有在车螺纹时才需要用反转来退刀。车床的另一个运动则是进给运动，进给运动由溜板带动刀架的直线移动。车床还有辅助运动，如溜板和刀架的快速移动、尾架的移动以及工件的夹紧与放松等。1.2 C616型普通车床技术参数表表1.1技术参数表类型参数及单位主电机功率4（kw）外形尺寸2340 900 1190（mm）净重1.6（t）床身上最大回转直径 320（mm）刀架上最大回转直径175（mm）最大车削长度700/1000/1500（mm）螺纹车削范围公制0.5-9（mm）英制2-38（tpi）主轴转速级数