多工步机床的PLC控制课程设计文档格式.docx

1、二设计任务和要求1根据本课题要求，采用 PLC 控制，试设计该控制程序，画出 I/O 电气接口图。2调试程序，模拟运行。三设计方案1方案的论证和分析11系统功能本次课题的设计的功能是实现对棉纺锭子锭脚加工过程的控制，加工棉纺锭子锭 脚的是多工步机床，它对零件加工前的实习坯件利用七把刀具分为七步：钻孔，车平 面钻深孔，车外圆及钻孔，粗绞双节孔及倒角，精绞双节孔和绞锥角。利用慢速电动 机和快速电动机实现快慢速的进退，电子气阀实现快慢速电动机的转换。加工时，工件由主轴上的夹头夹紧，并由主轴电动机 M1 带动作旋转运动。大拖板 载着六角回转工位台作横向进给运行，其进给速度由工进电动机（慢速电动机）M2

2、、快 进电动机（快速电动机）M3 经电磁气阀（YV2）离合器带动丝杆控制。小拖板的纵向运动由 电磁气阀（YVl）气压驱动。除第 2 把刀（完成第-32 步，即车平面）是由小拖板纵向运动 切削外，其余 6 把刀（完成其余 6 个工步）均由大拖板载着六角回转工作台横向运动切 削，每进行完一个工步，六角回转工位台转动一个工位，进行下一工步的切削。12实现途径实现对加工棉纺锭子锭脚多工步机床控制有两种方法，一个是利用传统的继电器 的途径实现；一个是利用可编程控制器编程途径实现。两者都有各自的优缺点。具体 利用哪一种途径，需要对目的系统进行详细和全方位的分析。13实现方法两种途径在实现的方法上也不相同。

3、在利用传统继电器实现时，主要利用经验法，设计时思维对象是具体的继电器，利用各种功能的继电器实现控制电路。在利用 PLC 实现时，有两种方法，一个是利用定时和基本指令组合实现。一个是利用步控指令实 现。用基本逻辑指令实现较复杂的顺序控制，其梯形图比较复杂，而且不太直观。步 控指令使复杂的顺序控制程序能够方便地实现。14 技术经济比较采用传统的继电器控制时，需要的继电器多，接线复杂，因此，故障多，维修 困难，费工费时，不仅加大了修理成本，而且影响了设备的工效；采用 PLC 实现无需 复杂的接线，而且实现起来方便，不费时。无需大量继电器，只需 PLC 芯片，基本无 修理成本。2系统方案的选定上面分析

4、过了实现加工棉纺锭子锭脚多工步机床控制有两种途径，各有优缺点。而加工棉纺锭子锭脚多工步机床控制过程复杂，工步多，分为七步，每一步又可以再 细分解成更多的操作。采用传统的继电器控制时，需要的继电器多，接线复杂，实现 起来很困难，而且可靠性不高。PLC 正适合这种工序复杂的场合，编程方便，也方便维 护。考虑到此系统是按顺序工作的，适合利用顺步控制指令来实现，每个操作可以看 成是一个特定的状态。经过分析，我们选择 PLC 利用步控指令来实现系统控制。整个机械加工过程由七把刀具分别按照七个工步要求依次进行切削，其加工步如 表所示：要求中的工步表中不同的工步中的一些行程开关是一样的，分析一下就可以知 道

5、，在实际的加工过程中不同工步的一些行程开关的位置一定是不一样的。比如第一 工步的工进过程中遇到的行程开关和第二工步的工进过程中遇到的行程开关的位置应 该是不一样的，第二工步钻孔深度比第一工步钻孔深度要深。所以这两个地方应该使 用不同的行程开关。但可以看出，在对这两个工步利用步控指令编程时，它们的过程 和内容都一样。所以为了简化课程设计的工作量，我把一些相同操作的工步，只取其 中的一个，其它的都删去。在第二三工步里，有一个纵进纵退的过程，在此过程中小拖板有电磁气阀（YVl）气 压驱动，虽然在实际加工的过程中纵进纵退和横向前进后退动作不一样，但在编程时，和第一工步是一样的。因此我把它也省去了。在做

6、了长时间的分析后，为了减少重复工作，我们只设计第一工步和第四工步。 其他的工步都省去了。321I/O 配和外部接线图输入输出X0：启动开关 Y0：电动机 M1 接触器 KMl X1：停止按钮 Y1：电动机 M2 接触器 KM2 X2：行程开关 SQl Y2：电动机 M3 接触器 KM3 X3：行程开关 SQ2 Y5：电动机 M3 接触器 KM4 X4：行程开关 SQ3X5：行程开关 SQ4I/O 地址分配图22 系统的主电路系统的主电路包括三个电动机，四个接触器，一个电磁阀，和一个开关。其中电 动机 M1 是主轴电动机受 KM1 控制，工进电动机和快进电动机受 KM2、KM3、KM4 控制。

7、KM2 实现正转相当于前进，KM3 实现反转相当与后退。电磁阀 YV2 受 KM3 控制。YV2 接 通实现工进，YV2 断开和 KM4 一起实现快进。423 系统工作流程图根据工步列表可以很方便的画出流程图。要说明的是流程图中，相邻的两个状态 的转换条件没有被列出。之所以画出流程图是为了以后方便画状态转移图，他们两者 有许多相似的地方。所以画流程图可以说是给状态转移图先打个草稿。加工棉纺锭子 锭脚多工步机床的流程就是加工工序，启动后拖板快进工进延时快退。快退到 初始位置后紧接着又快进工进延时工退快退。5624 系统工作时序图根据多工步列表可以画出系统的工作时序图，需要说明的是停止按钮和紧急按

8、钮 没有画在时序图里，当这两个按钮被按下时所有的输出都被禁止了，其他按钮没被禁 用。还有以保护行程开关也没有画进去，一般情况下，它不会没触动，只有当行程开 关 SQ2 失灵的时候才会被触动，触动后所有的输出都被禁止。25PLC 设计状态图根据工作流程图和 I/O 地址分配，可以画出系统工作状态图，将系统的每一次操 作看成一个状态，比如可以把工进看作一个状态，在此状态中选择适当的输出使系统 进行工进操作。将那些行程开关和定时器计时完毕作为状态之间的转换条件。然后根 据系统的工作流程来连接状态。按下启动按钮（X0），拖板进入快进状态（Y0,Y1,Y5）， 触到行程开关 SQ1（X2）进入到工进状态

9、（Y0,Y1），碰到 SQ2（X3）后延时一秒，进入快 退状态（Y0,Y2,Y5），到了初始行程开关 SQ3（X4）后有进入快进状态（Y0,Y1,Y5），触 到 SQ1（X2）后进入工进状态（Y0,Y1）,到 SQ2（X3）后延时一秒，完了就进入工进状 态（Y0,Y2），再将 SQ1（X2）拨回时，进入快退状态（Y0,Y2,Y5），最后遇到 SQ3（X4）停止。需要说明的是，拖板再遇到 SQ1 以后，由于拖板的面积大，SQ1 一直 处于动作状态，直到退回为止。除了上面的一些器件以外还有极限行程开关 SQ4（X5），紧急开关（X1）,当它们被动 作后系统的输出全部禁止。7826 系统工作梯形图9

10、根据设计好的的状态图，梯形图就很容易编写了，这属于技术问题了。27程序指令表LD M8002SET S0STL S0RST Y0LD X0SET S20STL S20SET Y0OUT Y1OUT Y5LD X2SET S21STL S21LD X3SET S22LD X5SET M8034STL S22OUT T0K10LD T0SET S23STL S23OUT Y2LD X4SET S30STL S30SET S31SET S40STL S40OUT T1LD T1SET S32STL S32LDI X2SET S33STL S33OUT S0RETLD X1END10四软件调试由于是对

11、加工棉纺锭子锭脚多工步机床控制，所以在实验室里只能进行模 拟仿真了。开始我们先将设计好了的程序直接输入到编程器里，然后按照上面 的 I/O 地址分配图进行接线。接着就开始运行程序了，看是否和我们期望的效 果一致。为了能模拟 SQ1 我们把它接到了双稳态开关。开始运行程序，按下按 钮相当于遇到了相应的行程开关。当模拟运行到了第二工步时没经过快进的状 态，就直接进入到了工进状态。由于工进状态只比快进状态少输出一个 Y5,因 此我们以为是少输入了 Y5 的指令。于是我们检查程序，发现没有少输出 Y5。 于是乎就把问题指向了快进与工进之间的转换条件 SQ1.接着我们一点一点的模 拟实际的工作流程。终于

12、找到了问题的所在，原来在第一工步的快退状态中 SQ1 应该被拨回只初始状态，这一动作在实际过程中是系统自动进行的，而现 在我们在模拟时应该认为的把 SQ1 拨回。重新再模拟时在第一工步的快退状态 中加了把 SQ1 拨回的动作后，程序模拟成功了。在模拟到最后时，按要求遇到 行程开关 SQ3（X4）时，系统应该停止。但是当我们按下 X4 时，还有一个 Y0 输 出，原因很简单。由于在整个过程中在程序的一开始主轴电动机应该始终运行 着直到加工结束。因此我们在一开始需要输出 Y0 状态里用了 SET 指令。这样 的话即使在返回到初始状态时没有任何输出，Y0 还是处于“1”状态。于是我 们给初始状态一个清零的指令。这样不影响原先初始状态的作用。另外还有其 他一些小问题，在此步再列出说明。总之，我们的调试过程比较顺利，但只是 进行模拟仿真，在实际的应用和操作过程中，一定回遇到其他的问题，而导致 需要更改原先的程序。五课程设计总结此次的设计课题是多工步机