镗床的PLC改造.

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1、 继续教育学院毕业设计继续教育学院毕业设计 （论文）（论文） 题目：镗床的 PLC 改造 院、系(站)： 机电工程系 学科专业： 机电一体化 学 生： 学 号： 指导教师： 2013 年 09 月 2 镗床的镗床的 PLCPLC 改造改造 摘摘 要要 在 PLC 技术的应用中，电气工程师不需在硬件上花费太多功夫，只考虑将控制按 钮或检测传感器连接在 PLC 输入点，再通过 PLC 内部处理，在输出点连接接触器或继 电器，来控制大功率的启动设备，而小功率的输出设备直接连接即可。 随着自动化技术，计算机技术及网络通信技术的迅猛发展，使 PLC 的功能日益 增多，它不仅能实现单机的控制，而且能实现多

2、机控制，同时随着 PLC 技术的不断发 展，在自动化技术的领域中起到了不可忽略的作用，由于 PLC 在与继电器的比较中有 着许多的功能胜过或者是优于继电器，从而使 PLC 逐步取代继电器，使其自动化控制 有了更一步的发展，无论从操作，维修，保养还是从线路的简化等方面都更加的方便， 使其优点更加的突出！ 本文就根据 PLC 的优点对 T68 镗床进行电器线路改造，机床原有的操作方式不 变，机床的主电路不变，从而使机床的控制线路简化了，机床故障率降低了。首先提 出电路改进的总体构思，设计出了 PLC 的梯形图及接线图，重点分析了部分电路的调 试过程。 关键词关键词：T68 镗床； 控制线路； PL

3、C 控制； PLC 程序设计； 机床电器改造 3 目目 录录 第第 1 1 章章 PLCPLC 性能简介性能简介.1 1.1 PLC 的介绍1 第第 2 2 章章 可编程序控制器可编程序控制器.3 2.1 可编程序控制器的功能 3 2.2 可编程控制器的主要特点 4 2.3 PLC 工作原理.5 2.4 PLC 相对于继电器线路的优势.6 2.4.1 控制继电器存在的缺点 6 2.4.2 PLC 的优势7 第第 3 3 章章 T68T68 镗床电气控制电路镗床电气控制电路9 3.1 T68 卧式镗床的用途主要构造、运动形式9 3.1.1 镗床的用途主要构造9 3.1.2.运动形式 11 3.2

4、 卧式镗床对电力拖动及控制系统的要求 11 3.3 电气控制的特点 12 3.4 T68 型卧式镗床电气控制电路分析.12 3.4.1 主电路工作原理分析.12 3.4.2 控制电路工作原理分析 12 3.4.3 辅助电路分析 16 3.5.电磁离合器直流电路工作原理分析16 3.6 双速电动机与速度继电器简介 16 第第 4 4 章章 T68T68 卧式镗床的卧式镗床的 PLCPLC 改造的方案改造的方案.19 4.1 流程图的设计说明 19 4.2 PLC 改造的目的.20 4 4.3 设计要求 22 4.4 PLC 改造的思路.22 4.5 PLC 控制系统改造的说明.22 第第 5 5

5、 章章 T68T68 镗床电气控制系统的镗床电气控制系统的 PLCPLC 改造改造.23 5.1.PLC 控制系统改造说明与 I/O 地址分配 23 5.1.1 PLC 的选型的内容.23 5.1.2 PLC 控制系统硬件设计.24 5.1.3 I/O 输入输出分配表25 5.1.4 T68 镗床 PLC 改造梯形图.27 5.1.5 硬件接线图 28 5.1.6 T68 镗床 PLC 改造主程序.29 5.2 PLC 对 T68 卧式镗床的工作原理.30 5.3 改造后的镗床电路图 31 第第 6 6 章章 调试说明调试说明.32 6.1 主轴正转高低速 32 6.2 主轴反转高低速 32

6、6.3 主轴正反转点动 32 6.4 正反向反接制动 33 6.5 主轴变速和进给变速控制 33 6.6 联锁保护装置 34 总总 结结35 致致 谢谢36 参考文献参考文献37 西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文 1 第第 1 章章 PLC 性能简介性能简介 1.1 PLC 的介绍的介绍 1、 特点：PLC 的应用，电气工程师不再在硬件上花费太多功夫，只考虑将控制 按钮或检测传感器连接在 PLC 输入点，再通过 PLC 内部处理，在输出点连接接触器或 继电器，来控制大功率的启动设备，而小功率的输出设备直接连接即可。 2、内核：具有中央处理器的 CPU，并带有外部 I/O 口，扩展的 I

7、/O 接口地址和 存储器三大组成部分。CPU 的核心是由一个或多个累加器组成，它们具有逻辑的数学 运算能力，并能读取程序存储器的内容，通过计算后去驱除相应的存储器和 I/O 口, I/O 口将内部累加器和外部的输入和数出系统连接起来，并将相关得数据存入程序存 储器或数据存储器中，存储器可以将 I/O 口输入得数据存入存储器中，并在工作时调 转到累加器和 I/O 接口上。 3、应用重心：PLC 的抗干扰性是优良的，在设计中更本不用去关心他的使用寿 命和工作场合的恶劣环境，而关心的是如何利用 PLC 的内部资源加强设备的控制能力， 使设备更具柔性。PLC 的语言并不是汇编语言或 C 语言，而是采用

8、继电器控制的梯形 图，使得电气工程师在编写程序时很容易就理解 PLC 的编程语言，而且很多非电器专 业人士也对 PLC 编程很快认识并深入。 4、通信：在实际应用中，仅靠单机控制是无法保证系统顺畅运行的，而需要设 备与设备间的信息交流才能实现。PLC 的通信越来越重要，在 PLC 与 PLC 之间的通信， 能够通过信息的交换和数据的共享来保证设备之间的相互协调，以达到互补的效果。 5、中断：中断，是一种优先控制处理技术。PLC 具备这样的功能。它的特点在 于，当设备在操作过程中遇到紧急突发事件时，就需要立刻停止当前控制，去处理更 重要的事情。PLC 再去执行紧急任务时，总会先保存目前的状态，比

9、如程序的地址， CPU 的累加器数据等。当处理完应急事件后，再继续处理停止的事件。实际应用中， 中断并不是只有一个，有时会同是存在几个中断，多中断也具有优先级别，按要求去 执行更高级别的中断。这种中断中的中断也就形成了中断嵌套。中断级别跟各种 PLC 西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文 2 内部 CPU 的资源有关，同时也跟堆栈的容量大小有关。 PLC 的发展已经从单机模式进入通信的网络时代，并同其他的工控网板和 I/O 板 卡轻易的进行共享。组态软件可以将所有的这些硬件连接起来，通过更直观的动画图 片进行控制，并可以通过互联网在异地进行控制。 西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文

10、3 第第 2 章章 可编程序控制器可编程序控制器 2.1 可编程序控制器的功能可编程序控制器的功能 可编程控制器以体积小功能强大所著称，它不但可以很容易地完成顺序逻辑、运 动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出 接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。特 别是现在，由于信息、网络时代的到来，扩展了 PLC 的功能，使它具有很强的联网通 讯能力，从而更广泛地应用于众多行业。 PLC 是应用面很广，发展非常迅速的工业自动化装置，在工厂自动化(FA)和计算 机集成制造系统(CIMS)内占重要地位。今天的 PLC 功能，远不仅是替代传

11、统的继电器 逻辑。 PLC 系统一般由以下基本功能构成：多种控制功能，数据采集，存储与处理 功能，通信联网功能，输入/输出接口调理功能 ，人机界面功能编程、调试功能。 1、顺序控制 顺序控制是 PLC 最基本、应用最广泛的领域。所谓的顺序控制，就是按照工艺流 程的顺序，在控制信号的作用下，使得生产过程的各个执行机构自动地按照顺序动作。 由于它还具有编程设计灵活、速度快、可靠性高、成本低、便于维护等优点，所以在 实现单机控制、多机群控制、生产流程控制中可以完全取代传统的继电器接触器控制 系统。它主要是根据操作按扭、限位开关及其它现场给来的指令信号和传感器信号， 控制机械运动部件进行相应的操作，从

12、而达到了自动化生产线控制。比较典型应用在 自动电梯的控制、管道上电磁伐的自动开启和关闭、皮带运输机的顺序启动等。例如 我分厂的原料混料系统就是利用了 PLC 的顺序控制功能。 2、运动位置控制 PLC 可以支持数控机床的控制和管理，在机械加工行业，可编程控制器与计算机 数控（CNC）集成在一起，用以完成机床的运动位置控制，它的功能是接受输入装置 输入的加工信息，经处理与计算，发出相应的脉冲给驱动装置，通过步进电机或伺服 电机，使机床按预定的轨道运动，以完成多轴伺服电机的自控。目前以用于控制无心 磨削、冲压、复杂零件分段冲裁、滚削、摸削等应用中。 西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文 4 3

13、、生产过程的监控和管理 PLC 可以通过通讯接口与显示终端和打印机等外设相连。显示器作为人机界面 （HMI）是一种内含微处理芯片的智能化设备，它与 PLC 相结合可取代电控柜上众多 的控制按钮、选择开关、信号指示灯，及生产流程模拟屏和电控柜内大量的中间继电 器和端子排。所有操作都可以在显示屏上的操作元件上进行。PLC 可以方便、快捷地 对生产过程中的数据进行采集、处理，并可对要显示的参数以二进制、十进制、十六 进制、ASCII 字符等方式进行显示。在显示画面上，通过图标的颜色变化反应现场设 备的运行状态，如阀门的开与关，电机的启动与停止，位置开关的状态等。PID 回路 控制用数据、棒图等综合方

14、法反映生产过程中量的变化，操作人员通过参数设定可进 行参数调整，通过数据查询可查找任意时刻的数据记录，通过打印可保存相关的生产 数据，为今后的生产管理和工艺参数的分析带来便利。 4、网络特性 PLC 可以实现多台 PLC 之间或多台 PLC 与一台计算机之间的通讯联网要求，从而 组成多级分布式控制系统，构成工厂自动化网络。 (1) 通过通讯模块、上位机以及相应的软件来实现对控制系统的远距离监控。 (2) 通过调制解调器和公用电话网与远程客户端计算机相连，从而使管理者可通 过电话线对控制系统进行远距离监控。 2.2 可编程控制器的主要特点可编程控制器的主要特点 1、可靠性高 PLC 的 MTBF

15、 一般在 4000050000h 以上，西门子、ABB、松下等微 小型 PLC 可达 10 万 h 以上，而且均有完善的自诊断功能，判断故障迅速，便于维护。 2、模块化组合灵活可编程控制器是系列化产品，通常采用模块结构来完成不同 的任务组合。I/O 从 88192 点，有多种机型、多种功能模板可灵活组合，结构形式 也是多样的。 3、功能强 PLC 应用微电子技术和微计算机，简单型式都具有逻辑、定时、计数 等顺序控制功能。基本 型式再加上模拟 I/O、基本算术运算、通信能力等。复杂型 式除了具有基本型式的功能外，还具有扩展的计算能力、多级终端机制、智能 西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文

16、5 I/O、PID 调节、过程监视、网络通信能力、远程 I/O、多处理器和高速数据处理能力。 4、编程方便 PLC 适用针对工业控制的梯形图、功能块图、指令表和顺序功能表 图(SFC)编程，不需要太多 的计算机编程知识。新的编程工作站配有综合的软件工具 包，并可在任何兼容的个人计算机上编程。 2.3 PLC 工作原理工作原理 PLC 的工作原理、运行方式与传统的继电器、接触器构成的控制系统是不相同的。 继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断 电，该继电器所有的触点（包括其常开或常闭触点）在继电器控制线路上都会立即同 时动作。 PLC 的 CPU 则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻 辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点（包括其常开或常闭触点）不会立即动作， 必须等扫描到该触点时才会动作