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1、课程设计说明书课程设计说明书题 目 箱体加工专用机床的 PLC 控制 课程名称 PLC 机电控制课程设计 院(系、部、中心)机械工程系 专 业 机电设备维修与管理 班 级 机电设备 1002 班 学生姓名 学 号 6 设计地点 液压实训室 指导教师 1设计起止时间:2012 年 11 月 12 日至 2012 年 11 月 18 日目目 录录一、一、 概述概述 2二、二、 设计任务和要求设计任务和要求 3三、三、 设计方案设计方案(一)可编程控制器的选用3(二)I/O 地址 4 (三)控制系统分析及电路图 4 (四)控制流程分析及功能图6 (五)梯形图8四、课程设计小结四、课程设计小结12五、
2、参考文献五、参考文献122箱体加工专用机床的箱体加工专用机床的 PLC 控制控制一、概述一、概述可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计,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命令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械和生产过程。PLC 把计算机的完备功能以及灵活性,通用性好等优点和继电器控制器控制的简单易懂操作方便,价格便宜等 优点溶入新的控制系统中,且编程简单使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握它的使用技术。可编程控制器的处理速度大大提高,增加了许多特殊功能。使得可编程控制器不仅可以进行逻辑控制,
3、而且可以对模拟量进行控制。PLC 使用在专用机床控制上是最合适不过了,如下图所示为箱体加工专用机床的结构加工示意图。该机床是用来专门加工箱体两侧的,其加工方法是先将箱体通过夹紧装置夹紧,再由两侧左、右动力头对箱体进行加工。当加工完毕,动力头快速回原位,此时在松开加工件,又开始下一个循环。3二、设计任务和要求二、设计任务和要求图 1 中,左、右动力头主轴电动机为 2.2kw,进给运动由液压驱动,液压泵电动机为 3kw。动力和夹紧装置的动作由电磁阀控制,电磁阀通断情况如表 1。表 1 箱体加工机床电磁阀通断情况表左动力头右动力头夹紧装 置 QV1QV2QV3QV4QV5QV6QV7 上、下料- 快
4、进+-+- 工进+-+-+ 停留-+ 快退-+-+专用机床的工作步骤如下:1、按下启动按钮,夹紧装置将被加工工件夹紧,夹紧后发出信号。2、左、右动力头同时快进,并同时启动主轴。3、到达工件附近,动力头快进转为工进加工。4、加工完毕后,左、右动力头暂停 2s 后分别快速退回原位。5、夹紧装置松开被加工工件,同时主轴停止。以上 15 步骤连续工作,实现半自动循环。在工件夹紧、动力头快进、动力头快退及电源接通均有信号显示。三、设计方案三、设计方案(一)可编程控制器的选用选择 PLC 的型号,西门子 S7-200 系列 PLC 是一种性价比高的小型 PLC,其功能强大,满足本系统的要求,从上面的控制要
5、求可知,本系统共有输入设备 10 个:SB1-SB2、SQ1-SQ7、SP 和输出设备 9 个:QV1-QV7、两个电机。考虑410%-15%的裕量,共需输入输出点数 19 点,因此选择 S7-200 中的 CPU226。该型号的 PLC 采用 AC220V 电源供电,有自带 24V 直流电源的 24 点继电器输出接口。电磁铁和接触器选择 220V 的小功率的交流电磁铁和交流接触器,由 PLC 直接控制。为了确保系统的安全,本系统还配备了过载保护和短路保护。(二)I/O 地址输入 I0.0:启动按钮 I0.1:停止按钮 I0.2:夹紧开关信号 SP I0.3:松开开关信号 SQ7 I0.4:左
6、动力头行程开关 SQ1 I0.5:左动力头行程开关 SQ3 I0.6:左动力头行程开关 SQ5 I0.7;右动力头行程开关 SQ2 I1.0:右动力头行程开关 SQ4 I1.1:右动力头行程开关 SQ6输出 Q0.0:左电磁阀(快进)QV1 Q0.1:左电磁阀(工进)QV2 Q0.2:左电磁阀(快退)QV3 Q0.3:右电磁阀(快进)QV4 Q0.4:右电磁阀(工进)QV5 Q0.5:右电磁阀(快退)QV6 Q0.6: 电磁阀(夹紧装置)QV7 Q0.7:左动力头电机 Q1.0:右动力头电机(三)控制系统分析箱体加工专用机床采用采用继电器控制方式与 PLC 程序控制方式相组合的形式构成控制系统
7、。左右主轴电动机分别由接触器 KM1 和 KM2 控制。左右主轴电动机分别控制左右动力头的旋转运动。而左右动力头的快进、工进和快退由电磁阀和左右主轴电动机共同控制。如图 1 即为箱体加工专用机床的控制5系统电路图。6(四)控制流程分析及顺序功能图箱体加工机床的控制流程如下所述1、初始状态下,左、右动力头滑台分别压住行程开关 SQ1 和 SQ2,由于此时工件尚未夹紧,SQ7 亦被压住,处于闭合状态,按下启动按钮 SB1,此时电磁阀 QV7 通电使夹紧装置将被加工工件夹紧,同时夹紧指示灯亮。2、夹紧开关信号 SP 使左、右主轴电动机接触器 KM1 和 KM2、电磁阀QV1、电磁阀 QV4 通电和左
8、、右动力头快进指示灯亮。电磁阀 YV7 和夹紧指示灯由于强行置位保持先前的状态。左、右动力头开始同时快进。3、左、右动力头分别压住行程开关 SQ3 和 SQ4,上一工步结束,电磁阀QV2 和电磁阀 QV5 通电,左右动力头工进指示灯亮起。左、右主轴电动机接触器 KM1 和 KM2、电磁阀 QV1、电磁阀 QV4、电磁阀 QV7 和夹紧指示保持先前的状态。此时左、右动力头开始工进,加工工件。4、左、右动力头分别压住行程开关 SQ5 和 SQ6,电磁阀 QV1 和电磁阀QV4 断电。左右主轴电动机接触器 KM1 和 KM2、电磁阀 QV7 和夹紧指示灯继续保持通电的状态,工件加工完毕,触发定时器
9、T37、T38 通电,开始记时,左、右动力头暂停。5、暂停 2S 后,电磁阀 QV3 和电磁阀 QV6 通电,左右主轴电动机接触器KM1 和 KM2、电磁阀 QV7 和夹紧指示灯还保持通电的状态,左、右动力头开始同时快退,左右动力头快退指示灯亮。6、左右动力头分别回到原位,压住行程开关 SQ1 和 SQ2,左、右主轴电动机接触器 KM1 和 KM2、电磁阀 QV3、电磁阀 QV6、电磁阀 QV7 和夹紧指示灯断电。夹紧装置松开被加工工件。同时主轴停止转动。一次循环加工结束。箱体加工专用机床 PLC 顺序功能图如图 2 所示。7图 2 箱体加工专用机床 PLC 顺序功能图8(五)梯形图梯形图91
10、011四、课程设计小结四、课程设计小结通过本次 PLC 课程设计的学习,我对具体问题的 PLC 设计过程有了初步了解,特别是步进指令的设计编程,理解颇深。在机床行业中,多工步机床由于其工步及动作多,控制较复杂,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,不仅加大了维修成本,而且影响了设备的工效。 在设计过程中,我通过查阅大量有关资料,与同学交流经验和自学,并向老师请教等方式,使自己学到了不少知识,也经历了不少艰辛,但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西,也培养了我独立工作的能力,树立了对自己工作能力的信心,相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响
11、。而且大大提高了动手的能力,使我充分过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富,使我终身受益。体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好,但是在设计五、参考文献五、参考文献1、 机床电气控制与 PLC 主编:王浩2、网络内部资料 请勿外传129JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8
12、!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2
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