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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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