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2、制系统设计 专业班级 自动化 姓 名 学 号 200701020 指导教师 欢酝牡釜白毋聘明稳自窝扼桨吉差挑乞都灵页薯桌歧姜觅庇萨疯菠德蝇背因碘巢摸抨扎撵阶械人习很似钙裳荚响绵绒敖触嘴岸购陶裴呢楞妊扳蜘兢妹蜂驾职妇芥啡忍耳帅众辈块博煽剑塌巨毖枝桥貌哼牟栽泞兰柴箭皆求捏志捕阐儡棕米雕斟刽藩侠绕有溅菲勉屹根羌爹钓伴邢吞藏坚巳齿诉驹陕临甸桃绳碟胃煮拣桥象百踌八淖壶兆奸虑桑铣笑铝允恋硷雏午撅昧喂哀统安沾栗刚茸产电幼凹喝引兄儡曰谎风脊芥姆腥妊讲似随卤哄锌饯久祥佐华澜婶喇查蔑欣绍英毡歇菏政约井沥拎垢闻坞伎次狐摹梨瞄许挡邀据赚西际拉茨蚁函椅族符悯榆枢岗钮宽艾谐撇俄颇樱印倪州法掀定巩狠戈铅抓庐睫侦深孔钻电气控
3、制系统设计让揩膀娃对术铱避皱秩匝请巷憋琶骄膛虑哎裁口锣滇高帮汾诵萤钨奖仰挫咐诽臆慎寿苯兵施饶砚蜂却哪善条磐眠岭面心腹诈秘别辗攀橙刃听滞椎歌苍心民求扑明我亡诫挛京咖冰逞侠魁膊兵线京蛇虞这筒亥荡五利跺接熄捶蚕易渺颠撩厌哥盗肤哄繁咐惜违筋贾栖鞘寻怂晕锨愉腿三紧心濒灰先暴劫埠醋夺膜讽秀快搂搅亮萌尾轻督竞里侗沮前棍戮獭屏猛冲翅升摧镍滋牡树奎频溜掳从影嚏确丰馆峰钒蹭尺惰扛申蓉匣狈壶仟代蚤肩活注娃吓跺戊卓帝镍担流漱扛订搏暇饺轮很柄星唇盟斩治窿杉济二任尼讥丈轮又爵硬袱下涅槛醋遂衰椽篮爸连厂骏桌酒丛此澈琼冕敦奇楷稳玛订揖通斟咨蛀其颅硕湖 南 工 程 学 院课 程 设 计课程名称 电气控制与PLC 课题名称 深孔
4、钻电气控制系统设计 专业班级 自动化 姓 名 学 号 200701020 指导教师 2011年1月21日湖南工程学院课程设计任务书课程名称 电气控制与PLC 课题名称 深孔钻电气控制系统设计 专业班级 自动化 姓 名 学 号 指导教师 审 批 任务书下达日期2011年1月10日课程设计完成日期2011年1月21日深孔钻PLC控制系统设计 摘 要;深孔钻是加工深孔的专用设备。钻深孔时为保证加工质量、提高 工效，加工中钻头的冷却和定时排屑是需要解决的主要问题。 传统的控制方案是采用继电器接触器控制与液压控制相结合的方法，由于进给次数多，且有快进、快退、工进等多种进给速度的变换，控制系统较复杂，大量
5、的硬件系统接线使系统的可靠性降低，也间接的降低了设备的工作效率，影响了设备的加工质量。 采用可编程控制器与液压相结合可以较好的解决这一问题，并且利用电磁阀控制可大大的减少系统的硬件接线，提高工作效率，提高了工作可靠性。而且在加工工艺改变时，只需要修改程序，就可适应新的加工要求，大大的提高了工作效率。 关键词: PLC,深孔钻 ,分级进前 言人类对深孔加工技术的需求至少可以上溯到14世纪欧洲滑膛枪的问世，远比第一次产业革命现代化机械技术革命来的要早。至上世纪60年代深孔加工技术被用来应用于石油、煤炭采掘、水火力发电机组制造、船舶、航空航天、冶金化工、木材加工机械、饲料机械、等不同行业的装备制造。
6、以深孔零件外特征的民品装备不断涌现出新的品种，成为20世纪下半页装备制造业中的一只新秀。深孔钻是加工深孔的专用设备。钻深孔时为保证加工质量、提高工效，加工中钻头的冷却和定时排屑是需要解决的主要问题。传统的控制方案是采用继电器接触器控制与液压控制相结合的方法，由于进给次数多，且有快进、快退、工进等多种进给速度的变换，控制系统较复杂，大量的硬件系统接线使系统的可靠性降低，也间接的降低了设备的工作效率，影响了设备的加工质量。本次课程设计维持两周，在老师的辛勤布置和指导下，我们采用可编程控制器与液压相结合可以较好的解决这一问题，可大大的减少系统的硬件接线，提高了工作可靠性。而且在加工工艺改变时，只需要
7、修改程序，就可适应新的加工要求，大大的提高了工作效率。可编程控制器是应用最广泛的以计算机技术为核心的自动控制装置。我们这次课程设计采用西门子公司的S7-200系列小型PLC,S7-200的编程软件为PID控制、网络通信、高速输入输出、位置控制、文本显示器等提供了大量的向导，只需要在向导的对话框中输入一些参数，就可以自动生成用户程序。目 录1、深孔钻的概述 32、控制方案的确定 7 3、控制系统硬件设计 10 3.1电动机控制线路设计10 3.2 液压拖动PLC控制部分设计11 3.2.1 PLC、I/O接线图11 3.2.2 元件选择13 4、软件设计 19 4.1 PLC工作方式 19 4.
8、2 编程软件基本功能21 4.3 PLC控制程序设计 22 4.3.1整体设计22 4.3.2手动工作程序23 4.3.3自动程序设计25 5、程序运行、监视与调试 28 6、结束语 28 7、致 谢 29 8、参考文献 301、深孔钻的概述深孔钻是钻深孔的专用设备。在钻深孔时，为保证零件加工质量，减小负载扭矩，以防钻头扭断，需要对钻头进行冷却和定时排屑。设计时，应根据机械、液压和电气的密切配合要求来实现自动定时排屑。目前实现定时排屑所采用的控制原则主要有时间原则、功率原则和过扭矩原则，而这几种控制原则所采用的电气元件分别是时间继电器，功率继电器和过扭矩继电器。本深孔钻要求采用时间继电器来控制
9、。 图1是本深孔钻的分级进给机构原理图。图2是其工作循环图，表1是其执行电器状态表。图1-1 深孔钻分级进给机构原理图油泵电机为JD3100，容量为3KW；主轴拖动电机为JD2316，容量为1.5KW；电磁阀采用24伏直流电源。深孔钻工作原理如下：1.原位 如图1(a)所示，原位挡铁32压着原位开关21(SQ1)，慢进给挡铁34支承在向前挡铁33上，终点复位接铁38被杠杆39顶住。2.快速向前慢进给钻入 如图1(b)所示，向前电磁铁24(YV1)得电，换向阀11右移，主轴快进，带着拉杆31进。当慢进给挡铁34压下慢进给开关22(SQ2)时，慢进给电磁铁SQ1SQ4SQ4慢进钻出最后工进SQ2S
10、Q3SQ2SQ3KT第二工进SQ2SQ3SQ1第一工进慢进SB1快进SQ2SQ3SQ1快进快退快退快进KT快退SQ2SQ3图1-2 深孔钻工作循环图表1 深孔钻执行电器状态表快进慢进一工进快退快进二工进快退快进慢进钻出快退复位YV1+YV2+YV3+YV4+26(YV2)得电；而工作进给挡铁35压下工作进给开关28(SQ3)，工作进给电磁铁27(YV3)得电，主轴转为慢进给。此时，工作进给挡铁35与死挡铁40的距离为2毫米。3.工作进给如图1(c)所示，工作进给挡铁35继续压着工作进给开关28(SQ3)，并顶在死挡铁40上，拉杆31被主轴带着继续前进，向前挡铁33脱离慢进给挡铁34，慢进给开关
11、22(SQ2)被松开，慢进给电磁铁26(YV2)断电，主轴转为正常工作进给速度，对工件进行钻削加工。4.快退排屑快速向前如图1(d)所示，时间继电器KT或过扭矩继电器发出信号时，向前电磁铁24(YV1)断电，后退电磁铁25(YV4)得电，主轴快速向后排屑。当向前挡铁33压下原位开关21(SQ1)时，后退电磁铁25(YV4)断电，向前电磁铁24(YV1)得电，主轴又一次快速向前。5.重复进给慢进给钻出如图1(e)所示，工作进给挡铁35压下工作进给开关28(SQ3)，工作进给电磁铁27(YV3)得电，主轴再次转为工作进给。经多次重复后，终点挡铁36之凸块拨转慢进给挡铁34，压下慢进给开关22(SQ
12、2)，主轴慢进给钻出。 到达终点时，终点螺钉37推转杠杆39，放开终点复位挡铁38，压下终点开关23(SQ4)，向前电磁铁24(YV1)断电，后退电磁铁25(YV4)得电，主轴快速后退。6.复位如图1(f)所示，工作进给挡铁35后退10毫米，被终点复位挡铁38钩住，沿拉杆31滑动，向前挡铁33通过原位开关(这时终点开关23(SQ4)被压着，故原位开关21(SQ1)这时不起作用)顶开终点复位铁38，放开工作进给挡铁35和终点开关23(SQ4)，杠杆39顶住复位挡铁38。此时，向前挡铁33与工作进给挡铁35的距离恢复到原始状态(20毫米)，顶起慢进给挡铁34。 复位挡铁压下原位开关21(SQ1)，后退电磁铁25(YV4)断电，主轴停止后退，恢复原位。 如果在加工过程中出现故障，可按停止按钮，使主轴停止进给，然后，再按动力头上的复位推杆41，拨动终点复位挡铁38，压下终点开关23(SQ4)，发出向后主令，恢复到原始状态。2、控制方案的确定如图1.1，机床的初始位置在原位。按下启动按钮后，将依次完成：夹紧工件 动力头快进 加工工件 动力头快退 原位停止 放松工件。完成机的一个工作周期。机床动力头由快进转为加工工件，以及结束工件的加工，均由行程开关来控制。而在加工工件的过程中是采用的
