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1、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031823100204 设计地点液压实训室 指导教师 设计起止时间： 2012 年 11 月 12 日至 2012 年 11 月 18 日 1 目录 一、 概述 2 二、 设计任务和要求3 三、 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 12 五、参考文献 12 2 箱体加工专用机床的PLC 控制 一
2、、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，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
3、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 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 QV1 QV2 QV3 QV4 QV5 QV6 QV7 上、下料- - - - - - - 快进+ - - + - - - 工进
4、+ + - + + - + 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 （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
5、 功能强大，满足本系统的要求，从上面的控制要求可知，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 10%-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。 4 （二） I/O 地址 输入 I0.0：启动按钮 I0.1：停止按钮 I0.
6、2：夹紧开关信号SP I0.3：松开开关信号SQ7 I0.4：左动力头行程开关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
7、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。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系统电 路图。 5 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
8、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、 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
9、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
10、。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 9 10 11 四、课程设计小结 通过这次对 PLC 控制，让我了解了 plc 梯形图、指令表、外部接线图有了更 好的了解，也让我了解了关于PLC 设计原理。有很多设计理念来源于实际，从 中找出最适合的设计方法。 虽然本次课程设计是要求自己独立完成，但是，彼此 还是脱离不了集体的力量， 遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。 我们 在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想， 这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在 一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样 可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。 多改变自己设计的方法， 在设计的 过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样己解可以方便自决问题。 总之，这次的实训给予了我不同的学习方法和体验，让我深切的认识到实践 的重要性。 在以后的学习过程中， 我会更加注重自己的操作能力和应变能力，多 与这个社会进行接触， 让自己更早适应这个陌生的环境，相信在不久的将来， 可 以打造一片属于自己的天地。 五、参考文献 1、 机床电气控制与PLC主编：王浩 2、网络