多工步转塔车床PLC电气控制系统的设计.docx
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多工步转塔车床PLC电气控制系统的设计
武汉职业技术学院毕业设计
课题名称:
多工步转塔车床PLC电气控制系统的设计
班级:
JD09304
学号:
姓名:
指导老师
时间:
2012-2-8
前言
让我们追溯到20世纪的六十年代末,认识一下可编程控制器的发展史吧。
在可编程控制器出现以前,继电器控制在工业控制领域占主导地位,由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作,若要改变控制的顺序就必须改变控制系统的硬件接线,因此,其通用性和灵活性较差。
20世纪的六十年代,计算机技术开始应用于工业控制领域,由于价格高、输入输出电路不匹配、编程难度大以及难于适应恶劣工业环境等原因,未能在工业控制领域获得推广。
1968年,美国最大的汽车制造商——通用汽车公司(GM)为了适应生产工艺不断更新的需要,要求寻找一种比继电器更可靠,功能更齐全,响应速度更快的新型工业控制器,并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件,立即引起了开发热潮。
主要内容是:
①编程方便,可现场修改程序;
②维修方便,采用插件式结构;
③可靠性高于继电器控制装置;
④体积小于继电器控制盘;
⑤数据可直接送入管理计算机;
⑥成本可与继电器控制盘竞争;
⑦输入可为市电;
⑧输出可为市电,容量要求在2A以上,可直接驱动接触器等;
⑨扩展时原系统改变最少;
⑩用户存储器大于4KB。
这些条件实际上提出将继电器控制的简单易懂、使用方便、价格低的优点与计算机的功能完善、灵活性、通用性好的优点结合起来,将继电接触器控制的硬接线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程的设想。
1969年,美国数字设备公司(DEC公司)研制出了第一台可编程控制器PDP—14,在美国通用汽车公司的生产线上试用成功,并取得了满意的效果,可编程控制器自此诞生。
可编程控制器自问世以来,发展极为迅速。
1971年,日本开始生产可编程控制器。
1973年,欧洲开始生产可编程控制器。
到现在,世界各国的一些著名的电气工厂几乎都在生产可编程控制器装置。
可编程控制器已作为一个独立的工业设备被列入生产中,成为当代电控装置的主导。
可编程控制器(PLC)是一种以微处理器为基础的新型工业控制装置,它集计算机技术、自动控制技术、通信技术为一体,具有结构简单,性能优越,可靠性高,
使用、维护方便等优点。
因此,PLC已广泛的应用于电力,机械制造、化工、汽车、钢铁、建筑、水利、石油、采矿的各行业。
可编程控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术,自动控制技术和网络通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置,是将计算机技术应用于工业控制领域的新产品。
PLC从诞生至今,仅有30年的历史,早期的可编程控制器主要用来代替继电器实现逻辑控制,因此称为可编程控制器(PLC)。
随着技术的发展,现代可编程控制器得到了异常迅猛的发展,其功能已经大大超过了逻辑控制的范围,并与CAD/CAM,机器人技术一起被称为当代工业自动化的三大支柱之一。
关键字:
可控制编程器;继电器;微处理器
introduction
Letusbacktothesof20century,meetprogrammablecontroller'shistory.
Intheprogrammablecontrollerappearsbefore,relaycontrolintheindustrialcontrolareadominated,whichconsistsofthecontrolsystemareallaccordingtothepredeterminedtimeorconditiontoworkorder,ifwanttochangecontrolwillhavetochangetheorderofthecontrolsystemofthehardwareconnection,accordingly,itspooruniversalityandflexibility.
Ofthe20thcentury60s,computertechnologyusedintheindustrialcontrolareabegan,becausethepriceishigh,theinput/outputcircuitdon'tmatch,programminganddifficulttoadapttobaddifficultindustrialenvironmentandotherreasons,intheindustrialcontrolareatogetpromotion.
In1968,theUnitedStatesthelargestcarmanufacturer-generalmotors(GM)inordertoadapttotheneedsoftheproductiontechnologyisupdated,therequirementforamorereliablethanrelays,functionmorecomplete,theresponsespeedfasternewindustrialcontroller,andfromtheuserauthorputsforwardanewgenerationofcontrollershouldhavethetenconditions,immediatelycausedwavesofdevelopment.Maincontentis:
(1)programmingisconvenient,themodificationprogram;
(2)themaintenanceconvenience,adopttheplugintypestructure;
(3)higherthantherelaycontroldevicereliability;
(4)volumelessthanrelaycontrolplate;
(5)canbedirectlyintoacomputerdatamanagement;
6costscanandrelaycontrolplatecompetition;
7forutilitytheinput;
8)fortheutilityoutput,capacityrequirementsin2Aabove,candirectdrivecontactor,etc.;
9)whentheoriginalsystemchangeextendedatleast;
⑩usermemorymorethan4KB.
Theseconditionsinfactputforwardtherelaycontrolofsimpleandunderstandable,easytouse,thepriceislowmeritandthecomputertheperfectfunctionandadvantagesofflexibility,generalcombiningwithrelaycontactdevicecontrolhardwiringlogicintocomputersoftwarelogicprogrammingideas.In1969,theUnitedStatesdigitalequipmentcorporation(DEC)developedthefirstprogrammablecontrollerPDP-14,ingm'sproductionlineprobationsuccess,andsatisfactoryeffectisachieved,theprogrammablecontrollersincethenwasborn.
Programmablecontrollersincesincetheadvent,veryquickly.In1971,Japanbeganproductionoftheprogrammablecontroller.In1973,theEuropeanbeganproductionoftheprogrammablecontroller.Now,someofthecountriesallovertheworldfamouselectricalfactoryinalmostallproductionprogrammablecontrollerdevice.Programmablecontrollerhasbeenasanindependentindustryequipmentwaslistedintheproduction,becomethecontemporarytheelectriccontroldeviceled.
Programmablecontroller(PLC)isamicroprocessorbasednewindustrialcontroldevice,itsetcomputertechnology,automaticcontroltechnology,thecommunicationtechnologyasawhole,thestructureissimple,superiorperformance,highreliability,high
Convenientoperationandmaintenance,etc.Therefore,thePLChavebeenwidelyusedinelectricpower,machinerymanufacturing,chemicalindustry,automobile,steel,construction,waterconservancy,oilandminingindustries.
Programmablecontrollerisbasedonmicroprocessorbased,integratedcomputertechnology,automaticcontroltechnologyandnetworkcommunicationtechnology,modernscienceandtechnologyanddevelopedanewtypeofindustrialautomaticcontroldevice,isappliedtotheindustrialcontrolcomputertechnologyinthefieldofnewproducts.PLCfrombirth,sofar,haveonly30yearsofhistory,theearlyprogrammablecontrollermainlyusedinsteadofrelayrealizelogiccontrol,socalledprogrammablecontroller(PLC).Withthedevelopmentoftechnology,modernprogrammablecontrollergetabnormalofthefastdeveloping,itsfunctionhasbeenmuchmorethanthelogicofcontrol,andwithCAD/CAM,robottechnologycalledtogethercontemporaryindustrialautomationoneofthethreepillars.
Keywords:
programmablecontroller;relaycontrol;microprocessor
一、多工步转塔车床控制主电路概述
所谓多工步,就是加工一个机械零件需多次不同的加工工件步骤。
1.1多工步转塔车床控制电路原理图为1-1
图1-1多工步转塔车床原理图
从图中可以看出,转塔车床的主电路由三台电动机组成,即主轴电动机M1,工进电动机M2及快速电动机M3。
主轴电动机M1为机床的主动力,拖动机床主轴带动工件作旋转运动;进给电动机M2,快速电动机M3拖动大拖板,带动转塔回位工作台纵向进给运动。
当进给电动机M2启动运转时,转塔回转工作台作纵向工进(或工退);当电动机M3启动运转时,转塔回转工作台纵向快速进给(或快速后退)。
转塔回转工作台的工进、快进和转换,除了由电动机M2和M3的启动运转来切换外,还由电磁阀YV1控制离合器来切换,即当M2启动运转时,YV1吸合,此时转塔回转工作台工进(或工退);当启动M3运转时,YV1释放,转塔回转工作台的快速进给(或快速工退)。
在转塔回转工作台上可以安装6把加工刀具,一步工位一把刀,上一步工位完成后,转到下一步。
它可完成钻孔、绞孔和扩孔等工作。
此外,转塔车床的小滑板在电磁阀YV2的
控制下,驱动横刀架对工作进行横向加工,可完成工件的外圆、端面等切削加工。
1.2加工流程
老师给的规定工步为:
钻孔---车平面---钻深孔---车外圆---绞孔---车端面六个工步,我归于下图1-2
图1-2加工流程
二、多工步转塔车床的加工PLC控制
2.1多工步转塔车床的加工PLC的输出/输入点分析表
根据图1-1和图1-2列出多工步转塔车床的加工PLC的输入/输出点分表见图2-1
输入信号
输出信号
名称
代号
输入点编号
名称
代号
输出点编码
刀具进给开始按钮
SB
I0.0
纵向前进接触器
KM1
Q0.0
纵向快速到位行程开关
ST1
I0.1
纵向快速接触器
KM2
Q0.1
纵向工步到位行程开关
ST2
I0.2
纵向后退接触器
KM3
Q0.2
纵向后退到位行程开关
ST3
I0.3
横向前进电磁阀
KM4
Q0.4
横向进给到位行程开关
ST4
I0.4
图2-1多工步转塔车床PLC的输入/输出点分配图
2.2多工步转塔车床PLC控制接线如下图2-2
图2-2PLC控制接线图
2.3多工步转塔车床PLC控制梯形图及指令语句
如图2-3
图2-3程序梯形图
2.4多工步转塔车床PLC指令表,如下表1-1
LDN
I0.1
=
M1.1
=
M2.2
O
M0.0
LDN
T37
LDN
T37
AN
M0.1
A
M1.1
A
M2.2
=
M0.0
O
M1.2
O
M2.3
LD
I0.1
AN
M1.3
AN
M2.4
O
M0.1
=
M1.2
=
M2.3
A
M0.0
LDN
I0.3
LD
I0.3
AN
M0.3
A
M1.2
A
M2.3
=
M0.1
O
M1.3
=
M2.4
LD
I0.2
AN
M1.4
LD
M0.0
=
M0.2
=
M1.3
O
M0.1
TON
T37+10
LDN
I0.1
O
M0.5
LDN
T37
A
M1.3
O
M0.6
A
M0.2
O
M1.4
O
M1.0
O
M0.3
AN
M1.5
O
M1.1
AN
M0.4
=
M1.4
O
M1.3
=
M0.3
LDN
T37
O
M1.4
LDN
I0.3
A
M1.4
O
M1.6
A
M0.3
O
M1.5
O
M1.7
O
M0.4
AN
M1.6
O
M2.1
AN
M0.5
=
M1.5
O
M2.2
=
M0.4
LDN
I0.3
AN
M0.2
LDN
I0.1
A
M1.5
AN
Q0.2
A
M0.4
O
M1.6
=
Q0.0
O
M0.5
AN
M1.7
LD
Q0.0
AN
M0.6
=
M1.6
O
Q0.2
=
M0.5
LDN
I0.1
AN
M0.1
LDN
I0.1
A
M1.6
AN
M0.6
A
M0.5
O
M1.7
AN
M1.1
O
M0.6
AN
M2.0
AN
M1.4
AN
M0.7
=
M1.7
AN
M1.7
=
M0.6
LDN
T37
AN
M2.2
LDN
T37
A
M1.7
=
Q0.1
A
M0.6
O
M2.0
LD
M0.3
O
M0.7
AN
M2.1
O
M0.7
AN
M1.0
=
M2.0
O
M1.2
=
M0.7
LDN
I0.3
O
M1.5
LDN
I0.3
A
M2.0
O
M2.0
A
M0.7
O
M2.1
O
M2.3
O
M1.0
AN
M2.2
AN
I0.1
AN
M1.1
=
M2.1
=
Q0.2
=
M1.0
LDN
I0.1
LD
M0.4
LD
M1.0
A
M2.1
AN
Q0.0
O
M1.1
O
M2.2
=
Q0.4
AN
I0.1
AN
M2.3
表1-1指令语句表
多工步车床零件加工流程图
三、多工步转塔车床加工PLC控制程序说明
3.1第一工步:
钻孔
3.2第二工步:
车平面
3.3第三工步:
钻深孔
3.4第四工步:
车外圆
3.5第五工步:
铰孔
3.6第六工步:
车端面
3.7第七工步:
铰锥孔
四、课程设计结
此次的设计课题是多工步机床的PLC控制,之前我们在朱老师的指导下对PLC技术进行了比较全面的学习,从各种电器知识到控制电路设计在到后来的PLC指令系统和步控系统功能指令...刚开始设计就觉得设计就是把程序编好,其实后来的实践的过程证明这一想法是错误的。
由于加工棉纺锭子锭脚多工步机床控制过程复杂,工步多,分为七步,而每一步又可以再细分解成更多的操作。
所以在设计的时候思路不明确害我走了不少的弯路总觉得没有头绪,最后决定从单步下手层层衔扣,缕清设计步骤,终于在同组同学的共同协助下流程图,梯形图的编程,完成了设计。
通过这次实践设计,我认为学到的不仅是编程知识,更多的是一种在是实战中游刃有余的能力以及对PLC这门应用型学科的进一步理解和对进一学习的兴趣。
参考文献
1.郁汉琪、郭建《可编程序控制器原理及其运用》;中国电力出版社
2.高勤,《电器及PLC控制技术》;高等教育出版社
3.齐占庆,《机床电气控制技术》;机械工业出版社
4.高钦和,《可编程序控制器应用技术与设计实例》;人民邮电出版社
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- 关 键 词:
- 多工步转塔 车床 PLC 电气控制 系统 设计