PLC梯形图.doc

目录1引言12 设计内容23 工艺分析及控制要求33.1 生产工艺流程图33.2 操作工艺流程图44 硬件设计54.1 电气原理图54.2系统结构图6图4-2系统结构图64.3 外围接线图74.4 多工步I/O地址分配85 PLC程序设计及工作过程分析95.1PLC梯形图95.2工作过程分析136 结论147 参考文献15 1引言 可编程逻辑控制器简称PLC，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算数操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。 PLC是综合继电器接触器控制的优点及计算机灵活、方便的优点而设计制造和发展的，这就使得PLC具有许多其他控制器所无法相比的特点：可靠性高，抗干扰能力强；通用性强，实用方便；采用模块化结构，使系统组合灵活方便：编程语言简单、易学，便于掌握；系统设计周期短；对生产工艺改变适应性强；安装简单，调试方便、维护工作量小。本设计围绕多工步机床加工棉纺锭子锭脚的PLC控制进行设计，工业机床的控制在工业生产自动化控制中占有重要的位置。在机床行业中，多工步机床可对工件进行钻孔、扩孔、攻丝、切削、等工序加工，能实现比较复杂的加工工艺，由于其工步及动作多，控制较为复杂。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。采用PLC控制，可使接线大为简化，不但安装十分方便，而且保证了可靠性，减少了维修量，提高了工效。2 设计内容 多工步机床加工棉纺锭子锭脚的控制主回路由三台电动机组成，即主轴电动机M1、工进电动机M2及快速进给电动机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；工进电动机M2、快速进给电动机M3拖动大拖板，带动回位工作台纵向进给运动。当工进电动机M2启动运转时，回转工作台作纵向工进或工退；当快速进给电动机M3启动运转时，回转工作台作纵向快速进给或快速后退。回转工作台的工进、快速和转换，除了由工进电动机M2及快速进给电动机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，YV2吸合，此时回转工作台工进或工退；当M3启动运转时，YV2释放，回转工作台快速进给或快速后退。在回转工作台上安装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、铰孔和扩孔等工作。此外，多工步机床的小滑板在电磁阀YV1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。3 工艺分析及控制要求3.1 生产工艺流程图该多工步机床用于加工棉纺锭子锭脚，其加工工艺比较复杂。零件加工前为实心坯件，整个机械加工过程由七把刀具分别按七个工步要求，依次进行切削、其加工工步如图2.1所示。加工时，工件由主轴上的夹头夹紧，并由主轴电动机M1驱动作旋转运动；大拖板载着六角回转工位台作横向进给运动，其进给速度由双速电动机控制，可实现工进(慢速)和快进；小拖板载着工位台作纵向进给运动，其运动由单线圈两位置电磁阀控制（当电磁阀线圈得电时，工位台横向进给，失电时，工位台纵向. 图3.1 锭脚加工过程示意图后退），工位台纵向运动为气动。在七个工步中，除第二工步由小拖板纵向运动切削外，其余六个工步均由大拖板载着六角回转工位台横向运动切削。这六个工步每完成一个工步，六角回转工作台由电动机M3驱动转动一个工位，进行下一工步的工作。3.2 操作工艺流程图启动工作台快进工进钻孔工进停止工作台快退一工步工作台快退停横刀架车平面横刀架停止二工步横刀架后退，工作台快速进给工进钻深孔攻进台停止并快速后退三工步工作台快退到位停止快进刀具车外圆及钻孔工进停止经延时后工退快退停工作台快速进给四工步专为工进刀具粗铰双节孔工进停并快速退五工步快退停转为快进工进粗铰双节孔工进停转快进工进开始铰锥孔工进停开始快退快退停电器复位六工步七工步3.2操做控制流程图4 硬件设计4.1 电气原理图锭脚加工床的电气控制主电路图如图所示： 图4.1 一次回路原理图使用该机床进行加工时，工件由主轴上的夹头夹紧，并由主轴电动机M1带动作旋转运动。大拖板带动回转工作台作横向进给运动，其进给速度由工进电动机（慢速电动机）M2、快进电动机（快速电动机）M3经电磁气阀（YV2）离合器带动丝杆控制。小拖板的纵向运动由电磁气阀（YV1）气压驱动。对于7把道具，除第2把刀（完成第二工步，即车平面）是由小拖板纵向运动切削外，完成其余6个工步的6把刀均由大拖板带动回转工位台（六角）横向运动切削，每完成一个工步，回转工位台转动一个工位，进行下一工步的切削。刀具进给运动的控制过程如下： （1）刀具进给的启动由按钮SB发出启动指令。 （2）刀具进给运动过程中，各动作之间的转换由限位开关发出指令；横向快进结束压合限位开关ST1，发出工进指令。 （3）工进结束压合限位开关ST2，发出延时指令，延时1S后开始横向快退。 （4）横向快退结束压合限位开关ST3，发出纵向进给是、指令（由第一工步转入第二工步）或发出下一工步快进指令（由第三工步以后）。 （5）纵向进给结束压合限位开关ST4发出纵向退回指令及第三工步的快进指令，以后各工步的动作将重复第一工步的变化4.2系统结构图 图4-2系统结构图4.3 外围接线图220VACST4ST3ST2STISBKM3KM23M0.00.10.20.30.40.50.62M1.01.11.21.31.41.5ML1M1L0.00.10.20.30.42M2L0.50.60.71 .1MLPLCCPU224KM1YV124VDC图4-3 PLC的外围接线图根据对被控对象控制要求的分析，PLC控制系统的I/O点数因为：5点输入，4点输出。输入设备包括：启动按钮SB，限位开关ST1、ST2、ST3、ST4；输出设备包括：电动机接触器KM2（正转）、KM3（反转）、KM3（快转），纵向运动电磁阀YV2.4.4 多工步I/O地址分配表4-1 多工步加工PLC的I/O点分配表输入信号名称代号输入点编号刀具快进开始按钮SBI0.0纵向快进到位行程开关ST1I0.1纵向工进到位行程开关ST2I0.2纵向后退到位行程开关ST310.3横向进给到位行程开关ST4I0.4输出信号名称代号输出点编号纵向前进接触器KM1Q0.0纵向快速接触器KM2Q0.1纵向后退接触器KM3Q0.2横向前进电磁阀YV1Q0.45 PLC程序设计及工作过程分析 5.1PLC梯形图 5.2工作过程分析第一工步：启动时按下SB，I0.0闭合，通用继电器M0.0接通并自锁，输出继电器Q0.0和Q0.1同时接通，工作台快进，到达加工位置压合行程开关ST1，I0.1闭合，M0.1接通并自锁，使Q0.1断开，而Q0.0仍然保持接通，工作台转为工进，由第一工位的钻头进行钻孔。当钻孔到位后，压合行程开关ST2,I0.2闭合，使通用继电器M0.2和时间继电器T37接通，断开Q0.0，工进停止。经过1s的延时后，M0.3接通并自锁，断开M0.1，接通QO.2、Q0.1，工作台快速后退。第二工步：当后退到压合行程开关ST3时，I0.3闭合，M0.4接通并自锁，使M0.3、Q0.2、Q0.1失电。由于M0.3断开，M0.1又闭合，工作台快退停止。同时M0.4闭合，接通Q0.4，YV1得电，气缸前进，驱动横刀架向前进给切削端面。完毕后压合ST4，I0.4闭合，M0.5接通并自锁，断开M0.4，使QO.4断开，YV1断电，气缸后退，横刀架进给停止，并后退到原位。以后每一步动作过程的分析方法与第一工步相同。当进行到第七步最后一个动作（即快退）结束时，压合ST3，I0.3接通，使M2.4接通，M2.3断开，从而相继断开Q0.1、Q0.2，快退停止，完成一个周期动作。6 结论时光飞逝，为期两周的PLC课设在不知不觉中度过了，通过本次学习我对PLC的理论知识和具体实际应用的更深层的理解。使我对PLC的认识理解与实际的工程应用相结合起来。在设计的初始阶段，我对这个题目很陌生，不知从何下手，不过通过上网查询，图书馆里查阅资料以及同学之间的相互讨论研究，向老师请教等方式，使我对多工步机床控制系统有了一定的认识，虽然在这个过程中经历了不少艰辛，但同样我们也收获了许多，培养了自我学习的能力，巩固和加强了已学的专业课知识，而且对一些书本上没有的元器件的使用方法和原理，有了一定程度的了解。同时也认识到了一些自身的不足.这次虽短而充实的课设使我懂得了很多。一起课设的同学也让我受益非浅。毫无私心的帮助，真诚的相互鼓励加油，一起分担工作的压力，更一起分享成功带来的喜悦，PLC课设更象是一个集体活动，拉近我们彼此的距离，填补了曾经存在的距离，集体主义的魅力得到了彻彻底底的展现！大学里连同班同学相处的机会都很少，感谢PLC课设给了我们这样