plc改造x62w万能铣床毕业总结

1 / 23 plc 改造 x62w 万能铣床毕业总结 本科学生毕业论文 论文题目： 学 院： 年 级： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师： 基于 PLC 的 X62W 万能铣床电气控制系统设计 机电工程学院 XX 级 电气工程及其自动化 孔园林 XX4851 贾文斌 2016 年 5 月 21 日 摘要 铣床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置。电气系统是其中的主干部分，在国民经济各行业中的许多部门得到广泛应用。 PLC 是可编程控制器的简称，是一种数字运算操作的电子系统，它采用可编程序的储存器，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的指令，并通过模拟的或数字的输入和输出接口，控制各种类型的机器设备或生产过程。 在我国 7080 年代大多数铣床中，大多数的开关量2 / 23 控制系统都是采用继电器控制，继电器本身固有的缺陷，给铣床的安全和经济运行带来了不利影响。随着科技进步，和PLC 技术的成熟，所以对 X62W 万能铣床进行 PLC 改造 势在必行，是提高机床性能，提升经济效益及产品质量的关键举措。 关键词 X62W 铣床；电气控制系统； PLC；梯形图 Abstract Various types of milling machine is a motor-driven gear in order to achieve the objects and systems of production process automation technical devices. Electrical system is one of the backbone part of the national economy in the various industries are widely used in many sectors. PLC is a programmable controller for short , is a digital computing operation of electrical system .It uses programmable storage devices used in its internal memory implementation of the logical operations, sequential control, timing,counting and arithmetic operations such as instruction, and through analog or digital input and output interfaces to control various types of machinery and equipment or production process. 70 to 80 years in our country most of the milling 3 / 23 machine, most of the switch volume control systems are based on the relay control, relay inherent defects, to the milling machine safe and economic operation had a negative impact . As technology advances,and PLC technology matures, so the X62W universal milling machine is imperative for the transformation of PLC is to improve machine performance, enhance economic efficiency and product quality, the key step. Key words X62W universal milling machine;Electrical control system; Programmable Logic Controller;Terraced figure 目录 摘要 . I Abstract . II 前言 .4 / 23 . 1 第 一 章 铣床 . 2 铣 床 国 内 外 研 究 状 况 和 发 展 趋势 . 2 铣 床 简 单 介绍 . 3 铣 床 的 选型 . 3 X62W 万能铣床的特点 . 3 第 二 章 X62W 万 能 铣 床 的 硬 件 设计 .5 / 23 . 4 X62W 万 能 铣 床 电 力 拖 动 的 特 点 及 控 制 要求 . 4 X62W 万 能 铣 床 元 件 选型 . 4 X62W 万 能 铣 床 的 主 要 结 构 及 运 动 形式 . 5 第三章 X62W 万能铣床传统继电器的电气控制原理 . 6 电 气 原 理图 . 6 主 电 路 分析 . 7 控 制 电 路 分6 / 23 析 . 8 主 轴 电 机 M1 的控制 . 8 进 给 电 动 机 M2 的控制 . 9 冷 却 泵 电 动 机 及 照 明 电 路 的 控制 . 12 第四章 PLC 的简介 . 13 PLC 的产生 . 13 PLC 的 定 义 和 特点 .7 / 23 . 13 PLC 的定义 . 13 PLC 的特点 . 14 可 编 程 控 制 器 的 主 要 性 能 指标 . 15 可 编 程 控 制 器 的 分类 . 15 PLC 的 编 程 语言 . 16 梯 形 图 语言 .8 / 23 . 16 助 记 符 语言 . 16 顺 序 功 能 图 语言 . 16 第五章 X62W 万能铣床基于 PLC 改造的具体设计 . 17 改 造 设 计 中 PLC 的选型 . 17 X62W 万 能 铣 床 基 于 PLC 控 制 电 路 的 改造 . 19 现 场 信 号 与 PLC 软 继 电 器 对 照表 . 21 PLC 梯形图 .9 / 23 . 21 PLC 语句表 . 25 结论 . 28 参考文献 . 29 致谢 . 30 目 录 1 绪论 .10 / 23 . 1 2 X62W 铣床改造设计思路 . 1 铣 床 改 造 设 计 要求 . 1 方 案 选择 . 1 3 X62W 铣 床 的 分析 . 2 铣 床 的 结构 . 2 铣 床 的 运 动 形式 . 3 11 / 23 铣 床 的 电 力 拖 动 及 控 制 要求 . 3 主 电 动 机 的 控 制 线路 . 3 进 给 运 动 的 控制 . 4 圆 形 工 作 台 的 控制 . 6 X62W 万 能 铣 床 存 在 的 故障 . 7 4 整体改造设计思路 . 8 主 电 路 部分 .12 / 23 . 8 控 制 电 路 部 分 改 造 的 具 体 要求 . 9 5 硬件电路设计 . 9 电 器 元 件 选择 . 9 可 编 程 控 制 器 PLC 的 介 绍 及 选型 . 9 可 编 程 控 制 器 PLC 的介绍 . 9 可 编 程 控 制 器 的 选型 . 11 PLC 的 I/O 地 址 分配 .13 / 23 . 12 I/O 接线 . 12 6 软件设计 . 12 X62W 铣 床 的 基 本 功 能 控制 . 13 一 例 特 殊 故 障 的 解决 . 15 故 障 自 诊断 . 16 7 结束语 .14 / 23 . 17 致谢 . 18 参考文献 . 18 附录 1 总 体 电 路图 . 19 附录 2 总程序 . 20 1 1 绪论 一般常用的万能铣床有两种：一是卧式万能铣，型号为 X62W；另一种为立式万能铣，型号为 X53K。万能铣床是一种高效率的加工机械，在机械加工和机械修理中得到广泛的应用。万能铣床的操作是通过操作控制手柄与控制按15 / 23 钮，以达到机电紧密配合完成预定的操作，是机械与电气结构联合动作的典型控制，是自动化程度较高的组合机床。但是在电气控制系统中，故障的查找与排除非常困难，特别是继电器接触式的控制系统，由于电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长，给生产与维护 带来诸多不便，严重地影响生产。随着工业自动化的发展，对工业智能化程度的要求也越来越高，市场经济要求制造业对市场需求作出迅速反应 生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性与灵活性。这就需要使用智能化程度高的控制系统来取代传统的控制系统，使电气控制系统的工作更加灵活、可靠，更容易维修，更能适应经常变动的工艺条件。基于这些问题，本文提出了利用松下可编程控制器对 X62W 型卧式万能铣床的继电接触式电控系统进行技术改造。 可编程 控制器是一种在传统的继电器控制系统的基础上，与 3C 技术相结合而不断发展完善起来的新型工业控制装臵，具有使用方便、编程简单、可靠性高、易于维护等优点，在工业控制领域应用十分广泛。目前已从小规模的单机顺序控制发展到过程控制、运动控制等诸多领域。通过使用 PLC 设计机床控制系统，可以减少强电元器件数目，提高电气控制系统的稳定性和可靠性，从而提高产品的品质和生16 / 23 产效率。通过应用 PLC 技术，还可以使机床具有故障自诊断功能，可以保护机床和方便维修 1。 2 X62W 铣床改造设计思路 铣床改造设计要求 改造设计电气控制原理图。 铣床工作原理分析。 PLC 选型及 I/O 分配。 PLC 程序的编写。 方案选择 对于如何实现 X62 铣床的基本功能和它存在的缺陷等问题提出两种改造方案。 第一种就是对原先的控制线路增加一些行程开关，接触器等器件让它实现连 1 锁。从而来解决原来铣床存在的问题。 第二种就是用可编程控制器 PLC 进行改造，把原来的继电接触式电控系统改造为 PLC 控制。不仅可以消除掉它原来存在的所有缺陷，而且增加 了故障检修功能，可以在发生故障的部位进行报警。 第一个方案虽然可以改进缺陷，但是使铣床的控制线路触点增多、线路更加复杂，从而使机器故障率高、检修周期长，给生产与维护带来诸多不便，严重地影响生产。第二个方案用 PLC 对 X62W 型万能铣床的继电接触式电控系统17 / 23 进行技术改造，改造后可以减少强电元气件数目，而且增加了一些故障自诊断功能。提高了系统的稳定性，可靠性，安全性。使电气控制系统的工作更加灵活，更容易维修，更能适应经常变动的工艺条件。 因此我们选择第二种方案。 3 X62W 铣床 的分析 铣床的结构 如图 1 所示 X62W 万能铣床主要由床身、主轴、刀杆、工作台、回转盘、横溜板和升降台等几部分组成。箱型床身固定在底座上，床身内装有主轴的传动机构和变速机构，在床身顶部有水平导轨，上面带有 1 2 个刀杆支架悬梁，刀杆支架支承铣刀中心轴的一端，中心轴另一端固定在主轴上，由主轴可带铣刀切削。 图 1 X62W 铣床外观图 2 江西现代职业技术学院 毕业论文 题目：万能铣床 PLC 改造 学 号：姓 名 ：学 院：专 业： 班 级： 指导教师：提交时间： 目录 前18 / 23 言 . 1 第 1 章 万能铣床的简介 . 3 第 2 章 电 力 拖 动 和 控 制 要求 . 5 铣 床 的 主 运动 . 5 铣 床 的 进 给 运动 . 5 其 他 控 制 要求 . 6 第 3 章 电 气 控 制 电 路 分析 . 7 主电路分析 .19 / 23 . 7 控 制 电 路 分析 . 8 控制电路电源 . 8 主 轴 电 动 机 M1 控制 . 8 进 给 电 动 机 M2 的控制 . 9 冷 却 泵 电 动 机 M3 的控制 . 13 辅 助 电 路 及 保 护 环 节 分析 . 13 第 4 章 西门子S7-200 . 14 PLC 的 基 本 定义 . 14 西门子 S7-200 基 本 介绍 . 14 20 / 23 S7-200 可 编 程 控 制 器 常 用 指令 . 15 第 5 章 X62W 万能铣床电 气控制 PLC 改造分析 . 17 对 电 气 原 理 图 的 改造 . 17 对 主 轴 电 动 机 控 制 改造 . 17 对 进 给 电 动 机 控 制 改造 . 18 PLC 的 输 入 、 输 出 地 址 分配 . 错误！未定义书签。 PLC 接 线 图 的 设计 . 20 梯 形 图 的 设 计 与 分析 . 20 第 6 章 总结 . 24 参考文献 .21 / 23 . 25 致 谢 . 26 随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经扩展到了几乎 前言 所有的工业领域。当前用于工业控制的计算机可以分为几类。例如可编程控制器、基于 PC 总线的工业控制计算机、 单片机的测控装置、用于模拟量闭环控制的可编程调节器、集散控制系统和现场总线控制系统等。为了满足现在社会制造业对社会市场紧迫要求的反应，既要求生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品；而可编程序控制器 PLC 正是顺应这一要求出现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。 PLC 是 20 世纪 60 年代末在美国首先出现的，其硬件结构基本上与微型计算机相同。是一种专用于工业控制的计算机。也是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置；使用了可编程序存储器以储存指令，用来执行诸如逻辑、顺序、计时、计数 与演算功能，并通过模拟和数字输入输出组件，控制各种机械或生产过程。近几年来 PLC 把自动化技术，既计算机技术和通信技术融为一体，体现了可编程控制器的应用场合时很广泛的。22 / 23 因此可采用可编程序控制器对铣床传统的继电器 -接触器电气控制系统进行改造。 PLC 专为工业环境应用而设计，其显著的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。 PLC 的应用不但大大地提高了铣床电气控制系统的可靠性和抗干扰能力，而