机电传动课程设计报告四工位卧式镗铣组合机床控制系统设计.doc

沈阳理工大学课程设计专用纸 No课程设计（论文）题目： 四工位卧式镗铣组合 机床控制系统设计 设计名称：机电传动控制班级学号：0901013207学生姓名：成振强指导教师： 王海2011年12月21日课程设计任务书第七组1设计题目：四工位卧式镗铣组合机床控制系统设计2设计内容： 1）完成课程设计指导书所要求的控制循环。 2）按停止按钮，立即停。3）按复位按钮，所有滑台回原位，动力头电动机停止。4）要求可以实现手动、自动。3设计要求：1）画出端子分配图和顺序功能图2）设计并调试PLC控制梯形图3）设计说明书4进度安排：1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 1天2）PLC梯形图设计与调试 3天3）说明书撰写 0.5天4）答辩 0.5天指导教师： 专业负责人： 主管院长： 年 月 日 目 录0.前言31.课程设计的任务和要求41.1 课程设计的任务41.2 课程设计的基本要求42.总体设计52.1 PLC选型52.2 PLC端子分配63.PLC程序设计93.1 设计思想93.2 顺序功能图103.3 PLC梯形图114.程序调试说明225.结束语236.参考文献240.前 言 可编程序逻辑控制器简称PLC，是专门为工业控制设计的通用自动控制装置。它将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体，成为实现单机、车间、工厂自动化的核心设备，在各个行业中得到了广泛的应用。PLC产品种类较多，硬件与软件系统各具特色，可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。 SIMATIC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。 S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。 S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。SIMATIC S7-400 PLC是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的专用系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。 1.课程设计的任务和要求 1.1 课程设计的任务该机床有四个工位，三个动力头。第一工位是装卸工位，第二到第四工位的三个动力头可以同时对相应工位夹具上的工件进行加工。工作台每次转位90度，转过360度完成一个工件的所有加工。机床的动作包括：工作台的抬起、回转、落下夹紧；夹具的夹紧、松开；三个滑台各自的向前切削、向后退回。 1.2 课程设计的基本要求1） 画出端子分配图和顺序功能图2） 设计并调试PLC控制梯形图3） 设计说明书 2. 总体设计2.1 PLC选型主机：选择西门子系列作为系统的工作主机。采用S7-200 CPU 226 AC/DC/继电器型工作主机。其基本参数如下：本机数字输入：24路数字量输入本机数字输出：16路数字量输出内部存储器位：256位定时器总数：256定时器计数器总数：256计数器电源电压允许范围：AC85264V输入电流仅CPU/最大负载：40/160 mA,AC240V电压范围：DC20.428.8V电流限制：约1.5A 由于该系统要求33个输入点16个输出点S7-200 CPU226不能满足点数要求，因此采用EM223DI8/DO8DC24/继电器型和EM221DI8DC24/继电器型扩展模块增加输入输出点数。CPU总I/O点数为64点，系统要求的I/O总点为49点。CPU总I/O点数=（1.11.3）系统要求的I/O总点数。所以满足设计要求。 2.2 PLC端子分配输入输出功能地址功能地址手动I0.0工件夹紧Q0.0单周期I0.1工件松开Q0.1连续I0.2工作台夹紧Q0.2启动I0.3工作台松开Q0.3停止I0.4工作台上升Q0.4工件夹紧限位I0.5工作台下降Q0.5工件松开限位I0.6工作台旋转90Q0.6工作台夹紧限位I0.71滑台向前切削Q1.0工作台松开限位I1.01滑台后退Q1.1工作台上升限位I1.12滑台向前切削Q1.2工作台下降限位I1.22滑台后退Q1.3工作台旋转限位I1.33滑台向前切削Q1.41滑台前进限位I1.43滑台后退Q1.51滑台后退限位I1.53个动力头同时转动Q1.62滑台前进限位I1.6放工件Q1.72滑台后退限位I1.7取出工件Q2.03滑台前进限位I2.0声报警Q2.13滑台后退限位I2.1光报警Q2.2手动工件夹紧I2.2手动工件松开I2.3手动工作台夹紧I2.4手动工作台松开I2.5机械手下限位I2.6机械手上限位I2.71滑台手动前进I3.01滑台手动退回I3.12滑台手动前进I3.22滑台手动退回I3.33滑台手动前进I3.43滑台手动退回I3.5手动工作台上升I3.6手动工作台下降I3.72.2 PLC端子分配 图1 I/O端子分配图3. PLC程序设计3.1 设计思想本次我们的课程设计的题目是：四工位卧式镗铣组合机床控制系统设计。首先按照要求把具体的输入与输出的端口相应的点数配合设计出来，好为下步的工作做铺垫，然后根据找出的端口数相应的选出PLC的型号和具体的端口，在根据题中的具体要求把工作台及滑台的运行过程用顺序功能图表示出来，在用这种思路把相应的梯形图设计好。再设计梯形图时，应注意以下几项：(1) 设计可编程控制器时，安全性是第一重要的，应避免程序故障的出现，应设置如下几中安全电路：紧急停止电路，保护电路等操作的连锁电路，定位的上限位/下限位等连锁电路等，以防止误操作产生故障。 (2) 编程要理论联系实践。从最简单的做起，循序渐进。最开始可以先编写些只包括数字量的，然后再考虑模拟量的，另外像计时器、计数器也经常使用等。(3) 在一段程序里不可有同样的两个输出存在。比如说前段程序有1个输出Q0.0存在，后面就不要再有了。(4)用步进指令设计梯形图时，要注意PLC初始状态继电器的设置。状态继电器可用于步进顺序控制，也可作为辅助继电器使用。(5) 使用梯形图编程时，应把串联多的电路块尽量放在最上边，把并联多的电路块尽量放在最左边，这样即节省指令，又美观。在同一程序中，同一编号的线圈使用两次及两次以上称为双线圈，双圈非常容易引起误动作，应避免使用。触点应画在水平线上，不包含触点的分支线条应放在垂直方向，不要放在水平方向，以便于读图和图形的美观。线圈和指令线圈一般不能直接连接在左边的母线上，如需要的话可通过特殊的继电器完成。 3.3 PLC梯形图图3 PLC梯形图 4.程序调试说明本次设计程序调试通过模拟的方式进行。模拟的软件为S7_200仿真软件。由于本次设计有32个输入，18个输出。因此无需调出EM223 D08DC24V输入扩展模块。需要特别说明的是，因为S7_200仿真软件没有感应器（限位开关），所以需要手动进行调置。5.结束语通过这次实训课，我受益颇丰，学到了书本里根本学不到的东西，在为期两周的实习期间，我们学习了初步的plc程序设计，一开始这门课程所散发出的强大的实践性与趣味性一下子就深深的吸引住了我。最终圆满顺利的完成了这次课程设计，这次的实习也几近完结，总的来说，我在这次的实习中学到了很多课堂上没有的知识，并且我对这次的实习是热情高涨的。第一，通过实践觉得自己也可以做出以前想都没有想过的东西，那种小小的自豪感，不言而喻；第二，通过小实习，加强了我们的动手实践能力，作为机械专业的大学生，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。第三，在课程设计的这些日子里，培养了我们独立思考、勇于克服困难、团队协作的精神，大家互帮互助在其中得到了很大的加强。我们不再是单体的，而是一个整体，团结的整体，老师的教学让我们学到很多，而我们自己从实践中也摸索着