基于S7200PLC液压组合机床的控制2

编号 《电气控制与应用》课程设计（级本科）题目：基于 液压组合机床的控制学院： 物理与机电工程学院专业： 电气工程及其自动化作者姓名： 吴雪琴 指导教师：关虎昌职称:助教完成日期：年月日二零一五年六月三十日#、设计的目的和意义通过对液压组合机床控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、通过对液压组合机床控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用对工作状况进行监控的方法。为了进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实践中的应用能力；掌握一般生产电气控制系统的施工设计、安装与调试；培养查阅图书资料、工具书的能力；培养工程绘图、书写技术报告的能力，进行液压传动组合机床的控制。组合机床是由一些通用不见及少量专用部件组合而成的自动化程度较高的高效专用机床。传统的继电器-接触器控制系统存在电路复杂、可靠性差、操作难等缺点。而采用控制器作为新一代的工业控制装置，具有开发柔性好，接线简单方便，可靠性高等特点。

、总体方案设计2.1课程设计内容此次课程设计中，组合机床的控制回路主要是通过接触器-继电器电路来控制油路。也就是控制、 、 、 、 、这六个电磁阀的通断。而油路是事先设计好的，所以我们只要编写一个程序，使得液压传动组合机床在的控制下，自行完成指定流程。本机床采用台电动机进行拖动，、为左右动力头电动机，为冷却泵电动机。为左动力头单独调整开关。为右动力头单独调整开关，通过它们可实现对左右动力头的单独调整。为冷却泵电动机工作选择开关。自动循环的工作过程如下：、处于自动循环位置，按下启动按钮B接触器、 线圈通电并自锁，左、右动力头电动机同时启动旋转。按下“前进”按钮B中间继电器、 、通电并自锁，电磁铁、通电，左、右动力头快速进给并离开原位，行程开关、、、 先复位，行程、后复位。当 、 复位后，通电并自锁。在动力头进给过程中，靠各自行程阀自动变快进为工进，同时压下行程开关，接触器 线圈通电，冷却泵电动机工作，供给冷却液。当左动力头加工完毕，将压下 并顶在死挡铁上，其油路油压升高，动作，使 通电并自锁；当右动力头加工完毕，将压下 并使动作，将接通并自锁。同时、将失电，、 也将失电， 、 将通电，左右动力头将快退。当左动力头使复位后， 将失电，冷却泵电动机将停转。左右动力头快退至原位时，先压下 、 ，再压下、 、 、 ，使、线圈断电，动力头电动机、断电，同时、 、线圈断电，、 断电，动力头停止，机床循环结束。加工过程中，按下B可随时使左、右动力头快退至原位停止。时使左、右动力头快退至原位停止。2课程设计要求分析学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行自动售货机运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统仿真调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：.设计出硬件系统的接线图、梯形图等；.系统有启动、停止功能；.运用功能指令进行PLC控制程序设计；.进行系统调试及其仿真。DDDDDDDDD、硬件设计D3.1液压传动组合机床控制系统随着技术的发展，产品种类也越来越多，而且功能也日趋完善。不同种类之间的功能设置有着很大的差异，其结构形式、性能、容量、指令系统、价格也不尽相同，适合穿的场合也有个侧重。这既给机型选择提供了十分广阔的空间，同时也带来了一定的合理选用难度。型号选择的基本原则是在满足功能的前提下，追求性价比。因此，合理选择L对于提高控制系统技术经济指标有着重要意义。平均的点的价格还比较高。因此应该合理选用的点的数量，在满足控制要求的前提下力争使用的点最少，但是必须留有一定的余量。本机床用于两个端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压缸驱动。液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁的方法实现位置控制。液压传动机床的工作程序是：（1）快进左右动力头在M1和M2的带动下快速前进（2）工进前进到达开关SQ位置即停止，液压泵启动进行工进，左右动力头进行两端切削加工。（3）后退当工进后，碰到SQ7和SQ8时，挡铁停留KP1和KP2动作，后退。表3-1液压执行元件动作状态表工步YV1YV2YV3YV4KP1KP1快进工进挡铁停留快退原位停止图3-1主电路控2制电路图3-3工作循环示意图液压传动组合机床的PLC控制系统程序可由8Q2原继电器，接触器控制系统转换得到，转换过程中应注意以下四个方面。输入设备的处理对输入设备进行处理时，继电器一接触器控制电路中，如果该设备是由常开触点构成，转为PLC控制后，该设备仍用常开触点作PLC的输入设备，程序中对应触点的状态不变；如果该设备足由常闭触点构成，转为PLC控制后，该设备仍用常闭触点作PLC的输入设备，程序中对应的触点取相反状态。输出设备的处理原继电器一接触器控制系统中的电磁阀线圈和接触器线圈用对应的输出继电器线圈取代，接触器的触点用对应的输出继电器的触点取代，并且状态不变。3.中间继电器的处理原继电器一接触器控制系统中的中间继电器由PLC的辅助继电器M代替。4.设置中间单元设计程序时以线圈为单位，分别考虑继电器一接触器控制电路中的每个线圈受到哪些触点和电路的控制，若多个线圈都受某一触点串并联电路的控制，在程序中可设置用该电路控制的辅助继电器来简化程序。的选型的选型原则最大限度地满足被控对象的控制要求充分发挥的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计控制系统的首要前提，这也是设计过程中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计之前就要深入现场进行调查研究，充分收集控制现场的资料，同时收集相关国内、国外相关的资料。同时还要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员等紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。保证 控制系统安全可靠保证控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程等方面要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证控制程序不仅能在正常条件下运行，而且要在非正常情况下，也能正常工作。.力求简单、经济、使用及维修方便一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。.适应发展的需要由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择、输入输出模块、点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。□选型根据该组合机床的控制要求，清点继电器控制电路中的按钮、行程开关、压力继电器、热继电器触点。该系统共需开关量输入信号21个（4个按钮、9个行

程开关、3个热继电器动断触点、2个压力继电器，3个转换开关），开关量输出个个接触器线圈，个电磁阀线圈）在设计应用中，为节省 的点数，可适当改变输入信号接线以节省输入点。用这种方法将 的输入点数由点减少至点。因此选用西门子 型 点输入，点输出进行设计。分配表表3-2I/O分配表输入信号代号地址说明总停止按钮总启动按钮动力头前进按钮动力头退回原位按钮Q自动循环行程开关Q自动循环行程开关自动循环行程开关自动循环行程开关Q左动力头后退行程开关、压力继电器Q右动力头后退行程开关、压力继电器Q A冷却液泵电动机启停行程开关及控制元件热继电器热继电器手动开关手动开关

输出信号代号地址说明左动力头电动机接触器左动力头电动机接触器冷却泵电动机接触器电磁阀电磁阀电磁阀电磁阀外4部接线图根据设计任务要求PLC主机的硬件接线图如图3-4所示。I0.0io.i Q0.0I0.2 Q0,1I0.3 Q0.2I0.4I0.5 1L06 Q0.4I0.7I1.011.1 CPU226 Q0.5I1.2I1.3Q0.6I1.4I1.5Q0.7I1.61LM2M 2LMSA1ucKM1 KM2SA211FR111KM3FR2 1iSB1।220VFU1 1 I SB2"XYV1SB3-VD1SB4-SQ1।JYV2SQ2SQ3SQ4VD2YV3SQ6iSQ7 卜(P1 11VD3SQ8 LPYV4।KP2'[PFR3SQSA3 总VD4I， 1- 1 1—2,4\/FUJ2图 液压传动组合机床控制系统的 接线图

、软件设计4.程1序设计流程图根据对液压传动组合机床工作过程的描述，可以设计出液压传动组合机床控制系统程序的程序流程图，如图所示。启动机左电机旋转右电机旋转左电机旋转右电机旋转左动力头前进右动力头前进左动力头前进右动力头前进工进，冷却泵工作I 」 1左动力头加工完府动力头加工完左动力头加工完府动力头加工完左动力头停止工进右动力头停止工进左动力头停止工进右动力头停止工进左右动力头复位冷却泵停止工作结束结束图4-程1序流程图2程序设计梯形图梯形图语言是在传统电气控制系统中常用的接触器、继电器等图形表达符号的基础上演变而来的。它与电气控制线路图相似，继承了传统电气控制逻辑中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入、输出形式，具有形象、直观、使用的特点。因此，这种编程语言为广大电气技术人员所熟知，是应用最广泛的 的编程语言，是 的第一编程语言。设计梯形图：、仿真与调试采用 仿真对设计系统进行仿真及调试采集的图如下图所示：IIEMENSSIMATICS7-200II.JMD.口Q0.LINetworkIIEMENSSIMATICS7-200II.JMD.口Q0.LINetwork310.4Q0.1Network410.5MO.1MLL0MLl.1TOC\o"1-5"\h\zNetwork5LD 10.2LDN MLL35670123^1567|SMB28|[0 ]5670123^1567|SMB28|[0 ]1 1按下前进按钮583，左右动力头快速进给并离开原位，在动力头进给过程中靠自行程阀自动变快进为工进，同时按下行程开关SQ，KM3得电，冷却泵电动|I|I|I|I|I|I|I|I|I|I|I|I|IMI|I|I|I|I|I|I|I|I|I|I|I|机M3工作，供给冷却液。|I|I|I|I|I|I|I|I|I|I|I|I|IMI|I|I|I|I|I|I|I|I|I|I|I|LUI MD.1AIT 11.5All 11.3A MO.0= QO.0Network3m 10.4LUI MO.1AIT 11.6AIT 11.4= QO.1Network4Ui 10.50 MO. 1A MO. 0= MO. 1Network5Ui 10.2UiN MO. 3h. ■?0123456701234 5670123^567ISMB28|1 [0 ])1|SMB29|[0 ])1

nUhJtititititjLJLJLJLititjtjtjtjtitjtjtitjtjtlSIEMENSSIMATICS7-200程序块（。…1Lu-』LJi_i41EW1c.^1c1LM-JL,血口口血90^10^口口nUhJtititititjLJLJLJLititjtjtjtjtitjtjtitjtjtlSIEMENSSIMATICS7-200程序块（。…1Lu-』LJi_i41EW1c.^1c1LM-JL,血口口血90^10^口口90】10血血血^10血师MM00A-"=uoA-""上ISMB2a|1 [0 ]J1ISMB29|[0 ]J1左右动力头加工完毕后，冷却电动机停转，当左右动力头快退原位时，先压下SQ3、SQ4,再压下SQ1、SQ2、SQ5、SQ6,动力头电动机M1、M2,断电，同时YV2、YV4断电，动力头停止，机床循环结束。0123^5670123^1 5670123^1567SIEMENSSIMATICS7-200|l|l|l|l|l|l|l|l|l|l|l|l|lTOC\o"1-5"\h\zON MD.10123^5670123^1 5670123^1567SIEMENSSIMATICS7-200|l|l|l|l|l|l|l|l|l|l|l|l|lAN 11.5AN 11.3A MD.口= Q0.0Network3LD 10.4ON MD.1AN 工1.6AN II.4= Q0.1Network4LD 10.50 MD. 1A MO. 0= MD. 1Hmt胃口fk5LD 10.£UiN MO. 3