双头钻床PLC课程设计报告书

1、plc课程设计专 业： 自动化 设计题目： 双头钻床plc控制系统 班级：0943学生姓名： 学号： 指导教师 分院院长： 教研室主任： 电气工程学院一、课程设计任务书 1.课程题目双头钻床plc控制系统2.设计内容 图1 双头钻床的工作示意图设计一个用plc控制的双头钻床控制系统。其控制要求如下：1）双头钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔如图1所示。操作人员将工件放好后，按下起动按钮，工件被夹紧，夹紧后压力继电器为on，此时两个钻头同时开始向下进给。大钻头钻到设定的深度(sq1)时，钻头上升，升到设定的起始位置(sq2)时，停止上升；小钻头钻到设定的深度(sq3)时，钻头上升，升到设定

2、的起始位置(sq4)时，停止上升。两个都到位后，工件旋转120，旋转到位时sq5为on，然后又开始钻第二对孔。3对孔都钻完后，工件松开，松开到位时，限位开关sq6为on，系统返回初始位置。2）具有手动和自动运行功能。3）具有上电和急停断电功能。4）大钻头、小钻头由两台三相异步电动机带动。电机的正反转完成上升、下降的功能；旋转由第三台电机带动。上升、下降及旋转限位开关均为霍尔接近开关；夹紧、放松均由电磁阀带动。3. 课程设计报告要求 （1）画工艺流程图，分析i/o性质，计算i/o点数、存储容量，plc选型；（2）编写程序（在pc机上编程并下载到plc中）；（3）运行并调试程序，运行调试记录，在调

3、试过程中出现的问题，解决办法等；（4）画plc控制系统外部接线图（含主电路及供电图）；（5）课程设计总结。包括本次课程设计过程中的收获、体会，以及对该课程设计的意见、建议等；（6）参考文献列表；（7）报告使用b5纸打印，全文不少于2000字。4. 参考资料1 史国生主编.电气控制与可编程控制器技术.北京:化学工业出版社.20042 王永华.现代电气及可编程控制技术.北京:北京航空航天大学出版社.20023 徐世许.可编程序控制器原理应用网络.合肥:中国科学技术大学出版社.20015. 设计进度（2012年11月19日至11月30日）时 间设计内容11月19日布置设计任务、查阅资料11月20日-

4、11月21日方案论证及总体设计11月22日-11月29日系统调试及整理课程设计报告11月30日课程设计答辩6. 课程设计时间及地点2012年11月19日2012年11月30日上午8：0011：00；下午13：0016：00综合自动化实验室（新实验楼308）二、评语及成绩考核考核内容评估标准等级完成情况（50）方案设计（15）优：设计方案合理，内容正确，有独立见解或创造性；良：方案正确，有一定见解； 中：设计方案及内容基本正确，分析问题基本正确，无原则性错误； 及：设计方案及内容基本合理，分析问题能力较差，但无原则性错误；不及：设计方案不合理，有严重的原则性错误；优良中 及不及技术指标（20）优

5、：各项指标均完全达到良：各项指标基本达到，只有一项指标有微小差距中：有一项指标没有达到及：有两项指标没有达到不及：有三项指标以上没有达到优良中 及不及设计报告（15）优：设计报告内容正确，完整，规范，图面质量好，且符合国家制图标准；良：设计报告内容正确，较完整，规范，图面质量较好，且符合国家制图标准；中：设计报告内容有个别错误，较完整，较规范，图面质量一般； 及：设计报告内容基本正确完整，较规范，有多个错误；不及：设计报告内容中不加消化，照搬照抄；优良中 及不及综合能力（30）设计实施能力（15）优：能够自行利用现有设备，对设计方案进行合理检验，接线正确规范，程序设计合理，工具软件使用熟练；良

6、：在教师指导下能够利用现有设备，对设计方案进行合理检验，接线正确规范，程序设计合理，工具软件使用熟练；中：在教师指导下能够利用现有设备，对设计方案进行检验，接线较正确规范，程序设计较合理，工具软件使用较熟练；及：教师指导参与过多，才能够利用现有设备，对设优良中 及不及考核项目考核内容评估标准等级综合能力（30）设计实施能力（15）计方案进行检验，接线较正确规范，程序设计较合理，工具软件使用较熟练；不及：不能在教师指导下完成规定的设计方案检验。故障处理能力（15）优：能够自行对硬件和程序出现的问题，进行合理、高效的解决；良：在教师指导下能够较好处理硬件和程序出现的问题，并能够消化吸收；中：在教师

7、指导下能够基本处理硬件和程序出现的问题，有一定的分析能力；及：教师指导参与过多，才能够完成硬件和程序出现的问题；不及：不能在教师指导下完成故障的处理。优良中 及不及基本素质（20）安全文明操作（10）优：没有发生任何安全事故和设备、元器件损坏，使用材料无浪费，设计现场整齐规范；良：没有发生任何安全事故和设备、元器件损坏，设计现场较整齐规范；中：没有发生任何安全事故和设备、元器件损坏，设计现场欠整齐；及：没有发生安全事故，或有元器件损坏，现场长期脏、乱差，或造成材料浪费；不及：发生安全事故，或有元器件损坏，或现场长期脏、乱差，或造成材料浪费。优良中 及不及劳动纪律（10）优：能完全遵守课程设计管

8、理制度和作息制度，无违纪行为；良：能遵守课程设计管理制度和无旷工行为，迟到/早退1次；中：能遵守课程设计管理制度和无旷工行为，迟到/早退2次；及：违反守课程设计管理制度，或有1次旷工、或迟到/早退3次；不及：劳动纪律出现重大问题，取消成绩。优良中 及不及总成绩：指导教师:等级评分标准：优=90上，良=8980,中=7970,及=6960，不及=60下plc课程设计报告班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 撰写日期： 目 录第一章 课程设计内容与要求分析11.1课程设计内容11.2课程设计要求分析31.2.1系统单元电路组成3第二章plc程序设计5plc课程设计总结8参考文献9附录10第一章

9、 课程设计内容与要求分析1.1 课程设计内容2 图1 双头钻床的工作示意图设计一个用plc控制的双头钻床控制系统。其控制要求如下：（1）双头钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔如图1所示。操作人员将工件放好后，按下起动按钮，工件被夹紧，夹紧后压力继电器为on，此时两个钻头同时开始向下进给。大钻头钻到设定的深度(sq1)时，钻头上升，升到设定的起始位置(sq2)时，停止上升；小钻头钻到设定的深度(sq3)时，钻头上升，升到设定的起始位置(sq4)时，停止上升。两个都到位后，工件旋转120，旋转到位时sq5为on，然后又开始钻第二对孔。3对孔都钻完后，工件松开，松开到位时，限位开关sq6为on

10、，系统返回初始位置。（2）具有手动和自动运行功能。（3）具有上电和急停断电功能。（4）大钻头、小钻头由两台三相异步电动机带动。电机的正反转完成上升、下降的功能；旋转由第三台电机带动。上升、下降及旋转限位开关均为霍尔接近开关；夹紧、放松均由电磁阀带动。1.2课程设计要求分析1.2.1系统单元电路组成一、选择性分支与汇合及其编程1选择性分支状态转移图从2个流程中选择执行哪一个流程由转移条件x1、x4决定。分支转移条件x1、x4不能同时接通，哪个接通，就执行哪条分支。当s21已动作时，一旦x0接通，程序就向s22转移，则s21复位。因此，即使以后x4接通，s24也不会动作。汇合状态s26可由s23，

11、s25中任意一个驱动。2选择性分支的编程选择性分支的编程与一般状态的编程一样，先进行驱动处理，然后进行转移处理，所有的转移处理按顺序执行，简称先驱动后转移。因此，首先对s21进行驱动处理(out y1)，然后按s22、s24的顺序进行转移处理。选择性分支的梯形图和指令表程序图2-3-2如下：3选择性汇合的编程选择性汇合的编程是先进行汇合前状态的驱动处理，然后按顺序向汇合状态进行转移处理。因此，首先对第一分支(s22和s23)、第二分支(s24和s25)进行驱动处理，然后按s23、s25的顺序向s26转移。选择性汇合的梯形图和指令表程序如图2-3-3所示：二、并行性分支与汇合及其编程1并行性分支

12、状态转移图的特点由两个及以上的分支流程组成的，但必须同时执行各分支程序，称为并行性流程程序。图2-3-4所示是具有2个支路的并行性状态转移图，其特点如下。 图2-3-4 并行性流程程序的结构形式（1）若s21已动作，则只要分支转移条件x1成立，2个流程(s22、s23；s24、 s25)同时并列执行，没有先后之分。（2）当各流程的动作全部结束时(先执行完的流程要等待全部流程动作完成)，一旦x4为on，则汇合状态s26动作，s23、s25全部复位。若其中一个流程没执行完，则s26就不可能动作。另外，并行性流程程序在同一时间可能有两个及两个以上的状态处于“激活”状态。2 并行性分支的编程并行性分支

13、的编程与选择性分支的编程一样，先进行驱动处理，然后行转移处理，所有的转移处理按顺序执行。根据并行性分支的编程方法，首先对s21进行驱动处理(out y1)，然后按第一分支(s22、s23)，第二分支(s24、s25)的顺序进行转移处理。并行性分支的程序如图2-3-5下：3并行性汇合的编程 并行性汇合的编程与选择性汇合的编程一样，也是先进行汇合前状态的驱动处理，然后按顺序向汇合状态进行转移处理。根据并行性汇合的编程方法，首先对s22、s23；s24、s25进行驱动处理，然后按s23、s25的顺序向s26转移。并行性汇合的程序如图2-3-6下：三控制流程 根据控制要求，可绘出状态流程图如入9-7

14、所示。按下起动按钮sb时，工件被夹紧，夹紧后压力继电器为on，此时两个钻头同时开始向下进给。大钻头钻到设定的深度(sq1)时，钻头上升，升到设定的起始位置(sq2)时，停止上升；小钻头钻到设定的深度(sq3)时，钻头上升，升到设定的起始位置(sq4)时，停止上升。两个都到位后，工件旋转120，旋转到位时sq5为on，然后又开始钻第二对孔。3对孔都钻完后，工件松开，松开到位时，限位开关sq6为on，系统返回初始位置。图2-3-7 控制系统状态流程图四机型选择从图2-3-7控制系统状态流程图可知，输入信号有12号，均为开关量信号，其中启动按钮1个，停止1个，行程开关5个，手动、自动按钮各一个。输出

15、信号有6个，其中5个用于电机控制，1个用于压力继电器控制。因此，控制系统选用fx2n-32mr可编程控制器即可满足控制要求。五i/o地址编号将输入信号按各自的功能类型分好，并将状态流程图中的14个步序用辅助继电器一一对应，编排好地址。列出外部信号与plc的i/o口地址编号对照表，如下表2-3-8所示：表2-3-8 外部信号与plc的i/o口地址编号对照表输入信号输出信号名称功能编号名称功能编号sb1启动x000km0压力继电器y0sq1大钻上限x001km1计数器c0sq2大钻下限x002km2大钻上升y3sq3小钻上限x003km3大钻下降y2sq4小钻下限x004km4小钻上升y5sq5霍

16、尔接近开关x005km5小钻下降y4sq6松开到位限x006km6工件旋转y6sb2停止x007sb3上升x010sb4下降x011sb5旋转x012sa1手动x013sa2自动x014六硬件连接图由上面的i/0输入输出关系可画出其硬件连接图如下图2-3-9所示：图 2-3-9 双头钻床i/o电气接口图七性能测试与分析根据以上说明，连接好线路并向plc中下载相应程序，初始化状态下所有灯不亮，按下启动按钮x0后，工件被夹紧，夹紧后压力继电器为on，对应的灯l1亮，此时两个钻头同时开始向下进给，灯l2、l3亮。大钻头钻到设定的深度(sq1)时，钻头上升，对应灯l4亮，升到设定的起始位置(sq2)时

17、，停止上升；小钻头钻到设定的深度(sq3)时，钻头上升，对应灯l5亮，升到设定的起始位置(sq4)时，停止上升。两个都到位后，工件旋转120，对应灯l6亮，旋转到位时sq5为on，然后又开始钻第二对孔。3对孔都钻完后，工件松开，松开到位时，限位开关sq6为on，系统返回初始位置。第二章 plc程序设计双头钻床的plc控制程序包括手动操作和自动操作两部分，整个plc控制程序如下图所示：1. 手动操作手动操作有大小钻头的上升、下降，工件的旋转及夹紧与放松。手动操作如图所示：2. 自动操作由图2-3-7双头钻床的工作状态流程图可看出，其工作过程是典型的顺序控制，采用步进顺控指令的编程方式，其自动控制

18、程序如下图所示：图 2-3-10双头钻床梯形图plc课程设计总结随着现代科学技术的发展，plc在现代工业控制中得到越来越广泛的应用。因此，学好plc具有重要的实践应用价值。本次课程设计，让我很好的锻炼了理论和实际运用能力，既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。虽然本次设计较为简单，但是可以实现的设计方案却有很多，正如方案论证中所说的钻头自动工作和手动工作，均可以实现钻床预期的工作目的。课设中，我们小组成员一起到图书馆和上网查找相关资料，结合工业实际情况，逐个分析优劣，确定了最后方案。在本次的课程设计也遇到了不少的问题，但都是些关于基本知识的小毛病，在我们的努力下，这些问题都被我们一一查出并改正过来。这说明我们在plc课程学习当中还不够仔细认真，在以后的学习中，我们会更加努力的学习plc技术，为以后的就业打下良好的基础。 实训让我了解了p