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钻床主轴进给系统控制课程设计

来源:好走旅游网
前 言

随着科技的进步,PLC在各个工业领域得到了广泛的应用,又因为PLC的种类各种各样,都不同,它的应用范围也不同。PLC应用给工业领域带来了前所未有的方便,提高了生产效率,提高了控制的方便性。

PLC最初应用在汽车的领域,后来人们发现它的用途不仅仅应用在汽车制造,后来,人们把PLC应用到生活中的每个环节。它被应用在污水处理控制,机械手的控制和交通灯的控制等,给人们的生活带来了许多方便。

例如,PLC在钻床中的应用。它可以控制主轴的进给运动,可以完成自动控制,连续运动和单周期运动,能精确的控制钻床主轴的进给运动,只需控制人按下相应的按钮,就可以完成钻孔的工作,如果工人想要手动完成工件,可以选择手动程序,进行手动。

PLC的发明为人类的进步做出了巨大的贡献,使人们在不同领域都能感受到它的作用。

2.总体设计

2.1 PLC端口功能分配

当钻孔过程中,钻头进给至SQ2光电开关处后返回原点,回到原点处接触SQ1光电开关,在进行进给运动至SQ3光电开关处返回原点,依此类推,最后返回原点停止。根据课题我把PLC端口进行功能分配。

端口 功能 SQ8 复位 手动 手动左行 手动右行 单周期 正转 反转 端口

功能 启动 停止 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 SQ6 SQ7 I0.0 I1.1 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I2.0 Q0.0 Q0.1

2.2 设计思想

由设计题目和控制要求,我们可以知道,对于主电路,我们选择电动机正,反转,对于控制电路,当钻床加工完一个零件,它的主轴进给运动需要7次,钻头起始位置在原点,按下启动按钮SB1,钻头进给至SQ2光电开关处后返回原点,然后再次进给至SQ3光电开关处后再次返回原点,如此反复。 对于这次课程设计的要求如下:

1.完成《课程设计指导书》所要求的循环控制。 2.按停止按钮,完成当前循环后在停止。 3.按复位按钮,立即返回原点后停止。 4.要求可以实现手动,单周期,连续控制。

当我看到这个题目时, 我先把书上的内容看了一遍,发现液体混合的案例和我所设计的课题有些相似,我就重点看了一遍,参照“液体混合”这个案例,我先画出循序功能图,然后画出了自动控制的梯形图,包括按停止按钮,完成当前循环后停止在原点,按复位按钮,立即返回到原点停止和连续控制的功能。 看了单周期的案例,加上自己在图书馆收集的资料,在梯形图中加入了单周期按钮触点I2.0,这样就满足了单周期控制。

对于手动控制程序,我和同学一起研究,最后确定在自动控制梯形图上方加入手动程序,为了不让手动控制和自动控制相互干扰,我在手动部分的梯形图中加入了自动控制程序线圈的自复位线圈。 这样我的课程设计的要求全部满足了, 2.3 PLC

的选型

由我的课程设计的控制要求和我在上面所给出的PLC的端口分配图可以知道,我的设计有15个输入和2个输出,根据老师在课上的介绍和讲解,加上自己收集的资料后,我选择西门子—S7—200 CPU 216,因为此PLC有24个输入口和16个输出口,完全满足我的需要。

2.4 主电路图的选择

根据课程设计的要求,钻头的主轴要做进给运动,所以我选择电动机正,反转的主电路,只用一个三相交流电动机,与电动机连接的控制电路的接线有俩条是相反的,这样就可以完成电动机的正反转,主电路图如下:

2.5 PLC端子接线图

在课程设计的任务书中,输入按钮有8个光电开关,分别为SQ1,SQ2,SQ3,SQ4,SQ5,SQ6,SQ7,SQ8和启动按钮,停止按钮,复位按钮,手动按钮,手动左行按钮,手动右行按钮,单周期按钮,还有2个输出端口分别为Q0.0和Q0.1。所以我的PLC端子接线图如下:

3.PLC程序设计

3.1 顺序功能图

按下启动按钮SB1,钻头进给至SQ2光电开关处后返回原点,然后再次进给至SQ3光电开关处后再次返回原点,如此反复。根据这个要求,我再次参照书中有关顺序功能图的有关资料,即顺序功能图中转换实现的基本规则:

(1)转换实现的条件; (2)转换实现应完成的操作; (3)绘制顺序功能图的注意事项; 我的顺序功能图如下:

3.2 PLC梯形图

在了解和课程设计的要求和顺序功能图,以及各个输入按钮的功能后,再加上自己所收集的资料,我所编写的梯形图如下:

V

4.程序调试说明

在调试时,按下启动按钮I0.0时,程序开始执行,这时线圈M0.1得电,Q0.0触发,电动机正转,当接触到光电开关SQ2(I0.2),线圈M0.2得电,Q0.1触发,

电动机反转,返回到原点,完成一次进给运动,到原点后接触到光电开关SQ1(I0.1),线圈M0.3得电,Q0.0再次被触发,电动机正转,以此类推。这就是连续控制。

在连续控制时,按下复位按钮I1.2,立即返回原点,并停止。

在连续控制时,按下停止按钮I1.1,完成当前循环后返回原点然后停止。 按下单周期按钮I2.0,启动运行,在完成一次循环后,回到原点停止。 按下手动按钮I1.3,自动程序的所有线圈都被复位,这时按下手动右行按钮I1.5,线圈Q0.0被触发,电动机正转,按下手动左行按钮,线圈Q0.1被触发,电动机反转。这就是手动程序。

5.结束语

在这次课程设计中,我学会了PLC的使用及其应用原理,也让我知道,理论和实践相结合的重要性,自己独立完成课程设计,也让我对书本上的知识有了进一步的了解,这次课程设计,我非常感谢老师对我们的帮助,通过在做课程设计的时候,我知道了PLC为什么应用如此广泛,。在做课程设计的时候我也感觉到困难,这让我认识到自己的不足之处,以后应该踏踏实实的学习知识,不能因会一点就装懂,在我看来这次课程设计的安排,意义非常重大,对于第九章的内容,我在做课程设计的过程中,不断地理解和掌握。对于我们的期末考试也是有帮助的。做课程设计,培养同学们的动手能力和思考能力,让我们认识到自己的不足。对我们的学习很有帮助。在这里再一次感谢老师。

6.参考文献

《机电传动控制基础》 东北大学出版社

《西门子S7—200—PLC工程应用》 机械工业出版社 《西门子S7—200—PLC实践与应用》机械工业出版社 《电气控制与PLC应用技术》 北京理工大学出版社

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