课程设计-采用PLC技术设计专用钻床控制系统的电气控制线路.pdf

电气控制与可编程序控制器应用技术课程设计电气控制与可编程序控制器应用技术课程设计物理与电子信息工程学院第1页 共页10电气控制与可编程序控制器应用技术课程设计电气控制与可编程序控制器应用技术设计课课程设计报告采用PLC技术设计专用钻床控制系统的电气控制线自动化0812冯浩源 设计时间：二二年三第2页共10页专业班级：小组成员：指导教师：月二十八日电气控制与可编程序控制器应用技术课程设计采用PLC技术设计专用钻床控制系统的电气控制线路一、设计任务与要求1通过使用三菱FX2N系列可编程控制器设计出专用 钻床 控制 系 统的电气控制线路；2当用户按下启动按钮后，相应的钻床自动工作，直至工件一次 加工（钻头规定为两个，即一次钻一对孔）完成；3工件加工完成（即钻孔全部钻好，本设计以6个钻孔为任务）后，钻 床可 自 动 返 回 初 始 状 态，为 下 一 次 启 动 做 好 准 备；二、方案设计与论证钻床是用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。即工件固定不动，刀具做旋转运动。因此，设计的程序主要是控制刀具（即钻头）的运动，而且钻头应能根据钻 孔的程度作出相应的响应，按照给定的顺序一步一步往下进行，使用 步进顺序控制较为简单。根据对两个钻头的控制方式的不同，产生如 下两个方案：方案一、钻头异步工作当钻床启动后，两个钻头同时工作，由于摩擦等因素，两钻头不可能 同时钻孔完成，于是，钻孔先完成的钻头先回到初始位置，然后该钻 头向某一 方向 旋转120，继续执 行钻 孔操作，当 另 一钻 孔也 完成钻孔 后，也 向 同方 向旋 转12 0，执 行钻孔任务。当 任意一个钻 头钻 够三 个 钻孔时，就停止工作，先回到初始状态，等待另一个钻头完成任务，返回初始状态。此时，启动按钮按下才会生效。方案二、钻头同步工作第3页共10页电气控制与可编程序控制器应用技术课程设计当对钻床系统初始化后，按下启动按钮，钻床工作台把工件夹紧，两个钻头同时开始工作，对工件钻孔。钻孔完成后，钻头回到初始位 置，两 个钻头同方向旋转120，旋 转到位后，两 钻头再次同时工作钻 孔，当钻好六个孔时，钻床各部件将回到初始状态，等待下一次启动 按钮的按下。比较两种方案，方案一要省时高效，但不易编写程序达到目的；而且摩擦等的影响不会使两钻头工作时间有太大的差距。综合以上考 虑，本设计将采用方案二对专用钻床控制系统进行设计。三、专用钻床顺序功能图设计与功能说明本设计对应的专用钻床用来加 工圆盘状 零件 上均匀分 布的6个 孔。操作人员 放好 工件后，按下 起动按钮X0，Y0为ON，工 件被 夹紧，夹紧扣 压力继电器X1为ON，Y1和Y3使两 只钻头同 时开始工作，钻到 由限位开 关X2和X4设 定 的 深度 时，Y2和Y4使两只钻头上行，升到由限位开关X3和X5设 定 的 起 始 位 置 时 停 止上 行，升 到 由 限 位 开 关X3和X5设 定的 起始位置 时停 止上行。两个 都到位后Y5使工件 旋转120，旋 转 到位时X6为ON，同时 设 定 值 为3的 计 数 器C0的 当 前 值加1，旋 转 结 束 后 又 开 始 钻第二对孔。3对孔都钻完后，计 数 器的当前值等于设定值3，Y6使工件松开，松开到位时，限位开关X7为ON，系 统 返 回 初 始 状 态四、软件编程（梯形图和程序指令表）由于三菱FX系列PLC的电脑编程软件SWOPC-FXGP/W IN-C能 对FX系 列PLC的FX0/FX0S、FX0N、FX1、FX2/FX 2C、FX1 S、FX1N和FX2N/F X2NC第4页共10页电气控制与可编程序控制器应用技术课程设计等机型进行梯形图、指令表和SFC编程，并能自由地进行 切换。该 软 件还可以对程序进行编辑、改错、核对。并可将电脑屏幕上的程序写 入 到PLC中，或 从PLC中 读 取 程 序。该 软 件 还 可 对 运 行 中 的 程 序 进 行 监控，在线修改等优点，故本设计通过使用SWOPC-FXGP/WIN-C软件，在SFC图 编 辑 窗口 中 输 入 对 应 的 顺 序 功 能 图，通 过 切 换 编 辑 窗 口，得 到上述功能图对应的梯形图和指令表。专用钻床梯形图其对应的指令表如下：第5页 共10页电气控制与可编程序控制器应用技术课程设计LDSETSTLRSTLDSETSTLOUTLDSETSETSTLOUTLDSETSTLSTLSETSTLOUTOUTM800 2S0S0C0X0S1S1Y0X1S2S6S6Y4X5S7S4S7S8S8Y5C0K3SETSTLSETSTLOUTLDSETSTLOUTLDANIOUTOUTLDANDSETSTLOUTLDOUTS5S2S3S3Y2X3S4S5Y3X4C0S2S5X6C0S9S9Y6X7S0RETENDLDX6五 硬件调试(I/O分配PLC接线图)、图和1、I/O地址分配表 根据软件编程所用到的软开关符号进行实际功能分配，即编制出I/O地址分配表如下表所示。专用钻床I/O地址编排表输入变量输入开关输入端口功能说明 输出变量第6页共10页负载输出端口功能说明电气控制与可编程序控制器应用技术课程设计X000X001X002X003X004X005X006X007PO1PO2PO3PO4PO5PO6PO7PO8000001002003004005006007启动夹紧扣压力继电器钻头1下行限位钻头1上行限位钻头2下行限位钻头2上行限位旋转到位松开扣压力继电器Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6ZJ1ZJ2ZJ3ZJ4ZJ5ZJ6ZJ7000001002003004005006工件夹紧钻头1下行钻孔钻头1上行钻头2下行钻孔钻头2上行工件旋转120松开工件2、I/O电气接口图专用钻床的PLC电气接口图如下所示，由于条件有限，无法在实 际的专用钻床上进行试验，故对应输入用按钮替代相应的机床继电器 或按钮，输出用LED显示灯来替代相应执行元件的执行动作。六、性能测试与分析第7页共10页电气控制与可编程序控制器应用技术课程设计七、结论与心得八、参考文献1、电气控制与可编程控制器应用技术/郁汉琪主编.2 版.南京：东南大学出版社，2009.92、电气控制与可编程控制器技术/史国生主编.北京：化学工业出版社，2003.123、机床电气与 PLC/陶维利主编.西安：西安电子科技大学出版社，2006.54、可编程控制器基础及编程技巧/陈宇，段鑫编.2 版.广州：华南理工大学出版社，2002.3（2006.3 重印）第8页 共10页电气控制与可编程序控制器应用技术课程设计电气控制与可编程序控制器应用技术成绩评定表专业：班级：学号：姓名：课题名称设计任务与要求指导教师评语建议成绩：指导教师：第9页 共10页电气控制与可编程序控制器应用技术课程设计课程小组评定评定成绩：课程负责人：时间：年 月 日第10页 共10页