车镗专机PLC控制系统设计.docx
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车镗专机PLC控制系统设计
摘要
2009.6.29—7.3做了车镗专机PLC控制系统设计,我们组做的是2工位循环工作。
先是看主电路的控制过程,然后设计画了I/O接线图、功能表图及梯形图,然后在接好上下位机,输入程序,分表调试上下位机,实现上下位机都能控制输出。
本组3个人,一人做上位机,两个做下位机。
由于PLC就一个COM端,所以上下位机不能同时监控,但可以各自不同时达到监控的目的,实现点动/手动互相切换。
目录
第一章方案设计...……………………………………………………………….3
1.1车镗专机简要情况与组成………………………………………………………3
1.2车镗专机控制要求………………………………………………………………4
1.3方案确定…………………………………………………………………………5
第二章PLC控制系统硬件电路设计……………………………………………..5
2.1主电路………………………………………………………………………….5
2.2不进PLC的控制电路和信号电路………………………………………………5
2.3I/O接线图、功能表图……………………………………………………………5
第三章PLC控制系统程序设计……………………………………………………5
3.1自动控制程序……………………………………………………………………5
3.2手动控制程序……………………………………………………………………..6
3.3上下位机配合控制程序…………………………………………………………..6
3.4联锁保护程序……………………………………………………………………..6
第四章监控软件设计………………………………………………………………6
4.1监控软件功能……………………………………………………………………..6
4.2监控界面…………………………………………………………………………..6
第五章设备使用及维修说明………………………………………………………6
5.1设备使用说明……………………………………………………………………..6
5.2设备使用及维护注意事项………………………………………………………..6
第六章设计小结……………………………………………………………………7
第七章附录…………………………………………………………………………7
7.1附录一:
梯形图……………………………………………………………….8
7.2附录二:
主电路、控制电路(见图纸)
7.3附录三:
I/O接线图、功能表图(见图纸)
正文
第一张方案确定
1.1车镗专机简要情况与组成
车镗专机是用来对台式钻床的立柱进行镗孔加工,同时对孔的右端面进行车削加工的一种自动加工设备。
左、右机械动力头各有三台电动机(快速电动机、工速电动机、主轴电动机)。
液压站由一台电动机拖动。
车镗专机机械动力头原理示意图
车镗专机的自动加工过程
液压车镗专机液压系统说明
1.2车镗专机控制要求
本系统有七台电机:
油泵电机右主轴电机右快速电机右工速电机
左主轴电机左快速电机左工速电机
工作台有两个工位:
由液压系统实现两工位的转换和加工工件的夹紧与松开。
有自动和点动两种工作方式:
自动工作方式又有三种形式:
全自动循环、Ⅰ工位循环、Ⅱ工位循环工作。
全自动循环过程:
从Ⅰ工位→Ⅱ工位→Ⅰ工位
1工位循环、Ⅱ工位循环:
只在Ⅰ或Ⅱ工位时的加工循环。
点动工作方式:
左、右主轴的点动对刀,左、右动力头的快进与快退点动,手动松开工件、手动移位等。
左、右床身导轨应具有自动润滑功能。
左、右快速电动机均采用电磁铁抱闸制动。
油泵起动后,液压系统要有一定的压力缓冲,才允许开始工作,工作结束卸荷。
有电源、油泵工作、原位、工作指令等信号指示。
有照明和必要的联锁环节和保护环节。
1.3方案确定
对于车镗专机系统的控制,可以有两种方案:
PLC控制与电器控制。
电器控制系统:
连线多而复杂、体积大、功耗大,且继电器触点数量有限;
并行工作方式;工作频率低,机械触点还会出现抖动;时间继电器的延时易受环境温度和温度变化的影响,定时精度不高;可靠度和可维护性较差。
PLC控制系统:
系统连线少,体积小,功耗小;采用串行工作方式;控制速度快,不会出线抖动;定时精度高,范围广;可靠度和可维护性较强。
综上比较,采用PLC控制方案。
第二章PLC控制系统硬件电路设计
2.1主电路
该部分详见附录。
2.2不进PLC的控制电路和信号电路
该部分详见附录。
2.3I/O接线图、功能表图
该部分详见附录。
第三章PLC控制系统程序程序设计
3.1自动控制程序
左右动力头工作进程不同步,采用并行程序解决两边同时工作的问题。
由于结束不同时,所以在连个并行程序后面加了以个等待步,使完成的先停车等待另一边工作完成,同时进入下一步。
右边动力头工作时间最长,贯穿整个工作过程,所以设置一个工作指示灯。
同时串联一个夹紧保护,当工件在这一段时间失去夹紧信号时,会紧急停车。
3.2手动控制程序
串联行程开关起限位保护作用,并对同一个电机的正反转实现互锁
3.3上下位机配合控制
通过上下位机控制开关并联及上下位机控制切换开关的串联,实现上下位机的分离控制。
上下位机的控制切换开关设置在上位机上,保证上位机的绝对控制权。
3.4联锁保护程序
各工步转换(快进->工进->快退)实行前工步电机锁后工步电机,并对同一电机的正反转实行互锁。
设置一个2工步精加工工序急停,重置工序中所有的步进寄存器及电机。
设置上下位机转换开关,当开关处于下位机档时,重置所有下位机状态,同时下位机开关与上下位机转换开关的常闭触点串联,保证上下位机切换时互不影响。
第四章监控软件设计
4.1监控软件功能
监控各工步当前状态,如实反应各电机运转情况,提供远程控制界面,可以对车镗专机进行直接控制。
4.2监控界面
由状态指示灯及各控制按钮组成,设有上下位机控制转换开关。
第五章备用使用及保护说明
5.1设备使用说明
左、右主轴电机:
4.0KW、1440转/分、~380V、8.4A
左、右快速电机:
2.2KW、1440转/分、~380V、4.9A
左、右工速电机:
1.1KW、1440转/分、~380V、3.0A
油泵电机:
1.1KW、1440转/分、~380V、3.0A
电磁阀:
-24V、0.6A、14.4W
制动电磁铁:
-24V、1.1A、27.0W
5.2设备使用及维修注意事项
接触器维修:
安装前应先应检查线圈的电压是否与电源的电压相符。
然后检查各触头接触是否良好,是否有卡阻现象,最后将铁心面极上的防锈油擦净,以免油垢粘滞后造成断电不能释放的故障。
接触器安装时,其底面与地面垂直,倾角应小于5度。
安装时切勿使螺钉、垫圈等零件落入接触器内,以免造成机械卡阻和短路故障。
接触器触头表面应经常保持清洁,不允许涂油。
当触头表面应电弧作用而形成金属小球时,应及时铲除,但银及银合金触头表面产生的氧化膜,由于接触电阻很小,不必挫修,否则将缩短触头的使用寿命。
第六章设计小结
在这一周的时间里,在通过对PLC的实际操作,我们对PLC有了更加深刻的了解,也提高了对PLC的操作能力,并且在对上下位机的操作过程中,能够对上下位机的工作有了比较系统和完整的理解。
在理论学习可编程控制的基础上,与实践相结合使我们对PLC现代控制有了更进一步的认识。
这周实习让我们认识到PLC对现代电器控制中起到了很大的作用,使我们知道了应该加强对PLC的研究。
首先,这次课程设计中,我们体会到了团队合作的重要性,在和同学合作的过程中,我们相互帮助,共同提出问题和解决问题,通过团对成员不断讨论,交流自己的思想,从而逐步修正了自己的错误,提高了设计的效率。
其次,也让我们体会到了理论知识与实际结合重要性,我们只有学习好理论知识,才能更好的与实际结合,运用所学的只是分析解决问题,很大提高了我们这方面的能力。
最后,让我们感受最深刻的一点是完成一次课程设计,不仅需要细心和耐心,而且更需要持之以恒的决心,在我们编写程序时,我们要细心的检查错误。
在我们处理各种各样的错误时,我们需要不厌其烦的一遍一遍重复调试,其过程烦琐,所以我们要不懈的坚持和努力,积极自我思考,可向老师和同学请教,从而找出问题,解决问题,最终完成任务。
总之,在这次设计过程中要衷心的感谢指导老师在此次实习过程中对我们悉心的指导和帮助,最后我们才能顺利的完成设计任务。
第七章附录(图纸、梯形图等)
7.1梯形图
7.2主电路、控制电路、I/O接线图、功能表图(见图纸)
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