半精镗专用机床控制系统设计说明书

1、 课程设计（论文） 题目:半精镗专用机床控制系统 设计名称：机电传动控制系统班级学号：学生姓名：指导教师： 成 绩 评 定 表学生姓名班级学号专 业机械设计制造及其自动化课程设计题目半精镗专用机床控制系统评语组长签字：成绩日期 20 年 月 日课程设计任务书学 院机械工程学院专 业机械设计制造及其自动化学生姓名班级学号 课程设计题目半精镗专用机床控制系统实践教学要求与任务: 设计内容： 1）完成课程设计指导书所要求的控制循环。 2）按停止按钮，完成当前循环后再停。3）要求可以实现手动、单周期、连续控制。设计要求：1）画出端子分配图和顺序功能图2）设计并调试PLC控制梯形图3）设计说明书工作计划与进度安排:进度安排：1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 1天2）PLC梯形图设计与调试 3天3）说明书撰写 0.5天4）答辩 0.5天 目 录0 前言51 课程设计的任务和要求61.1 课程设计的任务61.2 课程设计的基本要求72 总体设计72.1 PLC选型72.2 输入输出端子接线图82.3 PLC外部接线图92.4 电机原理图103 PLC程序设计113.1 设计思想113.2 顺

2、序功能图123.3 PLC梯形图134 程序调试说明195 结束语206 参考文献200 前言半精镗专用镗床是应用于加工汽车连杆的专用设备，汽车连杆是发动机的重要组成部件，它直接影响到发动机及汽车的性能指标。如果机床电控系统采用继电接触器控制，由于使用了大量的机械触点，导致设备的响应速度慢、可靠性差、故障率高、接线复杂、不便于调整和维修，加工产品的质量无法得到可靠保证。可编程序控制器具有通用性好、抗干扰能力强、性价比高等特点，运用其控制逻辑的软件设计功能可在很大程度上改善机床电控系统的柔性；同时，其可靠性得到明显增强，具有很好的社会和经济效益。半精镗专用机床是由左/右滑台、左右动力头、工件定位夹具、液压站、左右主轴电动机等组成。左右滑台及工件的夹紧和放松动作都由液压提供动力。汽车连杆的加工要求精度高。在加工时，要一面两销定位，同时装卡两个工件，使两个工一件一起加工。其自动加工工艺过程如下：1.在机床的初始状态（左右滑台停在原位、左右主轴停转）时，同时装卡两个工件，人工认销后，启动机床并开始夹紧两工件。2.当工件夹紧到位，且压力继电器动作时，开始自动拔销。3.拔销完毕，右动力头在右滑台的

3、带动下快速前进（下称快进），同时右主轴启动。4.当右滑块快进到位时，压迫液压行程调速阀，自动转为工进速度，开始对工件右面的两个大孔和两个小孔进行加工。工进速度行进到终点,4孔同时倒角。5.倒角延时完毕，右滑台快退回原位自停，同时右主轴停转。6.左动力头在左滑台的带动下快进，同时左主轴启动。7.当左滑台快进到位时，压迫液压行程调速阀，自动转为工进速度，开始对工件左面的两个大孔和两个小孔进行加工。工进速度行进到终点，4孔同时倒角。 8. 撞死铁且保压达到压力后，左滑台快退回原位自停，同时左主轴停转。 9.接着进行自动插销的操作，当插销到位时自动开始放松工件。1 课程设计的任务和要求1.1 课程设计的任务 1) 要求有三种工作方式：手动、单周期、连续。 2） 连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。3） 动作要求如图所示 图1 半精镗专用机床控制流程 1.2 课程设计的基本要求1）画出端子分配图和顺序功能图。2）设计并调试PLC控制梯形图。3）设计说明书。2 总体设计2.1 PLC选型 PLC的主机：选择西门子S7-200系列作为半精镗专用机床控制系统的控制系统。设计的系统19个输入量，12

4、个输出量采用S7-200 CPU 226 AC/DC/继电器型工作主机。CPU226的特点，其基本参数如下：本机数字输入：20路数字量输入本机数字输出：12路数字量输出内部存储器位：256位定时器总数：256定时器计数器总数：256计数器电源电压允许范围：AC85264V输入电流仅CPU/最大负载：40/160 mA,AC240V电压范围：DC20.428.8V电流限制：约1.5A 2.2 输入输出端子接线图 图2 端子接线图2.3 PLC外部接线图 图3 外部接线图2.4 电机原理图 图3 电机原理图3 PLC程序设计 3.1 设计思想 首先按照要求把具体的输入与输出的端口相应的点数配合设计出来，好为下步的工作做铺垫，然后根据找出的端口数相应的选出PLC的型号和具体的端口，在根据题中的具体要求把每个步的动作过程用顺序功能图表示出来，再根据顺序功能图把相应的梯形图设计好。接下来设计梯形图：手动工作原理简介及控制过程：1）.转动旋位开关HK接通I0.0,按下手动按钮SB3控制左滑台后退（点动）；按下手动按钮SB4控制右滑台后退（点动）；按下手动按钮SB5控制夹紧（点动）；按下手动按钮SB

5、6控制拔销（点动）；按下手动按钮SB7控制插销（点动）；按下手动按钮SB8控制右滑台快进（点动）；按下手动按钮SB9控制左滑台快进（点动）；按下手动按钮SB10控制夹紧装置松开（点动）；按下手动按钮SB11控制右动力头启动（点动）；按下手动按钮SB12控制左动力头启动（点动），完成调试机器的调试过程。2).单周期工作原理简介及控制过程：转动旋位开关HK接通I0.1，实现单周期工作。3).连续工作原理简介及控制过程：转动旋位开关HK接通I0.2完成初始化后，按下启动按钮SB1实现连续循环工作，循环五次后结束，这时如果按下SB2停止按钮完成当前循环后停。3.2 顺序功能图 图4 顺序功能图3.3 PLC梯形图 1 手动 2. 连续3.单周期（初始化） 4.程序 图5 PLC梯形图4 程序调试说明 本次设计程序调试通过模拟的方式进行。模拟的软件为S7_200仿真软件。需要特别说明的是，因为S7_200仿真软件没有感应器（限位开关），所以需要手动进行调置。在调试过程中，线圈得电，输出端小灯亮，说明此活动步没有问题，可进行下步,在程序调试中遇到了以下问题：1）打开开关之后连续程序不运行，没有形成

6、启保停电路；2）无法连续运行；3）循环运行至声光报警工作无法停止经过改变程序重复调试，最终通过了所有程序，结束。5 结束语通过这次课设我学到了很多东西，不仅把以前在课本上学到的理论知识实践了一部分，同时也明白了以前所想的不一定是符合实际的，比如说一列触点只有07七个，所以无论是M还是Q还是I都只有0.00.7,1.01.7,2.02.7等等，而没有8和9为尾数的触点，我因为刚开始并不知道这回事，所以等到设计完成后开始调试才发现这个问题，这导致我的端子分配图，梯形图，流程图全面返工，这让我充分明白一个道理：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！宁外在这次设计中我有一个发现：PLC程序设计时采用顺序功能流程图的程序设计方法有以下优点:a. 功能流程图与生产过程结合紧密,设计思路明确,系统操作含义清晰,有利于工艺和自控技术、设计人员的思想沟通;b. 功能流程图可以向设计者提供规律的控制问题描述方法,就易于得到相应的编程方式,易于设计出任意复杂的控制程序,并使编程更趋于规范化、标准化。6 参考文献 1、机电传动控制基础，陈白宁等，东北大学出版社 2008 第一版 2、工厂电气控制设备，赵明等，北京.机械工业出版社 1998 第二版 3、三菱超小型F1系列可编程控制器，上海工业自动化仪表研究所 1990 4、可编程控制器的选型问题，王兆义，上海电器技术NO2：2933 5、可编程控制器原理及应用，宫淑贞，人民邮电出版社 2002 163-168 6、PLC电气控制技术，夏田等，化学工业出版社 2008 第一版

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