四工位臥式鏜銑組合機床控制系統(tǒng)設計【3張CAD圖紙+畢業(yè)論文+任務書】
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PLC梯形圖
課程設計任務書
學 院
機械學院
專 業(yè)
機械設計及其自動化
學生姓名
班級學號
課程設計題目
四工位臥式鏜銑組合機床控制系統(tǒng)
實踐教學要求與任務:
設計內容:
1)完成《課程設計指導書》所要求的控制循環(huán)。
2)按停止按鈕,完成當前循環(huán)后再停。
3)要求可以實現(xiàn)手動、單周期、連續(xù)控制。
設計要求:
1)畫出端子分配圖和順序功能圖
2)設計并調試PLC控制梯形圖
3)設計說明書
工作計劃與進度安排:
進度安排:
1)理解題目要求,查閱資料,確定設計方案 1天
2)PLC梯形圖設計與調試 3天
3)說明書撰寫 0.5天
4)答辯 0.5天
課程設計(論文)
題目: 四工位臥式鏜銑組合
機床控制系統(tǒng)課設
設計名稱:機電傳動控制
班級學號:
學生姓名:
指導教師:
成 績 評 定 表
學生姓名
班級學號
專 業(yè)
機械設計及自動化
課程設計題目
四工位臥式鏜銑組合機床控制系統(tǒng)
評
語
組長簽字:
成績
日期
目錄
0. 前言 4
1. 課程設計的任務和要求 5
1.1 課程設計的任務 5
1.2 課程設計的基本要求 6
2. 總體設計 7
2.1 PLC選型 7
2.2 PLC端子接線 9
3. PLC程序設計 12
3.1 設計思想 12
3.2 順序功能圖 13
3.3 PLC梯形圖 14
4. 程序調試說明 24
5. 結束語 25
6.參考文獻 25
0. 前言
本次課程設計的目的是掌握機電傳動控制系統(tǒng)的基本原理、PLC控制電路的設計方法以及繼電器—接觸器控制電路的PLC改造方法。掌握機電傳動控制系統(tǒng)中繼電器—接觸器控制和PLC控制的基本原理、設計方法及兩者的關系。掌握常用電器元件的選擇方法。具備一定的控制電路的分析能力與設計能力。
德國西門子(SIEMENS)公司生產的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛,在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。西門子(SIEMENS)公司的PLC產品包括LOGO,S7-200,S7-300,S7-400,工業(yè)網絡,HMI人機界面,工業(yè)軟件等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化,具有網絡通信能力,功能更強,可靠性更高。S7系列PLC產品可分為微型PLC(如S7-200),小規(guī)模性能要求的PLC(如S7-300)和中、高性能要求的PLC(如S7-400)等。
SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC,它適用于各行各業(yè),各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行,或連成網絡都能實現(xiàn)復雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。
1. 課程設計的任務和要求
1.1 課程設計的任務
該機床有四個工位,三個動力頭。第一工位是裝卸工位,第二到第四工位的三個動力頭可以同時對相應工位夾具上的工件進行加工。工作臺每次轉位90度,轉過360度完成一個工件的所有加工。機床的動作包括:工作臺的抬起、回轉、落下夾緊;夾具的夾緊、松開;三個滑臺各自的向前切削、向后退回。流程圖如圖1所示。
圖1 機床總控流程圖
1.2 課程設計的基本要求
(1)要求有三種工作方式:手動、單周期、連續(xù)。
(2)連續(xù)時,循環(huán)3次結束,聲光間斷報警5秒。
(3)畫出端子分配圖和順序功能圖。
(4)設計并試調PLC控制梯形圖。
(5)設計說明書
2. 總體設計
2.1 PLC選型
PLC主機:選擇西門子S7-200系列PLC作為系統(tǒng)的工作主機。
根據(jù)I/O點數(shù)來確定PLC型號,為滿足控制要求該系統(tǒng)需要有33輸入點,16個輸出點。因此采用S7-200 CPU 226 AC/DC/繼電器型(圖2)工作主機。
其基本參數(shù)如下:
本機數(shù)字輸入:24路數(shù)字量輸入
本機數(shù)字輸出:16路數(shù)字量輸出
內部存儲器位:256位
定時器總數(shù):256定時器
計數(shù)器總數(shù):256計數(shù)器
電源電壓允許范圍:AC85~264V
輸入電流僅CPU/最大負載:40/160 mA,AC240V
電壓范圍:DC20.4~28.8V
電流限制:約1.5A
由于該系統(tǒng)要求33個輸入點16個輸出點S7-200 CPU226不能滿足點數(shù)要求,因此采用EM223DI8/DO8×DC24/繼電器型和EM221DI8×DC24/繼電器型擴展模塊增加輸入輸出點數(shù)。CPU總I/O點數(shù)為64點,系統(tǒng)要求的I/O總點為49點。CPU總I/O點數(shù)=(1.1~1.3)系統(tǒng)要求的I/O總點數(shù)。所以滿足設計要求。
圖2 CPU 226 AC/DC/繼電器端子連接器
按照工作要求及工作條件選用三相異步電動機,封閉式結構,電壓380V,Y132M-6型,額定功率4KW,同步轉速為1000r/min,滿載轉速為960r/min,額定電流9.4A。接觸器型號CJX2-32,額定電流32A。熱繼電器型號JR20-63,32-47A熱繼電器。熔斷器型號RT14-32,適用與交流50HZ,額定電壓交流380V,額定電流至32A的配電線路中,作過載和短路保護。
圖3 正反轉電機
2.2 PLC端子接線
表1 I/O端子分配
輸入
輸出
功能
地址
功能
地址
手動
I0.0
工件夾緊
Q0.0
單周期
I0.1
工件松開
Q0.1
連續(xù)
I0.2
工作臺夾緊
Q0.2
啟動
I0.3
工作臺松開
Q0.3
停止
I0.4
工作臺上升
Q0.4
工件夾緊限位
I0.5
工作臺下降
Q0.5
工件松開限位
I0.6
工作臺旋轉90度
Q0.6
工作臺夾緊限位
I0.7
1滑臺向前切削
Q1.0
工作臺松開限位
I1.0
1滑臺退后
Q1.1
工作臺上升限位
I1.1
2滑臺向前切削
Q1.2
工作臺下降限位
I1.2
2滑臺后退
Q1.3
工作臺旋轉限位
I1.3
3滑臺向前切削
Q1.4
1滑臺前進限位
I1.4
3滑臺后退
Q1.5
1滑臺后退限位
I1.5
3個動力頭轉動
Q1.6
2滑臺前進限位
I1.6
放工件
Q1.7
2滑臺后退限位
I1.7
取工件
Q2.0
3滑臺前進限位
I2.0
聲報警
Q2.1
3滑臺后退限位
I2.1
光報警
Q2.2
手動工件夾緊
I2.2
手動工件松開
I2.3
手動工作臺夾緊
I2.4
手動工作臺松開
I2.5
機械手下限位
I2.6
機械手上限位
I2.7
1滑臺手動前進
I3.0
1滑臺手動后退
I3.1
2滑臺手動前進
I3.2
2滑臺手動后退
I3.3
3滑臺手動前進
I3.4
3滑臺手動后退
I3.5
手動工作臺上升
I3.6
手動工作臺下降
I3.7
復位
I4.0
圖4 I/O端子分配圖
3. PLC程序設計
3.1 設計思想
由于本次課設的設計題目是:四工位臥式鏜銑組合機床控制系統(tǒng)設計,可以由題意與機床總控制流程圖設計。根據(jù)題目可知,該控制系統(tǒng)的機床有四個工位,三個動力頭。第一個工位為裝卸工位,其余三個工位為加工工位。機床的操作流程為機械手將加工原件放入裝卸工位,工件夾緊到位后,工作臺松開,松開到位后,工作臺上升,直到碰到限位開關,然后工作臺進行旋轉90度,延時2s后,工作臺下降并夾緊,加工原件就到第二個加工工位,同時第一個裝卸工位又放入加工原件,夾緊到位后,工作臺向前滑,同時三個動力頭同時旋轉進行加工,然后松開工作臺,上升旋轉,重復以上的步驟,
當工作臺轉過360度時,工件就加工完畢。首先根據(jù)題意畫出順序流程圖,然后通過順序流程圖再進行I/O端口的分配,選出合適的PLC型號和具體端口。然后編寫程序,模擬以及修改。
3.2 順序功能圖
圖5 順序流程圖
3.3 PLC梯形圖
圖6 梯形圖
4. 程序調試說明
圖7 操作版面示意圖
上圖為四工位臥式鏜銑組合機床控制系統(tǒng)的操作版面示意圖,操作改系統(tǒng)前,需選擇為手動,或者單周期或者連續(xù)。若調到手動擋,點擊啟動按鈕后便可依照下面的按鈕進行單步運行。如果調到單周期擋,該系統(tǒng)運行加工完畢一個工件則停止。如果調到連續(xù)擋,點擊啟動按鈕后,該系統(tǒng)加工完三個周期后就結束并進行聲光報警。
本次課設的程序通過模擬的方式進行,有33個輸入端口,18個輸出,在仿真軟件S7-200中需添加ME233 16I/16Q 和ME221 8I兩個模塊。要注意的是S7-200仿真軟件的限位感應器需要手動輸入。
5. 結束語
簡述課程設計的收獲、體會以及對本教學環(huán)節(jié)的意見和建議
這次課程設計結束了。我學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。而且通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的,只有理論知識是遠遠不夠的,只有把所學的理論知識與實踐相結合起來,從理論中得出結論,才能真正的學到知識。通過這次設計實踐,我學會了PLC的基本編程方法,對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中,提高了我們的工程素質,在沒有做實踐設計以前,我們對知道的撐握都是思想上的,對一些細節(jié)不加重視,當我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候,問題出現(xiàn)了,不是不能運行,就是運行的結果和要求的結果不相符合。能過解決一個個在調試中出現(xiàn)的問題,我們對PLC 的理解得到加強,看到了實踐與理論的差距。
經過這次設計我學到很多很多的的東西,既讓我們懂得了怎樣把理論應用于實際,又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。使我進一步提高了自己的實際動手能力和獨立思考的能力。為我以后的學習和工作打下了堅實的基礎,使我受益匪淺!
6.參考文獻
[1] 陳白寧,段智敏,劉文波. 機床電氣與PLC實訓基礎. 沈陽:東北大學出版社,2008.
[2] 夏田,陳嬋娟,祁廣利. PLC電氣控制技術. 北京:化學工業(yè)出版社,2009.
[3] 張鳳珊,祖龍起. 電氣控制及可編程程序控制器. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2003.
[4] 周萬珍,高鴻斌. PLC分析與設計應用. 北京:電子工業(yè)出版社,2004.
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編號:196273361
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