1、目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)書22.總體設(shè)計(jì)過(guò)程53.電氣控制系統(tǒng)梯形圖104. PLC指令語(yǔ)句135.安裝時(shí)注意問(wèn)題156.總結(jié)167.設(shè)計(jì)用參考資料161、 設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 設(shè)計(jì)題目及要求：半精鏜專用機(jī)床的PLC控制汽車連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部件，它直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車的性能指標(biāo)。半精鏜專用機(jī)床就是用來(lái)加工汽車連桿的專用設(shè)備。（一）、加工工藝過(guò)程 見(jiàn)參考書4（二）、設(shè)備的控制要求 見(jiàn)參考書4（三）任務(wù)及要求1、畫出本控制的I/O分配圖2、畫出控制梯形圖3、寫出指令4、設(shè)計(jì)控制電路圖5、上機(jī)調(diào)試7、編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（不少于15頁(yè)）內(nèi)容包括：1) 控制方案的選擇：為何采用PLC控制？說(shuō)明繼電器接觸

2、器控制的缺點(diǎn)，為何PLC控制可克服此缺點(diǎn)？?jī)煞N控制方法有什么不同？PLC控制與微機(jī)控制的區(qū)別是什么？2）如何選型，怎樣定輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，闡明自己的觀點(diǎn)。3）分析所編的程序并闡述系統(tǒng)的工作原理。4）編寫指令語(yǔ)句表。（四）參考資料1、趙明等工廠電氣控制設(shè)備，北京.機(jī)械工業(yè)出版社 1998 第二版2、上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所三菱超小型F1系列可編程控制器 19903、王兆義可編程控制器的選型問(wèn)題上海電器技術(shù)NO2：2933 4、宮淑貞 可編程控制器原理及應(yīng)用人民郵電出版社，2002，163-1682.機(jī)床概況該設(shè)備用于大批量生產(chǎn)汽車連桿的專用設(shè)備。汽車連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部件，它直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)及

3、汽車的性能指標(biāo)。其加工精度與加工效率的要求均較高。半精鏜專用機(jī)床是由左/右滑臺(tái)、左/右動(dòng)力頭、工件定位夾具、液壓站、左/右主軸電動(dòng)機(jī)等組成。3.加工工藝過(guò)程汽車連桿的加工要求精度高。在加工時(shí)，要一面兩銷定位，同時(shí)裝卡兩個(gè)工件，使兩個(gè)工件一起加工，其自動(dòng)加工工藝過(guò)程如下： 在機(jī)床的初始狀態(tài)（左/右滑臺(tái)停在原位、左/右主軸停轉(zhuǎn)）時(shí)，同時(shí)裝卡兩個(gè)工件，人工認(rèn)銷后，啟動(dòng)機(jī)床并開始夾緊兩工件。 當(dāng)工件夾緊到位，且壓力繼電器動(dòng)作時(shí)，開始自動(dòng)拔銷。 拔銷完畢，右動(dòng)力頭在右滑臺(tái)的帶動(dòng)下快速前進(jìn)（快進(jìn)），同時(shí)右主軸啟動(dòng)。 當(dāng)右滑臺(tái)快進(jìn)到位時(shí)，壓迫液壓行程調(diào)速閥，自動(dòng)轉(zhuǎn)為工進(jìn)速度，開始對(duì)工件右面的兩個(gè)大孔和兩個(gè)小

4、孔進(jìn)行加工。工進(jìn)速度行進(jìn)到終點(diǎn)4孔同時(shí)倒角。 倒角延時(shí)完畢，右滑臺(tái)快退回原位自停，同時(shí)右主軸停轉(zhuǎn)。 接著左動(dòng)力頭在左滑臺(tái)的帶動(dòng)下快進(jìn)，同時(shí)左主軸啟動(dòng)。 當(dāng)左滑臺(tái)快進(jìn)到位時(shí)，壓迫液壓行程調(diào)速閥，自動(dòng)轉(zhuǎn)為工進(jìn)速度，開始對(duì)工件左面的兩個(gè)大孔和兩個(gè)小孔進(jìn)行加工。工進(jìn)速度行進(jìn)到終點(diǎn)，4孔同時(shí)倒角。 撞死鐵且保壓達(dá)到壓力后，左滑臺(tái)快退回原位自停，同時(shí)左主軸停轉(zhuǎn)。 接著進(jìn)行自動(dòng)插銷的操作，當(dāng)插銷到位時(shí)自動(dòng)開始放松工件。 工件放松到位時(shí)，人工取下工件，一次加工過(guò)程結(jié)束。此時(shí)，機(jī)床處于初始狀態(tài)。 自動(dòng)加工工藝過(guò)程流程圖如下所示。4.設(shè)備的控制要求。該機(jī)床要求設(shè)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。加工工件是在自動(dòng)方式下進(jìn)行

5、 的，兩個(gè)動(dòng)力頭位置的調(diào)整、插銷/拔銷等操作，有時(shí)需用手動(dòng)方式。機(jī)床必須處于初始狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)方式才可以啟動(dòng)。所以，應(yīng)設(shè)置機(jī)床的初始狀態(tài)顯示，給操作人員以提示。為了有效地防止誤操作，在啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行方式時(shí)，必須同時(shí)按住兩個(gè)按鈕才能啟動(dòng)。在手動(dòng)夾緊工件時(shí)，也需同時(shí)按住兩個(gè)按鈕才有效。在自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，若誤按其他按鈕時(shí)不應(yīng)影響程序的正常進(jìn)行。啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，處于插銷狀態(tài)下不能啟動(dòng)右滑臺(tái)前進(jìn)，必須在拔銷后才能啟動(dòng)。當(dāng)自動(dòng)方式結(jié)束一個(gè)循環(huán)且對(duì)兩件連桿加工完后，機(jī)床應(yīng)處于初始狀態(tài)。5.設(shè)計(jì)要求?？刂蒲b置設(shè)計(jì)選用PLC作為系統(tǒng)的控制核心，根據(jù)工藝要求合理選配PLC的機(jī)型和I/O接口。為了設(shè)備的安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)

6、中應(yīng)考慮必要的保護(hù)措施，如電機(jī)的過(guò)熱保護(hù)、控制系統(tǒng)的短路保護(hù)等。繪制全部電器控制原理線路圖，包括設(shè)計(jì)PLC控制原理（I/O）電路。選用電器元件，編制元件目錄表。繪制程序控制流程圖、編制梯形圖程序或語(yǔ)句表（LD或IL）。2、總體設(shè)計(jì)過(guò)程1. 電氣控制原理圖設(shè)計(jì)（1）、主電路設(shè)計(jì) 在主回路中交流接觸器KM1、KM2分別控制電動(dòng)機(jī)M1、M2。 電動(dòng)機(jī)M1、M2由熱繼電器FR1、FR2實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。 選擇自動(dòng)開關(guān)QF為總電源開關(guān)，即可完成主回路的短路保護(hù)，又起到隔離三相交流電源的作用，使用和維修更便捷。 由FU1、FU2分別實(shí)現(xiàn)各負(fù)載回路的短路保護(hù)作用。 電動(dòng)閥的控制設(shè)計(jì)中，拖動(dòng)電機(jī)由主回路設(shè)計(jì)，電動(dòng)

7、閥的控制電路由PLC回路設(shè)計(jì)完成。根據(jù)要求繪制出電氣控制主電路圖如下：2. 主要參數(shù)計(jì)算 自動(dòng)開關(guān)QF脫扣電流的選定：該自動(dòng)開關(guān)設(shè)計(jì)為供電系統(tǒng)的電源開關(guān)，在其主電路中的控制對(duì)象為交流電動(dòng)機(jī)。自動(dòng)開關(guān)過(guò)電流脫扣值的整定，是針對(duì)電動(dòng)機(jī)負(fù)載而言，可按照電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的1.7倍選定。本系統(tǒng)有負(fù)載電動(dòng)機(jī)1.5KW及750W各一臺(tái)，由于1.5KW的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流較大。因此，根據(jù)1.5KW電動(dòng)機(jī)在系統(tǒng)中容量較大的特點(diǎn)選擇自動(dòng)開關(guān)QF脫扣值電流IQF： IQF=1.7INE=1.7X4=6.87（A）INE-主電動(dòng)機(jī)額定電流。選用IQF7A的自動(dòng)開關(guān)FU熔體額定電流Ifu的選定(以主電機(jī)為例)Ifu2IN=

8、24=8(A)IN電動(dòng)機(jī)額定電流選用Ifu=8A的熔體其余熔體額定電流的選擇,可按以上方法選配。控制回路的熔體額定電流選用2A. 熱繼電器的選擇請(qǐng)查閱有關(guān)技術(shù)手冊(cè),自行計(jì)算參數(shù)。 (4)PLC控制電路設(shè)計(jì)包括PLC控制原理電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)程序與硬件電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?？刂圃黼娐吩O(shè)計(jì)要求是:a.硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):了解各控制對(duì)象的驅(qū)動(dòng)要求,如: 驅(qū)動(dòng)電壓的等級(jí)和負(fù)載的性質(zhì)；分析對(duì)象的控制要求;輸入/輸出接口(I/O)數(shù)量。確定所控制參數(shù)的精度及類型,如:對(duì)開關(guān)量、模擬量的控制、用戶存儲(chǔ)器(ROM)的存儲(chǔ)容量、時(shí)鐘頻率等。選擇適合的PLC機(jī)型以及PLC的外設(shè),編制I/O接口功能表,設(shè)計(jì)出PLC控制電路圖(

9、PLC控制原理圖)。b.程序設(shè)計(jì):用流程圖表達(dá)出各控制對(duì)象的動(dòng)作順序,相互間的制約關(guān)系。明確寄存器空間的分配,專用寄存器的確定等?？刂葡到y(tǒng)的程序的設(shè)計(jì),主程序的編制及各功能子程序的編制以及程序的調(diào)試。其他輔助程序的設(shè)計(jì),如故障應(yīng)急程序等。PLC硬件電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，根據(jù)以上硬件選型設(shè)計(jì)要求,編制I/O接口功能表。繪制出PLC控制電路原理圖。3. PLC的I/O分配該設(shè)備占用PLC的22個(gè)輸入點(diǎn)，15個(gè)輸出點(diǎn)，具體I/O分配如下表所示：I/O分配輸 入 分 配自動(dòng)/手動(dòng)方式選擇開關(guān)SX0000工件夾緊壓力繼電器SP0X0101手動(dòng)夾緊工件操作按鈕（1）SB1X0001右滑臺(tái)壓力繼電器SP1X010

10、2手動(dòng)夾緊工件操作按鈕（2）SB2X0002左滑臺(tái)壓力繼電器SP2X0103手動(dòng)放松工件操作按鈕SB3X0003工件夾緊到位限位開關(guān)ST1X0104手動(dòng)插銷操作按鈕SB4X0004拔銷到位限位開關(guān)ST2X0105手動(dòng)拔銷操作按鈕SB5X0005右滑臺(tái)終點(diǎn)限位開關(guān)ST3X0106啟動(dòng)主軸按鈕SB6X0006右滑臺(tái)原位限位開關(guān)ST4X0107自動(dòng)方式啟動(dòng)按鈕）（1）SB7X0007左滑臺(tái)終點(diǎn)限位開關(guān)ST5X0108自動(dòng)方式啟動(dòng)按鈕）（2）SB8X0008左滑臺(tái)原位限位開關(guān)ST6X0109左/右滑臺(tái)進(jìn)手動(dòng)操作按鈕SB9X0009插銷到位限位開關(guān)ST7X0110左/右滑臺(tái)退手動(dòng)操作按鈕SB10X001

11、0工件放松到位限位開關(guān)ST8X0111輸 出 分 配原位指示燈Y1000放松電磁閥（1）YV6線圈Y1100右主軸接觸器KM1線圈Y1001夾緊電磁閥（2）YV7線圈Y1101左主軸接觸器KM2線圈Y1002放松電磁閥（2）YV8線圈Y1102右滑臺(tái)快進(jìn)/工進(jìn)電磁閥YV1線圈Y1003夾緊電磁閥（3）YV9線圈Y1103右滑臺(tái)快退電磁閥YV2線圈Y1004放松電磁閥（3）YV10線圈Y1104左滑臺(tái)快進(jìn)/工進(jìn)電磁閥YV3線圈Y1005拔銷電磁閥YV11線圈Y1105左滑臺(tái)快退電磁閥YV4線圈Y1006插銷電磁閥YV12Y1106夾緊電磁閥（1）YV5線圈Y10072.各工步時(shí)電磁閥的狀態(tài)各工步

12、時(shí)電磁閥的狀態(tài)如下表所示，表中電磁閥的狀態(tài)用“+”和“（+）”來(lái)表示，“+”表示線圈接通，“（+）”表示線圈接通后保持接通狀態(tài)。各工步電磁閥的狀態(tài)YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7YV8YV9YV10YV11YV12夾緊+拔銷（+）（+）（+）+右快進(jìn)+（+）（+）（+）右工進(jìn)（+）（+）（+）（+）右快退+（+）（+）（+）左快進(jìn)+（+）（+）（+）左工進(jìn)（+）（+）（+）（+）左快退+（+）（+）（+）插銷（+）（+）（+）+松開+3.各壓力繼電器的狀態(tài)SP0：從工件夾緊到位開始的全部加工過(guò)程中一直保壓，其觸點(diǎn)動(dòng)作。當(dāng)放松工件時(shí)觸點(diǎn)復(fù)位。SP1：右工進(jìn)達(dá)到一定壓力時(shí)其觸點(diǎn)動(dòng)作，右快

13、退時(shí)觸點(diǎn)復(fù)位。SP2：左工進(jìn)達(dá)到一定壓力時(shí)其觸點(diǎn)動(dòng)作，左快退時(shí)觸點(diǎn)復(fù)位。 4.根據(jù)設(shè)計(jì)方案選擇電氣元件,編制原理總圖的元器件目錄表,格式如下表元器件目錄表序號(hào)代號(hào)名稱數(shù)量規(guī)格型號(hào)備注12PLC可編程序控制器1AFP12417繼電器輸出型（FP1-C40）11SP1SP3壓力繼電器310ST1ST8限位開關(guān)89YV1YV12電磁閥12ZCT-15A線圈電壓：220V AC8HL指示燈1AD16-22GLED顯示，220V AC7KM1KM2交流接觸器2DZX-9線圈電壓：220V AC6SB1SB10按鈕10LAY37黑色5S轉(zhuǎn)換開關(guān)1LAY37-D2手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換4QF自動(dòng)開關(guān)1C45AD脫扣

14、值7A3FU1FU 2熔斷器6RL1-15熔體210 A2FR1FR 2熱繼電器2JR16B-20/3參照電機(jī)整定電流1M1M 2電動(dòng)機(jī)2Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)3.半精鏜專用機(jī)床的PLC控制程序半精鏜專用機(jī)床的PLC控制梯形圖如下圖：4.PLC指令語(yǔ)句其具體指令如下：5. 半精鏜專用機(jī)床電控系統(tǒng)安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題 （1） 為防止來(lái)自電源線的干擾，電源線使用雙絞線，每根導(dǎo)線截面應(yīng)在1.25 mm2以上，電源通過(guò)1:1的隔離變壓器供給PLC，降低電噪聲。另外為了防止電壓過(guò)高損壞PLC,電源輸人端加上壓敏電阻。（2）PLC輸人線路與動(dòng)力線路不能位于同一線槽或電線管內(nèi)，三相動(dòng)力線路束在一起走線

15、，并且使兩部分盡可能相互垂直走線，輸人線也可采用屏蔽線，以防動(dòng)力線路干擾輸入線路。 （3）為防止過(guò)熱,PLC不許安裝在變壓器等發(fā)熱元件的正上方，在元器件留有適當(dāng)空隙，以便散熱，并且在配電箱上安裝風(fēng)扇降熱。 6. 總結(jié) 通過(guò)這次課設(shè)我學(xué)到了很多東西，不僅把以前在課本上學(xué)到的理論知識(shí)實(shí)踐了一部分，同時(shí)也明白了以前所想的不一定是符合實(shí)際的。采用PLC對(duì)專用鏜床進(jìn)行電氣控制是一種行之有效的技術(shù)進(jìn)步手段。實(shí)踐證明，它降低了專用鏜床電控系統(tǒng)的故障率，大大提高了其工作的可靠性，改善了其控制性能，提高了機(jī)床的加工精度，與此同時(shí)，在一定程度上降低了設(shè)備能耗。在實(shí)際使用中，效果良好。7.設(shè)計(jì)用參考資料1、工廠電器控制設(shè)備