數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)---主軸系統(tǒng)的plc控制設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書</p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué) 號： </p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p>　　題 目： 數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)

2、 </p><p>　　——主軸系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計(jì) </p><p>　　指導(dǎo)教師： 職稱: </p><p><b>　　職稱: </b></p><p>　　2009年12月23日</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p>

3、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一.目的與要求</b></p><p>　　二.輸入輸出信號分析與PLC I/O分配圖</p><p><b>　　三.plc的選型</b></p>

4、;<p><b>　　3.1PLC的類型</b></p><p>　　3.2輸入輸出模塊的選擇</p><p><b>　　3.3存儲器的選擇</b></p><p><b>　　3.4電源的選擇</b></p><p>　　四.主要元器件的型號選擇</p&

5、gt;<p>　　五. 主接線圖的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　六. 梯形圖設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　七. 指令表</b></p><p><b>　　八. 總結(jié)</b></p><p><b>　　九. 參考文獻(xiàn)</b>

6、</p><p><b>　　一.目的與要求</b></p><p>　　通過對某數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計(jì)，使學(xué)生熟練掌握PLC在數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)的控制作用、動(dòng)作順序與原理，并學(xué)會(huì)應(yīng)用PLC。</p><p>　　主軸系統(tǒng)的plc控制——主軸的控制包括正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止、制動(dòng)和沖動(dòng)。要求：</p><p>　?、佼?dāng)

7、按下正轉(zhuǎn)按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；</p><p>　?、诎聪路崔D(zhuǎn)按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；</p><p>　?、郛?dāng)按下停止按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止，并控制制動(dòng)器制動(dòng)2S；</p><p>　?、馨聪聸_動(dòng)按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)0.5s，然后停止；</p><p>　?、蓦妱?dòng)機(jī)過載報(bào)警后，正/反轉(zhuǎn)按鈕、沖動(dòng)按鈕均無效。</p><p>　　

8、通過本課程設(shè)計(jì),完成</p><p>　?、佥斎胼敵鲂盘柗治雠cPLC I/O分配圖</p><p><b>　?、赑LC選型</b></p><p>　　③主要元器件型號的選擇</p><p><b>　?、苤鹘泳€圖設(shè)計(jì)</b></p><p>　?、萃瓿商菪螆D設(shè)計(jì)并完成相應(yīng)

9、指令。</p><p>　　要求獨(dú)立完成主軸系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計(jì)，包括程序的編制和調(diào)試，并根據(jù)規(guī)定格式完成課程設(shè)計(jì)說明書的撰寫。</p><p>　　二.輸入輸出信號分析與PLC I/O分配圖</p><p>　　通過對輸入輸出信號分析畫出表格：</p><p><b>　　外部接線圖：</b></p>&

10、lt;p><b>　　三.plc的選型</b></p><p>　　PLC是20世紀(jì)70年代以來以微處理器為核心，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，因?yàn)樗哂袔讉€(gè)突出的特點(diǎn)：可靠性高，抗干擾強(qiáng)；編程簡單，易于掌握；功能完善，靈活方便；體積小，質(zhì)量輕，功耗低。I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10

11、%～20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。</p><p><b>　　PLC選型原則：<

12、/b></p><p><b>　?。ㄒ唬㏄LC的類型</b></p><p>　　PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型。整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種

13、I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。</p><p>　　（二）輸入輸出模塊的選擇</p><p>　　輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應(yīng)用要求。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、

14、響應(yīng)時(shí)間較長等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場合，但價(jià)格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致?？筛鶕?jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本。考慮是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架等。</p><p><b>　?。ㄈ╇娫吹倪x擇</b></p><p>　　PLC的供電

15、電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn)PLC應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計(jì)和選用外，一般PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用220VAC電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。如果PLC本身帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)核對提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。</p><p><b&g

16、t;　?。ㄋ模┐鎯ζ鞯倪x擇</b></p><p>　　由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲器的價(jià)格已下降，因此，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，一般要求PLC的存儲器容量，按256個(gè)I/O點(diǎn)至少選8K存儲器選擇。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲器。</p><p><b>　　綜上所述：</b></p><p>　　在此

17、次課程設(shè)計(jì)中我選用FX2N-48MR，因?yàn)樗木幊滔鄬唵我锥抢硐氲目删幊炭刂破?。而在設(shè)計(jì)中的I/O點(diǎn)數(shù)在48以下，則用的是微型PLC。其基本單元中的輸入點(diǎn)按照X000—X007,X010—X017… 這樣的八進(jìn)制進(jìn)行編號，而輸出點(diǎn)按照YOOO—Y007,Y010—Y017…這樣的八進(jìn)制進(jìn)行編號，內(nèi)部繼電器可多次使用，定時(shí)器將1ms,10ms,100ms等脈沖進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器可進(jìn)行向上向下計(jì)數(shù)。</p><p

18、>　　四.主要元器件的型號選擇</p><p><b>　　五.主接線圖的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　六.梯形圖設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主要控制： 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 沖動(dòng) </p><p><b>　　七.指令表</b></p><

19、;p>　　7.1主軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)控制</p><p>　　按下主軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB1,第一邏輯行中X0閉合，Y0接通并自鎖，T0接通并開始計(jì)時(shí)；第3邏輯行X0閉合，通用繼電器M1接通。第2邏輯行Y0常閉觸點(diǎn)閉合，通用繼電器M0接通；第5邏輯行M0,M1常開觸點(diǎn)閉合Y3接通，主軸電動(dòng)機(jī)正向啟運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到一定值時(shí)，第6邏輯行X11常開觸點(diǎn)閉合，為主軸電動(dòng)機(jī)正向旋反向制動(dòng)作好準(zhǔn)備。T0計(jì)

20、時(shí)5秒后動(dòng)作，第9邏輯行T0常開觸閉合，接通Y5，電流表A開始監(jiān)測主軸電動(dòng)機(jī)的電流。</p><p>　　7.2 主軸電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制</p><p>　　按下主軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2，第2邏輯行中X1閉合，Y0接通并自鎖，T0接通并開始計(jì)時(shí)；第4邏輯行X1閉合，通繼電器M2常開觸點(diǎn)閉合，Y4接通,Y 4接通，主軸電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到一定值時(shí)，第5邏輯行X12

21、常開閉合， 為主軸電動(dòng)機(jī)反向制動(dòng)做好準(zhǔn)備。T0計(jì)時(shí)經(jīng)過5秒后動(dòng)作，第9邏輯行常開觸點(diǎn)閉合接通Y5，電流表A開始監(jiān)測主軸電動(dòng)機(jī)的電流。</p><p>　　7.3 主軸電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制</p><p>　　按下主軸電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制按鈕SB6，第5邏輯行常開觸點(diǎn)閉合，Y3接通，主軸電動(dòng)機(jī)串電阻R起動(dòng)運(yùn)行。</p><p>　　7.4 主軸電動(dòng)機(jī)正向啟動(dòng)運(yùn)行反向制動(dòng)停止控制&

22、lt;/p><p>　　當(dāng)Y0、Y3、T0、Y5閉合，主軸電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，按下停止按鈕SB4，第第一邏輯行X3常閉觸點(diǎn)斷開，Y0、T0失電，第3邏輯行X3常閉點(diǎn)斷開，M1失電； 而第5邏輯行M1常開觸點(diǎn)復(fù)位斷開，Y3失電，主軸電動(dòng)機(jī)停止正轉(zhuǎn)。同時(shí)， 第6邏輯行X3常開觸點(diǎn)閉合，Y4接通，給主軸電動(dòng)機(jī)通入反轉(zhuǎn)電源，使之產(chǎn)生一個(gè)反轉(zhuǎn)力矩制動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)，主軸電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)速度迅速下降。當(dāng)正轉(zhuǎn)速度下降至一定速度時(shí)，

23、速度繼電器KS1觸點(diǎn)斷開，X11常開觸點(diǎn)復(fù)位斷開，Y4斷電，完成主軸電動(dòng)機(jī)的正向啟動(dòng)運(yùn)行反向制動(dòng)停止過程。 </p><p>　　7.5主軸電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)正向制動(dòng)停止控制</p><p>　　當(dāng)Y0、Y4、T0、Y5閉合，主軸電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，按下停止按鈕SB4，第一邏輯行 X3常閉觸點(diǎn)斷開，Y0、T0失電，第4邏輯行X3常閉點(diǎn)斷開， M2失電；第6邏輯行 M2常開觸點(diǎn)復(fù)位斷開，Y4失電

24、，主軸電動(dòng)機(jī)停止反轉(zhuǎn)。同時(shí)， 第5邏輯行X3常開觸點(diǎn)閉合，Y3接通，給主軸電動(dòng)機(jī)通入正轉(zhuǎn)電源，使之產(chǎn)生一個(gè)正轉(zhuǎn)力矩制動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)，主軸電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)速度迅速下降。當(dāng)反轉(zhuǎn)速度下降至一定速度時(shí)，速度繼電器KS2觸點(diǎn)斷開，X12常開觸點(diǎn)復(fù)位斷開，Y3掉電，完成主軸電動(dòng)機(jī)的反向啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)正向制動(dòng)停止過程。</p><p><b>　　指令如下：</b></p><p>

25、<b>　　LD X0</b></p><p><b>　　OR X1</b></p><p><b>　　OR M0</b></p><p><b>　　ANI X3</b></p><p><b>　　AND X3&

26、lt;/b></p><p><b>　　OUT Y0</b></p><p><b>　　OUT T0</b></p><p><b>　　K50</b></p><p><b>　　LD Y0</b></p><

27、;p>　　OUT M0</p><p>　　LD X0</p><p>　　OR M1</p><p>　　ANI X3</p><p>　　OUT M1</p><p>　　LD X1</p><p>　　OR M2<

28、/p><p>　　ANI X3</p><p>　　OUT M2</p><p>　　LD M0</p><p><b>　　AND M1</b></p><p>　　OR X5</p><p>　　LD X3</p&g

29、t;<p>　　OR Y3</p><p>　　AND X12</p><p><b>　　ORB</b></p><p><b>　　AND X7</b></p><p>　　ANI Y4</p><p><b>　　

30、OUT Y3</b></p><p>　　LD M0</p><p><b>　　AND M2</b></p><p>　　LD X3</p><p>　　OR Y4</p><p>　　AND X11</p><p&

31、gt;<b>　　ORB </b></p><p>　　AND X7</p><p>　　ANI Y3</p><p>　　OUT Y4</p><p>　　LD X2</p><p>　　OR Y1</p><p>　　ANI

32、 X5</p><p>　　AND X10</p><p><b>　　OUT Y1</b></p><p>　　LD X6</p><p><b>　　OUT Y2</b></p><p>　　LD T0</p>

33、<p><b>　　OUT Y5</b></p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　八.總結(jié)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)，讓我們有很多的機(jī)會(huì)實(shí)際運(yùn)用一下所學(xué)的知識，在對電氣原理圖，安裝圖等的繪制與分析，對PLC編程與調(diào)試等過程中提高了我們的動(dòng)手能

34、力及解決實(shí)際問題的能力。</p><p>　　在這次學(xué)習(xí)后，我對接觸器控制、PLC程序控制兩者不同之處有了深刻的體會(huì)。接觸器控制具有自動(dòng)控制方法簡單、工作可靠、成本低等特點(diǎn)。大多是用于有觸點(diǎn)控制系統(tǒng)，適用于固定動(dòng)作要求的控制設(shè)備，一旦工作中發(fā)生程序變化、錯(cuò)誤，就需要重新配線，比較麻煩，不適用與較復(fù)雜和控制要求經(jīng)常改變的場合。PLC程序控制是在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種工業(yè)自動(dòng)控制，它編程簡單、動(dòng)作可靠且動(dòng)作順

35、序變更容易，一旦工作中發(fā)生程序變化，只要改變程序結(jié)構(gòu)即可，因此被廣泛應(yīng)用與復(fù)雜控制系統(tǒng)。</p><p>　　通過課程設(shè)計(jì)，我對電氣控制和可編程控制器PLC也有了一定的了解和掌握。在未上這門課之前，我連接觸器、繼電器這類最基本的電氣元件都不知道。后來通過老師的講解及自己慢慢的學(xué)習(xí)，對這方面的知識，逐漸的也有了一定的了解?，F(xiàn)在已能看懂和設(shè)計(jì)一些簡單的電氣圖了。</p><p><b&g

36、t;　　九.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】范永勝 王岷 主編《電氣控制與PLC應(yīng)用》， 中國電力出版社。</p><p>　　【2】王愛玲 李克天 馮裕強(qiáng) 主編《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》， 高等教育出版社。</p><p>　　【3】周云水 主編《更我學(xué)PLC編程》，中國電力出版社.</p><p>　　【4】肖峰 賀哲榮