FX PLC对X62W万能铣床改造毕业说明书

-3-摘要铣床可以用来加工平面、斜面、沟槽，装上分度头可以铣节直齿齿轮和螺旋面，装上圆工作台还可铣切凸轮和弧形槽，所以铣床在机械行业的机床设备中占有相当大的比重，在金属切削机床中使用数量公次于车床。PLC是以计算机技术为技术核心的通用自动控制装置，在各行各业中得到了广泛的应用。它是将逻辑运算，顺序控制，时序和计数以及算数运算等控制程序，用一串指令的形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟，数字等输入输出部件，对生产过程进行控制的装置。而原来这种继电器控制的普通机床使用年代久远，使用环境差，电器元件损坏，电气线路老化，控制电路复杂不便于维修等种种原因，为了提高工作效率与系统的可靠性，故用PLC控制系统无论是硬件还是软件，控制稳定可靠，具有极高的可靠性与灵活性，更容易维修，更能适应经常变动的工艺条件。为了使铣床控制稳定与可靠，具有极高的可靠性和灵活性，更容易检修，更能适应经常变动的工艺条件，取得较好的经济效益，所以对原来的继电器接触模式模拟控制系统进行PLC改造。关键词：X62W；电气控制；PLC-可编程控制器；梯形图-4-目录前言……………………………………………………………………………………………1第一章铣床特点及电气控制线路 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ……………………………………………………21.1X62W万能铣床PLC改造简价值、目的和意义……………………………………31.2X62W万能铣床主要结构及运动情况………………………………………………41.3电力拖动特点及控制要求……........................................51.4电气控制线路分析…………………………………………………………………61.4.1主电路分析……………………………………………………………………….71.4.2控制电路分析……………………………………………………………………81.4.3冷却和照明控制…………………………………………………………………9第二章X62W万能铣床电气控制线路PLC的硬件改造…………………………………102.1X62W铣床PLC控制系统的分析…………………………………………………112.2PLC的选型及效验………………………………………………………………122.3主电路图…………………………………………………………………………132.4系统元器件明细表………………………………………………………………142.5PLC的I/O端口的分配…………………………………………………………152.6PLC外部接线图 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ……………………………………………………………162.7硬件制作…………………………………………………………………………172.7.1元件布置图………………………………………………………………………182.7.8面板布置图………………………………………………………………………19第三章X62W万能铣床电气控制线路PLC的软件改造…………………………………203.1系统PLC软件梯形图控制分析…………………………………………………213.2指令表程序…………………………………………………………………22第四章X62W万能铣床安装与程序写入调试过程……………………………………….23第五章PLC控制相对于电气控制的优点…………………………………………………24致谢………………………………………………………………………………………….25参考文献…………………………………………………………………………………….26-5-前言自从1969年第一台可编程控制器在美国问世以来，在工业控制中得到广泛的应用。近年来，我国在石油、化工、机械、轻工、发电、电子、橡胶、塑料加工等行业工艺设备的电气控制中，越来越多地采用PLC机控制，并取得了显著的效果，深受各行业的欢迎。铣铣床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置。随着电子技术的发展，可编程序控制器日益广泛的应用于机械、电子加工与设备电气改造中。铣床作为机械加工的通用设备在内燃机配件的生产中一直起着不可替代的作用。自动铣床具有工作平稳可靠，操作维护方便，运转费用低的特点，已成为现代生产中的主要设备。自动铣床控制系统的设计是一个很传统的课题，现在随着各种先进精确的诸多控制仪器的出现，铣床控制的 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 也越来越先进，越来越趋于完美。在我国70～80年代大多数铣床中,大多数的开关量控制系统都是采用继电器控制,也有相当一部分辅机系统是采用继电控制。因此,继电器本身固有的缺陷,给铣床的安全和经济运行带来了不利影响,用PLC对铣床的继电器式控制系统进行改造已是大势所趋。自动铣床的发展及现状：从上世纪80年代起铣床制造业的发展虽有起伏但对自动控制技术和自动铣床床一直给予较大的关注。经过九五自动车床和加工中心包括自动铣床的产业化生产基地的形成，所生产的中档普及型自动铣床的功能性能和可靠性方面已具有较强的市场竞争力。但在中高档自动铣床方面与国外一些先进产品相比仍存在较大差距。这是由于欧美日等先进工业国家于80年代先后完成了自动机床产业进程，其中一些著名机床公司致力于科技创新和新产品的研发引导着数控机床技术发展，如美国英格索尔公司和德国惠勒喜乐公司对用于汽车工业和航空工业高速数控铣床的发展日本牧野公司对高效精密加工中心所作的贡献，德国瓦德里希公司在重型龙门五面加工铣床方面的开发以及日本马扎克公司研发的车铣中心对高效复合加工的推进等等。相比之下，我国大部分数近代机床产品在技术处于跟踪阶段。以中挡铣床为例列出国内外先进产品主要技术指标，由此可以看到效率精度和可靠性等方面均有明显差。随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上，从手动控制发展到自动控制;在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上，从策重发展到-6-信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微型计算机为中心的网络化自动控制系统。X62W铣床综合了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。X62W铣床是由普通机床发展而来。它集于机械、液压、气动、伺服驱动、精密测量、电气自动控制、现代控制理论、计算机控制等技术于一体，是一种高效率、高精度能保证加工质量、解决工艺难题，而且又具有一定柔性的生产设备。万能铣床的广泛应用，给机械制造业的生产方式、产品机构和产业机构带来了深刻的变化，其技术水平高低和拥有量多少，是衡量一个国家和企业现代化水平的重要标志。一种新型的控制装置，一项先进的应用技术，总是根据工业生产的实际需要而产生的。可编程序控制器产生以前，以各种继电器为主要元件的电气控制线路，承担着生产过程自动控制的艰巨任务，可能有成百上千只各种继电器构成复杂的控制系统，需要用成千上万根导线连接起来，安装这些继电器需要大量的继电器控制柜，且占据大量的空间。当这些继电器运行时，又产生大量的噪声，消耗大量的电能。为保证控制系统的正常运行，需要安排大量的电气技术人员进行维护，有时某个继电器损坏，甚至某个继电器触头接触不良，都回影响整个系统的正常运行。如果系统出现故障，要进行检查排除故障又是非常困难的，全靠电气技术人员长期积累经验。尤其是在生产工艺发生变化时，可能需要增加很多的继电器或继电器控制柜，重新接线或改线的工作量很大，甚至需要重新设定控制系统。尽管如此，这种控制系统的功能仅仅局限在能实现具有粗略定时、计数功能的顺序逻辑控制。因此，人们迫切需要一种新的工业控制装置来取代传统的继电器控制系统，使电气控制系统工作更可靠，更容易维修，更能适应经常变化的生产工艺要求。可编程控制器(ProgrammableController)简称PC，在办公自动化和工业自动化中广泛使用的个人计算机（PersonalComputer）也简称PC，为了避免混摇，现在一般将可编程序控制器简称为PLC(ProgrammableLogicController).随着可编程控制器在国内的运用和推广，人们找到了万能铣床较理想的控制系统，即PLC控制系统。由于其具有可靠性高，抗干扰能力强，维修检测方便等优点，适合于对万能铣床的控制，获得广泛的推广。现在万能铣床已全部采用PLC控制，结束了近二十年使用继电控制的历史。本文主要以该厂对PLC控制系统的研究，推广介绍可编程控器在万能铣床上的应用。-7-自从1969年第一台可编程控制器在美国问世以来，在工业控制中得到广泛的应用。近年来，我国在石油、化工、机械、轻工、发电、电子、橡胶、塑料加工等行业工艺设备的电气控制中，越来越多地采用PLC机控制，并取得了显著的效果，深受各行业的欢迎。1988年开始将可编程序控制器应用在万能铣床上，至今使用情况一直良好。国外生产PLC的厂家很多，最著名的有美国A-B公司和GE-FANUC公司，日本的欧姆龙公司和三菱公司，德国AEG公司和西门子公司，法国的TE公司。它们号称PC领域的大雄，代表PC的最高水平。它们在中国都有各自的代理商，很容易买到其产品。国产PLC以小型为主，多数为仿制产品，I/0点均在128点以下。主要厂家有上海工业自动化仪表研究所，苏州电子计算机厂，北京机械工业自动化研究所，无锡华光电子工业公司中科院自动化研究所究上海香岛机电制造公司。一般只处理开关量，进行逻辑运算，顺序运算.-8-第一章铣床特点及电气控制线路分析1.1X62W万能铣床PLC改造简价值、目的和意义铣床可以用来加工平面、斜面、沟槽，装上分度头可以铣节直齿齿轮和螺旋面，装上圆工作台还可铣切凸轮和弧形槽，所以铣床在机械行业的机床设备中占有相当大的比重，在金属切削机床中使用数量公次于车床。而原来这种继电器控制的普通机床使用年代久远，使用环境差，电器元件损坏，电气线路老化，控制电路复杂不便于维修等种种原因，故为了提高工作效率与系统的可靠性，充分发挥PLC控制系统的优点，需要对原来铣床的电气线路进行改造。本课题能够熟悉X62万能铣床电气原理及电器元件的结构组成，熟悉PLC应用的基本知识，熟悉PLC编程软件的操作、熟悉电气行业 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 与电气原理图的CAD绘制，掌握PLC系统硬件安装调试技能，掌握小型PLC系统设计开发制作流程，重点对PLC改造的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 进行设计，完成电气原理图（包括主电路图、PLC外部接线图）及元件布置图设计，同时在PLC实验室，选择必需的硬件器件，完成改造后的动力柜和操作面板的制作，完成改造的软件程序设计，最后通电进行程序写入和整体功能调试。该铣床型号意义如图1-1所示：图1-1铣床型号图1.2X62W万能铣床主要结构及运动情况X62W型万能铣床的结构主要由床身、主轴、刀杆、悬梁、刀杆支架、工作台、回转盘、溜板、升降台、底座等几部分组成。在床身的前面有垂直导轨，升降台可沿着它上下移动。在升降台上面的水平导轨上，装有可在平行主轴轴线方向移动（前后移动）的溜板。溜板上部有可移动的回转盘，工作台就在溜板上部回转盘上的导轨上作垂直于主轴轴线方向移动（左右移动）。工作台上有T形槽用来固定工件。这样，安装在工作台上的工件就可以在三个坐标上的六个方向调整位置或进给。铣床主轴带动铣刀的旋转运动时主运动；铣床工作台的前后（横向）、左右（纵向）和上下（垂直）6个方向的运动是进给运动；铣床的其他运动，如工作台的讯转运动则属于辅助运动。-9-此外，由于回转盘可绕中心转过一个角度（通常是±45°），因此工作台在水平面上除了能在平行于或垂直于主轴轴线方向进给，还能在倾斜方向进给，可以加工螺旋槽，故称万能铣床。X62W万能铣床特点(如图1-2)：(1)能完成很多普通机床难以加工或者根本不能加工的复杂型面的加工。(2)采用X62W铣床可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。(3)采用X62W可以比普通机床提高2～3倍生产率，对复杂零件的加工，生产率可以提高十几倍甚至几十倍。(4)大大的减轻了工人的劳动强度。图1-2X62万能铣床外形结构图1、2—纵向工作台进给手动手轮和操纵手柄。3、15—主轴停止按钮。4、17—主轴启动按钮。5、14—工作台快速移动按钮。-10-6—工作台横向进给手动手轮。7—工作台升降进给手动摇把。8—自动进给变速手柄。9—工作台升降、横向进给手柄。10—油泵开关。11—电源开关。12—主轴瞬时冲动手柄。13—照明开关。16—主轴调速转盘。1.3电力拖动特点及控制要求1)主轴电机处于空载下起到，为能顺铣和逆铣加工，要求主轴能够实现正、反转但旋转方向不需经常改变。仅在加工前预选主轴转动方向而在加工过程中不变换。2）铣床的主运动由一台笼型异步电动机拖动，直接起动，能够正反转，并设有电气制动环节，能进行变速冲动。3）工作台的进给运动和快速移动均由同一台笼型异步电动机拖动，直接起动，能够正反转，也要求有变速冲动环节。4）冷却泵电动机只要求单向旋转。5）三台电动机之间有联锁控制，即主轴电动机起动之后，才能对其余两台电动机进行控制。6）铣削加工是多刀多刃不连续切削，负载波动。为减轻负载波动的影响，往往在主轴传动系统中加入飞轮，使传动惯量加大，但为实现主轴快速停车，主轴电动机应设有快速停车。同时，主轴在上刀时，也应使主轴制动。为此本铣床采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。7）工作台既可以做六个方向上的进给，又可以在六个方向上快速移动。8）工作台的垂直，横向和纵向三个方向的运动由一台进给点击拖动，而三个方向得选择是由操作手柄改变传动链来实现的。每个方向又有正反向的运动，这就要求进给电动机能正、反转。而且，同一时间只允许工作台只有一个反向的移动，故应有连锁保护。9）使用圆工作台时，工作台不得移动，即圆工作台的旋转运动与工作台上下、左右、前后六个方向的运动之间有联锁控制。10）为了防止刀具和机床的损坏，要求只有主轴旋转后，才允许有进给运动。为了减小加工工件表面的粗糙度，只有进给停止后主轴才能停止或同时停止。本机床在电气上采用了主轴和进给同时停止的方式，但由于主轴运动的惯性很大，实际上就保证了进给运动先停止，主轴运动后停止的要求。-11-11）为适应铣削加工时操作者的正面与侧面操作要求，机床应对主轴电动机的起动与停止及工作台的快速移动控制，具有两地操作的性能。12）为供给铣削加工时冷却液，应有冷却泵电动机拖动冷却泵，供给冷却液。13）主轴运动和进给运动采用变速盘来进行速度选择，为保证变速齿轮进入良好啮合状态，两种运动都要求变速后作瞬时点动。14）根据工艺要求。主轴旋转和工作台进给应有先后顺序控制，即进给运动要在铣刀旋转之后进行，加工结束必须在铣刀停转前停止进给运动。15）应有局部照明电路。图1-3X62万能铣床外形实物图1.4X62W万能铣床电气控制电路概述1.4.1X62W万能铣床电气控制电路主电路如图1-4所示。主电路中共有三台电动机，M1是主电动机，拖动主轴带动铣刀进行铣削加工；M2是工作台进给电动机，拖动升降台及工作台进给；M3是冷却泵电动机，供应冷却液。每台电动机均有热继电器作过载保护。三相电源由电源引入开关QS1引入，FU1作全电路的-12-短路保护。主轴电动机M1的运行由接触器KM1控制，由换相开关SA3预选其转向。冷却泵电动机M3由QS2控制其单向旋转，但必须在M1起动运行之后才能运行。进给电动机M2由KM3、KM4实现正反转控制。三台电动机分别由热继电器FR1、FR2、FR3提供过载保护。图1-4X62W万能铣床电气控制电路主电路1.4.2X62W万能铣床电气控制电路原理图如图1-5所示。X62W万能铣床电气控制电路原理图由控制变压器TCl提供110V工作电压，FU4提供变压器二次侧的短路保护。该电路的主轴制动、工作台常速进给和快速进给分别由控制电磁离合器YCl、YC2、YC3实现，电磁离合器需要的直流工作电压由整流变压器TC2降压后经桥式整流器VC提供，FU2、FU3分别提供交直流侧的短路保护。-13-图1-5X62W万能铣床电气控制电路原理图1．主轴电动机M1的控制M1由交流接触器KMl控制，为操作方便，在机床的不同位置各安装了一套起动和停机按钮：SB2和SB6装在床身上，SBl和SB5装在升降台上。对M1的控制包括有主轴的起动、停机制动、换刀制动和变速冲动。（1）起动：在起动前先按照顺铣或逆铣的工艺要求，用组合开关SA3预先确定M1的转向。按下SB1或SB2→KM1线圈通电→M1起动运行,同时KM1动合辅助触点（7－13）闭合为KM3、KM4线圈支路接通做好准备。（2）停车与制动：按下SB5或SB6→SB5或SB6动断触点断开（3－5或1－3）→KM1线圈断电，M1停车→SB5或SB6动合触点闭合（105－107）制动电磁离合器YC1线圈通电→M1制动。制动电磁离合器YCl装在主轴传动系统与M1转轴相连的第一根传动轴上，当YCl通电吸合时，将摩擦片压紧，对M1进行制动。停转时，应按住SB5或SB6直至主轴停转才能松开，一般主轴的制动时间不超过0.5s。-14-（3）主轴的变速冲动：主轴的变速是通过改变齿轮的传动比实现的。在需要变速时，将变速手柄（见图1-5）拉出，转动变速盘至所需的转速，然后再将变速手柄复位。在手柄复位的过程中，在瞬间压动了行程开关SQl，手柄复位后，SQl也随之复位。在SQl动作的瞬间，SQl的动断触点（5—7）先断开其他支路，然后动合触点（1—9）闭合，点动控制KMl，使M1产生瞬间的冲动，利于齿轮的啮合；如果点动一次齿轮还不能啮合，可重复进行上述动作。（4）主轴换刀控制：在上刀或换刀时，主轴应处于制动状态，以避免发生事故。只要将换刀制动开关SAl拨至“接通”位置，其动断触点SAl—2（4—6）断开控制电路，保证在换刀时机床没有任何动作；其动合触点SAl—1（105—107）接通YCl，使主轴处于制动状态。换刀结束后，要记住将SAl扳回“断开”位置。2.进给运动控制如图1-5工作台的进给运动分为常速（工作）进给和快速进给，常速进给必须在M1起动运行后才能进行，而快速进给属于辅助运动，可以在M1不起动的情况下进行。工作台在六个方向上的进给运动是由机械操作手柄（见图1-5）带动相关的行程开关SQ3～SQ6，通过控制接触器KM3、KM4来控制进给电动机M2正反转来实现的。行程开关SQ5和SQ6分别控制工作台的向右和向左运动，而SQ3和SQ4则分别控制工作台的向前、向下和向后、向上运动。图1-5进给运动控制图进给拖动系统使用的两个电磁离合器YC2和YC3都安装在进给传动链中的第四根传动轴上。当YC2吸合而YC3断开时，为常速进给；当YC3吸合而YC2断开时，为快速进给。（1）工作台的纵向进给运动:将纵向进给操作手柄扳向右边→行程开关SQ5动作→其动-15-断触点SQ5—2（27—29）先断开，动合触点SQ5—1（21—23）后闭合→KM3线圈通过（13—15—17—19—21—23—25）路径通电→M2正转→工作台向右运动。若将操作手柄扳向左边，则SQ6动作→KM4线圈通电→M2反转→工作台向左运动。SA2为圆工作台控制开关，此时应处于“断开”位置，其三组触点状态为：SA2—1、SA2—3接通，SA2—2断开。（2）工作台的垂直与横向进给运动：工作台垂直与横向进给运动由一个十字形手柄操纵，十字形手柄有上、下、前、后和中间五个位置，将手柄扳至向“下”或“向上”位置时，分别压动行程开关SQ3或SQ4，控制M2正转或反转，并通过机械传动机构使工作台分别向下和向上运动；而当手柄扳至“向前”或“向后”位置时，虽然同样是压动行程开关SQ3和SQ4，但此时机械传动机构则使工作台分别向前和向后运动。当手柄在中间位置时，SQ3和SQ4均不动作。下面就以向上运动的操作为例分析电路的工作情况，其余的可自行分析。将十字形手柄扳至“向上”位置SQ4的动断触点SQ4—2先断开，动合触点SQ4—1后闭合→KM4线圈经（13—27—29—19—21—31—33）路径通电→M2反转→工作台向上运动。（3）进给变速冲动：与主轴变速时一样，进给变速时也需要使M2瞬间点动一下，使齿轮易于啮合。进给变速冲动由行程开关SQ2控制，在操纵进给变速手柄和变速盘（见图7—11）时，瞬间压动了行程开关SQ2，在SQ2通电的瞬间，其动断触点SQ2—1（13—15）先断开而动合触点SQ2—2（15—23）后闭合，使KM3线圈经（13—27—29—19—17—15—23—25）路径通电，M2正向点动。由KM3的通电路径可见：只有在进给操作手柄均处于零位（即SQ3一SQ6均不动作）时，才能进行进给变速冲动。（4）工作台快速进给的操作：要使工作台在六个方向上快速进给，在按常速进给的操作方法操纵进给控制手柄的同时，还要按下快速进给按钮开关SB3或SB4（两地控制），使KM2线圈通电，其动断触点（105—109）切断YC2线圈支路，动合触点（105—111）接通YC3线圈支路，使机械传动机构改变传动比，实现快速进给。由于与KMl的动合触点（7—13）并联了KM2的一个动合触点，所以在M1不起动的情况下，也可以进行快速进给。3．圆工作台的控制在需要加工弧形槽、弧形面和螺旋槽时，可以在工作台上加装圆工作台。圆工作台的回转运动也是由进给电动机M2拖动的。在使用圆工作台时，将控制开关SA2扳至“接-16-通”的位置，此时SA2—2接通而SA2—1、SA2—3断开。在主轴电动机M1起动的同时，KM3线圈经（13—15—17—19—29—27—23—25）的路径通电，使M2正转，带动圆工作台旋转运动（圆工作台只需要单向旋转）。由KM3线圈的通电路径可见，只要扳动工作台进给操作的任何一个手柄，SQ3—SQ6其中一个行程开关的动断触点断开，都会切断KM3线圈支路，使圆工作台停止运动，从而保证了工作台的进给运动和圆工作台的旋转运动不会同时进行。第二章X62W万能铣床电气控制线路的PLC改造的硬件设计2.1X62W铣床PLC控制系统的分析根据实际情况，在铣床的电气改造过程中，保留原有的机械操作不变，将原来继电器控制的线路用PLC控制系统取代。按照PLC控制系统设计的一般步骤，X62W铣床PLC控制系统属于典型的单机控制系统，输入/输出信号均为开关控制量，一般的继电器输出型PLC就可以满足控制上的要求，又由于X62W铣床不属于大型机床，输入信号传输距离不大，控制电路比较集中，不必采用单独的控制柜来安装电器元件。为了提高整个系统的可靠性、安全性，考虑到系统的成本，系统的组织电动机正、反转及冷却泵电动机部分控制将不采用PLC控制。2.2PLC的选型及效验X62W铣床电路中输入/输出及控制信号共有30个。其中输入信号21个、输出信号9个，实际使用时，系统的输入都为开关控制量，加上10%~15%的余量就可以了，并无其他特殊控制模块的需要。故选用西门子的S7-200系列CPU224DC/AC型PLC。AC电源，24V直流输入，晶体管输出。输入点数24，输出点数24。S7-200系列中功能最强、速度最高的微型可编程序控制器。I/O点最大可扩展到256点，可有多种特殊功能扩展，实现多种特殊控制功能（PID、高速计数、A/D、D/A、等）。有多种RS-485串行通信模块或功能扩展板，可实现模拟量控制、位置控制和联网通信功能。可满足机床7点输出，16点输入的要求。PLC的供电电源为隔离变压器提供，这样可以减少电网波动或噪声对PLC的干扰。2.3X62W万能铣床控制主电路概述X62W万能铣床控制主电路如图2-1所示。三相电源由电源引入开关QS1引入，FU1作全电路的短-17-路保护。主轴电动机M1的运行由接触器KM1、KM5实现正反转控制。冷却泵电动机M3由KM6控制其单向旋转，但必须在M1起动运行之后才能运行。进给电动机M2由KM3、KM4实现正反转控制。三台电动机分别由热继电器FR1、FR2、FR3提供过载保护。图2-1X62W万能铣床控制主电路图-18-2.4X62W万能铣床PLC控制系统元器件明细表。根据原来的继电控制系统，进行X62W万能铣床PLC控制系统改造，改造元器件明细表如下2-2所示。表2-1X62W万能铣床PLC控制系统元器件明细表代号元件名称型号规格数量用途M1M2M3QS1QS2SA1-1YC1YC2YC3FU4FR1FR2FR3VCKM1KM2KM3KM4KM5KM6SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB9SB10SQ6SQ5SQ3SQ4SQ2SQ1PLC主轴电动机进给电动机冷却泵电动机开关开关开关电磁离合器电磁离合器电磁离合器熔断器热继电器热继电器热继电器桥式整流器接触器接触器接触器接触器接触器接触器按钮按钮按钮按钮按钮按钮按钮按钮按钮按钮位置开关位置开关位置开关位置开关位置开关位置开关可编程控制器Y132M-4-B3Y90L-4JCB-22HZ10-60/3JHZ10-60/3JHZ10-10/3JRL1-60RL1-15RL1-15RL1-15JR0-40JR10-10JR10-10BK-150CJ0-20CJ0-10CJ0-10CJ0-10CJ0-10CJ0-10LA2LA2LA2LA2LA2LA2LA2LA2LA2LA2LX3-11KLX3-11KLX2-131LX2-131LX2-131LX2-131FX-2N-48MR7.5KW、380V、1450r/min1.5KW、380V、1400r/min125W、380V、2790r/min60A、380V10A、380V10A、380V60A、熔体50A15A、熔体10A15A、熔体4A15A、熔体2A整定电流16A整定电流3.4A整定电流0.43A5A、50V21A、110V10A、110V10A、110V10A、110V10A、110V10A、110V绿色绿色绿色绿色红色红色绿色红色绿色红色11111133111111111111222111111驱动主轴驱动进给驱动冷却泵电源总开关照明开关圆工作台开关电源保护进给进给直流、照明短路保护M1过载保护M2过载保护M3过载保护整流电路电源主轴启动、M1正转快速进给进给向前、向下、向右移动进给向后、向上、向左移动主轴反转冷却泵电动机主轴正启动主轴正启动Km2启动Km2启动主轴制动主轴制动主轴反启动主轴反制动冷却泵电动机启动冷却泵电动机制动向前、向下、向右移动向后、向上、向左移动向前、向下、向右移动向后、向上、向左移动进给冲动主轴冲动控制器-19-2.5X62W万能铣床PLC控制输出输入点分配表见2-5。表2-2X62W万能铣床PLC控制输出输入点分配表输入信号名称代号标号X1主轴正启动SB1X2主轴正启动SB2X3Km2启动SB3X4Km2启动SB4X5主轴制动SB5X6主轴制动SB6X27主轴反启动SB7X10主轴反制动SB8X11冷却泵电动机启动SB9X12冷却泵电动机制动SB10X13M1过载保护FR1X14M2过载保护FR2X15M3过载保护FR3X16进给作台开关SA1-1X17圆工作台开关SA1-2X21主轴冲动SQ1X22进给冲动SQ2-20-X23向后、向上、向左移动SQ3X24向前、向下、向右移动SQ4X25向后、向上、向左移动SQ5X26向前、向下、向右移动SQ6输出信号Y1主轴正接触器KM1Y2快速进给KM2Y3进给接触器KM3Y4进给接触器KM4Y5主轴反接触器KM5Y6冷却泵电动机KM6Y11主轴制动YC1Y12进给YC2Y13快速退给YC3-21-2.6X62w万能铣床PLC控制接线图如图2-2所示。图2-2X62w万能铣床PLC控制接线图2.7硬件制作2.7.1元件布置图图2-3操作面板布置图-22-图2-4元件实物图2.7.2面板布置图根据网孔板尺寸及所需元器件设计元件布置图如图2-5所示图2-5元件布置图-23-图2-4面板实物图第三章X62W万能铣床电气控制线路的PLC改造的软件设计3.1X62w万能铣床PLC控制梯形图如图3-1所示。-24--25--26--27-图3-1X62w万能铣床PLC控制梯形图-28-3.2X62W万能铣床PLC控制指令语句表如图3-2所示。-29-图3-2X62W万能铣床PLC控制指令语句表-30-第四章X62W万能铣床安装与程序写入调试1、主轴电动机M1的控制①启动：按一下SB1或SB2→KM1线圈通电并自锁→主轴电动机M1正转启动运行，确保在M1启动后M2.M3才能启动运行。如图4-1所示图4-1②按一下SB7→KM5线圈通电并自锁→主轴电动机M5反转启动运行,按SB9停机如图4-2所示图4-2-31-③停机与制动：按下SB5或SB6→KM1线圈断电，电磁铁YC1通电→主轴电动机M1停止并制动。如图4-3所示图4-3④主轴的变速冲动：按一下SQ1,在SQ1动作瞬间，SQ1的常开触点先断开其他支路，然后其常开触点闭合，相当于点动控制KM1→M1，使得齿轮转动一下以利于啮合；如果点动一次齿轮还不能啮合，可以重复进行上述动作。2:进给控制主轴启动运行②SA1到进给“接通”位置，行程开关SQ3～SQ6通过接触器KM3、KM4动作来实现控制进给电动机M2正反转③按下SQ3,SQ5,电动机M2正转,向前、向下，向右。如图4-4所示-32-图4-4④按下SQ4,SQ6,电动机M2反转,向后、向上、向左移动。如图4-5所示图4-5进给变速运动：与主轴变速时一样，进给变速时也需要使M2瞬间点动一下，使齿轮易于啮合。进给变速冲动由行程开关SQ2控制，在操纵进给变速手柄和变速盘时，瞬间压动了行程开关SQ2，在SQ2通电的瞬间，其常闭触点SQ2-1先断开，而常开触点SQ2-2后闭合，使KM3线圈通电，点动M2正转。由KM3的通电路径可见，只有在进给操作手柄均处于零位，即SQ2～SQ6均不动作时，才能进行进给的变速冲动。如图4-6所示-33-图4-6要使工作台在6个方向上快速进给，在按工作进给的操作方法操纵进给的控制手柄的同时，还要按下快速进给按钮开关SB3或SB4，使得KM2线圈通电，其常闭触点切断YC2线圈支路，动合触点接通YC3线圈支路，使机械传动机构改变传动比，实现快速进给。由于在KM1的常开触点上并联了KM2的一个常开触点，所以在M1不启动的情况也可以进行快速进给。如图4-7所示-34-图4-73冷却泵电动机控制。如图4-8所示①主轴启动运行后,按下SB9,冷却泵电动机启动②按下SB10停机图4-8-35-五、PLC控制相对于电气控制的优点1、PLC控制系统与电气控制系统的不同之处主要在以下几个方面：1）从控制方法上看，电气控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成偶，想再改变或增加功能较为困难。另外，继电器的触点数量有限，所以电气控制系统的灵活性和可扩展性受到很大限制。而PLC采用了计算机技术，其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中，要改变控制逻辑只需改变程序，因而很容易改变或增加系统功能。系统连线少、体积小、功耗小，而且PLC所谓“软继电器”实质上式存储器单元的状态，所以“软继电器”的触点无限的，PLC系统的灵活性和可扩展性好。2）从工作方式上看，在继电器控制电路中，当电源接通时，电路中所以所以继电器都处于受制约状态，即该吸合的继电器都同时吸合，不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合，这种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序，这种工作方式称为串行工作方式。3）从控制速度上看，继电器控制系统依靠机械触点的动作以实现控制，工作频率低，机械触点还会出现抖动问题。而PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制的，速度快，程序指令执行时间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。4）从定时和计数控制上看，电气控制系统采用时间继电器的延时动作进行时间控制，时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响，定时精度不高。而PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，定时范围宽，用户可根据需要在程序中设定定时值，修改方便，不受环境的影响，且PLC具有计数功能。5）从可靠性和可维护性上看，由于电气控制系统使用了大量的机械触点，其存在机械磨损、电弧烧伤等，寿命短，系统的连线多，所以可靠性和可维护性较差。而PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其寿命长、可靠性高，而PLC还具有自诊断功能，能查出自身的故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。-36-致谢此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。查找资料，老师指导，与同学交流，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。通过这次实践，我了解了万能铣床的用途及工作原理，锻炼了工程设计实践能力，培养了自己独立设计能力。随着工业自动化，对工业智能化程度的要求越来越高，以及市场经济要求制造业对市场需求作出迅速反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为满足这一要求，生产设备和自动生产线的枯燥系统必须具有极高的可靠性与灵活性，这就需要使用智能化程度高的枯燥系统来取代传统的枯燥系统，使电气控制系统的工作更加灵活、可靠，更容易维修，更能适应经常变动的工艺条件。而由于PLC所具有的优点很多，因此它必定会被更广泛的应用于各种高要求的领域。此次毕业设计时对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前得一次热身。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。如此缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，等等。这次实践是对自己大学三年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己成为一个对社会有所贡献的人。本文是我们迈向社会，走出校门的最后一门“作业”。从实习前最初的确定课题，到收集资料，再到本文的最后完成，都离不开老师的耐心指导。同时感谢所有的任课老师。完成毕业设计的过程是枯燥而漫长的，通过近半年的努力，我的毕业设计终于完成了，这除了自身的努力外，还与老师的谆谆教导和鼓励分不开的。由于时间的仓促及自身专业水平的不足，整篇论文肯定存在尚未发现的缺点和错误。恳请阅读此篇设计论文的老师、同学，多予指正，不胜感激！-37-参考文献【1】贺哲荣PLC实用程序及设计[M]西安.西安电子科技大学出版社,2008.【2】王兆义.小型可编程序控制器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