三菱PLC對(duì)T68鏜床的改造

1、三菱PLC對(duì)T68鐲床的改造目錄摘要3,關(guān)鍵詞3,一 T68型臥式車堂床現(xiàn)狀分析,41 T68型臥式鎮(zhèn)床的用途與結(jié)構(gòu),42原控制系統(tǒng)的不足,53 用 PLC改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn) ,54 改造方案，,，7二T68控制線路及PLC的選擇,81 T68臥式鎮(zhèn)床的控制方式,82 T68型臥式鎮(zhèn)床電氣控制線路的特點(diǎn),93 PLC的型號(hào)的選擇，,，10 4三菱 FX2N-32M系列 PLC優(yōu)點(diǎn),11 三PLC對(duì)控制線路的改造,121 T68鎮(zhèn)床的PLC改造I/O分配表,132 PLC 外部接線圖，,，143改造后的PLC弟形圖,154 指令表,17小結(jié),18答謝辭,19參考文獻(xiàn),20摘要這個(gè)方案改造的對(duì)象是我們生產(chǎn)

2、和加工零件機(jī)器中常見的T68臥式鐲床，由于原來(lái)的鐲床控制存在線路復(fù)雜， 可靠性穩(wěn)定性差、故 障診斷和排除困難等難題。而PLC電氣控制系統(tǒng)與原來(lái)的繼電器一接 觸器電氣控制系統(tǒng)相比較，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，容易調(diào)試，有 穩(wěn)定的可靠性，抗干擾能力強(qiáng)，故障率低，對(duì)工作環(huán)境要求低等一系 列優(yōu)點(diǎn)。因此，本論文對(duì) T68鐲床電氣控制系統(tǒng)的改造，將把 PLC 控制技術(shù)應(yīng)用到改造方案中去，從而大大提高鐲床的工作性能。論文 分析了 T68鐲床的控制原理，制定了可編程控制器改造 T68鐲床電氣 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)， 其中 包括PLCM型的選擇、I/O端口的分配、I/O硬件接線圖

3、的繪制、PLC 梯形圖程序的設(shè)計(jì)。雖然PLC的使用成本比較高，普通的PLC也要上 千元，但我個(gè)人覺得用PLC改造后的設(shè)備故障概率大大降低，運(yùn)行時(shí) 也比較穩(wěn)定，并且可以減少工人的操作時(shí)間，為工廠節(jié)約了人力。而 且使用PLC來(lái)控制，能夠降低出現(xiàn)危險(xiǎn)和故障的可能性， 保證了人身 安全。因此PLC的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。關(guān)鍵詞：PLC控制技術(shù) T68臥式鐲床可編程控制器(PLC22一 T68型臥式僚床現(xiàn)狀分析1 T68型臥式鐲床的用途與結(jié)構(gòu)臥式鐲床是一種精密加工機(jī)床，主要用于加工精確的孔和孔間 距離要求較為精確的零件。臥式鐲床具有多用途的特點(diǎn)，它不但能完 成鉆孔和鐲孔等孔加工，而且還能完成車削端面及內(nèi)外圓

4、、銃削平面 等。臥式鐲床主要由床身、前立柱、鐲頭架、后立柱、尾座、下滑板、 上滑板和工作臺(tái)等部分組成，它的外形圖如下圖所示。鐲床外形圖2原控制系統(tǒng)的不足由于原先的控制系統(tǒng)采用的是繼電接觸器， 所以控制繼電器都是 有大量的磨損和在長(zhǎng)時(shí)間的工作條件下進(jìn)行的，損壞程度比較高。而且繼電接觸器容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)酆冈谝黄甬a(chǎn)生誤操作，容易引 起火災(zāi)和人身傷亡事故，對(duì)于安全生產(chǎn)有嚴(yán)重的隱患。在繼電器全部 運(yùn)行的情況下，很多繼電器會(huì)產(chǎn)生大量的熱能以及噪聲污染，同時(shí)也消耗了大量的電能，在經(jīng)濟(jì)性方面存在一定的劣勢(shì)。 還有就是使用繼 電器來(lái)控制必須進(jìn)行人工接線，所有線路和元器件的安裝也是比較復(fù) 雜，要是根據(jù)需要去

5、改裝，就必須改裝接線圖和重新給各元器件排位， 所以要花費(fèi)大量的人力物力。使用繼電器控制的最大不足就是運(yùn)行的 可靠性差，容易出故障，而且故障的排除也是比較困難，這就大大的 影響了生產(chǎn)效率。所以根據(jù)繼電器的這些不足和 PLC勺優(yōu)勢(shì)，可以使 用PLC寸T68臥式鐲床來(lái)進(jìn)行改造。3用PLC改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)1. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定PLC是專為工業(yè)環(huán)境下而設(shè)計(jì)的工業(yè)計(jì)算機(jī)，內(nèi)部采用集成電路， 各種控制功能有軟件編程實(shí)現(xiàn)，外部接線大大減少；另外，軟件與硬 件采取了一系列提高可靠性和抗干擾的措施，如果系統(tǒng)模塊冗余、采 用光電隔離、掉電保護(hù)、對(duì)干擾的屏蔽和濾波、設(shè)置故障檢測(cè)與白診 斷程序以及其他措施。因

6、此，PLC運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、抗干擾能力強(qiáng)。2. 編程語(yǔ)言直觀易學(xué)PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為 工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路 圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人從 事工業(yè)控制打開了方便之門。3. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)方便PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線， 使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起 來(lái)，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。 這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。4. 與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，它將網(wǎng)絡(luò)上層大型計(jì)算機(jī)

7、及強(qiáng) 的數(shù)據(jù)處理能力和管理功能與現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)中的 PLC的高可靠性相結(jié)合, 形成一種新型的全分布式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制和集散 系統(tǒng)控制。5. 易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化PLC的體積小、重量輕、能耗低、可靠性高，使之易于安裝在機(jī) 器內(nèi)部，構(gòu)成機(jī)電一體化產(chǎn)品。6. 容易接線，快速方便PLC的接線只需將輸入信號(hào)的設(shè)備（按鈕、開關(guān)等）與 PLC輸入端子 連接，將輸出信號(hào)，控制執(zhí)行元件（接觸器、電磁閥等）與 PLC輸出 端子連接。接線簡(jiǎn)單、工作量少。4改造方案1首先保留原來(lái)的鐲床的加工工藝不變。2其次要保留原來(lái)的主電路的元器件，也就是原來(lái)的電氣控制系 統(tǒng)方面不要改變。3電氣控制系統(tǒng)的控制元件（包括按鈕、

8、行程開關(guān)、熱繼電端子、 接觸器），起到的作用與原電氣線路要相同。4改造原繼電器控制中的硬件接線，改為 PLCg程實(shí)現(xiàn)。二T68控制線路及型號(hào)的選擇1 T68臥式鐲床的控制方式(1) 主軸的點(diǎn)動(dòng)控制主軸的正反向點(diǎn)動(dòng)由按鈕SB3 SB4操縱。按下正向點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3 后，KM1 KM戡圈得電動(dòng)作。電動(dòng)機(jī) M1低速下旋轉(zhuǎn)。放開按鈕時(shí)， KM1和KM3B相繼斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。反向點(diǎn)動(dòng)與正向點(diǎn)動(dòng) 基本相同，是由SB4來(lái)控制的。(2) 主電機(jī)的正反向高低速運(yùn)動(dòng)主電機(jī)正反控制由SB1和SB2操縱。當(dāng)要求電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 限位開關(guān)SQ1為斷開狀態(tài)，按下起動(dòng)按鈕 SB1,KM1 KM3導(dǎo)電動(dòng)作。 主電機(jī)

9、就在全電壓和三角形接線下，直接起動(dòng)低速運(yùn)行。使用高速時(shí)，限位開關(guān)SQ1閉合，按下SB1后，電動(dòng)機(jī)先低速起 動(dòng)，延時(shí)5秒后KM晰開，KM4 KM5導(dǎo)電動(dòng)作。KM4 KM5的主觸點(diǎn) 使電機(jī)的繞組接成星形并重新接入電流， 從而使主電動(dòng)機(jī)從低速再起 動(dòng)到高速2 T68型臥式鐲床電氣控制線路的特點(diǎn)(1) 主電機(jī)為雙速電機(jī)，它提供機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。 高低速轉(zhuǎn)換，由行程開關(guān)控制，接觸器 KM釵KM4KM弦現(xiàn)定子繞組 從三角形接法和星型接法。(2) 主電機(jī)可正反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)。(3) 主電機(jī)用低速時(shí)，可直接啟動(dòng)；但用高速時(shí)，則由控制線路 先起動(dòng)到低速，延時(shí)后再白動(dòng)轉(zhuǎn)換到高速，以減少起動(dòng)電流。T68鐲床電

10、氣控制線路圖3 PLC的型號(hào)的選擇在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明 確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作， 然后根據(jù)控制要求，估算 輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等， 最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLCffi設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。1 .輸入輸出（I/O ）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn) 數(shù)，再增加10吮20%勺可擴(kuò)展。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù) 據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn) 數(shù)進(jìn)行圓整。根據(jù)估算的方法故本課題的I/O點(diǎn)數(shù)為輸入12點(diǎn)，輸 出12點(diǎn)。2. 存儲(chǔ)器容量的

11、估算存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小， 程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)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(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替 代。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式， 許多文獻(xiàn)資料中給出了 不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的1015倍，加上模擬I/O 點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再 按此數(shù)的25靖慮余量。因此本課題的 PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ) 2000條梯形圖，這樣才能在以后

12、的改造過程中有足夠的空間。3. 控制功能的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功 能和處理速度等特性的選擇。根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。（1）控制功能PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或 多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單 元完成所需的控制功能，提高 PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。（2）編程功能離線編程方式：PLC和編程器公用一個(gè)CPU編程器在編程模式 時(shí)，CPLR為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后， 編程器切換到運(yùn)行模式，CPU寸現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。 離線編程方式可降

13、低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式： CPLffi編程器有各白的CPU主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描 周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送 到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成 本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC中常采用。五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語(yǔ)言：順序功能圖（SFC、梯形圖（LD）、功 能模塊圖（FBD三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)句表（IL ）、結(jié)構(gòu)文本（SD 兩種文本語(yǔ)言。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123）,同時(shí)， 還應(yīng)支持多種語(yǔ)言編程形式，如 C, Basic等，以滿足特殊控制場(chǎng)合 的控制要求。（3）診斷功能PLC

14、的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏 輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件 對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對(duì)PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的 要求，并影響平均維修時(shí)間。4. 機(jī)型的選擇PLC的類型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(chǎng)安裝 和控制室安裝兩類；按CP療長(zhǎng)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

15、制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種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)。(2)經(jīng)濟(jì)性的考慮選擇PLC時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比。考慮經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng) 用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最 終選出較滿意的產(chǎn)品。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后，相 應(yīng)的存儲(chǔ)器容量相應(yīng)增加，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對(duì) CPLB用、存儲(chǔ)器容 量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使 整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。本課題所設(shè)計(jì)的白動(dòng)門屬于小 型控制系統(tǒng)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的考慮因此選擇整體型PLC結(jié)

16、論：所以根據(jù)本次改造的需要和一些具體情況以及價(jià)格方面的 考慮，所以我選擇三菱PLC勺FX22 32M廉列FX2N系歹U可編程控制器外形圖4三菱FX2N-32照列PLC的優(yōu)點(diǎn)1. FX2N-32M具有如下優(yōu)點(diǎn)：最大范圍地包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、 程式執(zhí) 行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單 個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為白動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性 和控制能力。2. FX2N-32M具有突出的寄存器容量：三菱FX2N-32M&括8K步內(nèi) 置RAMW存器，用一個(gè)寄存器盒可擴(kuò)充到 16K步RA賊EEPROM豐 富的元件資源：3072點(diǎn)輔助繼電器、256點(diǎn)計(jì)時(shí)器、235點(diǎn)計(jì)數(shù)

17、器和 8000點(diǎn)數(shù)據(jù)寄存器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、使用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)實(shí)時(shí)時(shí)鐘滿足時(shí)間靈敏度應(yīng)用要求。3. 當(dāng)PLC的輸出或輸入點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，其它系列的 PLC不能擴(kuò)展， FX2N-32M列的PLC可以用I/O擴(kuò)展單元來(lái)擴(kuò)充開關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)和 增加模擬量的I/O端子。三PLC對(duì)控制線路的改造在改造之前我們應(yīng)該了解繼電器電路與梯形圖對(duì)應(yīng)關(guān)系，在分析 PLC控制系統(tǒng)的功能時(shí)，可以將 PLC想象成一個(gè)繼電器控制系統(tǒng)的控 制箱。PLC的外部接線圖描述的是一個(gè)控制箱的外部接線，PLC的梯形圖是這個(gè)控制箱內(nèi)部的線路圖梯形圖中的輸入繼電器與輸出繼電 器是在這個(gè)控制箱與外部世界的“中間繼電器”，這樣就可以用分析 繼電器電路的方法來(lái)

18、分析PLC控制系統(tǒng)。在分析時(shí)可以將梯形圖中的 輸入繼電器的觸點(diǎn)想象成對(duì)應(yīng)的外部電器的觸點(diǎn)，將輸出繼電器的線圈想象成外部負(fù)載的線圈，在PLC的存儲(chǔ)器中，設(shè)置了存放輸入信號(hào) 和輸出信號(hào)狀態(tài)的輸入印象寄存器和輸出印象寄存器。PLC在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的一個(gè)工作周期分為三個(gè)階段：輸入階段、程序執(zhí)行、輸出階段。1 T68鐲床PLC改造I/O分配表PLC輸入SB1X001主電機(jī)正轉(zhuǎn)SB2X002主電機(jī)反轉(zhuǎn)SB3X003主電機(jī)正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)SB4X004主電機(jī)反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)SB0X000停止SQ1X005高低速SQ2X006高低速停止SQ3X007限位SQ4X010SQ5X011工作臺(tái)快速移動(dòng)SQ6X012PLC輸出KM1Y0

19、0主電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器KM2Y01主電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器KM3Y02三角型接線接觸器KM4Y03星型接線接觸器KM5Y04星型接線接觸器KM6Y05快速移動(dòng)KM7Y06快速移動(dòng)2 PLC外部接線圖11 2 4, CJ zo 7-kmkm如kmkmkmkmxoFR!a-CMVI的一四rj_o1 TZ- illm o oX2X3X7_nu，XXItjjjej jjjj jjiii 11 7 AJ 4B tl Ti 3 di rj- zo B- B B B B Q Q Q Q Q Q Qu s ns CQ 00 cu poomcN- LFuM2M3M005060001YO0203Y00,CrvEN3改造后

20、的PLC梯形圖X005-UVA03_oHAHL IfoTdAXOM2001升TI-Hm-L04-L M-L02J-03IxtT 柯 Ml5 :oo儺開hudkAbAb-X-4指令表0LDIX00531OUTYQOO1OEIXOOG32MPP2OUTMl33LDX0023LDxau34OBX0034OUTM235LDY0015LDXQO336AN I倜BOUT倜37ORE7LDxooo睛ANE8OUTMO39ANIYOOO9LDMl40ANIxaoi10MPS41OUTYQ0111ANDX01142LDIX00612&N1X01243：ANDXOOE13ANI100144ANDMl14A

21、NIX00245OJTn15OUT100548ANIT116MPF49OUTM417ANIX01150LDIX00618ANDX01251LDIX00519OUTY00652ORM420LDMl53ANE21mM054ANIri22MPS55ANDhll23LD泗1瞞OUTY00224ORX00457LDT125LDyooo58OUTY00326ANI雁59OUT% 0427QRE28M29myooi30ANIX002K50小結(jié)這個(gè)論文的編寫就要結(jié)束了，在這段學(xué)習(xí)的時(shí)間里，也該對(duì)自己的所學(xué)所想 做個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)了。畢竟有總結(jié)才會(huì)有提高。在開始編寫時(shí)，自己心里還是覺得蠻輕松的，覺得這 T6咐床畢竟是我們中 技考試時(shí)學(xué)過的，對(duì)其控制要求和線路也是有點(diǎn)了解的。我也找出了那本書，從 那上面也找到了好多資料。但這畢竟不是中技時(shí)那么簡(jiǎn)單了，在接下來(lái)的編寫中 就遇到難題了。書到用時(shí)方恨少，再加上學(xué)習(xí)鯉床的時(shí)間也隔的久了， 沒用進(jìn)行 溫故知新，現(xiàn)在查到有些資料都有陌生的感覺。 面對(duì)困難，我自己解決不了的就 找同學(xué)幫忙，有時(shí)也去請(qǐng)教我們的指導(dǎo)老師，在他的幫助下才使我的論文順利