機(jī)床電氣與PLC技術(shù)課程設(shè)計(jì)與實(shí)訓(xùn)說(shuō)明書(shū)

1、機(jī)床電氣與PLC技術(shù)課程設(shè)計(jì)與實(shí)訓(xùn)說(shuō)明書(shū) 姓名 ： 班級(jí) ： 學(xué)號(hào) : 專業(yè) ：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化組別 ： 日期 ： 指導(dǎo)教師 ： 成績(jī) ： 目錄 目 錄2前言3題 目5PLC的選型原則：5地址分配表：6I/O端口分配圖:7功能表圖:8梯形圖:9語(yǔ)句表：15總結(jié)29參考文獻(xiàn)30前言可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC ，是一種電氣自動(dòng)化控制裝置，國(guó)際電工委員會(huì)將PLC定義為：是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它使用可編程存儲(chǔ)器內(nèi)部?jī)?chǔ)存用戶設(shè)計(jì)的指令，這些指令用來(lái)實(shí)現(xiàn)特殊的功能，諸如邏輯運(yùn)算、順序操作、定時(shí)、計(jì)數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算和通過(guò)數(shù)字或模擬輸入/輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械

2、或過(guò)程。可編程序控制器及其有關(guān)的設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)為一體的工業(yè)控制產(chǎn)品，是在硬接線邏輯控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。通常把PLC認(rèn)為是由等效的繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等元件組成的裝置。PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，PLC由中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器單元、電源單元、輸入輸出單元、接口單元和外部設(shè)備組成，具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程

3、序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機(jī)、將程序語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言，診斷機(jī)器故障。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制要求，用PLC的程序語(yǔ)言編制的應(yīng)用程序（也就是邏輯控制）用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制。由于它可通過(guò)軟件來(lái)改變控制過(guò)程，而且具有體積小，組裝靈活，編程簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)及可靠性高等特點(diǎn)，非常適合于在惡劣的工業(yè)環(huán)境下使用。故自60年代末第一臺(tái)PLC問(wèn)世以來(lái)，已很快被應(yīng)用到機(jī)械制造、冶金、礦業(yè)、輕工等各個(gè)領(lǐng)域，大大推進(jìn)了機(jī)電一體化進(jìn)程。進(jìn)入80年代，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得可編程控制器有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，功能日益增強(qiáng)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的范圍，具備模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)

4、換、高速計(jì)數(shù)、速度控制、位置控制、軸定位控制、溫度控制、PID控制、遠(yuǎn)程通訊、高級(jí)語(yǔ)言編輯以及各種物理量轉(zhuǎn)換等功能。特別是遠(yuǎn)程通訊功能的實(shí)現(xiàn)，易于實(shí)現(xiàn)時(shí)柔性加工和制造系統(tǒng)（FMS），使得PLC如虎添翼，被人們稱為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一。初期的PLC只是用于邏輯控制的場(chǎng)合，代替繼電器控制系統(tǒng)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC以微處理器為核心，適用于開(kāi)關(guān)量、模擬量和數(shù)字量的控制，它已進(jìn)入過(guò)程控制和位置控制等場(chǎng)合的控制領(lǐng)域。目前，可編程序控制器既保留了原來(lái)可編程序邏輯控制器的所有優(yōu)點(diǎn)，又吸收和發(fā)展了其他控制裝置的優(yōu)點(diǎn)，包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、過(guò)程儀表控制系統(tǒng)、集散系統(tǒng)、分散系統(tǒng)等。在許多場(chǎng)合，可編程序控制

5、器可以構(gòu)成各種綜合控制系統(tǒng)，例如構(gòu)成邏輯控制系統(tǒng)、過(guò)程控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)、圖形工作站等等。PLC基本結(jié)構(gòu)：1.中央控制單元CPU CPU是PLC的“大腦”，通常由一個(gè)微處理器和一個(gè)存儲(chǔ)器組成。微處理器實(shí)現(xiàn)邏輯處理和控制各模塊間通信的功能，不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來(lái)儲(chǔ)存由微處理器完成的邏輯操作的結(jié)果（程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)）。 2.I/O模塊 I/O系統(tǒng)構(gòu)成了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制器連接的接口，作用就是從使現(xiàn)場(chǎng)接收到的信號(hào)或送到現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)達(dá)到處理器的要求。輸入(1nput)模塊和輸出(Output)模塊簡(jiǎn)稱為IO模塊，它們是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和C

6、PU模塊的橋梁。輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)。開(kāi)關(guān)量輸入模塊用來(lái)接收從按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等過(guò)來(lái)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)；模擬量輸入模塊用來(lái)接收電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流、電壓信號(hào)。 3.編程器設(shè)備 編程設(shè)備用來(lái)向存儲(chǔ)器中寫(xiě)入程序，并用它進(jìn)行編輯、檢查、修改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。它的體積小，價(jià)格便宜，一般用來(lái)給小型PLC編程，或者用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)。個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）是最常用的編程設(shè)備。使用編程軟件可以在計(jì)算機(jī)的屏幕上直接生成和編輯

7、梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后下載到PLC，也可以將PLC中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。程序可以存盤(pán)或打印，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送。 4電源PLC一般使用220V交流電源或24V直流電源。內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為各模塊提供DC 5V，±12V，24V等直流電源。小型PLC一般都可以為輸入電路和外部的電子傳感器(如接近開(kāi)關(guān))提供24V直流電源，驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的直流電源一般由用戶提供。31題目2.1 四工位臥式鏜銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析：該機(jī)床有四個(gè)工位，三個(gè)動(dòng)力頭。第一工位是裝卸工位，第二到第四工位的三個(gè)動(dòng)力頭可以同時(shí)對(duì)相應(yīng)工位夾

8、具上的工件進(jìn)行加工。工作臺(tái)每次轉(zhuǎn)位90度，轉(zhuǎn)過(guò)360度完成一個(gè)工件的所有加工。機(jī)床的動(dòng)作包括：工作臺(tái)的抬起、回轉(zhuǎn)、落下夾緊；夾具的夾緊、松開(kāi)；三個(gè)滑臺(tái)各自的向前切削、向后退回。流程圖如圖所示。要求：手動(dòng)需要完成、單循環(huán)、20次連續(xù)的控制。每個(gè)工步之間要有3秒的間隔。按下停止開(kāi)關(guān)要馬上停止并回到初始位置。2.2 PLC的選型原則： 在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的

9、系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)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PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 一般在選擇PLC時(shí)考慮以下幾方面：一、輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算二、存儲(chǔ)器容量的估算三、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、編程功能和處理速度等特性的選擇。根據(jù)題目我選擇了日本的歐姆龍（OMRON）公司生

10、產(chǎn)的40點(diǎn)CPM1A可編程控制器。2.3地址分配表功 能符號(hào)地 址功 能符號(hào)地 址手動(dòng)旋鈕SA100000工件夾緊YV101000單周期SA200001工作臺(tái)抬起YV201001手動(dòng)按鍵SB300002工作臺(tái)回轉(zhuǎn)YV301002復(fù)位按鍵SB400003工作臺(tái)落下夾緊YV401003停 止SB500004滑臺(tái)（1）向前切削YV501004啟動(dòng)SB600005滑臺(tái)（1）退后YV601005工件夾緊行程開(kāi)關(guān)SQ700006滑臺(tái)（2）向前切削YV701006工作臺(tái)抬起到位行程開(kāi)關(guān)SQ800007滑臺(tái)（2）退后YV801007工作臺(tái)回轉(zhuǎn)到位行程開(kāi)關(guān)SQ900008滑臺(tái)（3）向前切削YV901100工作臺(tái)

11、落下夾緊行程開(kāi)關(guān)SQ1000009滑臺(tái)（3）退后YV1001101滑臺(tái)（1）向前切削行程開(kāi)關(guān)SQ1100010工件松開(kāi)YV1101102滑臺(tái)（1）退后行程開(kāi)關(guān)SQ1200011滑臺(tái)（2）向前切削行程開(kāi)關(guān)SQ1300100滑臺(tái)（2）退后行程開(kāi)關(guān)SQ1400101滑臺(tái)（3）向前切削行程開(kāi)關(guān)SQ1500102滑臺(tái)（3）退后行程開(kāi)關(guān)SQ1600103工件松開(kāi)到位行程開(kāi)關(guān)SQ17001042.4 PLC接線示意圖2.5功能表圖：2.6 梯形圖：7.語(yǔ)句表：LD P_First_CycleOR 200.00LD 200.14AND T0014ORLDLD 200.15AND C0014ANDNOT 0.0

12、4ORLDLD 210.10AND 1.04AND 0.02ORLDLD 200.01OR 200.02OR 200.03OR 200.04OR 200.05OR 200.06OR 200.07OR 200.08OR 200.09OR 200.10OR 200.11OR 200.12OR 200.13AND 0.03ORLDANDNOT 200.01ANDNOT 210.00OUT 200.00LD 200.00AND 0.05ANDNOT 0.00LD 200.15ANDNOT 0.04ANDNOT C0014ORLDOR 200.01ANDNOT 200.02OUT 200.01LD 20

13、0.01AND T0000AND 0.06ANDNOT 0.03LD 200.11ANDNOT 0.03ANDNOT C0010ORLDOR 200.02ANDNOT 200.03ANDNOT 200.00OUT 200.02LD 200.02AND T0001AND 0.07ANDNOT 0.03OR 200.03ANDNOT 200.04ANDNOT 200.00OUT 200.03LD 200.02AND T0002AND 0.08ANDNOT 0.03OR 200.04ANDNOT 200.05ANDNOT 200.07ANDNOT 200.09AND 200.00OUT 200.04

14、LD 200.04AND T0003AND 0.09ANDNOT 0.03OR 200.05ANDNOT 200.06ANDNOT 200.00OUT 200.05LD 200.05AND 0.10AND T0004ANDNOT 0.03OR 200.06ANDNOT 200.11ANDNOT 200.00OUT 200.06LD 200.04AND T0003AND 0.09ANDNOT 0.03OR 200.07ANDNOT 200.08ANDNOT 200.00OUT 200.07LD 200.07AND T0006AND 0.07ANDNOT 0.03OR 200.08ANDNOT 2

15、00.11ANDNOT 200.00OUT 200.08LD 200.04AND T0003AND 0.09ANDNOT 0.03OR 200.09ANDNOT 200.10ANDNOT 200.00OUT 200.09LD 200.09AND T0008AND 1.02ANDNOT 0.03OR 2000.10ANDNOT 200.11ANDNOT 200.00OUT 200.10LD 200.08AND 200.10AND 200.06AND 0.11AND T0005AND T0007AND T0009AND 1.01AND 1.03ANDNOT 0.03OR 2000.10ANDNOT

16、 200.12ANDNOT 200.02ANDNOT 200.00OUT 200.11LD 200.11AND C0010ANDNOT 0.03OR 200.12ANDNOT 200.13ANDNOT 200.00OUT 200.12LD 200.12AND 1.04ANDNOT 0.03OR 200.13ANDNOT 200.14ANDNOT 200.00ANDNOT 200.15OUT 200.13LD 200.13AND 0.01AND T0012ANDNOT 0.03OR 200.14ANDNOT 200.00OUT 200.14LD 200.13ANDNOT 0.01AND T001

17、2ANDNOT 0.03OR 200.15ANDNOT 200.00ANDNOT 2000.01OUT 200.15LD 200.00AND 0.00AND 0.05AND 0.02OR 210.00ANDNOT 210.01OUT 210.00LD 210.00AND 0.06AND 0.02OR 210.01ANDNOT 210.02OUT 210.01LD 210.01AND 0.07AND 0.02OR 210.02ANDNOT 210.03OUT 210.02LD 210.02AND 0.08AND 0.02OR 210.03ANDNOT 210.04ANDNOT 210.06AND

18、NOT 210.08OUT 210.03LD 210.03AND 0.09AND 0.02OR 210.04ANDNOT 210.05OUT 210.04LD 210.04AND 0.10AND 0.02OR 210.05ANDNOT 210.10OUT 210.05LD 210.03AND 0.09AND 0.02OR 210.06ANDNOT 210.07OUT 210.06LD 210.06AND 0.10AND 0.02OR 210.06ANDNOT 210.10OUT 210.07LD 210.03AND 0.09AND 0.02OR 210.08ANDNOT 210.09OUT 2

19、10.08LD 210.08AND 1.02AND 0.02OR 210.09ANDNOT 210.10OUT 210.09LD 210.05AND 210.07AND 210.09AND 0.11AND 1.01AND 1.03AND 0.02OR 210.10ANDNOT 200.00OUT 210.10LD 200.01OR 210.00OUT 10.00LD 200.01TIM 0000 #030LD 200.02OR 210.01OUT 10.01LD 200.02TIM 0001 #030LD 200.03OR 210.02OUT 10.02LD 200.03TIM 0002 #0

20、30LD 200.04OR 210.03OUT 10.03LD 200.04TIM 0003 #030LD 200.05OR 210.04OUT 10.04LD 200.05TIM 0004 #030LD 200.06OR 210.05OUT 10.05LD 200.06TIM 0005 #030LD 200.07OR 210.06OUT 10.06LD 200.07TIM 0006 #030LD 200.08OR 210.07OUT 10.07LD 200.08TIM 0007 #030LD 200.09OR 210.08OUT 11.00LD 200.09TIM 0008 #030LD 200.10OR 210.09OUT 11.01LD 200.10TIM 0009 #030LD 200.11LD P_First_CycleCNT 0010 #004LD 200.12OR 210.10OUT 11.02LD 200.12TIM 0011 #030LD 200.13TIM 0012 #030LD 200.14TIM 0013 #030LD 200.15LD P_First_CycleCNT 0014 #020End總結(jié)經(jīng)過(guò)為時(shí)1周的PLC課程設(shè)計(jì)，讓我感到非常具有挑戰(zhàn)性，同時(shí)也鍛煉了我們的動(dòng)手能力。