PLC對(duì)M7120磨床控制系統(tǒng)的改造

1、遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 PLC對(duì)M7120磨床控制系統(tǒng)的改造 摘 要本文介紹利用S7-200系列PLC控制對(duì)M7120平面磨床控制 線路的改造，旨在實(shí)現(xiàn)用弱信號(hào)來(lái)控制強(qiáng)電的電力系統(tǒng)。解決傳統(tǒng)繼 電器-接觸器電氣控制系統(tǒng)存在的線路復(fù)雜，故障診斷和排除困難等難 題。還有PLC電氣控制系統(tǒng)與相同功能的繼電器-接觸器電氣控制系 統(tǒng)相比，具有很高的性能價(jià)格比，及故障率低，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) M7120磨床的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造， 將把PLC可編程控制技術(shù)應(yīng)用到改造方案中去，從中大大提高M(jìn)7120 磨床的工作性能，論文分析了 M7120磨床的電氣控制原理，繪制了 PL

2、C可編程控制器改造M7120磨床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，完成 電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，對(duì) PLC控制平面磨床系統(tǒng)改造作 了詳細(xì)的闡述，論述了采用 PLC可編程控制器取代傳統(tǒng)繼電器-接觸 器電氣系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，及改造方案的確定，同時(shí)根據(jù) M7120磨床的控 制要求和特點(diǎn)，確定 PLC的輸入輸出分配。在繼電器控制線路的基 礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出梯形圖并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。 關(guān)鍵詞可編程控制器；平面磨床；梯形圖；電氣控制系統(tǒng) 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 1. 緒論 1.1. 可編程控制器簡(jiǎn)介 20世紀(jì)60年代，人們利用小型計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)行工業(yè)控制，代替?zhèn)?統(tǒng)的繼電接觸器控制，1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出了世

3、界上第 一臺(tái)可編程序控制器（PLC ）?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的 電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程存儲(chǔ)器，用 于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算數(shù)操 作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的 機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都容易與工業(yè)控 制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 PLC控制是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為技術(shù)核心的通用白動(dòng)控制裝置， 隨著 電子技術(shù)的發(fā)展可編程控制器日益廣泛的應(yīng)用于機(jī)械、電子加工與設(shè) 備電氣改造中。在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。 盡管PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)、微機(jī)相類似，但其接口電路不

4、相同，編程語(yǔ)言也不一致。因此，PLC控制系統(tǒng)與微機(jī)控制系統(tǒng)的開 發(fā)過程也不完全相同，需要根據(jù) PLC本身的特點(diǎn)、性能進(jìn)行系統(tǒng)設(shè) 計(jì)。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 PLC的輸出端子接變頻器的多功能端子，變頻器中設(shè)置多功能端 子為多道速功能，并設(shè)置相應(yīng)頻率。通過 PLC的輸出端子的閉合和 斷開的組合，使變頻器不同轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。也可以通過 PLC和變頻器 上的RS485通訊接口，采用PLC編程通信控制。通過PLC加數(shù)模 （DA）轉(zhuǎn)換模塊，將PLC數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓（或電流視變頻器設(shè) 置而定）信號(hào)，輸入到變頻器的模擬量控制端子，控制變頻器工作。 1.2. PLC控制電路相對(duì)于電器控制電路的優(yōu)點(diǎn) P

5、LC是一種帶有指令存儲(chǔ)器，數(shù)字或模擬輸入/輸出接口，以位 運(yùn)算為主，能夠完成邏輯，順序，定時(shí)，記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能，用 于控制機(jī)器或生產(chǎn)過程的白動(dòng)控制裝置。PLC系統(tǒng)的等效工作電路分 為三個(gè)部分：輸入部分、內(nèi)部控制電路、輸出部分。 PLC的工作過程 包括公共處理掃描階段、輸入采樣階段、執(zhí)行擁護(hù)程序階段、輸出刷 新掃描階段。 1、 控制方式方面：電器控制硬接線，邏輯一旦確定，要改變邏 輯或增加功能很是困難；而 PLC軟接線，只需改變控制程序就可輕 易改變邏輯或增加功能。 2、 工作方式方面：電器控制并行工作，而 PLC串行工作，不受 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 制約 3、 控制速度方面：電

6、器控制速度慢，觸點(diǎn)易抖動(dòng)；而 PLC通過 半導(dǎo)體來(lái)控制，速度很快，無(wú)觸點(diǎn)，顧而無(wú)抖動(dòng)一說(shuō)。 4、 定時(shí)、記數(shù)精度方面：電器控制定時(shí)精度不高，容易受環(huán)境 溫度變化影響，且無(wú)記數(shù)功能；PLC時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高， 定時(shí)范圍寬；有記數(shù)功能。 5、 可靠性、維護(hù)性能方面：電器控制觸點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損 和電弧燒傷，接線也多，可靠性、維護(hù)性能差；PLC無(wú)觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng), 且有白我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)方便。 1.3. PLC系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 由于可編程控制器應(yīng)用方便、可靠性高，因而被大量地應(yīng)用于各 個(gè)行業(yè)、各個(gè)領(lǐng)域。隨著可編程控制器功能的不斷拓寬與增強(qiáng)，它已 經(jīng)從完成復(fù)雜的順序邏

7、輯控制的繼電器控制柜的替代物，逐漸進(jìn)入到 過程控制和閉環(huán)控制等領(lǐng)域，它所能控制的系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，控制規(guī) 模越來(lái)宏大，因此如何用可編程控制器完成實(shí)際控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè) 計(jì)，是每個(gè)從事電氣控制技術(shù)的人員所面臨的實(shí)際問題。 1、PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程的控 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 制要求和工藝需求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì) PLC 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 6 控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則。 (1) 最大限度地滿足被控對(duì)象提出的要求和各項(xiàng)性能指標(biāo)。設(shè) 計(jì)前，設(shè)計(jì)人員除要理解被控對(duì)象的技術(shù)要求外，還應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行 實(shí)地的調(diào)

8、查研究，收集資料，訪問有關(guān)的技術(shù)人員和實(shí)際操作人員， 共同擬定設(shè)計(jì)方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題。 (2) 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)， 使用及維修方便。 (3) 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。 (4) 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇 PLC容量時(shí)，應(yīng) 適當(dāng)留有裕量。 2、PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的，因 此，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容如下。 (1) 明確設(shè)計(jì)任務(wù)和技術(shù)條件 設(shè)計(jì)任務(wù)和技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)的方式給出，在設(shè)計(jì)任務(wù) 中，應(yīng)明確各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求、約束條件及控制方式。 (2) 明確用戶輸入和輸出設(shè)備 在構(gòu)成

9、PLC控制系統(tǒng)時(shí)，除了作為控制器的 PLC,用戶的輸入 /輸出遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 設(shè)備是進(jìn)行機(jī)型選擇和軟件設(shè)計(jì)的依據(jù)，因此要明確輸入設(shè)備 的類型(如控制按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等)和數(shù)量，輸 出設(shè)備的類型（如信號(hào)燈、接觸器、繼電器等）和數(shù)量，以及由輸出 設(shè)備驅(qū)動(dòng)的負(fù)載（如電動(dòng)機(jī)、電磁閥等），并進(jìn)行分類、匯總。 1.4. 平面磨床簡(jiǎn)介 磨床是用來(lái)砂輪的周邊或端面對(duì)工件的表面進(jìn)行機(jī)械加工的一 種精密機(jī)床。磨制工件的水平面和垂直平面，精度和表面光潔度較高， 適用于磨削精密零件和各種工具，并可作鏡面磨削。隨著磨床的迅速 發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)，機(jī)械工業(yè)的擴(kuò)大和科

10、 學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的機(jī)械 制造行業(yè)正朝著白動(dòng)化、精密化、高效率和多樣化的方向發(fā)展。受到 各工業(yè)部門的重視，并投入大量的人力、物力加以研究和應(yīng)用。在我 國(guó)，近幾年來(lái)也有較快的發(fā)展。 本課題的選題是采用PLC控制M7120磨床，從而實(shí)現(xiàn)用一種弱 信號(hào)來(lái)控制強(qiáng)電的電力系統(tǒng)。課題的意義是在于傳統(tǒng)的 M7120磨床 使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出 現(xiàn)故障。而可編程控制器有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力、可以直接驅(qū)動(dòng)一般的 電磁遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 閥和交流接觸器。用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器， 僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，

11、接線可減少到繼電器控制系統(tǒng) 的1/10 1/100,因觸點(diǎn)的接觸不良造成的故障大為減少。利用 PLC 可編程控制，可以使 M7120磨床的故障降低，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到 上萬(wàn)小時(shí)，并且 PLC可編程控制器有它完善的白診斷和顯示功能。 如果M7120磨床發(fā)生故障，可以根據(jù)PLC可編程控制器上的發(fā)光二 極管或編程器提供的信息迅速的查明故障的原因，從而進(jìn)行更換。對(duì) 于M7210磨床，使用可編程控制器后的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配 線要少的多，從中大大提高 M7120磨床的工作性能，而且剩下大量 的配線和附件，減少大量的安裝接線工時(shí)，同時(shí)也節(jié)省大量的費(fèi)用。遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 2. M7120

12、磨床控制系統(tǒng)改造方案的確定 1、 原車床的工藝加工方法不變； 2、 在保留主電路的原有元件的基礎(chǔ)上，不改變?cè)刂葡到y(tǒng)電氣 操作方法； 3、 電氣控制系統(tǒng)控制元件包括（按鈕、行程開關(guān)、熱繼電器、接 觸器），作用與原電氣線路相同； 4、 主軸和進(jìn)給起動(dòng)、制動(dòng)、低速、高速和變速?zèng)_動(dòng)的操作方法 不變； 5、 改造原繼電器控制中的硬件接線，改為 PLC編程實(shí)現(xiàn)。遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 3. M7120磨床控制系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式 M7120平面磨床的結(jié)構(gòu)如圖所示，它由1床身、2工作臺(tái)、3電 磁吸盤、4砂輪箱、5滑座、6立柱及7撞塊等部分組成。 3.1. M7120磨床控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu) 1

13、、砂輪架一一安裝砂輪并帶動(dòng)砂輪作高速旋轉(zhuǎn)，砂輪架可沿滑 座的燕尾導(dǎo)軌作手動(dòng)或液動(dòng)的橫向間隙運(yùn)動(dòng)。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 3、 立柱一一支承滑座及砂輪架。 4、 工作臺(tái)一一安裝工件并由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，有 效工作面積為630 X200毫米。工作面及中央 T型槽側(cè)面經(jīng)過精細(xì)的 磨削，其精度和光潔度很高，是安裝工件或夾具的重要基面，應(yīng)小心 使用和加以保護(hù)。 5、 床身一一支承工作臺(tái)、安裝其它部件，用以安裝立柱、工作 臺(tái)、液壓系統(tǒng)、電氣元件和其它操縱機(jī)構(gòu)。 6、 冷卻液系統(tǒng)向磨削區(qū)提供冷卻液(皂化油)。 7、 液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 其組成有： (1) 動(dòng)力元件一一為油泵，供給液壓傳動(dòng)系

14、統(tǒng)壓力油； (2) 執(zhí)行元件一一為油缸，帶動(dòng)工作臺(tái)等部件運(yùn)動(dòng)； (3) 控制元件一一為各種閥，控制壓力、速度、方向等； (4) 輔助元件一一如油箱、壓力表等。 液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)相比具有傳動(dòng)平穩(wěn)，能過載保護(hù)，可以在較 大范圍實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)。 3.2. M7120磨床控制系統(tǒng)的平面磨削運(yùn)動(dòng) 2、滑座 安裝砂輪架并帶動(dòng)砂輪架沿立柱導(dǎo)軌作上下運(yùn)動(dòng) 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 12 1、主運(yùn)動(dòng)一一砂輪的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng) (1) 縱向進(jìn)給一一工作臺(tái)帶動(dòng)工件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng); (2) 垂直進(jìn)給砂輪向工件深度方向的移動(dòng)； (3) 橫向進(jìn)給砂輪沿其軸線的間隙運(yùn)動(dòng)。遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

15、13 4. M7120磨床控制系統(tǒng)的電力拖動(dòng)形式和控制要求 4.1. M7120磨床控制系統(tǒng)的電力拖動(dòng)形式 M7120型平面磨床采用分散拖動(dòng)，共有4臺(tái)電動(dòng)機(jī)，即液壓泵電 動(dòng)機(jī)，砂輪電動(dòng)機(jī)、砂輪箱升降電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)，全部采用普 通籠型交流電動(dòng)機(jī)。磨床的砂輪、砂輪箱升降和冷卻泵不要求調(diào)速， 工作臺(tái)往返運(yùn)動(dòng)是靠液壓傳動(dòng)裝置進(jìn)行的，采用液壓無(wú)級(jí)調(diào)速，運(yùn)行 較平穩(wěn)。換向是通過工作臺(tái)上的撞塊碰撞床身上的液壓換向開關(guān)來(lái)實(shí) 現(xiàn)的。 4.2. M7120磨床控制系統(tǒng)的控制要求 1、 砂輪電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)只要求單方向旋 轉(zhuǎn)，因容量不大，故采用直接啟動(dòng)。 2、 砂輪箱升降電動(dòng)機(jī)要求能正反轉(zhuǎn)。

16、 3、 冷卻泵電動(dòng)機(jī)要求在砂輪電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后才能啟動(dòng)。 4、 電磁吸盤需有去磁控制環(huán)節(jié)。 5、應(yīng)具有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)，如電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)、過載保護(hù)、 零壓保護(hù)及電磁吸盤的欠壓保護(hù)等。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 6、有必要的信號(hào)指示和局部照明遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 5. M7120磨床控制系統(tǒng)的電器元件名細(xì)表 5.1. 電器元件明細(xì)表 名稱 型號(hào) 規(guī)格 數(shù)量 磨頭電動(dòng)機(jī) 裝入式 3KW , 2880 轉(zhuǎn)/分，380V 1 冷卻泵電動(dòng)機(jī) JCB-22 0.125KW , 2790 轉(zhuǎn) / 分， 1 油泵電動(dòng)機(jī) JO32-4/2 1KW , 1420 轉(zhuǎn)/分，220/380V 1

17、主軸潤(rùn)滑泵電動(dòng) JCB-22 0.125KW , 2790 轉(zhuǎn) / 分， 1 線路組合開關(guān) HZ1-25/3 3 相，25A 1 主線路熔斷器 RL1-60A 25A 3 控制線路熔斷器 RL1-15A 5A 2 照明燈熔斷器 3RL 1.5A 1 硅整流器熔斷器 4RL 1A 1 磨頭電機(jī)接觸器 JI252 380V , 10A 1 油泵電機(jī)接觸器 JI250 380V , 10A 1 給磁接觸器 JZ7-44 380V 1 退磁接觸器 JZ7-44 380V 1 磨頭電機(jī)熱繼電 JR10-10 6A 1 冷卻泵電機(jī)熱繼 JR10-10 0.43A 1 油泵電機(jī)熱繼電 JR10-10 0.3

18、5A 1 照明燈變壓器 BK-50 380/36 , 6.3V , 50W 1 照明燈開關(guān) 1 照明燈 K-2 24V, 40W 1 水銀開關(guān) 1 總停止按鈕 LA2 紅色 1 油泵停止按鈕 LA2 紅色 1 磨頭啟動(dòng)按鈕 LA2 綠色 1 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 油泵啟動(dòng)按鈕 LA2 綠色 1 直流串聯(lián)繼電器 直流 110V, 0.75A 1 硅整流器開關(guān) LK8-2 380V , 5A 1 退磁按鈕 LA2 紅色 1 給磁按鈕 LA2 綠色 1 時(shí)間繼電器 JST-1 380V , 0.4-0.6 秒 1 硅整流安壓器 380/127V , 150W 1 硅整流器 GZH-0.

19、75/1 0.75A , 150V 1 退磁電阻 GF-20T 1000 1 電磁吸盤 1 熄弧電阻 GF-25 1500 Q, 25W 1 退磁插座 1 信號(hào)燈 ZSD-O (綠) 6.3V, 2W 1 油泵插銷 1 電磁吸盤插銷 CY0-36 二級(jí) 1 5.2. 各種電磁吸盤數(shù)據(jù) 臺(tái)面尺寸 （mm） 電壓（V） 電流（A） 吸 力 (kpa) 匝數(shù) 數(shù)量 線圈連 接方式 200 X560 110 1 686 1600 1 200 630 110 1.2 686 1400 1 300 680 110 1.4 686 1700 2 并聯(lián) 300 X800 110 1.7 686 1580 2

20、并聯(lián) 320 X1000 110 2.2 686 1270 2 并聯(lián) 350 110 0.8 686 3200 1 510 110 1.2 686 1000 3 串聯(lián) W80 110 4.2 686 700 5 串聯(lián) 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 6. M7120型平面磨床的電氣控制線路分析 M7120型平面磨床的電氣控制線路如圖所示。該線路由主電路、 控制電路、電磁吸盤控制電路和輔助電路四部分組成。 6.1. 主電路分析 主電路中有4臺(tái)電動(dòng)機(jī)。其中M1為液壓泵電動(dòng)機(jī)，由KM1主 觸點(diǎn)控制；M2為砂輪電動(dòng)機(jī)，M3為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，同由KM2的主 觸點(diǎn)控制；M4為砂輪箱升降電動(dòng)機(jī)，由KM3、

21、KM4的主觸點(diǎn)分別控 制。FU1對(duì)4臺(tái)電動(dòng)機(jī)和控制電路進(jìn)行短路保護(hù)，F(xiàn)R1、FR2、FR3 分別對(duì)M1、M2、M3進(jìn)行過載保護(hù)。砂輪升降電動(dòng)機(jī)因運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間很 短，所以不設(shè)置過載保護(hù)。 6.2 .控制電路分析 當(dāng)電源電壓正常時(shí)，合上電源總開關(guān) QS1，位于7區(qū)的電壓繼 電器KV的常開觸點(diǎn)閉合，便可進(jìn)行操作。 1、液壓泵電動(dòng)機(jī)M1的控制 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 其控制電路位于6區(qū)、7區(qū)，啟動(dòng)過程為：按下SB2XM1得電 -和1啟動(dòng)；停止過程為：按下 SB1 -KM1失電-M1停轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)過程 中若M1過載，貝R1常閉觸點(diǎn)分?jǐn)?，M1停轉(zhuǎn)，起到過載保護(hù)作用。 2、 砂輪電動(dòng)機(jī)M2的控制 其控制

22、電路位于8區(qū)、9區(qū)，啟動(dòng)過程為：按下SB4XM2得電 -和2啟動(dòng)；停止過程為：按下 SB3-KM2失電M2停轉(zhuǎn)。 3、 冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制 冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3通過接觸器KM2控制，因此M3于砂輪電動(dòng)機(jī) M2是聯(lián)動(dòng)控制。按下SB4時(shí)M3與M2同時(shí)啟動(dòng)，按下SB3時(shí)M3 與M2同時(shí)停止。FR2與FR3的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在KM2線圈回路中。 M2、M3中任一臺(tái)過載時(shí)，相應(yīng)的熱鍵電器動(dòng)作，都將使 KM2線圈 失電，M2、M3同時(shí)停止。 4、 砂輪升降電動(dòng)機(jī)控制 其控制電路位于10區(qū)、11區(qū)，采用點(diǎn)動(dòng)控制。砂輪上升控制過 程為：按下SB5-KM3得電-M4啟動(dòng)正轉(zhuǎn)。當(dāng)砂輪上升到預(yù)定位置 時(shí)，松開SB5-KM3失

23、電-M4停轉(zhuǎn)。砂輪下降控制過程為：按下SB6 KM4得電M4啟動(dòng)反轉(zhuǎn)。當(dāng)砂輪下降到預(yù)定位置時(shí)，松開 SB6 KM4失電M4停轉(zhuǎn)。 5、電磁吸盤控制 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 電磁吸盤是固定加工工件的一種夾具。它是利用通電線圈產(chǎn)生磁遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 20 場(chǎng)的特性吸牢鐵磁性材料的工件，便于磨削加工。電磁吸盤的內(nèi)部裝 有凸起的磁極，磁極上繞有線圈。吸盤的面板也用鋼板制成，在面板 和磁極之間填有絕磁材料。當(dāng)吸盤內(nèi)的磁極線圈通以直流電時(shí)，磁極 和面板之間形成兩個(gè)磁極，既N極和S極，當(dāng)工件放在兩個(gè)磁極中間 時(shí)，使磁路構(gòu)成閉合回路，因此就將工件牢固地吸住。 (1) 電磁吸盤的組成 工

24、作電路包括整流、控制和保護(hù)三個(gè)部分，位于圖中的 12 18 區(qū)。整流部分由整流變壓器T和橋式整流器VC組成，輸出110V直 流電壓。 (2) 電磁吸盤充磁的控制過程 按下SB8-KM5得電(白鎖)-YH充磁。 (3) 電磁吸盤的退磁控制過程 工件加工完畢需取下時(shí)，先按下 SB7,切斷電磁吸盤的電源，由 于吸盤和工件都有剩磁，所以必須對(duì)吸盤和工件退磁。退磁過程為： 按下SB9-KM6得電一YH退磁，此時(shí)電磁吸盤線圈通入反向的電流， 以消除剩磁。由于去磁時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)使工件和吸盤反向磁化，因此去磁 采用點(diǎn)動(dòng)控制。松開SB9則去磁結(jié)束。 電磁吸盤是一個(gè)比較大的電感，當(dāng)線圈斷電瞬間，將會(huì)在線圈中 產(chǎn)遼寧科

25、技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 生較大的白感電動(dòng)勢(shì)。為防止白感電動(dòng)勢(shì)太高而破壞線圈的絕緣， 在線圈兩端接有RC組成的放電回路，用來(lái)吸收線圈斷電瞬間釋放的 磁場(chǎng)能量。 當(dāng)電源電壓不足或整流變壓器發(fā)生故障時(shí)，吸盤的吸力不足，這 樣在加工過程中，會(huì)使工件高速飛離而造成事故。為防止這種情況， 在線路中設(shè)置了欠電壓繼電器 KV,其線圈并聯(lián)在電磁吸盤電路中， 其常開觸點(diǎn)串聯(lián)在KM1、KM2線圈回爐中。當(dāng)電源電壓不足或?yàn)榱?時(shí)，KV常開觸點(diǎn)斷開，使KM1、KM2斷電，液壓泵電動(dòng)機(jī)和砂輪電 動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，確保安全生產(chǎn)。 1-鋼制吸盤體 2-線圈 3-鋼制蓋板 4-隔磁層 5-工件 6.3. 輔助電路分析 輔助電路主

26、要是信號(hào)指示和局部照明電路， 位于圖中19 25區(qū)。 其中，EL為局部照明燈，由變壓器TC供電，工作電壓為36V,由手 動(dòng)開關(guān)遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 QS2控制。其信號(hào)燈也由TC供電，工作電壓為6.3V。HL為 電源指示燈；HL1為M1運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈；HL2為M2運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈；HL3 為M4運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈；HL4為電磁吸盤工作指示燈 7. PLC的硬件及軟件設(shè)計(jì) 7.1. PLC的硬件選擇 1、 在M7120平面磨床中，選用S7200,它的特點(diǎn)是編程方法 簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)、性能高、硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性 強(qiáng)抗干擾能力強(qiáng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝調(diào)試工作量少，維修方便，體積小、 能耗低等。 2

27、、 CPU模塊的工作電壓 DC5V ,其中微處理器選用I nterl80186 系列芯片存儲(chǔ)器選用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（Ram）。 3、 I/O模塊：輸入模塊沒有RC濾波電路，它的延遲時(shí)間值為 （信號(hào)上升沿）10-20ms和（信號(hào)下降沿）20-50ms模塊輸出的24V 直流電源作為輸出回路電源，輸出模塊的輸出電流值為 0.5-2A 4、 EM223 24V DC輸入/DC輸出，各組輸入點(diǎn)為8,各組輸出 點(diǎn)為4。遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 7.2. PLC 的 I/O 分配 輸入 輸出 FR I0.0 KM1 Q0.1 SB1 I0.1 KM2 Q0.2 SB2 I0.2 KM3 Q0.3 S

28、B3 I0.3 KM4 Q0.4 SB4 I0.4 KM5 Q0.5 SB5 I0.5 KM6 Q0.6 SB6 I0.6 HL1 Q1.1 SB7 I0.7 HL2 Q1.2 SB8 I1.0 HL3 Q1.3 SB9 I1.1 HL4 Q1.4 SQ1 I1.2 HL5 Q1.5 SQ2 I1.3 HL6 Q1.6 7.3. M7120平面磨床的PLC硬件接線圖 FR SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 SQ1 SQ2 圖 7-1 M7120平面磨床的 PLC硬件接線圖遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 7.4.M7120平面磨床的PLC程序 I0.2 I0.1 I0.0 Q0.1 HI_/ - ) Q0L Q1.1 TI - ) I0.4 I1.3 I0.0 HIn-H - Q0.2 TI Q0.2 Q1.2