x62w型铣床的plc的电器改造设计毕业设计(编辑修改稿)

x62w型铣床的plc的电器改造设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

SQ32 1617 + + SQ41 1823 + SQ42 2225 + + 圆工作台转换开关状态表 触点 位置 接通 断开 SA11 1718 + 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 26 SA12 1922 + SA13 12— 22 + 3． 2 PLC 应用的设计步骤 PLC 应用的设计，一般应按下述几个步骤进行： ⑴熟悉被控对象。 首先要全面、详细的了解被控对象的机械结构和生产工艺过程，了解机械设备的运动内容、运动方式和步骤，归纳出工作循环图或者状态（功能）流程图。 ⑵ 控制任务与设计要求。 要了解工艺过程和机械运动与电气执行元件之间的关系和对电控系统的控制要求，如机械运动步件的传动与驱动，液压、气动的控制，仪表、传感器等的 连接与驱动等，归纳出电气执行元件的动作节拍表。 电控系统的根本任务就是正确实现这个节拍表。 以上两个步骤所得到的图、表，综合而完整的反映了被控对象的全部功能和对电控系统的基本要求，是设河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 27 计电控系统的依据，也是设计的目的和任务， 必须仔细的分析和掌握。 ⑶制定电气控制方案。 根据生产工艺和机械运动的控制要求，确定电控系统的工作方式，如全自动、半自动、手动、单机运行、多机联机运行等。 还要确定电控系统应有的其它功能，如故障诊断与显示报警、紧急情况的处理、管理功能、联网通讯功能等。 ⑷ 确定电控系统的输入 /输出 信号。 通过研究工艺过程或机械运动的各个步骤、各种状态、各种功能的发生、维持、结束、转换和其它的相互关系，以确定各种控制信号，并检测反馈信号、相互的转换信号和联系信号。 还要确定那些信号需要输入 PLC 哪些信号要有 PLC 输出或者哪些负载要有 PLC 驱动，分类统计出各输入 /输出量的性质及参数。 ⑸ PLC 的选型与硬件配置。 根据以上各步骤所得到的结果， 选择合适的 PLC 型号并确定各种硬件的配置。 ⑹ PLC 元件的编号的分配。 对各种输入 /输出信号占用的 PLC 输入、输出端点及其它 PLC 元件进行编号分配，河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 28 并设计出 PLC的 外部接线图。 ⑺程序设计。 设计出梯形图程序或语句表程序。 ⑻模拟运行与调试程序。 将设计好的程序传入 PLC后，在逐条检查与验证，并改正程序设计时的语法、数据等错误，然后，可以在实验室里进行模拟运行与调试程序， 观察在各种可能的情况下各个输入量、输出量之间的变化关系是否符合设计要求。 发现问题及时修改设计和已传送到 PLC 总的程序，直到完全满足工作循环图或状态流程图的要求。 在进行程序设计和模拟运行调试的同时可以平行的进行电控系统的其它部分，例如 PLC 外部电路和电气控制柜、控制台等的设计、装配、安 装和接线等工作。 ⑼现场运行调试。 完成以上工作后，即可将已初步调试好的 程序传送到现场使用的 PLC 存储器中， PLC 接入实际输入信号与实际负载，进行现场运行调试，及时解决调试中发现的问题，直到完全满足设计要求，即可交付使用。 X62W 万能铣床是一种通用的多用途机床，它可以进河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 29 行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，是一种较为精密的加工设备，它采用继电接触器电路实现电气控制。 PLC 专为工业环境应用而设计，其显著的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。 将 X62W 万能铣床电气控制线路改造为可编程控制器控制，可以提高整个电气 控制系统的工作性能，减少维护、维修的工作量。 ㈣ 万 能铣床电气 PLC 改造设计 及 原理图 图万能铣床电气原理图 4． 1 X62W 万能铣床的控制要求及电气控制线路分析 X62W 万能铣床共用 3 台异步电动机拖动，它们分别是主轴电动机 M进给电动机 M2 和冷却泵电动机 M3。 X62W 万能铣床的电路如图 1 所示，该线路分为主电路、控制电路和河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 30 照明电路三部分。 电气控制线路的工作原理如下： （ 1） 主电路分析 主轴电动机 M1 拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，通过组合开关 SA3 来实现正反转；进给电动机 M2 通过操纵手柄和机械离合器的配合拖 动工作台前后、左右、上下 6 个方向的进给运动和快速移动，其正反转由接触器 KM KM4 来实现；冷却泵电动机 M3供应切削液，且当 M1启动后，用手动开关 QS2 控制； 3 台电动机共用熔断器 FU1 作短路保护， 3台电动机分别用热继电器 FR FR FR3 作过载保护。 （ 2） 控制电路分析 控制电路的电源由控制变压器 TC输出 110V 电压供电。 ⑴主轴电动机 M1的控制 主轴电动机 M1 的两地控制由启动停止按钮 SB SB2 与SB SB6 完成。 KM1 是主轴电动机启动接触器， YC1 是主轴制动用的电磁离合器， SQ1 是主轴变速时瞬 时点动的位置开关。 ⑵进给电动机 M2的控制 工作台的进给运动在主轴启动后方可进行。 工作台的进给河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 31 可在 3 个坐标的 6 个方向运动，进给运动是通过两个操作手柄和机械联动机构控制相应的位置开关使进给电动机M2 正转或反转来实现的，并且 6 个方向的运动是联锁的，不能同时接通。 当需要圆形工作台旋转时，将开关 SA2 扳到接通位置，这时触头 SA21 和 SA23 断开，触头 SA22 闭合，电流经 10— 13— 14— 15— 20— 19— 17— 18 路径，使接触器 KM3得电，电动机 M2 启动，通过一根专用轴带动圆形工作台作旋转运动。 转换开关 SA2 扳到断开位置，这时触头 SA21 和 SA23闭合，触头 SA22 断开，以保证工作台在 6 个方向的进给运动，因为圆形工作台的旋转运动和 6 个方向的进给运动也是联锁的。 4． 2 改造方法 （ 1） X62W 万能铣床电气控制线路中的电源电路、主电路及照明电路保持不变。 （ 2）原铣床的工艺加工方法不变。 （ 3）在保留主电路的原有元件的基础上，不改变原控制系统电气操作方法。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 32 （ 4） 电气控制系统控制元件（包括按钮、行程开关、热继电器、接触器），作用与原电气线路相同。 （ 5）。 主轴和进给起动、制动、低速、高速和变速冲动的操作方法不变 （ 6） 在控制电路中，变压器 TC 的输出及整流器 VC 的输出部分去掉，用可编程控制器实现。 （ 7） 为了保证各种联锁功能，将 SQ1～ SQ6,SB1～ SB6 分别接入 PLC 的输入端。 （ 8） 换刀开关 SA1 和圆形工作台转换开关 SA2 分别用其一对常开和常闭触头接入 PLC 的输入端子。 （ 9） 输出器件分三个电压等级，一个是接触器使用的 110V交流电压，另一个是电磁离合器使用的 36V 直流电，还有一个是照明使用的 24V 交流电压，这样也将 PLC 的输出口分为三组连接点。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 33 （ 直流输入电路） （交流输入电路） 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 34 PLC 方案的选择 方案一：采用日本三菱公司生产的 F1 系列 PLC， ，三菱设计合理，结构紧凑，体积小，重量轻，具有很强的抗干扰能力及优良的性能价格比。 PLC 常用的编程语言有几种：梯形图语言、助记符语言、逻辑功能图语言和某些高级语言； FX2 系列的 PLC 系统最大 I/O 点数为 128点，配置扩展单元后可达 256 点。 FX2 系列机执行基本指令的速度为 ，用户程序存储器的容量可扩展至 8K 步。 它有与 F1 兼容的 20 条基本指令和 2 条步进指令，此外还有功能很强的 95 种功能指令。 它有 6 个和普通入口兼容的高速计数器输入点，最高计数频率为10kHz。 方案二：采用西门子公司 SIMATIC S7200 系列，从形状说，属于小型 PLC，可用于代替继电器的简单控制场合，也可用于复杂的自动化控制系统。 由于它有极强的通信功能，在大型网络控制系统中也能充分发挥其作用。 S7200 的可靠性高 ，可以用梯形图、语句表（既指令表）和功能块图三种语言来编程。 它的指令丰富，功能强，河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 35 易于掌握，操作方便，内置有高速计数器，高速输出、PID 控制器、 RS485 通信编程接口、 PPI 通信协议、 MPI通信协议和自由端口模式通信功能，最大可以扩展到248 点数字量 I/O 或 35 路模拟量 I/O，最多有 30 多 KB程序和数据存储空间。 硬件指令输入对比都有很多要求，编写程序指令，检查、修改指令比较麻烦。 不利于大量的程序编写 经过对 X62W 万能铣床的控制系统进行详细的分析可知，该系统需要输入点数为 16 点，输出点数为 7 点，根据输入输 出口的数量，可选择三菱 FX2N— 32MR 型 PLC。 所有的电器元件均可采用改造前的型号 因此，对 X62W 普通铣床电气原理的控制，采用方案 一， 三菱 FX2N— 32MR。 三菱公司的 FX2N— 32MR 型 PLC 由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元组成。 型号 输入点数 （ 24VDC） 输出点数 扩展模块 最大 O/I 点数 继电器输出 晶体管输出 FX216MR FX216MT 8 8 16 FX224MR FX224MT 12 12 16 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 36 FX232MR FX232MT 16 16 16 FX248MR FX248MT 24 24 32 FX264MR FX264MT 32 32 32 FX280MR FX280MT 40 40 32 FX2128MR FX2128MT 64 64 FX2 基本单元型号规格 型号 输入 点数（ 24VDC） 输出点数 扩展 模块最大 I/O 点数 FX32ER 16 16 16 FX48ER 24 24 32 FX48ET 24 24 32 FX2 扩展单元型号 型号 输入点数（ 24VDC） 输出点数 FX8EX 8 —— FX16EX 16 —— FX8EYR —— 8 FX8EYT —— 8 FX8EYS —— 8 FX16EYR —— 16 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 37 FX16EYT —— 16 FX16EYS —— 16 FX8ER 4 4 FX2 扩展模块型号规格 可编程控制器 FX2 系列 PLC 的基本指令包括“与”、“或”、“非”以及定时器、计数器等。 上图 是指令表编程的例子， A 是梯形图， B 是相应指令表 共（ +）型《源型》 与共（ ）型（漏型） 与共 （ ）型（漏型） 对于 PLC 的输入端，电流输入是源输入，电流流出是漏河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 38 输入。 其具体区别如下： （ 1） 共（ +）型《源型》 输入（ Source Input）。 输入元件的公共点电位相对为正。 电流流入 PLC的输入端。 源 /漏选择端《 S/S应与《 OV》 端相连。 与下图所示。 （ 2） 共（ ）型（漏型） 输入（ Sink Input） .输入元件的公共点电位相对为负。 电流流出 PLC 的输入端。 源 /漏选择端《 S/S应与〈 24V〉端相连，与下图所示 对于 PLC 的输出端，电流流出的是源型输出，电流流入的是漏型输出。 PNP 接近 开关 （源型输入）。