多工步组合机床的plc控制系统设计毕业设计

多工步组合机床的plc控制系统设计毕业设计内容摘要：

型 数量 1 主机单元模板 CPU226 1 2 基板 DIN 1 PLC 的 I/O 编址 PLC 的 I/O 具体分配表 PLC 的输入 /输出具体分配如表 22 所示。 表 22 PLC 的输入 /输出编址 信 号 名 称 信 号 符 号 I / O 编 址 输 入 电 源启 动 开 关 S B 1 I 0 . 0 D C 2 4 V横 向 工 进 开 始 S Q 1 I 0 . 1 D C 2 4 V限 位 开 关 Q R W T R E T R T R Y R T Y T R U T Y R T Y R E 横 向 延 时 开 始 S Q 2 I 0 . 2 D C 2 4 V 限 位 开 关 Q R W T R E T R T R Y R T Y T R U T Y R T Y R E 横 向 快 退 结 束 S Q 3 I 0 . 3 D C 2 4 V限 位 开 关 Q R W T R E T R T R Y R T Y T R U T Y R T Y R E 纵 向 快 退 结 束 S Q 4 I 0 . 4 D C 2 4 V 限 位 开 关 Q R W T R E T R T R Y R T Y T R U T Y R T Y R E 停 止 开 关 S B 2 I 0 . 5 D C 2 4 V正 转 接 触 器 K M 1 Q 0 . 0 A C 2 2 0 V反 转 接 触 器 K M 2 Q 0 . 1 A C 2 2 0 V快 速 接 触 器 K M 3 Q 0 . 2 A C 2 2 0 V电 磁 阀 D T 1 Q 0 . 3 A C 2 2 0 V主 轴 接 触 器 K M 4 Q 0 . 4 A C 2 2 0 V 洛阳理工学院毕业设计（论文） 10 PLC 的 I/O 电路设计 PLC 的主电路图如图 21 所示。 3 ~M 13 ~M 23 ~M 3L 1 L 2 L 3Q SF U 1K M 4F U 2K M 1K M 3K M 2 主电动机 慢速电动机 快速电动机 图 21 主电路 洛阳理工学院毕业设计（论文） 11 PLC 电路主机单元 I/O 接线图如图 22 所示。 S B 1S Q 1S Q 2S Q 3S Q 42 4 VI 0 . 0I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 41 MI 0 . 52 MQ 0 . 0Q 0 . 11 L2 LP L CS 7 2 0 0K M 1K M 2K M 3A C 2 2 0 VQ 0 . 2Q 0 . 5K M 4F U 图 22 PLC 电路主机单元 I/O 接线图 元件明细表 由于工步机床电气控制系统 I/O 点及元件的数量和类型可知，该系统有一个电磁阀，四个接触式接触器 KM KM KM3 和 KM4，两个按钮开关 SB SB2，四个限位开关 SQ SQ SQ3 和 SQ4，两个熔断器 FU1和 FU2，还有三台三相异步交流电动机 M M2 和 M3。 统计得出需要接触器四个，按钮开关两个，限位开关四个，电磁阀一个，熔断器两个，三相异步交流电动机三台。 按照通常是用来短时接通或断开小电流的控制电路的开关。 目前按钮在结构上是多种形式的：旋钮式用手安东旋转进行操作；指示灯式按钮内可装入信号显示信号；紧急式装有蘑菇形按帽，以表示紧急操作。 机床常用的按钮开关有 LA LA1 LA1 LA20 和 LA25 等系列产品，其中LA18 系列采用 积木式结构。 按钮开关选择额定电压是 DC4，额定电流 5A，电气寿命为通断次数大于 20 万次。 主要根据使用场合所需要的触电数、触洛阳理工学院毕业设计（论文） 12 电式及颜色选用。 限位开关，用于控制机械设备的行程及保护。 在实际生产中，将限位开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动不见的模块撞击限位开关时，限位开关的触点动作，实现电路的切换。 因此，限位开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。 限位开关有 LX1 LXW LXK LX32 和 LX33 等系列。 LXW5 系列微动开关是适用于交流 50HZ 或 60HZ，电压 至 600V，额定控制电流至 15A 和直流 220V，额定控制电流 20A 的控制电路中，限位开关广泛用于各种机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。 在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关的限位，轿厢的上下限位保护。 LX19 系列行程开关适用于交流 50HZ，交流电压至 380V 或直流电压值 220V 的控制电路中，将机械信号转换为电信号，作控制运动机构的行程和变换其运动方向或速度之用。 接触器的选择，选择接触器主要考虑一下技术资料： 1. 电源种类：交流或直流。 2. 主触点额定电压、额定 电流。 3. 辅助触点种类、数量级触点额定电流。 4. 电磁线圈的电源种类，频率和额定电压。 5. 额定操作频率，即允许的每小时接通的最多次数。 额定电压：铭牌额定电压是指主触点上的额定电压。 通常用的电压等级为交流接触器： 220V， 380V， 500V。 如某负载是 380V 的三相感应电动机，则应选用 380V 的交流接触器。 额定电流：铭牌额定电流是指主触点的额定电流。 通常用的电流等级为： 直流接触器： 25， 40， 60， 100， 150， 250， 400， 600A 交流接触器： 5 ， 10， 20， 40， 60， 100， 150， 250， 400， 600A 上述电流是指接触器安装在敞开式控制屏上，接触工作不超过额定温升，负载为间断 —— 长期工作制时的电流值。 若超过 8 小时，必须空载开闭三次以上，以消除表面氧化膜。 如果上诉条件改变，就要做相应修正起电流值，具体如下： 洛阳理工学院毕业设计（论文） 13 当接触器安装在想规内，由于冷却条件差，电流要降低 10~20%使用 当接触器工作于长期工作制，而且通电持续率步超过 40%；敞开安装，电流允许提高 10~25%；箱柜安装，允许提高 5~10%。 线圈的额定电压：通常的电压等级为 直流线圈： 24， 48， 220， 440V 交流线圈： 36， 127， 220， 380V （选择时一般交流对交流，直流对直流，但交流负载频繁动作时可采用直流吸引线圈的接触器；直流接触器断开时产生的过电压高达 10~20 倍，故不宜采用高电压等级，电压太低，接通线圈用的继电器或接触器的联锁触点不可靠。 ） 操作频率：至每小时接通的次数，交流接触器最高为 600 次 /h，直流接触器可达 1200 次 /h。 接触器用于带有负载主电路的自动接通或断开。 分直流、交流两类，适用于交流电动机的频繁启动、制动、正转、反转控制。 交流接触器的结构原理与直流接触器相似，主要由点此系统、触点系统、灭弧 装置、复位弹簧和支架底座等部分组成。 本设计使用 MZJ 型交流接触器供远距离接通和断开。 额定电压至 480V，额定电流至 600A 的交流电力线路之用，适宜于控制交流电动机的频繁启动、停止、换向及反接制动。 电磁阀用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器；并不限于液压，气动。 电磁阀用于控制液压流动方向，该设计的机械装置有气压钢控制，所以就会用到电磁阀。 ARE 系列的电磁阀主要用于气压流控制，根据介质流向要求及管道连接方式克制 ARE050 可满足设计全部要求，因此选择ARE050 作为控制纵向运动的开关。 电磁阀选择额定电 压是 AC220V，额定电流 5A，电气寿命为通断次数大于 15 万次。 熔断器选择，主要是选择熔断器的种类、额定电压、熔断器额定电压等级和熔体的额定电流。 额定电压是根据所保护电路的电压来选择的。 熔体电流的选择是熔断器选择的核心，熔断器种类很多有插入式、填料封闭管式及快速熔断器等，有 RC1A 系列、 RL1 系列、 RT0 系列、 RS0 系列等。 本设计使用 RL1 系列。 电动机的额定功率选择的原则是：所迁额定功率要满足生产机械在拖洛阳理工学院毕业设计（论文） 14 动的各个环节（启动、调速、制动等）对功率和转矩的要求并在此基础上使电动机得到充分的利用。 电动机的额定 功率选择的方法是：根据生产机械工作时负载（转矩、功率、电流）大、小变化特点，预选电动机的额定功率，再根据所选择额定功率效验过载能力和启动能力。 拖动闸门的电动机常采用短时工作制电动机。 主电动机 M1 Y100L24 5KW 380V 快速电动机 M2 Y90L4 2KW 380V 慢速电动机 M3 X8024 2KW 380V 具体元件明细表如表 23 所示。 表 23 元件明细 表 元 件 名 称 符 号 型 号 数 量 启 动 按 钮 S B L A Y 1 6 8 2刀 开 关 Q S H H 3 1限 位 开 关 S Q A L P 3 1 0 4接 触 器 K M M 2 J 4电 磁 阀 Y V A R E 0 5 0 1主 电 动 机 M 1 Y 1 0 0 L 2 4 1快 速 电 动 机 M 2 Y 9 0 L 4 1慢 速 电 动 机 M 3 X 8 0 2 1熔 断 器 F U R L 1 2 小结 多工步机床自动控制系统使用继电接触器控制实现逻辑控制，控制系统体积大、运行噪声大、功耗高、接线复杂、故障率高、工作稳定性和高洛阳理工学院毕业设计（论文） 15 可靠性差、控制速度慢、控制精度差、功能变化难度大、使用寿命短，缺乏故障诊断功能，排查故障困难。 PLC 技术可以实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数、算术运算、数据处理、数据通信等功能，并且具有处理分支、中断、自诊断能力。 PLC 技术的逻辑控制功能通过软件编程实现，柔性强，控制功能多，控制线路大大简化。 PLC 的输入 /输出回路均 带有光电隔离等抗干扰和过载保护措施。 程序运行为周期性顺序扫描和集中批处理的工作方式，具有故障检测及诊断程序，可靠性极高。 PLC 控制系统为模块结构，维护更换方便，并可显示故障类型。 因此可以采用 PLC 控制来代替特反应炉控制系统中使用继电接触器控制实现的所有逻辑控制，可以保持原有的操作。