基于PLC的四工位组合机床控制系统设计1.docx

毕业设计（论文）基于PLC的四工位组合机床控制系统设计学生姓名：张海波指导教师：黄冬梅副教授专业名称:电气工程及其自动化哈尔滨工程大学继续教育学院成人高等教育毕业设计（论文）立题论证任务书班级：11H411HZY专业：电气工程及其自动化层次：专升本指导教师黄冬梅职称单位题目基于PLC的四工位组合机床控制系统设计学生姓名张海波立题内容简介：组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。它是机械制造业中的主要加工工具，传统的控制方式是利用继电器接触器设计的控制系统，由于组合机床要实现多种操作方式，已不能满足目前技术发展的需要.设计（论文）具体要求：本设计采用PLC控制技术并利用组态王6o5对四工位组合机床运行状态进行监控，具有短路保护、过载保护、失压保护、液压过大保护、夹紧力不足保护等功能，具有故障报警和故障显示功能，具有工作方式显示、工作状态显示功能，同时又能够实现观察机床现场的运行状况.设计（论文）说明书13990字左右设计图纸8张手绘。张主要参考资料：1。王宇。PLC电气控制与组态设计.北京：电子工业出版社，20102.刘长敏。PLC在四工位组合机床控制系统中的应用.北京:机械工业出版社，20083。王大承。可编程控制器在卧式七工位组合机床上的应用。北京:机械工业出版社2002o4.李如松。组合机床和自动线的技术发展.电子学报，2000,28（8）:7678阶段任务分配：1.分析工作原理与过程，程序控制方案（2月27日3月50）2。绘制工作流程图（3月6日-3月12B）3 .绘制PLC的硬件接线图及电气原理图（3月13日3月25日）4 .相关元器件的计算与选型，指定明细表（3月26日一一4月7日）5。编写程序梯形图及指令表（4月8日一4月14日）6调试程序，撰写设计说明说（4月15日4月28日）7。准备答辩（4月29日一4月30日）函授站审核意见:一、指导教师对学生的评语及答辩推荐意见指导教师（签名）职称年月日二、评阅人评语评阅人（签名）职称三、毕业设计专业组或教研室意见负责人（签名）职称年月日四、答辩委员会评语摘要论文设计了PLC与组态王在四工位组合机床控制系统设计中的应用.利用PLC作为主控制器实现了四工位组合机床手动、半自动以及全自动等多种控制方式,并利用组态王组态软件设计了整个系统的监控画面，实现了四工位组合机床的自动化控制。组态软件具有过程监控，数据采集,数据分析，过程控制等强大功能,在自动化系统中占据主力军的位置逐渐成为工业自动化系统中的灵魂.论文设计了PLC与组态王在多工步组合机床监控系统设计中的应用.采用西门子S7-200可编程控制器进行程序设计，利用组态王软件对多工步组合机床控制系统进行画面组态,实现了多工步组合机床的自动化控制。关键词：PLC；组合机床；组态王毕业设计用纸ABSTRACTTheapplicationofProgrammableLogicController(PLC)andtheKingviewThispaperwasintroducedtodesignthefour-stationcombinationmachinecontrolsystem.Manualcontrolandsemi-automaticcontrolofthefour-stationcombinationmachinearebroughtaboutbyusingthePLCcontroller.TheoverallpictureoftheoperatingmachineisprovidedbythemonitorandcontrolsystembasedonKingviewconfigurationsoftware。Configurationsoftwarehasthefeaturesofprocessmonitoring,dataacquisition,dataanalysis,processcontrolandsoon,andoccupiesthemainpositionintheautomationsystem,besides,graduallybecomethesoulofindustrialautomationsystemsoThepaperdesignedtheapplicationofPLCandconfigurationkinginthedesignofmulti-stepcombinationmachinetoolsmonitoringsystem0TheadoptionofSiemensS7200programmablecontrollerintheprogramdesign,andtheuseofsoftwareformulti-stepcombinedmachinetoolcontrolsystemforconfigurationscreenhavereachedthemultistepmachineautomationcontrol.KEYWORDS：PLC,communication,combinationmachine,Kingview前言1第1章绪论21.1课题研究背景2Io2组合机床概况3Io3可编程控制器概况4第2章系统硬件设计62.1选择PLC机型62o2I/O分配表62o3主电路设计72.3.1主电路图72.3o2电器元件明细82o3.3系统I/O接线图10第3章系统软件设计123.1 系统初始化123.2 数据结构的设计123.3 3程序流程设计123.3o1工作循环流程图123.3o2梯形图设计133.4 语句表20第4章组态画面设计234.1 组态王概述234oU1工程浏览器234o1.2工程管理器234oIo3画面运行系统244.2 建立新工程244o2o1新工程的建立244o2o2建立画面265.1 PLC软件调试285o1.1PLC程序的模拟调试285o1.2PLC程序下载285.2 组态调试305o2.1设备的建立305o2o2定义变量词典325.2.3命令程序语言325o2.4组态监控仿真34结论37参考文献38致谢39,IX,1刖百组合机床是机械制造业中的主要加工工具,因为绝大多数机械零件都是由机床加工而成的。组合机床水平的高低,对提高生产效率，提高产品质量，减轻工人的体力劳动等方面起着重要的作用。传统的控制方式是利用继电器接触器设计的控制系统，由于组合机床要实现多种操作方式，传统的控制系统已经不能满足目前技术发展的需要。本文提出采用PLC控制技术，他能对零件进行铳端面、钻孔、检查、扩孔、锋孔、攻丝、转位、钻深孔等工序的教工设备。它具有全自动、半自动、手动三种工作方式、整个过程具有预开、启动、预停、紧急停止、紧急后退和记数等功能，具有各动力头在线离线选择、超节拍保护、短路保护、过载保护、施压保护、液压过大保护、夹紧力不足保护等功能，具有故障报警和故障显示功能，具有工作方式显示、工作状态显示等功能。利用组态王6.5对四工位组合机床运行状态进行监控,能够实现看到机床现场的运行状况，不仅节省了人力，更重要的是改善了工人的工作环境，提高了工作效率和经济效益。PLC控制的专用组合机床和从前的杠杠加工设备相比,大大提高了生产效率,缩短了加工时间，提高了加工质量和精度,提高了设备的可靠性，减轻了劳动强度,降低了生存成本。第1章绪论Io1课题研究背景组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具,组成的半自动或自动专用机床。它是机械制造业中的主要加工工具，传统的控制方式是利用继电器接触器设计的控制系统，由于组合机床要实现多种操作方式，已不能满足目前技术发展的需要。本设计采用PLC控制技术并利用组态王6o5对四工位组合机床运行状态进行监控,具有短路保护、过载保护、失压保护、液压过大保护、夹紧力不足保护等功能，具有故障报警和故障显示功能，具有工作方式显示、工作状态显示功能，同时又能够实现观察机床现场的运行状况。PLC控制的专用组合机床和从前的杠杆加工设备相比，大大提高了生产效率，缩短了加工时间,提高了加工质量和精度，提高了设备的可靠性,减轻了劳动强度，降低了生产成本。随着科学技术的发展，生产工艺不断提出新的要求，机床电气控制装置也不断更新.在控制方法上主要从手动控制到自动控制；在控制功能上，是从简单到复杂;在操作上由笨重到轻松，从控制原理上，由单一的有触点硬接线继电器控制系统转为以微处理器为中心的软件控制系统.在上世纪的20年代到30年代,借助继电器、接触器、按钮和行程开关等组成继电器接触器控制系统，实现对机床的启动、停车、有级调速等控制。继电器接触器控制的优点是：结构简单、价格低廉、维护方便、抗干扰性能力强.因此广泛应用于各类机床和机械设备。目前，在我国继电器接触器控制仍然是机床和其它机械设备最基本的电气控制形式之一。继电器-接触器控制系统的缺点是：由于固定接线形成，故在进行程序控制时，改变控制程序不方便，灵活性差.故在实际生产中，由于大量存在一些开关量控制的简单程序控制过程，而实际生产工艺和流程，又是经常变化的。因而传统的继电器接触器控制系统常常不能满足这种需求。电子计算机控制系统的出现提高了电气控制的灵活性和通用性，其控制功能和控制精度都得到很大的提升。然而在其初期,存在着系统复杂、使用不方便、抗干扰能力差、成本较高等缺陷，尤其对上述简单的过程控制有“大材小用''和不经济等问题。因而60年代出现了一种能够根据需要,方便的改变控制系统，而又要比计算机系统结构简单，价格低廉的自动化装置顺序控制器.它能通过组合逻辑元件插接或变成来实现继电器-接触器控制线路功能的装置，它能满足成组经常改变的控制要求，使控制系统具有较大的灵活性和通用性，但它还是使用硬件手段,装置体积大，功能也受到了一定的限制。随着大规模集成电路和微处理机技术的发展和应用。上述控制技术也发生了根本变化。在70年代出现了用软件手段来实现各种控制功能，以微处理器为核心的新兴工业控制器一可编程程序控制器（PLOo这种期间完全能够适应恶劣的工业环境，由于它兼备了计算机控制和继电器一接触器控制两方面的优点，故目前世界各国将其作为一种标准化通用设备普遍应用于工业控制.1.2组合机床概况组合机床是针对特定工件，进行特定加工而设计的一种高效率自动化专用加工设备，这类设备大多能多刀同时工作，并且具有自动循环的功能.组合机床是随着机械工业的不断发展,由通用机床、专用机床发展起来的。通用机床一般用一把刀具进行加工，自动化程度低、辅助时间长、生产效率低，但通用机床能够重新调整，以适应加工对象的变化。专用机床可以实现的多刀切削，自动化程度较高，结构较简单，生产效率也较高。但是，专用机床的设计，制造周期长,造价高，工作可靠性也较差。专用机床是针对某工件的一定工序设计的，当产品进行改进，工件的结构，尺寸稍有变化时，它就不能继续使用.在综合了通用机床、专用机床优点的基础上产生了组合机床.组合机床通常由标准通用部件和加工专用部件组合构成，动力部件采用电动机驱动或采用液压系统驱动,由电气系统进行工作自动循环的控制，是典型的机电或机电液一体化的自动加工设备。常见的组合机床，标准通用部件有动力滑台各种加工动力头以及回转工作台等，可用电动机驱动，也可用液压驱动。各标准通用动力部件组合构成一台组合