深孔钻PLC控制系统设计.docx

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深孔钻PLC控制系统设计

渤海石油职业学院

课程设计

题目：

深孔钻PLC控制系统设计

学生姓名刘丽娟

年级2008

专业电气自动化

指导教师闫运巧

摘要……………………………………………………………3

关键词……………………………………………………………3

一．深孔加工技术………………………………………………4

二、可编程控制器的特点及应用………………………………4

三.控制方案设计………………………………………………5

四、PLC程序设计………………………………………………7

五、程序运行、监视与调试……………………………………9

六、PLC设计心得………………………………………………9

致谢………………………………………………………………10

参考文献…………………………………………………………11

深孔钻PLC控制系统设计

摘要;深孔钻是加工深孔的专用设备。

钻深孔时为保证加工质量、提高工效，加工中钻头的冷却和定时排屑是需要解决的主要问题。

传统的控制方案是采用继电器－接触器控制与液压控制相结合的方法，由于进给次数多，且有快进、快退、工进等多种进给速度的变换，控制系统较复杂，大量的硬件系统接线使系统的可靠性降低，也间接的降低了设备的工作效率，影响了设备的加工质量。

采用可编程控制器与液压相结合可以较好的解决这一问题，并且利用电磁阀控制可大大的减少系统的硬件接线，提高工作效率，提高了工作可靠性。

而且在加工工艺改变时，只需要修改程序，就可适应新的加工要求，大大的提高了工作效率。

关键词:

PLC,深孔钻,分级进

一．深孔加工技术

深孔与深孔加工技术

深孔在机械制造业中,一般将孔深超过孔径5倍的圆柱孔（内圆柱面）称为深孔.而孔深与孔径的比值,称之为"长径比"或"深径比".相对而言,长径比不大于5倍的圆柱孔可称为"浅孔".深孔直径的大小直接关系到加工的难度和采用的加工手段,所以生产实践中常常按照深孔直径的大小分别称呼为特大深孔（Φ200mm以上）,大深孔（Φ65~Φ200mm）普通深孔（中等直径Φ20~65mm）小深孔,,（Φ4~Φ20mm）,微小深孔（Φ4mm以下）.一般而言特大深孔与微小深孔比中,小深孔的加工难度更大,但是由于科学技术是不断进步的,所以,划分仅用于行业内的沟通,并非严格的科学定义.深孔加工技术泛指用于深孔加工的工具设备（硬件）和加工原理,操作规程,操作技巧（软件）.在一般情况下,深孔加工技术主要指用切削加工方法和磨料工具加工深孔的技术.随着科学技术的发展,20世纪涌现出了一批可用于深孔加工的特种加工技术,从而扩大了深孔加工技术的领域.

二、可编程控制器的特点及应用

PLC的高可靠性得益于软,硬件上一系列的抗干扰措施和它特殊的周期循环扫描工作方式.2.具有丰富的I/O接口模块:

PLC针对不同的工业现场信号,有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备直接连接.另外为了提高操作性能,它还有多种人机对话的接口模块;为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块.3.采用模块化结构.为了适应各种工业控制需要,除了单元式的小型PLC以外,绝大多数PLC均采用模块化结构.PLC的各个部件,包括CPU,电源,I/O等均采用模块化设计,由机架及电缆将各模块连接起来,系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合.4.编程简单易学.的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图PLC形式,对使用者来说,不需要具备计算机的专门知识,因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握.5.安装简单,维修方便.PLC不需要专门的机房,可以在各种工业环境下直接运行.各种模块上均有运行和故障指示装置,便于用户了解运行情况和查找故障.由于采用模块化结构,因此一旦某模块发生故障,用户可以通过更换模块的方法,使系统迅速恢复运行.由于PLC强大功能和优点,被广泛的应用于钢铁,石化,机械制造,汽车装配,电力等各行各业.其主要功能是进行工艺参数的采集,生过程控制,信息处理,设备运行状态监测等.

三.控制方案设计

3.1电磁阀的基本情况

液压泵点击选用Y100L2-4,容量为3Kw.主轴电动机为Y100L-6,容量为1.5kW。

电磁阀采用直流24V电源。

电磁阀动作状态表见表10-4。

快进

慢进

一工进

快退

快进

二工进

快退

快进

慢进钻出

快速复位

YV1

+

+

+

+

+

+

+

YV2

+

+

YV3

+

+

+

+

YV4

+

+

+

注：

符号“+”表示电磁阀线圈接通3.1控制系统工作原理

3.2机械部分设计

（1）原位。

原位时，挡住2压着原位行程开关SQ1，慢进给挡铁4支承在向前挡铁3上，终点复位挡铁8被拉杆9顶住。

（2）快速前进。

当发出启动信号，电磁阀YV1通电，三位五通换向阀右移，主轴快速前进，带着拉杆1及拉杆1可滑动的工作给挡铁5一起前进。

（3）慢给进。

当快进到慢进给挡铁4压下SQ2,导致电磁阀YV2通电，与此同时，工作进给挡铁5也压下SQ3，使YV3通电，这样YV1,YV2,YV3匀得电，于是主轴转为慢给进，并带着拉杆1及工作进给挡铁5同时慢进。

此时，主轴电动机自动启动。

图10-8深孔钻结构示意图

1-拉杆2-原位挡铁3-向前挡铁4-慢进给挡铁5-工作进给挡铁

6-终点挡铁7-终点螺钉8-终点复位挡铁9-杠杆10-死挡铁

11-复位推杆12-安全阀13程序阀14-反压阀15-节流阀

（4）工作进给。

当慢进到工作进给挡铁5顶在死挡铁10上，挡铁5不再前进。

但由于拉杆1被主轴带着继续前进，于是挡铁5在拉杆上滑动，同时向前挡铁3将离开慢进给挡铁4，使SQ2松开，YV2断电。

主轴转为正常工作进给速度加工（第一工进）。

（5）快退排屑。

由时间继电器控制工作进给时间，由它发出信号，使YV1,YV3断电，同时接通YV4，是主轴快速排屑，在主轴带动下，拉杆1及当铁五一起后退。

（6）再次快速前进。

当快退到挡铁3压下原位开关SQ1时，YV4断电，并使YV1再次得电，主轴快进，但由于第一次工进时，以使挡铁5在拉杆1上后移一段距离（正好等于钻孔深度），所以慢进挡铁4离开挡铁3，SQ2不会受压力，因而快进不会转为慢进，而是一直快进到挡铁5顶在死挡铁10上。

（7）重复开始，挡铁5再次压下SQ3，yv3又得电，转为工进，（从上次钻孔深始由时间继电器控制进给时间。

后又转为快退排屑，如促多次循环。

 （8）慢进给钻出，每工进一次，挡铁5就在拉杆1上后移一段距离，经过多次重复，使挡铁5逐渐向终点挡铁6靠拢，然后由终点挡铁6之凸快拨转挡铁4，使SQ2受压，主轴漫进给钻出，到达终点，并推动杠杆9，放开高位挡铁8，并压下SQ4使YV1断电，YV4得电，主轴快退。

（9）复位。

挡铁5后退一段距离，即被当铁8勾住，使其沿拉杆1向前滑动，直到挡铁3通过SQ1（因SQ4受压，故压下SQ1不起作用）并顶开挡铁8，从而放开挡铁5和SQ4，挡铁8由杠杆9顶住，原位挡铁2压下SQ1，YV4断电，主轴后退，恢复原位。

四、PLC程序设计

4.1I\O分配表

设备器件名称

电磁阀DF2A

电磁阀DF2B

真空泵

电磁阀DF1A

电磁阀DF1A'

电磁阀DF1B

电磁阀DF1B'

电磁阀DF5

电磁阀DF6

I/O地址

Q0.0

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.4

Q0.5

Q0.6

Q0.7

Q1.0

数据类型

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

设备器件名称

电磁阀DF3

电磁阀DF4

启动按钮

选择按钮

B电极

C电极

D电极

E电极

1秒计时器

I/O地址

Q1.1

Q2.0

I0.0

I0.1

I0.2

I0.3

I0.4

I0.5

T37

数据类型

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

设备器件名称

25秒计时器

10秒计时器

10秒计时器

25秒计时器

合格输出

不合格输出

密封盖板状态

消音

25秒计时器

I/O地址

T38

T39

T40

T41

Q2.1

Q2.2

I0.7

I0.8

T42

数据类型

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

BOOL

4.2梯形图

4.3指令表

LDX000

ORM0

OUTM0

LDX001

ORM1

OUTM1

LDX002

ORM2

OUTM2

LDM0

ORM1

ORM2

五、程序运行、监视与调试

1程序的运行

当PLC工作方式开关在TERM或RUN位置时，可以操作专用软件进行设计。

2程序的监视

三种程序编辑器都可以在PLC运行监视程序执行的过程和各元件的状态及数据，这里介绍一下语句表监视运行的方法。

在可编程控制器里输入语句表程序，然后把PLC设置为运行模式，并把PLC的模拟运行监视器打开，观察程序和实际操作之间是否一致。

3动态调试

结合程序监视运行的动态显示，分析程序运行的结果，以及影响程序运行的因素，然后，退出程序运行和监视状态，在STOP状态下对程序进行修改编辑，重新编译、下载、监视运行，如此反复修改调试，直到得到正确运行结果。

六、PLC设计心得

PLC应用技术是一门实践性很强的专业课，可PLC编程控制器技术在当今社会发展异常迅速，各生产厂家也推出了许多强大的新型PLC、各种特殊模块和通信联网器件，使可编程控制器成为集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具。

经过这次设计我学到很多很多的的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

而且通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的学到知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力

致谢

致谢在即将毕业之际，毕业设计已接近尾声，我想借此机会对关心和支持我的所有人表示感谢！

三年来，我认真地学习了专业课程基础知识，具有一定的设计理论基础和独立设计能力，由于毕业设计的课题是一种整体性的，系统性的设计，我真的是很努力地在做，但还是感到力不从心，因而这次设计在深度和广度上都有一定的局限性，不过，我认为还是提高了认识，学到了东西。

所以我要感谢所有的任课老师，是您们的教育和培养，才使我学有所获。