基于PLC的液压滑台式自动攻螺纹机电气控制Word文件下载.doc

基于PLC的液压滑台式自动攻螺纹机电气控制Word文件下载.doc

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图纸质量成绩（占40％）

1、绘图规范，标注准确，结构合理，图纸质量高。

2、绘图较规范、准确，结构基本合理，图纸质量较好。

3、绘图基本规范、准确，结构基本合理，图纸质量一般。

4、绘图不够规范、准确，结构不太合理，图纸质量较差。

5、绘图不规范、准确，结构不合理，图纸质量差。

设计报告成绩（占40％）

1、撰写规范，设计思路清晰，知识运用熟练，设计详尽细致，按要求完成设计。

2、撰写较规范，设计思路基本清晰，知识运用较熟练，设计基本详尽细致，能按要求完成设计。

3、撰写基本规范，设计思路基本清晰，知识运用尚可，设计基本详尽细致，能按要求完成设计。

4、撰写不够规范，设计思路不太清晰，知识运用一般，设计不够详尽细致，基本完成设计。

5、撰写不规范，设计思路不够清晰，知识运用不熟练，设计不够详尽细致，没有按要求完成设计。

总评成绩

指导教师：

年月日

注：

1、该成绩评定表每位学生一份，并装订在设计说明书的第二页；

2、指导教师按课程设计大纲的要求评定成绩，并给出总评成绩；

3、总评：

优秀≥90分,良好80-89分,中等70-79分,及格60-69分,不及格<

60分。

《机电传动控制课程设计》报告

题目

专业

班级

机制1412

姓名

学号

指导教师

职称

副教授

2017年6月9日

摘要

本文内容就是利用PLC技术实现对普通机床的智能化改造，设计电气控制系统，提高机床的稳定性和易操作性。

设计中提出了PLC控制系统设计的原则、内容和步骤，进一步完善了PLC梯形图的规划，详细地叙述了系统中相关控制项目的设计方案及具体实现方法。

基于PLC的液压滑台式自动攻螺纹机电气控制是通过PLC实现自动化控制，减少了人工操作了不规范性和危险性，并且提高了工作效率。

在满足控制要求的前提下，一方面要不断扩大工程效益，另一方面也要注意降低成本。

关键词：

PLC液压滑台自动控制攻螺纹机

目录

第一章前言 3

1.1攻螺纹机的背景和意义 3

1.2液压滑台式自动攻螺纹机电气控制改造意义 3

第二章液压滑台式自动攻螺纹机电气控制的功能 4

2.1滑台工作循环路线图 4

2.2控制系统的功能要求 4

第三章PLC的选型 5

3.1PLC的特点 5

3.2PLC选型 6

4.1程序流程图 7

4.2I/O端口分配表 7

4.3外部接线图 8

第五章基本指令系统和编程方法 9

第六章总结 11

参考文献：

12

附录 13

12

┊

装

订

线

课程设计报告纸

第一章前言

1.1攻螺纹机的背景和意义

机器的制造单元是零件，零件通过一定形式相联接组成机器。

而零件之间的联接形式之一为螺纹联接，因此，螺纹往往是零件上最常见结构之一。

加工螺纹常用的方法有车、攻、碾压等，而攻螺纹是应用最广泛的一种内螺纹加工方法。

特别是对于小尺寸内螺纹，攻螺纹几乎是唯一的加工方法。

攻螺纹的方法一般有两种，即手攻和机攻。

由于手攻螺纹存在效率低，质量不稳定的问题，所以在实际大批量生产中，主要是采用质量好、效率高、生产成本低的机攻螺纹。

但是在机攻螺纹过程中，我们也必须正确地使用机器和工具，否则，也将影响螺纹孔的加工质量。

我国传统的自动攻螺纹机系统普遍采用传统的继电器—接触器控制方式。

因其硬件电路较复杂、可靠性稳定性差、故障诊断和排除困难，从而影响生产。

另外，诸如时间、计数控制等复杂的控制用继电器—接触器控制方式较难实现，所以，有必要对传统电气控制系统进行改进设计。

PLC电气控制系统可以有效的弥补上述系统的这一缺陷。

1.2液压滑台式自动攻螺纹机电气控制改造意义

继电器接触器控制装置的优点是简单易懂、使用方便、价格便宜，缺点是可靠性不高（硬接线逻辑、大量的机械触点）、通用性和灵活性较差（当控制要求改变时需重新设计布线，花费大时间长）、功能简单（只限于逻辑顺序控制、定时等），而PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。

PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场,PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。

PLC的配线比继电器控制系统的配线要少得多，故可以省下大量的配线和附件，减少大量的安装接线工时和费用。

因此，本项目应用PLC应用技术对液压滑台式自动攻螺纹机系统进行改造设计。

为了使改造后的液压滑台式自动攻螺纹机系统仍能够保持原有功能，此次改造的一个重要原则就是不对原有控制结构做过大的调整，只是将原继电器控制中的硬件接线改为用软件编程来替代。

第二章液压滑台式自动攻螺纹机电气控制的功能

2.1滑台工作循环路线图

SQ1

KT1

SQ4

SQ5

滑台快退

能耗制动

滑台快进

滑台慢进

丝锥正转

丝锥反转

SQ2

SQ3

2.2控制系统的功能要求

该机床的攻螺纹动力头安装在液压驱动的滑台上。

滑台在原为启动后，快速向前到一定的位置时转为慢速向前，滑台前进到达攻螺纹进给位置时停止前进，转为攻螺纹主轴转动。

主轴转动、丝锥离开原位向前攻入，攻螺纹到达规定的深度时，主轴快速制动。

接着反转，丝锥退出。

丝锥退到原位即快速制动，同时滑台快速退回，到达原位停下。

第三章PLC的选型

3.1PLC的特点

PLC具有以下鲜明的特点：

1.使用方便，编程简单

采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。

另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。

2.功能强，性能价格比高

一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。

它与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。

PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。

3.硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强

PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。

PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。

PLC有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。

4.可靠性高，抗干扰能力强

传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器，由于触点接触不良，容易出现故障。

PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。

PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场。

5.系统的设计、安装、调试工作量少

PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。

PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计。

这种编程方法很有规律，很容易掌握。

对于复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器系统电路图的时间要少得多。

6.维修工作量小，维修方便

PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。

PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故

3.2PLC选型

三菱公司是日本生产PLC主要厂家之一。

该公司生产的FX2N系列的机型，属于高性能叠装式机型，FX2N系列PLC具有数十种编程元件，根据对基于PLC的液压滑台式自动攻螺纹机电气控制的I/O点数，初步选择FX2N-32MR型号的PLC。

基于PLC的液压滑台式自动攻螺纹机电气控制I/O分配表

PLC端子

电气符号

功能说明

输入

X00

SB2

启动

X01

滑台原位

X02

滑台变速

X03

滑台终点

X04

丝锥原位

X05

丝锥终点

X06

SB1

停止

输出

Y00

YA1

电磁阀YA1

Y01

YA2

电磁阀YA2

Y02

YA3

电磁阀YA3

Y03

KM1

接触器KM1

Y04

KM2

接触器KM2

Y05

KM3

接触器KM3

Y06

KM4

接触器KM4

根据I/O分配表可知输入点有7个，输出点有7个，则可以选用共16输入输出点的PLC，选择FX2N-16MR型号即可满足控制系统要求。

第四章PLC控制程序的设计

4.1程序流程图

本次设计主要是对攻螺纹机实现自动控制，通过PLC程序对液压阀控制，使滑台自动运行，再碰触到行程开关使的丝锥电机运行，丝锥正转，丝锥工进到达指定位置，保持正转一定时间；

之后丝锥退出，到达原位后滑台快退，到达原位后停止。

到达位置

N

Y

滑台停止

丝锥工进

丝锥保持

丝锥快退

结束

工作流程图

4.2I/O端口分配表

4.3外部接线图

此次设计的外部接线图如下图所示，左边有两个点动开关和五个行程开关组成，，右侧的电磁阀分别由L1，L2，L3表示，通过LED灯表示电磁阀的运行情况。

三个线圈分别控制两个电机的启动，停止和正反转，另一个线圈则控制电源的接通与断开。

第五章基本指令系统和编程方法

梯形图指令编程

本段程序是液压电动机的启动程序，在按下启动按钮后，滑台在原始位置接触到行程开关，丝锥不在原始位置，丝锥也不在终点，则电机启动。

本段程序是主轴电动机启动程序，要求滑台到达终点并且液压电机停止运行，丝锥到达原定位置，主轴电机才可启动。

电机启动是在滑台完成快进、慢进直到停止后才会启动。

本段程序是滑台快进的的程序。

丝锥不在原位，主轴电机未启动，滑台未到终点，电磁阀YA3（即滑台没有后退）没有运行，滑台执行快进。

一旦滑台碰触到行程开关SQ2就会停止运行。

本段程序是滑台慢进的的程序。

在滑台碰到行程开关SQ2时，丝锥不在原位，滑台未到终点，电磁阀YA3（即滑台没有后退）没有运行，执行滑台慢进，直到滑台碰到行程开关SQ3时（即滑台前进完成），海苔停止。

此时主轴电机开始运行了。

本段程序是丝锥工进的的程序。

滑台到达终点，主轴电机正在运行，丝锥未到达终点，T1在下一段程序中作为条件，并在本段程序中保持1s丝锥的正转。

本段程序是丝锥快退的的程序。

丝锥到达终点，经过1s钟的延时，电机反转，丝锥退出后保持1s后执行下一个程序段。

本段程序是滑台快退的的程序。

在丝锥工作完成后1s，滑台快退到原点后停止。

第六章总结

在本次设计中，在“电器与可编程控制器的应用技术”这门的基础上，对电动机的各种起动、制动、调速方法所对应的控制线路进行分析研究。

同时也对电气控制，典型机床和重机械控制线路进行详细的分析和讲解。

期间，认识了各种电器元件及其作用（继电器、熔断器、主令开关、接触器等等）。

这次课程设计，让我们有很多的机会实际运用一下所学的知识，运用绘制电气原理图、安装接线图、位置布置图以及对电路的分析，在这个过程中提高了我们的动手能力及解决实际问题能力。

通过在学校的学习和课程设计，以及通过老师的讲解和自己的学习，对这方面的知识，使我对电气控制有了更深刻的了解，并增添了做这次毕业设计的信息、再次非常感谢辅导及教育我的老师。

[1].金宝森，卢智先.材料力学实验[M].北京：

机械工业出版社，2003.

[2].邓星钟.机电传动控制（第三版）[M].武汉：

华中科技大学出版社.2001.

[3].杨厚川.三菱PLC应用100例[M].北京：

电子工业出版社，2013.

[4].三菱电机株式会社.三菱PLC编程手册[Z].日本：

三菱电机株式会社，2003.

附录