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1、某卧式镗床的 PLC控制系统设计 学 院：电气信息工程学院 专 业：电气工程及其自动化 指导老师：霍利敏 学 生：黄坤锋 本设计的基本内容 课题背景及意义 T68 镗床介绍 T68 镗床 PLC改造 结束语 4 1 2 3 课题背景及意义 传统的镗床控制系统，虽然它具有结构简单、易 懂易学 、 价格便宜等优点，但其 控制过程是由 硬件接线的方式实现 的。其复杂性，故障率高、 维护工作量大、可靠性差、灵活性差等缺点给生 产和维护带来诸多不便，严重影响生产 。 本文介绍了一种利用西门子 S7-200的 PLC来实 现自动控制的 T68卧式镗床控制系统。由于 PLC 具有 1.可靠性高 、抗干扰能力
2、强 2.通用性强，控 制程序可变， 使用方便 3.功能强、适用面广 4.编 程简单、易掌握 5.减少了控制系统的设计和施工 工作量 6.体积小、重量轻、能耗低、维护方便 等 优点，所以使其具有很大的可行性 。 。 t68卧式镗床 T68卧式镗床的结构和运动形式 T68型卧式镗床主要由床身、 前立柱、镗床架、后立柱、 尾座、下溜板、上溜板、工 作台等几部分组成。 T68型 卧式镗床主要用于孔的精加 工，可分为卧式镗床、落地 镗床、坐标镗床和金钢镗床 等。卧式镗床应用较多，它 可以进行钻孔、镗孔、扩孔、 铰孔及加工端平面等，使用 一些附件后，还可以车削圆 柱表面、螺纹，装上铣刀可 以进行铣削。本次
3、毕业设计 主要以 T68卧式镗床为例。 其结构如右图所示： T68卧式镗床电气原理图 主电动机要求能够正反转， 可以点动进行调整，要求 有电气制动，通常为反接 制动 主运动和进给运动由一 台异步电动机拖动，高 低速可选择。 镗床的主运动和进给 运动都采用机械滑移 齿轮变速，为有利于 变速后齿轮的啮合， 要求有变速冲动 。 镗床的各进给运动部 件要求能够快速移动， 一般单独的快速尽给 电动机拖动 ； M1 M2 M4 M3 镗床运动对电气控制电路的要求 PLC的选型 为了使设计整体化，本设计只对电气控制电路部分 进行 PLC改造，因此手动控制镗床照明灯 EL的线路 和通电指示灯 HL的电路用外接
4、电路解决 ,不必通过 PLC控制。根据 T68卧式镗床的工作过程和已有的继 电器控制的电器参数， T68镗床有 16个输入口， 14 个输出口，而 S7-200-CPU226具有 24个输入口和 16个 输出口，性能完全满足工作需要，故采用。改造中， 主电路不变，将原来的低压电器元件经过分析处理， 把触电、开关与 PLC的输入继电器端口连接，负载、 线圈与输出继电器端口相连。 I/O地址分配表 输入信息 输出信息 名称 代号 编号 名称 代号 编号 主轴电机 M1热继 电器 FR I0.0 主电机 M1正 转接触器 KM1 Q0.0 主轴电动机 M1正 转起动按钮 SB1 I0.1 主电机 M
5、1反 转接触器 KM2 Q0.1 主轴电动机 M1正 转起动按钮 SB2 I0.2 限流电阻接 触器 KM3 Q0.2 主轴电动机 M1正 转点动按钮 SB3 I0.3 主轴电机 M2 正转接触器 KM4 Q0.3 主轴电动机 M1反 转点动按钮 SB4 I0.4 主轴电机 M2 反转接触器 KM5 Q0.4 主轴电动机 M1停 止按钮 SB6 I0.5 主轴电机 M1 低速运转接 触器 KM6 Q0.5 主轴电动机高低 速转换开关 SQ I0.6 主轴电机 M1 高速正转接 触器 KM7 Q0.6 主轴变速行程开 关 SQ1 I0.7 主轴电机 M1 高速反转接 触器 KM8 Q0.7 主轴
6、变速行程开 关 SQ2 I1.0 进给电机过 载报警 HL1 Q1.0 进给变速制动停 止行程开关 SQ3 I1.1 主轴电机正反 转运行指示灯 HL2 Q1.1 进给变速制动停 止行程开关 SQ4 I1.2 主轴电机正反 转点动运行指 示灯 HL3 Q1.2 工作台或主轴箱 机动进给行程开 关 SQ5 I1.3 主轴电动机高 低速运行指示 灯 HL4 Q1.3 主轴或花盘刀架 机动进给行程开 关 SQ6 I1.4 快速电动机正 反转运行指示 灯 HL5 Q1.4 快速移动正转行 程开关 SQ7 I1.5 主轴电机过载 报警 HL6 Q1.5 快速移动反转行 程开关 SQ8 I1.6 主轴电机
7、 M2热继 电器 FR2 I1.7 T68 卧式 镗床 I/O 接口 图 M1主电动机的低速运行控制 主轴电动机点动控制 主轴电动机高低速转换控制 进给电机 PLC控制程序设计 系 统 P L C 程 序 梯 形 图 系 统 P L C 程 序 梯 形 图 系 统 P L C 程 序 梯 形 图 改进后运行效果 在改进后的机床上进行定位座的 加工 ，实验显示，机器运行良好，进 行空载精确，加工精度高，加工效率较高，机床改造好，既节省了资 源又提高了效率 。 将线路接好后，接通电源开关，输入相应程序。首先进行主轴电 动机的启动、制动空载，及主轴变速冲动。再进行机床进给运动 的实验，测试工作台各个
8、方向的进给运动，变速冲动及工作台的 快速移动。再进行工作台的空载实验与工作照明实验。最后进行 空载电路的连锁与保护实验。 结论：主轴制动良好，各方向进给运动精确。工作台工作正常，各连锁功能良 好，照明系统正常启动。 PLC状态良好。 改进后的 T68镗床空载实验 改进后的 t68镗床的负载实验 结束语 本文以原有的 T68型卧式镗床控制系统为基础，借 鉴其它镗床控制系统的优点，采用西门子 S7-200系 列 PLC对 T68 卧式镗床传统的电气控制系统进行改 造 ,提高了机床的可靠性和抗干扰能力 ,使机床具有 良好的柔性，使用方便，功能完善。 PLC 技术代表 了电气程序控制的世界先进水平 ,通过改造使传统 的镗床成为机电一体化的新产品 ,可实现生产过程 的高效、节能和低成本。控制系统能满足所需要求， 达到了预期的目的。因此用 PLC改造机床电气控制 线路有着广阔的前景。 Thank You! 由于缺乏实际经验和理论基础知识，本设计 难免有不妥之处，望各位老师批评、指正。
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