1、 攀枝花学院本科课程设计（论文）机械动力滑台 PLC 控制系统设计学生姓名： 王文强 学生学号： 201110601153 院 （系）： 机械工程学院 年级专业：2011 级机械设计制造及其自动化 指导教师： 助理指导教师： 二 0 一四年十二月攀枝花学院本科课程设计（论文） 摘要摘要机械动力滑台在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。因其有着进给量稳定，慢速无爬行，高速无振动，有良好的抗冲击能力，以及没有液压驱动的管路，泄露，噪声，更便于维修的优点，而应用于我们的制造生产中，为我们生产加工零件带来了方便。本文通过对机械动力滑台的电气控制、PLC 的设计，采用整体化的设计思路，充分考虑了软、硬件
2、各自的特点并进行互补优化。对系统的输入输出信号的选择、PLC 机型选择及各主要电器的选择都进行了最优化的选择。最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。关键字：机械动力滑台，可编程控制器（PLC） ，控制电路，I/O 端口攀枝花学院本科课程设计（论文） AbstractIAbstractAlso known the hoist another name is winch. Vertical lifting transport machinery is an important component of the tie in with the derrick, mast, pulle
3、y blocks, and auxiliary equipment, used to enhance the materials, installation of equipment operations, from human or mechanical power-driven drum, winding traction rope to complete the installation work. Vertical, horizontal or inclined simple tractor Lifting heavy objects. Two types of the hoist a
4、re manual and electric two kinds. and Now to the main electric winch. The design of the 5-ton electric hoist motor contions electromotor 、coupling 、 arrester、retarder、drum、boom sheave 、a system of pulleys set、hook, etc.The design of the drum machine because of its simple structure, handling the inst
5、allation of a flexible, convenient operation, simple maintenance, and operating environment features such as adaptability, can be applied to lifting metallurgical, construction, operations and other water conservancy, but the design mainly applied to the drum machine for 5-ton overhead crane hoistin
6、g mechanism. Heavy winch upgrade is one of the main functions of the design of various types of winches are based on based on this request.KEY WORDS: hoist，drum， drum， shaft攀枝花学院本科课程设计（论文） 目录目 录摘 要 .IAbstract.II1 系统控制方案的确立 .11.1 机械动力滑台工作方式 .11.2 采用 PLC 控制机械动力滑台的优点 .11.3 系统设计的基本步骤 .22 机械动力滑台的控制电路 .33
7、 PLC 的输入输出点分配表 .54 PLC 控制接线图 .65 PLC 简介 .75.1 PLC 定义 .75.2 PLC 的特点 .75.3 PLC 的使用情况 .85.3.1 基本元件 .85.3.2 工业过程控制 .95.3.3 运动控制 .95.3.4 数据处理 .95.3.5 通信及联网 .96 PLC 的选择 .106.1 三菱 PLC.106.1.1 三菱 PLC 的特点 .106.1.2 三 菱 FXPLC 的 特 点 .106.2 西门子 PLC.116.3 欧 姆 龙 PLC.127 PLC 控制梯形图及语句表 .147.1 梯形图 .147.2 语句表 .158 主要电
8、器件的选择 .17结 论 .19参考文献 .20攀枝花学院本科课程设计（论文） 1 系统控制方案的确立01 系统控制方案的确立1.1 机械动力滑台工作方式动力滑台按结构分有机械动力滑台和液压动力滑台。动力滑台可配置成卧式或立式的组合机床，动力滑台配置不同的控制电路，可完成多种自动循环。动力滑台的基本工作循环形式：一次工作进给快进工作进给（延时停留）快退可用于钻、扩、镗孔或加工盲孔、刮端面等。二次工作进给快进一次工作进给二次工进（延时停留）快退可用于镗孔完后又要车削或刮端面。跳跃进给快进工进快进工进（延时停留）快退例如镗削两层壁上的同心孔，可用跳跃进给自动工作循环。双向工作进给快进工进反向工进快
9、退例如用于正向工进粗加工，反向工进精加工。分级进给快进工进快退快进工进快退快进工进快退主要用于钻深孔。机械动力滑台由滑台、滑座及双电动机传动装置三部分组成。滑台的自动工作循环由机械传动及电气控制完成， 在一次循环中 ，要实现速度差别很大的快进和工进 ，两者之比通常可达 300：1。快进、 快退由快进电动机实现 ，工进由工进电动机实现，当快进电机与工进电机同时工作时 ，快进速度为原来的快进速度加上一个工进速度 ，快退速度为原来的快退速度减去一个工进速度。1.2 采用 PLC 控制机械动力滑台的优点1、控制方式上看：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而 PLC 软接线，只
10、需要改变控制程序就可以轻易改变逻辑或增加功攀枝花学院本科课程设计（论文） 1 系统控制方案的确立1能。2、工作方式上看：电器控制并行工作，而 PLC 串行工作，不受限制。3、控制速度上看：电器控制速度慢，触电易抖动；而 PLC 通过半导体来控制，速度很快，无触点，故而无触点一说。4、可靠、维护看：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠、维护性能差；PLC 无触点，寿命长，且有自我诊断功能，现场调试和维护方便。1.3 系统设计的基本步骤在机械手控制系统的设计过程中主要考虑以下几点：1.深入了解和分析机械手的工艺条件和控制要求。2.确定 I/O 设备。根据机械手控制系统的功能要求
11、，确定系统所需要的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关，传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯等。3.根据 I/O 点数选择合适的 PLC 类型。4.分配 I/O 点，分配 PLC 的输入输出点，编制出输入输出分配表或者输入输出端子的接线图。5.设计系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图程序，这是整个系统设计的核心工作。攀枝花学院本科课程设计（论文） 1 系统控制方案的确立22 机械动力滑台的控制电路控制电路及工作循环如图 2.1 所示：图 2.1 机械动力滑台控制电路攀枝花学院本科课程设计（论文） 1 系统控制方案的确立3动机得失电控制表如表
12、2.1 所示表 2.1 电动机得失电控制表图 2.1 中，M1 为工作进给电机，M2 为快速进给电机。滑台的快进由 M2电机经齿轮使丝杆快速旋转实现。主轴的旋转靠一专门电机施动，由接触器KM4（电路未画出）控制。SQ1 为原位行程开关，SQ2 为快进转工进的行程开关，SQ3 为终点行程开关，SQ4 为限位保持开关。KM1，KM2 接触器控制M1，M2 电机的正反转。YA 是制动电磁铁。由电路图可看出：(1) KM4 为主轴电动机控制用接触器( 图中未画出),KM4 线圈通电吸合后, 主轴电动机启动,KM4 的 1 个动合触点接通,为接触器 KM1、KM2、KM3 及电磁铁 YA 提供电源,说明
13、主轴电动机与 M1、M2 有顺序起停关系。 (2) 向前起动时 ,按下起动按钮 SB1,接触器 KM1 通电吸合并自锁,KM1 的辅助动合触点接通,使接触器 KM3 通电吸合,KM3 的辅助动合触点闭合又使制动电磁铁 YA 通电,从而松开制动,M1、M2 同时起动,滑台向前快进。 (3) 滑台由正向快进转为正向工进的过程是,长挡块压动 SQ2,KM3 断电,YA 亦跟着断电,M2 电动机由机械制动器迅速制动,只有工进电动机 M1 推动滑台正向工进。当正向工进到预定终点时,压动 SQ3,使 KM1 断电,M1 停转,正向工进结束。同时由于 SQ3 的动合触点闭合,接触器 KM2 通电吸合并自锁,
14、M1 反转,滑台反向工进。反向工进到长挡块松开 SQ2 时,又使 KM3 和 YA 通电,M2 反向转动,滑台反向快退。当滑台退至原位时,SQ1 被压下,KM2、KM3 同时断电,YA 也断电,使 M1、M2 同时停转,滑台停在原位。(4) 进给电动机的正反转控制有电气互锁,这是通过在 KM1 线圈电路中串接的 KM2 动断触点,以及在 KM2 线圈电路中串接的 KM1 动断触点来实现的。(5) SB2 是停止向前并反向后退的按扭。SQ4 为向前超程限位开关,向前超程时,SQ4 被压下,KM1 断电而 KM2 通电, 从而使滑台反向退回。滑台电磁铁 M1 电机 M2 电机 YA 转换主令快进
15、正向转动 正向转动 + SB1正向工进 正向转动 制动 SQ2反向工进 反向转动 制动 SQ3快退 反向转动 反向转动 + SQ2停止 不转动 不转动 SQ1攀枝花学院本科课程设计（论文） 3 PLC 的输入输出分配43 PLC 的输入输出点分配表由输入输出信号的分析及意义可得 PLC 输入输出端子分配如表 3.1 所示：表 3.1 输入输出分配表输入/输出点分配表元件名称 代号 I/O 元件名称 代号 I/O起动向前按钮 SB1 X000 主轴正转 KM1 Y000停止向前按钮 SB2 X001 主轴反转 KM2 Y001原位行程开关 SQ1 X002 主轴制动 KM3 Y002快进转工进的行程开关 SQ2 X003 制动电磁铁 YA Y003终点行程开关 SQ3 X004限位保持开关 SQ4 X005热继电器 1 FR1 X006热继电器 2 FR2 X007攀枝花学院本科课程设计（论文） 4 PLC 控制接线图54 PLC 控制接线图PLC 硬件 I/O 接线图如图 4.1 所示：图 4.1 控制接线图
