PLC梯形图
目录
1引言 (1)
2 设计内容 (2)
3 工艺分析及控制要求 (3)
3.1 生产工艺流程图 (3)
3.2 操作工艺流程图 (4)
4 硬件设计 (5)
4.1 电气原理图 (5)
4.2系统结构图 (6)
图4-2系统结构图 (6)
4.3 外围接线图 (7)
4.4 多工步I/O地址分配 (8)
5 PLC程序设计及工作过程分析 (9)
5.1PLC梯形图 (9)
5.2工作过程分析 (13)
6 结论 (14)
7 参考文献 (15)
PLC在多工步机床控制中的应用
1引言
可编程逻辑控制器简称PLC，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算数操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。
PLC是综合继电器接触器控制的优点及计算机灵活、方便的优点而设计制造和发展的，这就使得PLC具有许多其他控制器所无法相比的特点：可靠性高，抗干扰能力强；通用性强，实用方便；采用模块化结构，使系统组合灵活方便：编程语言简单、易学，便于掌握；系统设计周期短；对生产工艺改变适应性强；安装简单，调试方便、维护工作量小。
本设计围绕多工步机床加工棉纺锭子锭脚的PLC控制进行设计，工业机床的控制在工业生产自动化控制中占有重要的位置。在机床行业中，多工步机床可对工件进行钻孔、扩孔、攻丝、切削、等工序加工，能实现比较复杂的加工工艺，由于其工步及动作多，控制较为复杂。采用传统的继电器控制时，需要的继电器多，接线复杂，因此故障多，维修困难、费工费时。采用PLC控制，可使接线大为简化，不但安装十分方便，而且保证了可靠性，减少了维修量，提高了工效。
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2 设计内容
多工步机床加工棉纺锭子锭脚的控制主回路由三台电动机组成，即主轴电动机M1、工进电动机M2及快速进给电动机M3。
主轴电动机M1为机床的主动力，拖动机床主轴带动工件作旋转运动；工进电动机M2、快速进给电动机M3拖动大拖板，带动回位工作台纵向进给运动。当工进电动机M2启动运转时，回转工作台作纵向工进或工退；当快速进给电动机M3启动运转时，回转工作台作纵向快速进给或快速后退。回转工作台的工进、快速和转换，除了由工进电动机M2及快速进给电动机M3的启动运转来切换外，还由电磁阀YV1控制离合器来切换，即当M2启动运转时，YV2吸合，此时回转工作台工进或工退；当M3启动运转时，YV2释放，回转工作台快速进给或快速后退。
在回转工作台上安装6把加工刀具，一步工位一把刀，上一步工位完成后，转到下一步。它可完成钻孔、铰孔和扩孔等工作。此外，多工步机床的小滑板在电磁阀YV1的控制下，驱动横刀架对工作进行横向加工，可完成工件的外圆、端面等切削加工。
PLC在多工步机床控制中的应用
3 工艺分析及控制要求
3.1 生产工艺流程图
该多工步机床用于加工棉纺锭子锭脚，其加工工艺比较复杂。
零件加工前为实心坯件，整个机械加工过程由七把刀具分别按七个工步要求，依次进行切削、其加工工步如图2.1所示。
加工时，工件由主轴上的夹头夹紧，并由主轴电动机M1驱动作旋转运动；大拖板载着六角回转工位台作横向进给运动，其进给速度由双速电动机控制，可实现工进(慢速)和快进；小拖板载着工位台作纵向进给运动，其运动由单线圈两位置电磁阀控制（当电磁阀线圈得电时，工位台横向进给，失电时，工位台纵向
.
图3.1 锭脚加工过程示意图
后退），工位台纵向运动为气动。在七个工步中，除第二工步由小拖板纵向运动切削外，其余六个工步均由大拖板载着六角回转工位台横向运动切削。这六
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个工步每完成一个工步，六角回转工作台由电动机M3驱动转动一个工位，进行下一工步的工作。
3.2 操作工艺流程图
3.2操做控制流程图
启动 工作台快进 工进钻孔
工进停止
工作台快退 一 工步 工作台快退停 横刀架车平面 横刀架停止
二 工步
横刀架后退，工作台快速进给
工进钻深孔 攻进台停止并快速后退
三 工步
工作台快退到位停止 快进 刀具车外圆及钻孔
工进停止经延时后工退
快退停工作台快速进给 四工步
专为工进 刀具粗铰双节孔 工进停并快速退
五工步
快退停转为快进
工进粗铰双节孔 工进停转快进 工进开始铰锥孔 工进停开始快退 快退停电器复位
六工七工步
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4 硬件设计
4.1 电气原理图
锭脚加工床的电气控制主电路图如图所示：
图4.1 一次回路原理图
使用该机床进行加工时，工件由主轴上的夹头夹紧，并由主轴电动机M1带动作旋转运动。大拖板带动回转工作台作横向进给运动，其进给速度由工进电动机（慢速电动机）M2、快进电动机（快速电动机）M3经电磁气阀（YV2）离合器带动丝杆控制。小拖板的纵向运动由电磁气阀（YV1）气压驱动。
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对于7把道具，除第2把刀（完成第二工步，即车平面）是由小拖板纵向运动切削外，完成其余6个工步的6把刀均由大拖板带动回转工位台（六角）横向运动切削，每完成一个工步，回转工位台转动一个工位，进行下一工步的切削。
刀具进给运动的控制过程如下：
（1）刀具进给的启动由按钮SB发出启动指令。
（2）刀具进给运动过程中，各动作之间的转换由限位开关发出指令；横向快进结束压合限位开关ST1，发出工进指令。
（3）工进结束压合限位开关ST2，发出延时指令，延时1S后开始横向快退。
（4）横向快退结束压合限位开关ST3，发出纵向进给是、指令（由第一工步转入第二工步）或发出下一工步快进指令（由第三工步以后）。
（5）纵向进给结束压合限位开关ST4发出纵向退回指令及第三工步的快进指令，以后各工步的动作将重复第一工步的变化
4.2系统结构图
图4-2系统结构图
PLC 在多工步机床控制中的应用
4.3 外围接线图
图4-3 PLC 的外围接线图
根据对被控对象控制要求的分析，PLC 控制系统的I/O 点数因为：5点输入，4点输出。输入设备包括：启动按钮SB ，限位开关ST1、ST2、ST3、ST4；输出设备包括：电动机接触器KM2（正转）、KM3（反转）、KM3（快转），纵向运动电磁阀YV2.
220V AC
ST4
ST3 ST2 STI SB
KM3
KM2
3M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L
1M 1L 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 2M 2L 0.5 0.6 0.7 1 .1 M L
PLC CPU224
KM1
YV1
24VDC
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4.4 多工步I/O地址分配
表4-1 多工步加工PLC的I/O点分配表
输入信号
名称代号输入点编
号
刀具快进开始按钮SB I0.0
ST1 I0.1
纵向快进到位行程开
关
纵向工进到位行程开
ST2 I0.2
关
ST3 10.3
纵向后退到位行程开
关
ST4 I0.4
横向进给到位行程开
关
输出信号
名称代号输出点编号
KM1 Q0.0
纵向前进接触
器
KM2 Q0.1
纵向快速接触
器
纵向后退接触
KM3 Q0.2
器
YV1 Q0.4
横向前进电磁
阀
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5 PLC程序设计及工作过程分析5.1PLC梯形图
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5.2工作过程分析
第一工步：启动时按下SB，I0.0闭合，通用继电器M0.0接通并自锁，输出继电器Q0.0和Q0.1同时接通，工作台快进，到达加工位置压合行程开关ST1，I0.1闭合，M0.1接通并自锁，使Q0.1断开，而Q0.0仍然保持接通，工作台转为工进，由第一工位的钻头进行钻孔。当钻孔到位后，压合行程开关ST2,I0.2闭合，使通用继电器M0.2和时间继电器T37接通，断开Q0.0，工进停止。经过1s的延时后，M0.3接通并自锁，断开M0.1，接通QO.2、Q0.1，工作台快速后退。
第二工步：当后退到压合行程开关ST3时，I0.3闭合，M0.4接通并自锁，使M0.3、Q0.2、Q0.1失电。由于M0.3断开，M0.1又闭合，工作台快退停止。同时M0.4闭合，接通Q0.4，YV1得电，气缸前进，驱动横刀架向前进给切削端面。完毕后压合ST4，I0.4闭合，M0.5接通并自锁，断开M0.4，使QO.4断开，YV1断电，气缸后退，横刀架进给停止，并后退到原位。
以后每一步动作过程的分析方法与第一工步相同。当进行到第七步最后一个动作（即快退）结束时，压合ST3，I0.3接通，使M2.4接通，M2.3断开，从而相继断开Q0.1、Q0.2，快退停止，完成一个周期动作。
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6 结论
时光飞逝，为期两周的PLC课设在不知不觉中度过了，通过本次学习我对PLC的理论知识和具体实际应用的更深层的理解。使我对PLC的认识理解与实际的工程应用相结合起来。
在设计的初始阶段，我对这个题目很陌生，不知从何下手，不过通过上网查询，图书馆里查阅资料以及同学之间的相互讨论研究，向老师请教等方式，使我对多工步机床控制系统有了一定的认识，虽然在这个过程中经历了不少艰辛，但同样我们也收获了许多，培养了自我学习的能力，巩固和加强了已学的专业课知识，而且对一些书本上没有的元器件的使用方法和原理，有了一定程度的了解。同时也认识到了一些自身的不足.
这次虽短而充实的课设使我懂得了很多。一起课设的同学也让我受益非浅。毫无私心的帮助，真诚的相互鼓励加油，一起分担工作的压力，更一起分享成功带来的喜悦，PLC课设更象是一个集体活动，拉近我们彼此的距离，填补了曾经存在的距离，集体主义的魅力得到了彻彻底底的展现！大学里连同班同学相处的机会都很少，感谢PLC课设给了我们这样一个机会.总的来说这次为期2周的PLC 课设是一次有趣且必将影响我今后学习工作的重要的经验。
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7 参考文献
[1] 电器控制及PLC应用陈建明电子工业出版
[2] 流行PLC使用程序及设计贺哲荣石帅军西安电子科技大学出版社
[3] 电器及PLC控制技术张同苏高等教育出版社
[4] 现代电器控制及PLC控制技术王永华北京航空航天大学出版社
[5] PLC分析与设计应用周万珍高鸿斌电子工业出版社