基于plc控制的五工位组合机床的电气系统设计(附件)【字数：12486】
摘 要本文以五工位组合机床为主要研究对象，介绍了PLC和触摸屏在五工位组合机床控制系统设计中的应用。以PLC为主控制器，实现了五工位组合机床的手动、半自动和全自动控制方式[1]。介绍了五工位组合机床的动作过程和工作原理，采用PLC控制系统的设计方法,进行了软硬件设计,列出了PLC的I/O输入输出地址分配表,绘制了PLC的I/O接口分配图和单循环自动工作状态流程图，采用梯形图编程方法开发了控制程序。并利用三菱触摸屏软件设计了整个系统的监控画面，实现了自动控制五工位组合机床。整个系统已经运行和调试。结果表明，PLC控制技术在五工位组合机床控制系统中的应用，大大提高了自动化和效率，减少了大量继电器的硬件连接，提高了系统的安全性和可靠性。
Programmable Logic Controller (PLC) 目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景及研究意义 1
1.2组合机床行业的发展现状和未来发展趋势 2
1.3基于PLC控制的组合机床控制理论研究 3
1.4研究内容 3
第二章 五工位组合机床的原理 4
2.1五工位组合机床的工作原理 4
2.2控制系统的电气原理设计 5
2.3控制系统的组成 6
第三章 PLC概述与方案论证 7
3.1PLC介绍 7
3.2五工位组合机床控制系统方案论述 9
第四章 五工位组合机床控制系统硬件设计与选型 12
4.1PLC机型的选择 12
4.2I/O点的选取原则及控制系统的I/O分配 12
4.3I/O接口电路图设计 14
4.4变频器的选型 16
第五章 控制系统软件设计 18
5.1工作状态流程图 18
5.2组态王概述 18
5.3梯形图设计 19
结束语 22
致谢 23
参考文献 24
附录 25
第一章 绪论
1.1设计背景及研究意义
普通车床是一种广泛使用的金属切削工具。传统方式控制的车床仍广泛应用于 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
中小型企业。由于继电器系统布线复杂，故障诊断和排除困难，存在以下不足：（1）接触部位容易被电弧烧伤，导致接触点接触不良; （2）接触控制的机械模式较慢，继电器控制功能在线固定，功能比较单一，灵活性不高。因此，这些企业的生产效率低下，发展速度缓慢。 同时这也导致了部分企业没有雄厚的资金来购买新的数控车床。相比而言，可编程控制器（PLC）具备以下的优势：（1）强大的通用性和极强的适应能力; （2）完善的故障自诊断的能力，方便维修检查; （3）可靠灵活程度高，价格低廉符合大众的追求。因此对普通车床进行技术升级和设备维护是有必要的，这样既可以提高设备之间的利用率，也可以提高这些产品的质量和产量。
模块化机床（组合机床）是一种半自动或自动机床，由专用件和夹具组成，基于通用零件设计，根据待加工零件的具体规格和个人需要的工艺需求设计。通常采取多刀，多轴，多工序，多工位的加工方式，生产效率是其他机床生产效率的几倍到几十倍不等[2]。因为常用模块已经进步的更为规则，更加符合正常标准，因此可以根据需求对部件进行灵活配置，缩短设计的周期和制造的时间。
因此，模块化机床（组合机床）具有低成本，高效率的优势，并且已经被广泛应用于各个设备的批量生产中。继电器构成的控制系统多出现在以前的控制方式中。在科技发展如此迅猛的前提下，过去的控制系统已经不能满足人们的需求，因为组合机床必须拥有和实现多种多样的操作方式。本篇文章提出一种可编程控制器PLC的控制技术，可用于加工零件，如铣、钻孔、镗孔、攻丝等。它有三种工作方式，依次为全自动、半自动、手动。PLC是基于微处理器核心的电子系统设备。它是专门为工业应用而设计。它应用在很多方面，包括逻辑计算、时序管制、定时/计数、算术运算等，主要传输一些数字信号和模拟信号。各类型的机械过程和生产过程由输入和输出的接口来管理。 PLC在多工位组合机床控制系统中的应用，可以极大地克服继电器接触器的很多缺点，比如体积，控制方式难易，灵活性，故障率，磨损情况，寿命，接触器可靠性。所以多工位组合机床的自动化程度和生产效率会得到显著的提高。
可编程逻辑控制器（PLC）的应用对工业控制的发展有着重要的意义。 在设计和制造过程中，制造商多采用多级抗干扰方式，使系统能够在恶劣的工业环境下与强电设备互相配合使用。从而提高了系统的稳定性和可靠性。PLC机器的平均无故障工作时间很长，可以达到数万小时。 随着现代化的进步和计算机技术的发展，PLC的功能越来越强大，使用也越来越方便。
1.2组合机床行业的发展现状和未来发展趋势
在中国，模块化机床（组合机床）自出世起已经经历了差不多三十年的发展，它的生产过程和研究成果拥有一定的水平，其应用也渗透到许多行业。是实现产品升级，技术改造，提高生产效率和快速发展的机械制造行业中必不可少的设备之一。模块化机床及其自动生产线是集成制造技术和成套工艺设备为一体的机床。它的效率领先于其他机床，质量优于其他机床，价格廉价，使用方便，因此被广泛应用在机械电气，交通运输，能源转换，军事，轻工业，家用电器等方面。中国过去的机床和自动生产线上的组合机床大部分以机、电、气和液压控制为主。它主要负责对一些生产量要求大的箱体和轴类零件进行处理。螺纹，钥匙孔，车尾和凸台用于打击孔中的各种凹槽，以及铣削平面和成形表面。有各种类型的模块化机床，按照型号分成大型组合机床和小型模块化机床。包括单、双、三、水平、垂直、倾斜、复合和多位置旋转工作台组合机床。随着科学技术的不断发展，一种新型的组合式机床，柔性组合机床越来越受欢迎。可编程逻辑控制器（PLC），数字管理（NC）等多角度主轴箱，变向主轴箱，编码夹具和刀具的自动切换，可任意改变工作循环控制方式和驱动系统，并可适应灵活地进行各种加工的可调整和可变的机床。
柔性模块化机床（组合机床）由主轴箱，油箱，可编程控制设备等部分组成。 任务重要性的不同，模块化机床的工作过程也会发生改变。虽然中国模块化机床的发展时间很长，但与国外技术相比，中国的模块化机床仍处于落后国家的行列。许多先进的高科技模块化机床都是来自国外进口。与此同时组合机床管理中心、数控模块化机床、机床辅助机器等这些年在组合机床领域中起到的作用也越来越大。
Programmable Logic Controller (PLC) 目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景及研究意义 1
1.2组合机床行业的发展现状和未来发展趋势 2
1.3基于PLC控制的组合机床控制理论研究 3
1.4研究内容 3
第二章 五工位组合机床的原理 4
2.1五工位组合机床的工作原理 4
2.2控制系统的电气原理设计 5
2.3控制系统的组成 6
第三章 PLC概述与方案论证 7
3.1PLC介绍 7
3.2五工位组合机床控制系统方案论述 9
第四章 五工位组合机床控制系统硬件设计与选型 12
4.1PLC机型的选择 12
4.2I/O点的选取原则及控制系统的I/O分配 12
4.3I/O接口电路图设计 14
4.4变频器的选型 16
第五章 控制系统软件设计 18
5.1工作状态流程图 18
5.2组态王概述 18
5.3梯形图设计 19
结束语 22
致谢 23
参考文献 24
附录 25
第一章 绪论
1.1设计背景及研究意义
普通车床是一种广泛使用的金属切削工具。传统方式控制的车床仍广泛应用于 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
中小型企业。由于继电器系统布线复杂，故障诊断和排除困难，存在以下不足：（1）接触部位容易被电弧烧伤，导致接触点接触不良; （2）接触控制的机械模式较慢，继电器控制功能在线固定，功能比较单一，灵活性不高。因此，这些企业的生产效率低下，发展速度缓慢。 同时这也导致了部分企业没有雄厚的资金来购买新的数控车床。相比而言，可编程控制器（PLC）具备以下的优势：（1）强大的通用性和极强的适应能力; （2）完善的故障自诊断的能力，方便维修检查; （3）可靠灵活程度高，价格低廉符合大众的追求。因此对普通车床进行技术升级和设备维护是有必要的，这样既可以提高设备之间的利用率，也可以提高这些产品的质量和产量。
模块化机床（组合机床）是一种半自动或自动机床，由专用件和夹具组成，基于通用零件设计，根据待加工零件的具体规格和个人需要的工艺需求设计。通常采取多刀，多轴，多工序，多工位的加工方式，生产效率是其他机床生产效率的几倍到几十倍不等[2]。因为常用模块已经进步的更为规则，更加符合正常标准，因此可以根据需求对部件进行灵活配置，缩短设计的周期和制造的时间。
因此，模块化机床（组合机床）具有低成本，高效率的优势，并且已经被广泛应用于各个设备的批量生产中。继电器构成的控制系统多出现在以前的控制方式中。在科技发展如此迅猛的前提下，过去的控制系统已经不能满足人们的需求，因为组合机床必须拥有和实现多种多样的操作方式。本篇文章提出一种可编程控制器PLC的控制技术，可用于加工零件，如铣、钻孔、镗孔、攻丝等。它有三种工作方式，依次为全自动、半自动、手动。PLC是基于微处理器核心的电子系统设备。它是专门为工业应用而设计。它应用在很多方面，包括逻辑计算、时序管制、定时/计数、算术运算等，主要传输一些数字信号和模拟信号。各类型的机械过程和生产过程由输入和输出的接口来管理。 PLC在多工位组合机床控制系统中的应用，可以极大地克服继电器接触器的很多缺点，比如体积，控制方式难易，灵活性，故障率，磨损情况，寿命，接触器可靠性。所以多工位组合机床的自动化程度和生产效率会得到显著的提高。
可编程逻辑控制器（PLC）的应用对工业控制的发展有着重要的意义。 在设计和制造过程中，制造商多采用多级抗干扰方式，使系统能够在恶劣的工业环境下与强电设备互相配合使用。从而提高了系统的稳定性和可靠性。PLC机器的平均无故障工作时间很长，可以达到数万小时。 随着现代化的进步和计算机技术的发展，PLC的功能越来越强大，使用也越来越方便。
1.2组合机床行业的发展现状和未来发展趋势
在中国，模块化机床（组合机床）自出世起已经经历了差不多三十年的发展，它的生产过程和研究成果拥有一定的水平，其应用也渗透到许多行业。是实现产品升级，技术改造，提高生产效率和快速发展的机械制造行业中必不可少的设备之一。模块化机床及其自动生产线是集成制造技术和成套工艺设备为一体的机床。它的效率领先于其他机床，质量优于其他机床，价格廉价，使用方便，因此被广泛应用在机械电气，交通运输，能源转换，军事，轻工业，家用电器等方面。中国过去的机床和自动生产线上的组合机床大部分以机、电、气和液压控制为主。它主要负责对一些生产量要求大的箱体和轴类零件进行处理。螺纹，钥匙孔，车尾和凸台用于打击孔中的各种凹槽，以及铣削平面和成形表面。有各种类型的模块化机床，按照型号分成大型组合机床和小型模块化机床。包括单、双、三、水平、垂直、倾斜、复合和多位置旋转工作台组合机床。随着科学技术的不断发展，一种新型的组合式机床，柔性组合机床越来越受欢迎。可编程逻辑控制器（PLC），数字管理（NC）等多角度主轴箱，变向主轴箱，编码夹具和刀具的自动切换，可任意改变工作循环控制方式和驱动系统，并可适应灵活地进行各种加工的可调整和可变的机床。
柔性模块化机床（组合机床）由主轴箱，油箱，可编程控制设备等部分组成。 任务重要性的不同，模块化机床的工作过程也会发生改变。虽然中国模块化机床的发展时间很长，但与国外技术相比，中国的模块化机床仍处于落后国家的行列。许多先进的高科技模块化机床都是来自国外进口。与此同时组合机床管理中心、数控模块化机床、机床辅助机器等这些年在组合机床领域中起到的作用也越来越大。
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