Y3180H滚齿机的PLC改造设计

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 专业综合设计与实践题目：Y3180H滚齿机的PLC改造设计

二级学院（直属学部）：

专业：班级：

学生姓名：学号：

指导教师姓名：职称：

2013年3月15日

常州工学院《专业综合设计与实践》任务书二级学院：专业：电气工程及其自动化班级：

学生姓名指导老师职称副教授课题名称Y3180H滚齿机的PLC改造设计

课题工作内容将Y3180H滚齿机由机电控制改造成由PLC接触器控制的智能机床。具体工作内容如下:

1.选择PLC型号

2.元器件选择

3.PLC外部I/O接线图的绘制

4.绘制机床工作流程图和控制梯形图

指标要求

PLC在设备自动化控制和旧设备的技术改造中前景宽广。在单机技术改造中，多数情况下我们只用了PLC内部很少的一部分资源和功能，PLC性价比高的优点不能得到充分的体现，造成较大的浪费。

PLC是一种可编程、可规划的逻辑控制器。它具有接线简单、可编程、工作可靠和稳定性高等优点，且具备继电控制、价格低廉、驱动能力大等特点，因此在设备的技术改造或其他开关量输人输出的顺序控制中可以成为主要的控制器。

Y3180H齿轮机适用于单件或批量生产带有齿轮的大型零件的齿轮加工，是一般机械加工车间常用的机床。由于其控制系统采用继电器控制方式，电路中联锁较多，电路接线复杂，触点多，因而故障较多，维修比较麻烦。长期使用后，故障率高，故障排除困难，常常影响企业正常生产。PLC具有可靠性高，环境适应性强，使用方便，成本低，维护简单等优点。因此，利用PLC对齿轮机继电器控制电路进行改造，有助于提高设备可靠性，使用率，改造后运行效果良好。

其主要功能指标：

1.采用4台电机拖动，主轴电动机Ml、摇臂升降电动机M2、液压泵电动机M3及冷却泵电动机M4；

2.控制电路设有主轴启动按钮SB2和主轴停止按钮SB1；

3.有QS电源开关，电路有短路保护、过载保护等；

4、摇臂升／降动作按照“摇臂松开→升降→摇臂夹紧”顺序进行。由摇臂松开行程开关SQ2与夹紧行程开关SQ3来控制。在摇臂夹紧前，由时问继电器KT延时l～3s后再夹紧；

5、主轴箱和立柱的松、紧是同时进行的，SB5和SB6分别为松开和夹紧点动按钮；

6、主轴电动机Ml和液压泵电动机M3分别设有热继电器FRl、FR2作长期过载保护；

7、机床设有4个信号灯：电源指示灯HL、立柱和主轴箱松开

指示灯HL1、立柱和主轴箱夹紧指示灯HL2、主轴电动机旋转指示灯HL3和照明灯EL。

进程安排第一天：下达任务、理解课题要求、收集和消化相关资料；第二天：制定改造方案和方案论证、制定；

第三～五天：硬件部分的实现

第六～八天：软件设计、调试

第九天：根据设计内容，撰写设计报告

第十天：实际测试、答辩考核

主要参文献《电气控制与可编程控制器技术》史国生化学工业出版社

《电气控制与PLC应用》范永胜、王岷中国电力出版社

《可编程序控制器及应用》陈晓琴哈尔滨工程大学出版社《PLC分析与设计应用》周万珍、高鸿斌电子工业出版社

《现代电气控制PLC应用技术》王永华北京航空航天大学出版社《PLC应用开发实用子程序》贾德胜人民邮电出版社

《机电一体化原理及应用》姚伯威吕强北京国防工业出版社《PLC应用技术》钱悦徐峰北京希望电子出版社

地点秋白楼

起止

日期

2013.3.4-3.15

目录

目录 (3)

摘要 (4)

第一章绪论 (5)

1.1课题的研究意义 (5)

1.2滚齿机简述 (5)

1.2.1Y3180H滚齿机电气控制的缺点 (5)

1.2.2工作原理 (6)

第二章PLC系统总体设计方案 (7)

2.1改造方案 (7)

2.2电路控制原理及原理图 (7)

2.2.1主电路 (8)

2.2.2控制电路 (9)

2.2.3.运动分析 (11)

第三章硬件系统设计 (12)

3.1PLC的选择 (12)

3.2元件清单 (12)

3.3I/O分配表 (14)

3.4PLC外部接线图 (15)

第四章软件系统的设计 (16)

4.1PLC梯形图设计 (16)

第五章调试 (18)

第六章小结 (19)

附录 (20)

1.Y3180H型滚齿机的电气控制线路图 (20)

2.主电路 (21)

3.控制电路 (22)

4.元器件清单 (23)

5.PLC外部接线图 (25)

6.总程序 (26)

参考文献 (28)

摘要

Y3180H滚齿机是是机械与电气结构联合动作的典型控制，是自动化程度较高的机床。本设计介绍了自动滚齿机PLC控制系统设计方案，并且叙述了滚齿机运行的基本原理、PLC的基本原理、PLC的工程设计步骤。该系统用三菱公司的FX2N系列PLC作为控制核心，利用PLC控制滚齿机运行，实现了滚齿机启动、停止、故障停止、紧急停止的功能，并且有手动控制和自动控制两种控制方式，从而实现了滚齿机运行的自动化功能。PLC控制的特点使原机床控制大大的简单化,提高电气系统的稳定性和可靠性，并且维修方便,易于检查。节省大量的继电器元件,使机床的工作效率更高。

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。

PLC对Y3180H滚齿机的继电接触式电控系统进行技术改造，改造后可以减少强电元气件数目，提高系统的稳定性可靠性安全性。使电气控制系统的工作更加灵活、可靠，更容易维修，更能适应经常变动的工艺条件。