-某组合机床的电气控制系统 设计.
基于PLC的组合机床控制系统设计
基于PLC的组合机床控制系统设计1引言可编程控制器(plc)是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，其具有逻辑控制、计时、计数、数据处理、联网与通信等强大功能，同时，由于plc具有很高的可靠性和极大的应用灵活性，用它来替代传统的继电接触控制系统巳成为必然。
大量采用传统继电一接触控制系统的设备通过改造更新，成为plc控制的自动化系统，而且具有改造成本低、周期短和可靠性高等特点。
本文介绍双面单工位液压传动组合机床plc控制系统的设计与应用。
2组合机床的运动及控制要求组合机床指可同时进行多种或多处加工的机床，组合机床的加工动作常常是按预定的步骤安排的，类似于简单的程序控制，这也正是plc最擅长的。
双面单工位液压传动组合机床采用三台电动机进行拖动，m1、m2为左右动力头电动机，m3为冷却泵电动机，其对应的控制交流接触器分别为km1、km2、km3。
sa1为左动力头单独调整开关，sa2为右动力头单独调整开关，通过它们可实现左、右动力头的单独调整。
sa3为冷却泵电动机工作选择开关。
该机床的左、右动力头的工作循环如图1所示，电磁铁动作顺序表见表1。
图1动力头的工作循环图由图1和表1可知，组合机床为自动循环状态时，按下启动按钮后，左、右动力头电动机m1、m2同时旋转，按下“快进”按钮，电磁阀yv1、yv3通电，左、右动力头快速进给并离开原位，行程开关sq1、sq2、sq5、sq6先复位，行程sq3、sq4后复位。
当sq3、sq4复位后，在动力头进给过程中，靠各自行程阀自动变快进为工进，同时压下行程开关sq，冷却泵电动机m3工作，供给冷却液。
当左动力头加工完毕，将压下sq7并顶在死挡铁上，其油路油压升高使kp1动作，当右动力头加工完毕，将压下sq8并使kp2动作，yv2、yv4将通电，同时yv1、yv3也将失电，左、右动力头将快退。
当左动力头使sq复位后，冷却泵电动机将停转。
基于PLC的液压传动组合机床电气控制系统设计
表２ Ｉ／Ｏ端子分配表
输 入
输 入 设 备
输入端子
输 出 输 出负 载 输 出 端 子
ＳＡｌ ＳＡ２ ＦＲ１
１０．Ｏ １０．１ １０－２
ＫＭ １ ＫＭ２ ｌ（＝Ｍ３
ＱＯ．Ｏ Ｑ０．１ ＱＯ．２
ＦＲ２ ＳＢ１ ＳＢ２
１０－３ １０．４ １０．５
ＹＶ１ ＹＶ２ ＹＶ３
及软件设计 ，提供了主要的硬件 原理图和软件 程序 。
关键 词 ： 可编程序控 制器 ；组合机床 ；控制系统
中图分类号 ：ＴＰ２７３
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ００９—０１ ３４（２０１ ２）０６（下）一００６４—０３
Ｄｏｉ：１ ０．３９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１ ００９－０１ ３４．２０１ ２．６（下 ）．２２
（１．郑州工业安全职业学院 机 电工程系 。郑州 ４５１１５０；２．济源职业技术学 院 电气系 。济源 ４５４６５０） 摘 要 ： 本文设计 了一种以德国西 门子公司的微型可编 程序控制器 （ＰＬＣ）为核心 的控制系统 ，以替
代组合机床 上原有的继 电控 制线路 ，实现 了对组合机床控 制系统的改造 。分 析了系统 的硬 件
Ｉ１ ４
ＳＱ８ 回 ＫＰ２
Ｉ１．５
Ｑ０．７
一 ＿＿＝ ／一 — Ｉ１．６
Ｌ＋ １Ｍ
２Ｍ Ｍ
２４Ｖ ．
２Ｌ ｌ
Ｉ
ＦＵ２
图 ３ ＰＬＣ的 Ｉ／Ｏ端 子 接 线 图
第３４卷 第６期 ２０１２—６（下 ） ［６５１
务ｌ 匐 化
网络 １Ｑ０ ． １
白凸白 换 得 到 ，转 换 过 程 中应 注 意 以
图２ 左 右 动 力 头 的 工 作 循 环 示 意 图
基于PLC的钻孔组合机床控制系统设计
基于PLC的钻孔组合机床控制系统设计摘要：钻孔组合机床是一种常用的加工设备，其控制系统对于机床的工作效率和加工质量有着重要的影响。
本文基于PLC（可编程逻辑控制器）技术，设计了一种钻孔组合机床控制系统，并对系统进行了仿真和实验验证。
实验结果表明，该控制系统能够稳定可靠地控制钻孔组合机床的工作，并且具有较高的精度和效率。
关键词：PLC；钻孔组合机床；控制系统；仿真；实验验证一、引言钻孔组合机床是一种常用的加工设备，广泛应用于各行各业。
传统的钻孔组合机床控制系统多采用电磁继电器和电路控制的方式，具有控制精度低、可靠性差等缺点。
而PLC技术具有编程灵活、控制精度高、可靠性好等优点，因此在钻孔组合机床控制系统中得到了广泛应用。
本文基于PLC技术，设计了一种钻孔组合机床控制系统，并对系统进行了仿真和实验验证。
二、PLC钻孔组合机床控制系统的设计1.控制系统硬件设计PLC钻孔组合机床控制系统的硬件部分包括PLC主控模块、人机界面模块、执行机构模块等。
PLC主控模块实现对整个控制系统各部分的控制指令的解码和执行；人机界面模块为操作员提供了直观的控制界面；执行机构模块负责实际的加工操作。
2.控制系统软件设计PLC钻孔组合机床控制系统的软件部分主要包括控制程序的编写和参数设置。
控制程序的编写是整个软件设计的核心，包括自动控制程序、手动控制程序、故障检测程序等。
参数设置是根据具体的机床和工件进行的，包括钻孔深度、钻孔速度等参数的设置。
三、PLC钻孔组合机床控制系统的仿真为了验证设计的控制系统的正确性和可行性，本文进行了系统的仿真。
仿真结果表明，控制系统能够稳定可靠地控制钻孔组合机床的工作，并且具有较高的精度和效率。
四、PLC钻孔组合机床控制系统的实验验证根据仿真结果，设计了实验验证方案，并进行了实验。
实验结果表明，控制系统能够稳定可靠地控制钻孔组合机床的工作，实现了钻孔深度和钻孔速度的准确控制。
五、总结通过本文的研究，基于PLC的钻孔组合机床控制系统设计得到了较好的结果。
基于PLC的组合机床控制系统设计
基于PLC的组合机床控制系统设计摘要组合机床是一种集多种加工方式于一身的高端智能化设备。
本文基于PLC平台，设计和实现了一套组合机床控制系统，以实现多种加工方式的联合操作。
在系统设计中，首先对组合机床的结构和工作原理进行了详细分析和描述，随后选择合适的PLC控制器，根据系统控制需求，编写程序实现各种加工作业的自动控制和监控。
通过仿真实验，验证了系统的稳定性和实用性，结果表明该系统可以支持多种加工方式的组合操作，同时保证加工质量和工作效率的提高。
AbstractCombined machine tool is a high-end intelligent equipment that integrates multiple processing methods. Based on the PLC platform, this paper designs and implements a set of combined machine tool control system to realize the joint operation of multiple processing methods. In the system design, the structure and working principle of the combined machine tool are analyzed and described in detail. Then the appropriate PLC controller is selected, and the program is written according to the system control requirements to realize automatic control and monitoring of various processing tasks. Through simulation experiments, thestability and practicality of the system are verified. The results show that the system can support the combined operation of multiple processing methods while ensuring the improvement of processing quality and work efficiency.关键词：组合机床；PLC控制；加工质量；工作效率；仿真实验Keywords: combined machine tool; PLC control; processing quality; work efficiency; simulation experiment一、研究背景随着工业技术的快速发展，组合机床逐渐成为了制造业领域中的重要设备。
基于PLC的组合机床电气控制系统设计文献综述
基于PLC的组合机床电气控制系统设计文献综述组合机床是一种集多种工艺操作于一体的机床，它能够实现多种不同工艺操作的自动切换，提高生产效率和产品质量。
而电气控制系统是组合机床的重要组成部分，它起着控制和监控机床运行状态的关键作用。
PLC （可编程逻辑控制器）作为一种通用的控制设备，被广泛应用于组合机床的电气控制系统中。
近年来，随着科技的发展和工业自动化水平的提高，越来越多的研究论文关注组合机床电气控制系统的设计与优化。
本文将综述一些基于PLC 的组合机床电气控制系统设计的相关文献，以期为相关研究提供参考和借鉴。
在组合机床电气控制系统设计中，PLC起着核心作用。
一些研究文献提出了基于PLC的组合机床电气控制系统设计方法，如[1]中提出了一种基于PLC和CNC（计算机数控）技术的组合机床电气控制系统设计方法。
该方法将PLC和CNC技术相结合，利用PLC进行机床运行状态的监控和控制，而由CNC控制系统进行工艺操作的控制。
通过将PLC和CNC技术相结合，该方法能够实现组合机床的高效运行和质量控制。
另一些研究文献关注于PLC在组合机床电气控制系统中的具体应用。
例如，[2]中研究了一种基于PLC的组合机床电气控制系统中的自适应控制算法。
该算法通过对组合机床的运行状态进行实时监测和分析，自动调整控制参数，以实现机床运行的最佳性能。
此外，一些研究论文还关注于组合机床电气控制系统的优化。
例如，[3]中提出了一种基于遗传算法的组合机床电气控制系统优化方法。
该方法通过遗传算法对组合机床电气控制系统的参数进行优化，以实现机床的高效运行和质量控制。
综上所述，基于PLC的组合机床电气控制系统设计是一个重要的研究领域。
通过研究文献综述，我们可以了解到一些相关的设计方法和应用案例。
然而，仍然有很多问题需要进一步研究和探索，如如何提高组合机床电气控制系统的稳定性和可靠性，如何实现机床运行的智能化等。
希望本文能够为相关研究提供一些启示和借鉴。
基于PLC的组合机床控制系统设计
基于PLC的组合机床控制系统设计摘要：在当今社会会环境中，许多的生产车间和工厂都在使用各类的自动化生产机器，仪器和工具为了可以在生产高质量的产品的同时节约时间，节省人力、物力的浪费从而使得经济收益最大化。
由于这些自动化设备都属于非标设备所以在生产车间中我们需要对这些自动化设备所需的零部件进行加工，而实现零部件加工的工具就是机床。
作为非标生产行业的设备，普通的机床大部分时间需要人为操作，也花费了更多的时间，所以我们需要生产效率更高，拥有半自动甚至是自动化的组合机床，组合机床就是多工位机床。
在组合机床中往往会配备生产非标项目所需的特制部件以及夹具。
组合机床往往能达到多工位、多线、非单一操作的加工流程是未来生产行业必不可少的仪器、设备。
关键词：PLC；组态王；多工位；机床1.总体方案设计1.1基本功能本篇文章设计规划的基于PLC的组合机床控制系统实现了，上料/下料、钻孔、扩孔、铰孔四种动作，这四种动作是机床加工最基本的功能。
下面就是对四工位组合机床的PLC仿真与控制系统的功能进行简单的介绍。
（1）对被加工工件进行上下料、钻孔、扩孔、铰孔，四个动作的加工。
（2）系统具备自动运行和手动运行两种运行方式，运行状态指示灯通过亮的灯不同的系统运行状态。
（3）系统发生故障时，发出声音和灯光报警，达到硬件保护和警示作用。
1.2工作原理本次设计的基于PLC的组合机床控制系统主要由PLC、HMI（人机界面）、位置和故障检测、刀具驱动机构（电机和液压）、运行和报警指示等几部分组成。
当PLC检测到机加工位有元工件时，然后钻孔工位、扩孔工位、铰孔工位对工件进行加工，加工完成再回到原始工位，取走工件，然后等待下一个工件的到来。
如果PLC检测到系统故障，系统会启动自我保护功能（自动运行将不能运行或启动），同时发出报警以引起工作人员的注意。
在整个运行过程中，系统执行件的每个状态都会显示在触摸屏（HMI）上，进行人机交互。
2.设计方案2.1控制系统电源的设计本设计系统中供电电源为交流380V，PLC的供电电源为交流220V，使用隔离变压器为其供电，PLC输入/输出回路的电源为直流24V，选用交流220V/直流24V直流稳压电源。
试论基于PLC的液压传动组合机床电气控制系统设计方法
试论基于PLC的液压传动组合机床电气控制系统设计方法在我国生产当中，组合机床是较为核心的机械设备，详细通过相应的专用部件和通用部件将加工工件的专用机床完成。
由于生产传动组合机床要依据特有的生产工序完成，所以应用自动化掌握系统能够进行主要的掌握管理，以此来将劳动效率提升。
然而PLC是拥有优质性能的掌握装置，具备着较强的抗干扰性和牢靠性，同时具备着较为完善的技术，广泛的应用在了不同的工业生产范畴中。
本文基于PLC 的液压传动组合机床电气掌握系统设计方法为基本点，进行具体的分析。
PLC掌握系统的设计原则1.1.进展性原则由于飞速的工业进展模式，要不断的更新工业生产工艺技术和生产设备。
所以在设计的过程中有必要充分的探究扩展力度，以此来确保与工业进展需求相符的设计。
1.2.经济性原则经济性所指的是PLC掌握系统肯定要符合合理经济的条件，要力求满意操作管理的便利性，从而让较多的工作人员都能够清楚的了解PLC掌握系统。
1.3.牢靠性原则牢靠性所指的就是确保牢靠稳定形势的自动化掌握系统，避开由于性能的不稳定而造成的进度特别。
1.4.完整性原则完整性也就是在较大的限度上确保生产机械的整体性条件下开展的必要设计，PLC掌握系统需要满意于工业生产的需求，也就是工业生产针对掌握系统所提出的需求要和PLC掌握系统设计模式相符。
设计PLC掌握系统的主要步骤2.1.调试程序调试程序基本包含两大阶段，其一为模拟调试；其二为现场调试。
程序的模拟调试主要指的是，用便捷的模拟形式构成现场的实际状态，可以将程序运行放在首位而设置出肯定的环境状态。
根据现场信号的产生方式，模拟的调试包含软件模拟和硬件模拟两种方法。
2.2.应用程序的编写编写应用程序方面是能够让自动化掌握管理被PLC掌握系统实现的主要过程。
全部的掌握动作都要依据编程来开展。
所以，在编写应用程序的过程中，没有必要将编写作用在工业生产要求的条件下，要明确不同工序当中的掌握功能都可以充分的达成。
四工位组合机床的plc控制系统设计 正文
正文第一章绪论一、组合机床概述组合机床是针对特定工件，进行特定加工而设计的一种高效率自动化专用加工设备，这类设备大多能多刀同时工作，并且具有自动循环的功能。
组合机床是随着机械工业的不断发展，由通用机床、专用机床发展起来的。
通用机床一般用一把刀具进行加工，自动化程度低、辅助时间长、生产效率低，但通用机床能够重新调整，以适应加工对象的变化。
专用机床可以实现的多刀切削，自动化程度较高，结构较简单，生产效率也较高。
但是，专用机床的设计，制造周期长，造价高，工作可靠性也较差。
专用机床是针对某工件的一定工序设计的，当产品进行改进，工件的结构，尺寸稍有变化时，它就不能继续使用。
在综合了通用机床、专用机床优点的基础上产生了组合机床。
组合机床通常由标准通用部件和加工专用部件组合构成，动力部件采用电动机驱动或采用液压系统驱动，由电气系统进行工作自动循环的控制，是典型的机电或机电液一体化的自动加工设备。
常见的组合机床，标准通用部件有动力滑台各种加工动力头以及回转工作台等，可用电动机驱动，也可用液压驱动。
各标准通用动力部件组合构成一台组合机床时，该机床的控制电路可由各动力部件的控制电路通过一定的连接电路组合构成。
多动力部件构成的组合机床，其控制通常有三方面的工作要求：第一方面是动力部件的点动和复位控制。
第二方面是动力部件的半自动循环控制。
第三方面是整批全自动工作循环控制。
组合机床具有生产率高、加工精度稳定的优点。
因而，在汽车、柴油机、电机、机床等一些具有一定生产批量的企业中得到了广泛应用。
目前，组合机床的研制正向高效、高精度、高自动化和柔和性化方向发展。
本文所用组合机床为四工位组合机床，该机床由四个滑台，各载一个加工动力头，组成四个加工工位，除了四个加工工位外，还有夹具，上下料机械手和进料器，四个辅助装置以及冷却和液压系统共14个部分。
机床的四个加工动力头同时对一个零件的四个端面以及中心孔进行加工，一次加工完成一个零件，由上料机械手自动上料，下料机械手自动取走加工完成的零件，零件每小时可加工80件。
基于PLC的组合机床控制系统设计
基于PLC的组合机床控制系统设计摘要组合机床是高度机电一体化的产品，是现代机床技术水平的重要标志，是现代机械制造业重要标志，是现代制造业的基础装备，尤其是在加工产品更换频繁、零件形状复杂、精度要求较高的工件时，不但可以节省大量的时间和资源，而且还能够确保工件的质量与产量，进而提高生产效率，具有良好的经济性。
传统的机床主要采用继电器--接触器进行控制，其缺点是故障率高、可靠性差、维修工作量大等，而采用PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题。
本文在基于可编程控制器（PLC）的结构和工作原理的基础上，介绍了基于PLC的加工中心控制系统的总体方案设计，重点介绍了加工中心控制系统中的硬件选择方法、软件的设计过程，并给出了系统组成框图和程序流程图，提出了西门子PLC 的编程方法，列出了具体的主要硬件电路、加工中心的控制梯形图及指令表，解决了继电器——接触器故障率高、可靠性差、安装调试周期长、维修工作量大、接线复杂等缺点。
关键词：组合机床，继电器—接触器，PLC，控制系统Based on a combination of the plc toolsto monitor system designABSTRACTBuilding-block machine is a highly integrated mechanical and electrical products, is an important indicator of the level of modern technology ,is an important symbol of modern machinery manufacturing industry ,is the basis of modern manufacturing equipment, especially in the frequent replacement of processed products, spare parts of complex shape, the accuracy requirements are more stringent than work piece high, not only can save a lot of time and resources, but also to ensure the quality and output of the work piece, thus improving production efficiency, has a good economy.The main use of the traditional machine tool relay - contactor control, the drawback is the high failure rate, poor reliability,heavy workload of maintenance, consisting of the use of PLC control system can solve these problems. In this paper, based on the programmable logic controller (PLC) of the structure and working principle, based on the introduction of the PLC-based control system for machining center's overall program design, focuses on the machining center control system hardware selection, software design process and gives the system flow chart diagram and procedures, put forward a Siemens PLC programming methods, a list of specific hardware circuit, the control processing center table ladder and instructions to solve the relay - contacts high failure rate, reliability, poor long-term installation, maintenance workload and the complexity of wiring and other shortcomings.KEY WORDS: Building-block machine, the relay - contactor, PLC, control system目录前言 (1)第1章组合机床的概述 (3)1.1组合机床的发展史 (3)1.2 组合机床的加工方式 (4)1.3 组合机床的特点与未来发展 (4)1.3.1 组合机床的特点 (4)1.3.2组合机床的未来发展 (4)第2章可编程序控制器 (6)2.1 PLC的应用与特点 (6)2.1.1 PLC的应用 (6)2.2.2 PLC的特点 (7)2.2 PLC的工作原理 (8)第3章控制系统的方案设计 (10)3.1组合机床控制系统的工艺流程图及设计要求 (10)3.2根据工艺过程分析控制要求 (11)3.2.1加工过程分析： (11)3.2.2操作方式 (12)第4章控制系统硬件设计 (13)4.1选择PLC机型 (13)4.2 S7-200 PLC的简要介绍 (14)4.3控制系统PLC的输入/输出分配表 (16)4.4PLC硬件连接图 (19)第5章控制系统软件设计 (20)5.1控制流程图设计 (20)5.2梯形图的分解阐述 (22)第6章仿真模拟 (28)结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录 (32)外文资料翻译 (39)前言随着科学技术的发展，近年来我国的机械生产技术得到飞速的发展，一些机械设备制造厂商也在不断地改进设计，修改工艺，生产新型的机械制造设备，组合机床就是其中之一。
plc组合机床课程设计
plc组合机床课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和功能，掌握其在组合机床控制中的应用。
2. 学生能够掌握组合机床的基本结构和工作原理，了解机床与PLC结合的必要性和优势。
3. 学生能够学会阅读并分析组合机床的电气图纸，理解其中PLC控制逻辑和电路设计。
技能目标：1. 学生能够独立进行PLC编程，设计简单的组合机床控制程序，实现基本的机床运动控制。
2. 学生能够运用所学知识对组合机床控制系统中出现的问题进行诊断和故障排除。
3. 学生通过实际操作，培养动手能力和团队协作能力，提高解决实际工程问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对自动化技术及PLC控制技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 学生在学习过程中，树立正确的工程观念，认识到技术发展对社会生产的重要性。
3. 学生通过小组合作，培养沟通与协作能力，形成良好的团队合作精神和职业素养。
本课程针对高年级学生，在已有电气基础和机床知识的基础上，进一步深化对PLC组合机床控制系统的理解和应用。
课程强调理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力，为今后从事相关工作打下坚实基础。
二、教学内容1. PLC基础知识：介绍PLC的基本结构、工作原理、编程语言及常用指令，使学生理解PLC在机床控制中的应用。
- 教材章节：第1章 PLC概述、第2章 PLC硬件与软件结构、第3章 PLC 编程语言及指令系统。
2. 组合机床结构与原理：讲解组合机床的基本结构、功能及其工作原理，分析机床与PLC结合的优势。
- 教材章节：第4章 组合机床概述、第5章 组合机床的结构与原理。
3. PLC在组合机床控制中的应用：分析PLC在组合机床控制中的实际应用，学习机床控制系统的设计方法。
- 教材章节：第6章 PLC在机床控制中的应用、第7章 机床控制系统的设计。
4. PLC编程与操作：学习PLC编程软件的使用，掌握编程技巧，设计简单的组合机床控制程序。
多工步组合机床的plc控制系统设计
多工步组合机床的PLC控制系统设计摘要本次课题的设计的功能是实现对棉纺锭子锭脚加工过程的控制，加工棉纺锭子锭脚的是多工步机床，它对零件加工前的实习坯件利用七把刀具分为七步：钻孔，车平面钻深孔，车外圆及钻孔，粗绞双节孔及倒角，精绞双节孔和绞锥角。
利用慢速电动机和快速电动机实现快慢速的进退，电子气阀实现快慢速电动机的转换。
还将可编程控制器应用于多工步组合机床的电气控制系统设计，并对设计思想作了详细介绍。
通过对多工步组合机床的控制系统的分析，设计好系统的主电路和控制电路， PLC的外部接线图，以及编写好控制程序的流程图和梯形图等，随着机床电气控制技术的不断发展和可编程控制器的广泛应用，可编程序控制技术以其灵活性好，可靠性高，通用性强，逐渐取代了传统继电器控制方式，PLC对组合机床的应用，无疑是当今工业控制的主要发展方向。
关键词：多工步组合机床，PLC，步进顺序控制Design of much work step machine tool control system of PLCABSTRACTAs the development of society and science technology, modular machine tool with its automatic line has play a more and more important role in Industry production, which has largely determined the productivity of the related department due to its advancement and technical. Along with the electrical control of machinery tools and the wide application of PLC, it has gradually substituted for the traditional relay-control because of its very flexibility, good reliability and great commonality, which is no doubt to be the major direction of the contemporary industry area，this paper mainly introduces the applying of PLC to the many-sided drilling modular tool control system and explains the designing idea. By analyzing the control system, finally designed the main circuit and the controlling circuit, drawn out the external wiring diagram of PLC, and completed the sequence functional diagram, ladder diagram of control program etc.KEY WORDS:The design of much work step machine tool，PLC，Stepping sequence control目录前言 (1)第1章组合机床的设计简介 (2)1.1组合机床的加工方式 (3)1.2组合机床的发展史 (3)1.3 组合机床部件分类 (4)1.4组合机床的发展 (4)1.5组合机床在中小批量生产中的应用 (5)1.6 PLC在组合机床中的应用 (6)第2章可编程控制器的概述 (8)2.1可编程控制器的基本概念 (8)2.2 可编程控制器的由来 (8)2.3可编程控制器的特点 (9)2.3.1 可靠性高 (9)2.3.2 丰富的I/O接口模块 (9)2.3.3 采用模块化结构 (10)2.3.4 编程简单易学 (10)2.3.5 安装简单，维修方便 (10)2.4可编程控制器的工作原理 (11)2.4.1 输入采样阶段 (11)2.4.2 用户程序执行阶段 (11)2.4.3输出刷新阶段 (12)第3章系统设计的总体方案 (13)3.1 系统总体设计思路及方案的确定 (13)3.2组合机床电气控制系统构成 (13)3.3 系统的功能要求 (15)3.4I/O分配表和外部接线图 (15)3.5 系统的主电路 (16)3.6 系统工作流程图 (17)3.7 系统的梯形图及语句表 (18)第4章软件调试及可编程控制器的维护 (22)4.1 软件调试 (22)4.2可编程控制器的维护 (22)4.2.1系统的调试运行 (23)4.2.2 PLC系统的维护 (23)第5章系统组态设计 (25)5.1 组态设计 (25)5.2 组态王的基本操作 (25)5.2.1制作一个工程的一般过程 (25)5.2.2创建工程路径 (25)5.2.3创建组态画面 (26)5.2.4 I/O设备管理与动画连接设备管理 (28)结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)外文翻译资料 (33)前言在机床行业中，多工步机床由于其工步及动作多，控制较复杂，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，不仅加大了维修成本，而且影响了设备的工效。
机床电气控制系统设计步骤
机床电气控制系统设计步骤机床电气控制系统是机床不可缺少的重要组成部分，它对机床能否正确、可靠的工作起着决定性的作用。
近代机床高效率的生产方式使得机床的构造与电气控制密切相关，因此机床电气控制系统的设计应与机械部分的设计同步开展、严密配合，拟订出最正确的控制方案。
机床控制系统绝大多数属于电力拖动控制系统，电气设计内容一般包括：L拟定电气设计任务书（技术条件）2.确定电气传动控制方案，选择电动机。
3.设计电气控制原理图。
4.选择电气元、器件，制订电气设备、元件、器件清单及备件、易损件清单。
5.设计电气柜、操作台、配电板及非标准电气元件。
6.设计电气设备布置总图、电气安装图以及电气接线图。
7.编写电气说明书和使用操作说明书，包括操作顺序、调试方法、维护保养等说明。
根据实际情况，以上内容步骤可作适当调整。
1、拟定电气设计任务书依据机械设备设计总体技术方案拟定的电气设计任务书是整个电气设计的依据。
在任务书中，除了简要说明所设计的机械设备的型号、用途、工艺过程、技术性能、传动参数及现场工作条件外，还必须说明：1）用户供电电网的种类（AC或DC）、电压、频率及容量。
2）有关传动的基本特性：如运动部件的数量及用途；负载特性，调速指标；电动机的起动、制动、反向要求等。
3）有关电气控制的特性：如电气控制的基本方式，自开工作循环的组成，自动控制的动作程序，电气保护及联锁条件等。
4）有关操作方面的要求：如操作台的布置、测量显示、故障报警及照明等要求。
5）主要电气设备（电动机、执行电器及行程开关等）的参数及布置框图。
2、电力拖动方案确实定设计电气控制系统，首先要做的是：根据生产机械的调速要求，选择和确定合适的拖动方案。
在勿需电气调速和启动不频繁的场合，应首先考虑采用笼形异步电动机，仅在负载静转矩很大的拖动装置中，才考虑采用绕线式异步电动机。
当负载很平稳、功率大且启制动次数很少时，采用同步电动机更为合理，这样可充分发挥同步电动机效率高、功率因数高的优点，若通过调节激磁使它工作在过激情况下，还能提高电网的功率因数。
基于PLC的四工位组合机床控制系统设计
摘要论文设计了PLC与组态王在四工位组合机床控制系统设计中的应用。
利用PLC作为主控制器实现了四工位组合机床手动、半自动以及全自动等多种控制方式，并利用组态王组态软件设计了整个系统的监控画面，实现了四工位组合机床的自动化控制。
组态软件具有过程监控，数据采集，数据分析，过程控制等强大功能，在自动化系统中占据主力军的位置逐渐成为工业自动化系统中的灵魂。
论文设计了PLC与组态王在多工步组合机床监控系统设计中的应用。
采用西门子S7-200可编程控制器进行程序设计，利用组态王软件对多工步组合机床控制系统进行画面组态，实现了多工步组合机床的自动化控制。
关键词：PLC；组合机床；组态王ABSTRACTThe application of Programmable Logic Controller(PLC) and the King view This paper was introduced to design the four-station combination machine control system. Manual control and semi-automatic control of the four-station combination machine are brought about by using the PLC controller. The overall picture of the operating machine is provided by the monitor and control system based on King view configuration software. Configuration software has the features of process monitoring, data acquisition, data analysis, process control and so on, and occupies the main position in the automation system, besides, gradually become the soul of industrial automation systems. The paper designed the application of PLC and configuration king in the design of multi-step combination machine tools monitoring system. The adoption of Siemens S7-200 programmable controller in the program design, and the use of software for multi-step combined machine tool control system for configuration screen have reached the multi-step machine automation control.KEY WORDS: PLC, communication, combination machine, King view目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 课题研究背景 (2)1.2 组合机床概况 (3)1.3 可编程控制器概况 (4)第2章系统硬件设计 (6)2.1 选择PLC机型 (6)2.2 I/0分配表 (6)2. 3 主电路设计 (7)2.3.1 主电路图 (7)2.3.2 电器元件明细 (8)2. 3. 3 系统I/0接线图 (10)第3章系统软件设计 (12)3.1 系统初始化 (12)3.2 数据结构的设计 (12)3.3 程序流程设计 (12)3.3.1 工作循环流程图 (12)3.3.2 梯形图设计 (13)3.4 语句表 (20)第4章组态画面设计 (23)4.1 组态王概述 (23)4.1.1 工程浏览器 (23)4.1.2 工程管理器 (23)4.1.3 画面运行系统 (24)4.2 建立新工程 (24)4.2.1 新工程的建立 (24)4.2.2 建立画面 (26)5.1 PLC软件调试 (28)5.1.1 PLC程序的模拟调试 (28)5.1.2 PLC程序下载 (28)5.2 组态调试 (30)5.2.1 设备的建立 (30)5.2.2 定义变量词典 (32)5.2.3 命令程序语言 (32)5.2.4 组态监控仿真 (34)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)前言组合机床是机械制造业中的主要加工工具，因为绝大多数机械零件都是由机床加工而成的。
基于PLC的组合机床控制系统设计
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为了充分发挥设备效能，快速提升加工技术与精度，越来越多企业每年投入大量资金和技术对传统传统组合机床进行技
术改造，取得了良好效果。用PLC模块、操控监控设备等组成电气数字控制系统，以实现编程输入、人机交互、自动化加工
引言 控制方式，扩大加工能力，降低故障，提升效率，已成为企业进行技术改造有效路径。 依据我国当前情况，传统控制方式采取物理电子器件和大量而又复杂硬接线,使得系统工作效率低,可靠性差,故障诊疗和排 除困难,严重影响了工厂生产效率。伴随科学技术发展，可编程控制器出现，采取可编程控制系统，不论在性能上或者效率上
PLC基于组合机床控制系统设计
姓 名： 指导老师：
PLC基于组合机床控制系统设计
姓 名： 指导老师：
PLC基于组合机床控制系统设计
姓 名： 指导老师：
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本文研究对象是三面铣组合机床,经过对主要结构和运动形式探究以及对机床工作过程和控制要求分析,给出了机床动作循 环图、液压元件动作表;并采取PLC控制系统设计方法, 进行了软硬件设计,列出了PLCI/O地址分配表,绘制了PLCI/O分配图和单
组合机床与万能机床和专用机床相比，有以下几个特点： 1、组合机床结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。 2、组合机床设计和制造周期短，投资少，经济效果好。 3、组合机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 4、组合机床其通用部件和标准零件能够重复利用，无须另行设计和制造。 5、组合机床因为采取专用夹具、刀具和导向装置等，对操作工人水平要求不高， 加工质量靠工艺装备确保。 6、组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模生产需要。
设备，其作用对象是Z512W型台式钻床主轴箱Ф80、Ф90孔端面及定位面。
基于PLC的四工位组合机床控制系统设计
基于PLC的四工位组合机床控制系统设计一、引言随着现代制造业的快速发展，数控机床在工业生产中的应用越来越广泛。
在实际生产中，需要进行多个不同工序的加工，为了提高生产效率与品质，可以将多个工序集成到一个机床上，形成组合机床。
本文基于PLC技术，设计了一个四工位组合机床控制系统。
二、系统设计1.系统硬件设计本设计使用了一套工业PLC作为控制核心，它具有实时性好、可靠性高的优点。
另外，为了保证系统的稳定运行，还需要选用高精度的传感器、执行器等设备。
在设计过程中，要考虑硬件的可靠性、可扩展性和兼容性。
2.系统软件设计系统的软件部分主要包括PLC程序和人机界面（HMI）程序。
PLC程序负责控制机床的加工过程，根据工艺要求控制各个执行器的运动。
HMI程序负责与用户进行交互，可以实现参数调整、故障诊断等功能。
三、功能设计1.自动循环加工系统可以实现自动循环加工功能，即在一次加工完成后，自动完成下一个加工工序。
PLC程序会根据预设的工艺参数和控制逻辑，控制各个执行器的运动。
为了提高生产效率，可以设置加工时间的优化算法，实现加工过程的快速切换。
2.故障检测与诊断系统具有故障检测与诊断功能，当出现设备故障时，PLC程序会根据设备状态进行故障诊断，并显示相应的故障信息。
通过对故障信息的分析，可以快速定位故障原因，提高设备的可用性。
3.实时监控与数据采集系统可以实现实时监控与数据采集功能，可以监测机床的运行状态、加工参数等，并将数据实时传输给上位机。
通过上位机的数据分析与处理，可以对生产过程进行实时监控和质量控制。
四、总结与展望本设计基于PLC技术，实现了一个四工位组合机床控制系统。
该系统具有自动循环加工、故障检测与诊断、实时监控与数据采集等功能。
通过该系统的应用，可以提高生产效率、减少人力投入和提高产品质量。
未来，可以进一步完善系统的功能和性能，提高系统的稳定性和可靠性，适应更多复杂加工工艺的需求。
PLC课程设计任务书
人员安排题目一：设计某组合机床的电气控制系统具体的方法和步骤1. 进行总体设计规划，合理分配I/O点，并绘出电气控制线路的原理草图。
2.绘制电气原理图，计算并选择电器元件。
3.编写PLC软件清单并进行模拟调试。
4.编写课程设计说明书。
本次设计主要完成一台组合机床的电气控制原理图及接线图，选择所用电器元件并写出课程设计的报告书。
本设计题目的参数和要求：##如图所示为某一组合机床的示意图，左面为1#箱体移动式动力头。
主轴电机M1为4KW、1440转/分钟，1#箱体的工作进给电机为M3；右面为2#箱体移动式动力头。
主轴电机M2为5.5KW、1440转/分钟，2#箱体的工作进给电机为M4，快速电机M5为1.5KW、1450转/分钟。
具体要求如下：1.左、右两动力头均要求快进→工进→快退的工作循环。
2.可使左、右两动力头同时工作，也可进行单独调整。
3.加工过程中需要进行冷却。
4.应有电源有信号指示，动力头正在工作信号指示。
5.应有局部照明必要的保护环节。
题目二：全自动洗衣机梯形图控制系统设计具体的方法和步骤1.进行总体设计规划，合理分配I/O点，并绘出电气控制线路的原理草图。
2.绘制电气原理图，计算并选择电器元件。
3.编写PLC软件清单并进行模拟调试。
4.编写课程设计说明书。
控制要求：（1）按下启动按钮及水位选择开关，注水直到高（中、低）水位，关水（2）2s后开始洗涤（3）洗涤时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s（4）如此循环5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30s（5）开始清洗，重复（2）～（5），清洗两遍（6）清洗完成，报警3s并自动停机（7）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）输入点：输出点：启动x1 低水位检测x11 启动洗衣机y1停止x 2 手动排水x 12 进水阀y2高水位x 3 手动脱水x 13 正转y3中水位x 4 反转y4低水位x 5 排水y5排空检测x 6 脱水y6高水位检测x7 报警y7中水位检测x 102. 若要求启动开关分为标准洗和轻柔洗，试改变有关输入点，并在程序中加入轻柔洗功能（轻柔洗过程自定）3. I/O编址4.编程并调试题目三：四层电梯的电气控制系统的设计本次设计主要完成四层电梯的电气控制系统的设计，选择所用电器元件并写出课程设计的报告书。
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输出部分
输出部分
点数
接触器
12
总计
12
注：照明不需要接入PLC，只需要选择开关就可以。
所以选用FX2N―32MR加扩展单元FX2N―32ER，FX2N―32MR含有32个 I/O点（16入，16出），FX2N―32ER为含有32点扩展单元。 下面是电器元件选择。
代号 M1 M2 M3 M4 M5
名称
接触器的线圈通过接110V电压与PLC的输出端和COM端相连。按 钮和开关与输入端和COM端相连。
3.4 元器件选型
首先是PLC的选择。统计组合机床PLC输入元器件、执行元器件及 I/O点数：
输入部分
输入部分 动力头工作方式选择按钮 SB
冷却泵选择开关SA 行程开关SQ 按钮SB 总计
点数
6
2 6 4 18
3.3 I/O分配
图3-5 照明灯
因采用PLC控制，需分配其I/O点，它决定着系统如何工作。
输入地址 号
信号名称
输出地址号 信号名称
X0
左动力头正转
启动按钮
X1
左动力头反转
启动按钮
Y0
M1主轴正转
（KM1）
Y1
M1主轴反转
（KM9）
X2
左动力头停车
Y2
按钮
M3工进正转 （KM3）
X3
左动力头冷却
Y3
成，可靠性高。PLC还配备了自检和监控功能，能自诊断出自身的故 障，并随时显示给操作人员，还能动态的监视控制程序的执行情况，为 现场调试和维护提供了方便。
总之，PLC在性能上均优越于继电接触式控制系统，特别是控制速 度快，可靠性高，设计施工周期短，调试方便，控制逻辑修改方便，而 且体积小，功耗低。
3 硬件设计
3.1系统的原理方框图
3.2 主电路
图3-1 系统框图
根据设计要求，主电路大致分为三个部分。首先看第一部分，主轴 电机。主轴电机工作方式有两种：正转、反转。根据不同的工作要求， 主轴电机的转向不同。因主轴电机的功率较小，故可以直接启动。其主 电路图如下3-2所示：
图3-2主轴电机
当KM1、KM2的线圈得电吸合分别使电机M1、M2正转；当KM9、 KM10的线圈得电吸合分别是电机M1、M2反转。通过PLC的输出就可 以使不同的接触器线圈得电，从而使电机的转向不同。
X12
右动力头反转
Y12
M6快退（KM8）
启动按钮
X13
右动力头停车
Y13
按钮
X14
右动力头冷却
泵启动
X15
右动力头快进
限位
X16
右动力头工进
限位
X17
右动力头原位
限位
X20
右动力头快
进按钮
X21
右动力头快
退按钮
表3-1 I/O口地址分配表
3.3 I/O接线图
右冷却泵 （KM12）
图3-6 PLC I/O接线图
1．PLC与继电器-接触器相比较： 继电器-接触器控制系统自上世纪二十年代问世以来，一直是机电 控制的主流。由于它的结构简单、使用方便、价格低廉，所以使用广 泛。它的缺点是动作速度慢，可靠性差，采用微电脑技术的可编程顺序 控制器的出现，使得继电接触式控制系统更加逊色。PLC等取代继电接 触式控制逻辑。具体如下： (1) 控制逻辑 继电接触式控制系统采用硬接线逻辑，它利用继电器等的触点串 联、并联、串并联，利用时间继电器的延时动作等组合或控制逻辑，连 线复杂、体积大、功耗也大。当一个电气控制系统研制完后，要想再做 修改都要随着现场接线的改动而改动。特别是想要能够增加一些逻辑时 就更加困难了，这都是硬接线的缘故。所以，继电接触式控制系统的灵 活性和扩展性较差。 可编程控制器采用存储逻辑。它除了输入端和输出端要与现场连线 以外，而控制逻辑是以程序的方式存储在PLC的内存当中。若控制逻辑 复杂时，则程序会长一些，输入输出的连线并不多。若需要对控制逻辑 进行修改时，只要修改程序就行了，而输入输出的连接线改动不多，并 且也容易改动，因此，PLC的灵活性和扩展性强。而且PLC是由中大规 模集成电路组装成的，因此，功耗小，体积小。 (2) 控制速度 继电器接触式控制系统的控制逻辑是依靠触点的动作来实现的，工 作频率低。触点的开闭动作一般是几十毫秒数量级。而且使用的继电器 越多，反映的速度越慢，还是容易出现触点抖动和触点拉弧问题。 而可编程控制器是由程序指令控制半导体电路来实现控制的，速度 相当快。通常，一条用户指令的执行时间在微秒数量级。由于PLC内部 有严格的同步，不会出现抖动问题，更不会出现触点拉弧问题。 (3) 定时控制和计数控制： 继电接触式控制系统利用时间继电器的延时动作来进行定时控制。 用时间继电器实现定时控制会出现定时的精度不高，定时时间易受环境 的湿度和温度变化而影响。有些特殊的时间继电器结构复杂，维护不方 便。而可编程程序控制器使用半导体集成电路作为定时器，时基脉冲由 晶体震荡器产生，精度相当高并且定时时间长，定时范围广。 (4) 可靠性和维护性。 继电接触式控制系统使用了大量的机械触点，连线也多。触点在开 闭时会受到电弧的损坏，寿命短。因而可靠性和维护性差。 PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完
其次看第二部分，快速电机和进给电机。根据设计要求知左、右两 动力头均要求快进→工进→快退的工作循环，并且左、右两动力头可以 同时工作，也可进行单独调整。所以就要求快速电机M5、M6能够正反 转，工作进给电机为M3、M4能够正转即可。其主电路如下图3-3所示。
图3-3 快速电机和进给电机
因为这4个功率都较小，所以可以直接启动。M3、M4只要接触器 KM3、KM4的线圈得电就会吸合，就能正转；M5、M6分别当接触器 KM5、KM6线圈得电时正转，当接触器KM7、KM8分别得电就反转。
三相交流异步 电动机
三相交流异步 电动机
三相交流异步 电动机
三相交流异步 电动机
三相交流异步 电动机
型号及规格
JO3-802-6 5.5KW 380V 1440r/min
JO3-802-6 5.5KW 380V 1440r/min
JO3-802-6 1.5KW 380V 1450r/min
JO3-802-6 1.5KW 380V 1450r/min
最后看第三部分，照明电路和信号指示部分。当机床工作时，为了 警告旁人不要误动作，故要有信号指示说明，告诉别人正在进行工作， 不要误动作。信号指示也能显示机床是否是在正常工作、有无问题。有 时候需要晚上工作，所以需要必要的照明。
图3-4 指示信号灯
如图3-4，其指示着组合机床的工作状态，指示灯分别与与之对应 的接触器的常开触点连接，当接触器的线圈得电，其常开触点闭合，通 过6.3V电压使之亮。KM1、KM9分别是控制M1的正反转的接触器； KM2、KM10分别是控制M2的正反转的接触器；KM3、KM4分别是控 制左右工进电机正转的接触器；KM5、KM7，KM6、KM8分别是左右 快进快退电机。这样就可以把所有的电机的状态显示出来。照明灯如下 图3-5所示。
2．PLC与单片机比较 单片机具有结构简单，使用方便，价格比较便宜等优点，一般用于 数据采集和工业控制。但是，单片机不是专门针对工业现场的自动化控 制而设计的，所以它与PLC比较起来有以下缺点： (1) 单片机不如PLC容易掌握 使用单片机来实现自动控制，一般要使用微处理器的汇编语言编 程。这就要求设计人员要有一定的计算机硬件和软件知识。对于那些只 熟悉机电控制的技术人员来说，需要进行相当长一段时间系统地学习单 片机的知识才能掌握。 而PLC采用了面向操作者的语言编程，如梯形图、状态转移图等， 对于使用者来说，无需了解复杂的计算机知识，而只要用较短时间去熟 悉PLC的简单指令系统及操作方法，就可以使用和编程。 (2) 单片机不如PLC使用简单 使用单片机来实现自动控制，一般要在输入输出接口上做大量的工 作。例如，要考虑工程现场与单片机的连接，输出带负载能力、接口的 扩展，接口的工作方式等。除了要进行控制程序的设计，还要在单片机 的外围进行很多硬件和软件工作，才能与控制现场连接起来，调试也较 繁琐。 而PLC的输入/输出接口已经做好，输入接口可以与无外接电源的开 关直接连接，非常方便。输出接口具有一定的驱动负载能力，能适应一 般的控制要求。而且，在输入接口、输出接口，由光电耦合器件，使现 场的干扰信号不容易进入PLC。 (3) 单片机不如PLC可靠 使用单片机进行工业控制，突出的问题就是抗干扰性能较差。 而PLC是专门用于工程现场环境中的自动控制，在设计和制造过程 中采取了抗干扰性措施，稳定性和可靠性较高。 通过上面的比较，针对组合机床的电气控制系统，虽然PLC的价格 高一些，但良好的稳定性和高度的可靠性可确保机床在加工零件时的精 度，所以决定采用PLC控制系统来实现。
泵启动
YV1快进 （YV1）
X4
左动力头快进
Y4
限位
YV2快退 （YV2）
X5
左动力头工进
Y5
限位
左冷却泵 （KM11）
X6
左动力头原位
Y6
M2主轴正转
（KM2）
限位
X7
左动力头快
进按钮
X10
左动力头快
退按钮
Y7
M2主轴反转
（KM10）
Y10
M4工进正转
（KM4）
X11
右动力头正转
启动按钮
Y11
M6快进（KM6）
电气控制与PLC 课程设计说明书
题 目： 某组合机床的电气控制系统设计
专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师：
成绩：
指导老师签名： 日期：
1 系统概述 2 2 方案论证 3 3 硬件设计 6
3.1系统的原理方框图 6 3.2 主电路 6 3.3 I/O分配 10 3.3 I/O接线图 11 3.4 元器件选型 11 4 软件设计 13 4.1主流程 13 4.2梯形图 15 5 系统调试 16 设计心得 18 参考文献 19 附电气控制原理图 20