M7120型平面磨床电控系统分析与改造
M7120平面磨床的PLC改造
目录目录 (3)摘要 (2)前言 (4)第一章M7120平面磨床简介 (7)1.1M7120平面磨床控制原理图 (6)1.2M7120平面磨床的结构及功能 (7)1.3M7120平面磨床的电气控制系统分析 (9)1.4M7120平面磨床电气控制特点与故障分析 (11)第二章 PLC介绍 (11)2.1PLC的发展 (12)2.2德国西门子（SIEMENS）PLC介绍 (14)第三章硬件设计 (14)3.1PLC的物理结构 (14)3.2PLC型号的选择 (16)3.3PLC电气控制系统I/O设备的选择 (17)3.4PLC的外部接线图 (19)第四章软件设计 (20)4.1功能介绍 (20)4.2PLC控制程序分析 (23)4.3程序梯形图 (25)4.4程序语句表..............................................错误！未定义书签。
4.5程序调试及遇到的问题分析................................错误！未定义书签。
致谢 (39)参考文献 (27)摘要本次设计的内容主要是利用PLC（Programmable Logic Controller）对M7120平面磨床的控制部分进行改造。
我先对本次的设计进行了总体的思考和分析，使自己对M7120平面磨床的基本结构、运动情况、加工工艺要求等有一定的了解。
M7120平面磨床主要有车身、主轴变速箱、尾座进给箱、丝杠、光杠、刀架和溜板箱等组成。
对M7120平面磨床电气控制部分进行分析得出它需要完成开门断电功能、主轴电动机的正反转控制功能、刀架的快速移动功能、冷却泵电动机的控制。
然后根据电气控制电路的线路图，编译PLC的梯形图，编译通过后，利用PLC实验台进行实验仿真。
由于PLC极高的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握，便捷的操作，丰富的内置集成功能，实时特性。
因此使M7120平面磨床在完成原有的功能特点外，还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。
M7120磨床电气控制系统的PLC改造
M7120磨床电气控制系统的PLC改造摘要：本次设计的内容主要是利用PLC对M7120磨床的电气控制部分进行改造。
先对本次的设计进行了总体的思考和分析，然后根据电气控制电路的原理图，编译PLC的梯形图。
关键词：M7120磨床，电气控制，PLC改造一、M7120磨床的改造原因目前采用继电器控制的M7120磨床设备仍在企业中广泛使用，由于这些设备使用多年后故障率高、维修量大、可靠性差；其精度、效率、自动化程度都已不能满足当前生产需要等原因，严重影响了正常的生产,但由于种种原因又不能马上淘汰.随着PLC技术的发展，使用PLC相对于使用继电器线路拥有无法比拟的优势，PLC具有通用性、适应性强，完善的故障自诊断能力且维修方便，可靠性高及柔性强，且小型PLC的价格也比较便宜等优点，非常适合于旧机床的改造。
因此，现考虑将其电气部分改为可编程控制，形成PLC控制普通车床的控制系统。
通过改进，既可以提高系统的可靠性，又可以通过编程，灵活改变其控制程序。
综上所述，可见用PLC改造M7120磨床电气控制系统，是非常现实的技术改造方案。
二、M7120磨床电气系统的PLC改造（一）M7120磨床控制系统改造方案的确定(1)、原车床的工艺加工方法不变；(2)、在保留主电路的原有元件的基础上，不改变原控制系统电气操作方法；(3)、电气控制系统控制元件包括(按钮、行程开关、热继电器、接触器)，作用与原电气线路相同；(4)、主轴和进给起动、制动、低速、高速和变速冲动的操作方法不变；(5)、改造原继电器控制中的硬件接线，改为PLC编程实现。
（二）PLC型号的选择日本三菱公司生产的可编程序控制器在我国的应用相当广泛，在工控、冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用，兼容性强。
在众多的PLC生产厂家中，三菱公司的PLC系列产品以其较高的性价比成为众多客户的首选。
因此我们选择三菱公司的PLC作为本次改造设计的可编程序控制器根据控制电路能得到I/O点数，包括16输入点，分别是12个钮、3个热继电器、1个电压继电器；还有由7个接触器组成的7个输出点。
M7120平面磨床控制电路分析.
M7120平面磨床控制电路分析当电源正常时，合上电源开关 SC1,欠电压继电器 KV线圈得电，KV 的动合触点闭合，可进行操作。
（1）液压泵电动机M1控制 (其控制电路位于7区）起动过程为：按下SB3 ，SB3动作,KM1线圈(得电吸合),KM1主触头闭合，KM1常开触头闭合自锁，M1 起动运转停止过程为：按下SB2,SB2动作,KM1线圈( 失电释放 ),KM1主触头断开，KM1常开触头复位断开， M1 停转。
（2）砂轮电动机M2的控制（其控制电路位于 9 区）起动过程为：按下SB5 ，SB5动作,KM2线圈（得电吸合）,KM2主触头闭合，KM2常开触头闭合，M2 起动；停止过程为：按下SB4,SB4动作，KM2线圈( 失电释放 )，KM2主触头断开,KM2常开触头复位断开M2 停转。
（3）冷却泵电动机M3的控制冷却泵电动机由于通过插座 XS1 与接触器 KM2 主触点相联，因此 M3 是与砂轮电动机 M2 联动控制，按下SB5时M3与M2同时起动，按下SB4时同时停止。
FR2 与FR3的常闭触点串联在 KM2线圈回路中，M2、M3中任一台过载时,相应的热继电器动作,都将使 KM2 线圈失电,M2、M3 同时停止。
（4）砂轮升降电动机M4的控制其控制电路位于 11 区， 12 区，采用点动控制。
砂轮上升控制过程为：按下 SB6 ， SB6动作，KM3线圈（得电吸合）KM3主触头闭合，M4 起动正转运转，砂轮上升。
当砂轮上升到预定位置时，松开 SB6 ,SB6复位断开,KM3线圈（失电释放）,KM3主触头断开，M4 停转，砂轮停止上升。
砂轮下降控制过程为：按下 SB7,SB7动作，KM4线圈（得电吸合）KM4主触头闭合，M4 起动反转运转,砂轮下降。
当砂轮下降到预定位置时，松开 SB7，SB7复位断开，KM4线圈（失电释放），KM4主触头断开，M4停转，砂轮停止下降。
2。
用PLC改造M7120型平面磨床电气控制系统
柳州职业技术学院毕业设计（论文）题目：用PLC改造M7120型平面磨床的电气控制系统姓名***学号专业机电一体化技术年级指导教师完成时间柳州职业技术学院毕业设计（论文）任务书任务书的内容：磨床是用砂轮的周边或端面对工件进行磨削加工的精加工机床。
M7120型平面磨床是用砂轮来磨削工件的平面，它的磨削精度和粗糙度都比较高，是应用较普遍的一种机床。
M7120平面磨床外形图如图1所示。
1-液压换向开关；2-电磁吸盘；3-砂轮；4-砂轮箱；5-砂轮纵向进给手柄；6-立柱导轨；7-砂轮启动按钮；8-工作台；9-停止按钮；10-电磁吸盘按钮；11-液压泵电动机启停按钮；12-砂轮垂直进给手轮；13-工作台移动手轮图1 M7120平面磨床外形图1、运动形式⏹主运动：砂轮的旋转运动。
⏹纵向进给：工作台左右往返运动。
⏹横向进给：砂轮在床身导轨上的前后运动。
⏹垂直进给：砂轮箱在立柱导轨上的上下运动。
工作台每完成一次纵向进给，砂轮自动作一次横向进给。
当加工完整个平面后，手动砂轮箱作垂直进给。
2、控制要求⏹只有当电磁吸盘的吸力足够大时，才能启动液压泵电动机和砂轮电动机，以防吸力过小吸不住工件，砂轮使工件高速飞出的事故电磁吸盘需有欠压保护。
⏹砂轮电动机、液压泵电动机和冷却泵电动机只需单向旋转，因容量不大，采用全压启动。
⏹砂轮箱电动机要求能正反转，也采用全压启动。
⏹砂轮电动机和冷却泵电动机应同时启动，保证砂轮磨削时能及时供给冷却液。
⏹电磁吸盘有去磁的控制环节。
⏹砂轮旋转、砂轮箱升降和冷却泵都不需要调速。
⏹工作台纵向进给时，砂轮对工件进行磨削，工作台反向返回时，砂轮箱由液压装置自动实现周期性的横向进给一次，使工件整个加工面连续得到加工。
横向进给也可用横向进给手轮操纵。
当整个加工面加工完毕后，操纵砂轮垂直进给手轮，使砂轮垂直进给。
再次进行加工，完成磨削量。
设计要求：选用西门子7S-200系列的PLC对M7120型平面磨床的电气控制系统进行改造设计。
磨床的电气控制(M7120)
执行机构
根据控制系统发出的指令，驱动磨床各部分 制
安全保护
通过电机控制系统，实现磨床主轴、工作 台等的精确运动，确保加工精度。
通过传感器系统实时监测磨床工作状态， 当出现异常时，控制系统自动采取措施， 如停机、报警等，确保设备和人员安全。
故障诊断与排除
工作效率优化
磨床的电气控制(M7120)
目录
• 磨床概述 • M7120磨床介绍 • M7120磨床的电气控制系统 • M7120磨床的电气控制电路分析 • M7120磨床的电气控制系统的维
护与保养
01
磨床概述
磨床的定义与分类
总结词
磨床是一种利用磨料和磨具对工件进行磨削加工的机床，根据加工方式和应用领域不同，可分为多种类型。
详细描述
磨床是一种广泛应用于机械制造领域的机床，其主要利用磨料和磨具对工件进行磨削加工，以达到精确的尺寸和 表面粗糙度要求。根据不同的加工方式和应用领域，磨床可分为平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、无心磨床、工 具磨床等类型。
磨床的应用领域
总结词
磨床广泛应用于汽车、航空、能源、模具、刀具等领 域，是精密加工和高效加工的关键设备之一。
详细描述
磨床作为一种高精度和高效率的加工设备，被广泛应用 于汽车、航空、能源、模具、刀具等领域。在汽车工业 中，磨床主要用于发动机零件、变速器零件、刹车系统 零件等的加工；在航空工业中，由于对材料和加工精度 要求极高，磨床成为不可或缺的加工设备；在能源领域 ，核电、风电等大型零部件的加工也离不开磨床；在模 具和刀具领域，磨床更是关键的加工设备，用于提高工 件的精度和寿命。
一步向智能化、高效化方向发展，实现更加高效、精准的加工。
02
M7120磨床介绍
M7120型平面磨床
电磁吸盘控制电路
• ① SB7电磁吸盘停止充 磁 • ② SB8电磁吸盘起动充 磁 • ③ SB9电磁吸盘去磁 XS1插头
(3) 电磁吸盘保护环节
欠电压保护低于110V， ① 欠电压保护低于 ， KV不吸，KM1不吸,电动 不吸， 不吸, 不吸 不吸 机不起动 ② 电磁吸盘线圈的过电 压保护 ③ 电磁吸盘的短路保护
3.2.2 M7120型平面磨床的电气控制
主电路分析 电磁吸盘控制电路分析 电动机控制电路分析
1.主电路分析 主电路分析
液压泵电动机M1 砂轮电动机M2 冷却泵电动机M3 砂轮箱升降电动机M4
2. 电磁吸盘控制电路分析 (1) 电磁吸盘构造及原理
线圈通电产生 的强磁场把工 件牢牢吸在工 作台上. 作台上
1—钢制吸盘体 钢制吸盘体 2—线圈 线圈 3—钢制盖板 钢制盖板 4—隔磁层 隔磁层 5—工件 工件
电磁吸盘工作原理
110V直流电源 直流电源
YH控制电路 (2) YH控制电路
• 由整流装置、控制装置 及保护装置等组成。
电磁吸盘整流电路
• 整流部分由整流变压器 T和桥式整流器VC组成， 输出110V直流电压。
工作情况
• ① 主运动：砂轮的旋转运动，线速度为 30~50m/s。 • ② 进给运动：工作台在床身导轨上的直线往 复运动；磨头（砂轮箱）在滑座立柱上做横 向和垂直直线运动；采用液压驱动，可平滑 调速。 • ③ 拖动方式：主轴电动机拖动砂轮旋转，液 压泵电动机拖动工作台进给，冷却泵电动机 拖动冷却泵。
3. 电动机控制电路分析
液压泵电动机M1 砂轮电动机M2 冷却泵电动机M3 砂轮箱升降电动机M4 M4
3.2 M7120型平面磨床电气控制
• 3.2.1 M7120型平面磨床的电气控 制
M7120磨床的PLC改造设计
目录第一章绪论 (1)1.1课题简介 (1)1.2设计要求 (1)1.3改造方案 (2)第二章 M7120平面磨床简介 (3)2.1M7120磨床的主要结构 (3)2.2 M7120型平面磨床的工作特点 (3)2.3 M7120型平面磨床的电气控制 (4)第三章 M7120磨床的PLC改造 (7)3.1 PLC型号的选择 (7)3.2 I/O设备的选择 (7)3.3 PLC改造的硬件设计 (8)3.4 PLC改造的软件设计 (10)第四章运行调试 (12)第五章小结 (13)附录 (14)1.M7120磨床主电路图 (14)2.M7120磨床电气控制图 (15)3.PLC外部接线图 (16)4.元器件清单 (17)5.完整梯形图 (18)6.参考书 (19)第一章绪论1.1课题简介随着工业技术的不断完善，各种新型技术在工业生产中广泛应用，使劳动人员从劳动条件差、任务繁重、单一、重复、高温、危险等工作中得以解脱，并且提高工作效率。
传统的镗床控制系统采用继电接触器控制系统,不但接触触点多而且接线复杂,而且经常出现故障,可靠性较差，因此许多工厂应用PLC可编程控制器对现有的机械加工设备的电气控制系统进行改造。
本设计利用三菱公司FX系列PLC对T68型卧式镗床的改造, 其改造过程包括可编程控制器的机型选择、输入输出地址分配、输入输出端接线图及可编程控制器梯形图程序设计，分析了用可编程序控制器控制镗床的工作过程。
运用其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程序可变、体积小、质量轻、功能强和价格低廉等特点，将机械加工设备的功能、效率、柔性提高到一个新的水平,改善产品的加工质量,降低设备故障率,提高生产效率,其经济效率显著。
1.2设计要求1.对M7120平面磨床原电气控制系统进行了解，能分析出M7120平面磨床的工作原理。
2.对PLC改造系统进行硬件设计，具体包括PLC的选型和外部接线设计。
3.对PLC改造系统进行软件设计，根据原继电接触器控制图和PLC外部接线图编写出程序梯形图。
M7120型平面磨床电气控制
第二章 典型机床电气控制线路 二、M7120型磨床电路工作原理
6 M712精0型选平课面件磨机床床电电气气控控制制线》路
第二章 典型机床电气控制线路
M7120型平面磨床电气元件明细表
7 精选课件机床电气控制》
第二章 典型机床电气控制线路
8 精选课件机床电气控制》
第二章 典型机床电气控制线路
的精密机床，它不仅能加
工普通的金属材料，而且
能加工淬火钢或硬质合金
等高硬度材料，使用范围
十分广泛。
M7120型平面磨床外形图
2 精选课件机床电气控制》
第二章 典型机床电气控制线路
知识探究
一、M7120型平面磨床的运动形式和电气控制要求 二、M7120型平面磨床电路工作原理
3 精选课件机床电气控制》
按下停止按钮SB4，KM2线圈失 电，M2停转。
14 精选课件机床电气控制》
第二章 典型机床电气控制线路
（2）砂轮电动机M2及冷却泵电动 机M3的控制 在插上插头X1后，冷却泵电动
机M3与砂轮电动机M2同时启动、 停止。 如果不需要冷却液，拔下插头 X1即可。
15 精选课件机床电气控制》
第二章 典型机床电气控制线路
第二章 典型机床电气控制线路
一、M7120型平面磨床的运动形式和电气控制要求
1．M7120型平面磨床运动形式
磨床的主运动：砂轮的旋转运动。 磨床的辅助运动：工作台的左右往返运动和砂轮架的前后 上下进给运动。 工作台的往返运动采用液压传动，能保证加工精度。 砂轮升降电动机使砂轮在立柱导轨上作垂直运动，用以调 整砂轮与工件的相对位置。
10 精选课件机床电气控制》
第二章 典型机床电气控制线路
毕业设计(论文)-基于PLC的M7120平面磨床电气控制系统改造(1)---副本
南通航运职业技术学院毕业设计（论文）班级专业题目基于PLC的M7120平面磨床电气控制系统改造学生姓名指导教师年月日摘要M7120平面磨床年代久远，其工作已远远达不到现代生产的要求。
本设计的内容主要是利用PLC（Programmable Logic Controller）对M7120平面磨床的电气控制系统进行改造。
本设计简述了由继电器控制的M7120平面磨床的工作原理及用PLC进行改造设计的方法和设计步骤，并给出PLC编程程序梯形图。
改造后的M7120平面磨床工作安全可靠，系统运行情况良好，磨削精度更高；利用PLC控制M7120平面磨床的运行，实现了M7120平面磨床启动、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，可根据运行要求灵活切换M7120平面磨床的控制方式；提供过载，轻载，断相和电压不平衡保护；现场显示运行状态，实现智能化监控。
并因所吸工件的不同灵活调节电磁吸盘的电流，并且显示数值大小。
从而实现了M7120平面磨床运行的自动化。
通过PLC控制使原M7120平面磨床控制大大的简单化,并且维修方便,易于检查。
节省大量的继电器元件,使M7120平面磨床的工作效率更高。
该项技术还可推广应用于其他辅机设备或其他领域的自动化控制改造中。
关键词：M7120磨床；可编程逻辑控制器(PLC)；电气改造目录目录摘要 (2)1 绪论 (4)1.1设计的目的 (4)1.2设计的要求 (4)1.3 设计的研究方法 (4)2 PLC概述 (6)2.1 PLC的定义及分类 (6)2.2 PLC的特点及应用 (6)2.3 PLC的基本结构 (7)2.4 PLC工作原理 (9)3 M7120平面磨床概述 (10)3.1 M7120型平面磨床的简介 (10)3.2 M7120型平面磨床的工作特点 (10)3.3 M7120平面磨床的电气控制系统分析 (11)3.3.1 M7120型平面磨床电器配置 (11)3.3.2 M7120型平面磨床控制电路原理图 (12)3.3.3 M7120型平面磨床控制电路的分析 (12)2.3.4 M7120型平面磨床电气控制特点 (13)4 硬件的设计 (14)4.1 硬件选型 (14)4.1.1 PLC的选型 (14)4.1.2 I/O设备的选择 (14)4.2 PLC的I/O分配 (16)4.3 设计外部接线图 (17)5 软件的设计 (18)5.1软件功能介绍 (18)5.2 程序梯形图 (20)5.3 PLC控制程序调试 (21)6 结论 (22)7 致谢 (23)参考文献 (24)基于PLC的M7120平面磨床电气控制系统改造1 绪论1.1设计的目的在制造工业和过程工业中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，以及大量离散量的数据采集。
M7120型平面磨床电控系统分析与改造
目录摘要 ..................................................... 错误!未定义书签。
关键词 ................................................... 错误!未定义书签。
Abstract ................................................. 错误!未定义书签。
Key words ................................................ 错误!未定义书签。
1 引言 ................................................... 错误!未定义书签。
1.1 国内外平面磨床的发展现状及趋势 ...................... 错误!未定义书签。
1.2 目前PLC控制系统的应用现状 .......................... 错误!未定义书签。
1.3 M7120型平面磨床中PLC应用的发展趋势................. 错误!未定义书签。
2 M7120型平面磨床的型号含义与基本概述................... 错误!未定义书签。
2.1机床的型号含义........................................ 错误!未定义书签。
2.2.基本概述 ............................................. 错误!未定义书签。
3 M7120型平面磨床的主要结构及功能........................ 错误!未定义书签。
3.1 M7120型平面磨床的结构示意............................ 错误!未定义书签。
3.2 M7120型平面磨床的主要结构及作用...................... 错误!未定义书签。
第四章 M7120平面磨床电路
第四章 M7120平面磨床电路智能实训单元一、电路分析M7120型平面磨床的电气控制线路可分为主电路、控制电路、电磁工作台控制电路及照明与指示灯电路四部分。
1.主电路分析主电路中共有四台电动机，其中M1是液压泵电动机实现工作台的往复运动；M2是砂轮电动机，带动砂轮转动来完成磨削加工工件；M3是冷却泵电动机；它们只要求单向旋转，分别用接触器KM1、KM2、控制。
冷却泵电机M3只是在砂轮电机M2运转后才能运转。
M4是砂轮升降电动机，用于磨削过程中调整砂轮和工件之间的位置。
M1、M2、M3是长期工作的，所以都装有过载保护。
M4是短期工作的，不设过载保护。
四台电动机共用一组熔断器FU1作短路保护。
2.控制电路分析（1）液压泵电动机M1的控制合上总开关QS1后，整流变压器一个副边输出130伏交流电压，经桥式整流器VC整流后得到直流电压，使电压继电器KA获电动作，其常开触头（7区）闭合，为启动电机做好准备。
如果KA不能可靠动作，各电机均无法运行。
因为平面磨床的工件靠直流电磁吸盘的吸力将工件吸牢在工作台上，只有具备可靠的直流电压后，才允许启动砂轮和液压系统，以保证安全。
当KA吸合后，按下启动按钮SB3，接触器KM1通电吸合并自锁，工作台电机M1启动运转，HL2灯亮。
若按下停止按钮SB2,接触器KM1线圈断电释放，电动机M1断电停转。
（2）砂轮电动机M2及冷却泵电机M3的控制按下启动按钮SB5，接触器KM2线圈获电动作，砂轮电动机M2启动运转。
由于冷却泵电动机M3与M2联动控制，所以M3与M2同时启动运转。
按下停止按钮SB4时，接触器KM3线圈断电释放，M2与M3同时断电停转。
两台电动机的热断电器FR2和FR3的常闭触头都串联在KM2中，只要有一台电动机过载，就使KM2失电。
因冷却液循环使用，经常混有污垢杂质，很容易引起电动机M3过载，故用热继电器FR3进行过载保护。
（3）砂轮升降电动机M4的控制砂轮升降电动机只有在调整工件和砂轮之间位置时使用，所以用点动控制。
M7120平面磨床的PLC改造
目录目录 (1)摘要 (2)前言 (4)第一章M7120平面磨床简介 (7)1.1M7120平面磨床控制原理图................................. 错误!未定义书签。
1.2M7120平面磨床的结构及功能 (8)1.3M7120平面磨床的电气控制系统分析 (10)1.4M7120平面磨床电气控制特点与故障分析 (12)第二章 PLC介绍 (12)2.1PLC的发展 (13)2.2德国西门子（SIEMENS）PLC介绍 (15)第三章硬件设计 (15)3.1PLC的物理结构 (15)3.2PLC型号的选择 (17)3.3PLC电气控制系统I/O设备的选择 (18)3.4PLC的外部接线图 (20)第四章软件设计 (21)4.1功能介绍 (21)4.2PLC控制程序分析 (24)4.3程序梯形图 (26)4.4程序语句表.............................................. 错误!未定义书签。
4.5程序调试及遇到的问题分析................................ 错误!未定义书签。
致谢. (39)参考文献 (28)摘要本次设计的内容主要是利用PLC（Programmable Logic Controller）对M7120平面磨床的控制部分进行改造。
我先对本次的设计进行了总体的思考和分析，使自己对M7120平面磨床的基本结构、运动情况、加工工艺要求等有一定的了解。
M7120平面磨床主要有车身、主轴变速箱、尾座进给箱、丝杠、光杠、刀架和溜板箱等组成。
对M7120平面磨床电气控制部分进行分析得出它需要完成开门断电功能、主轴电动机的正反转控制功能、刀架的快速移动功能、冷却泵电动机的控制。
然后根据电气控制电路的线路图，编译PLC的梯形图，编译通过后，利用PLC实验台进行实验仿真。
由于PLC极高的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握，便捷的操作，丰富的内置集成功能，实时特性。
M7120型平面磨床电气控制
4、成果展示
4、成果展示
致谢
通过几天的实际操作，我们更加巩固了课堂上所学到的 知识，同时明白了实验和操作的必要性。学到了书本上没有 的知识，强化了我们实际操作的能力。并且小组内分工明确， 锻炼了相互合作的精神。三人相互取长补短，很好的完成本 次课程设计。 最后，感谢李老师在本次课程设计当中的细心指导，感谢其 他组对我们的帮助和支持，也感谢我们三个人彼此互帮互助 顺利完成了此次课程设计。
（1）、液压泵电动机M1的控制
按下SB0，中间继 电器KA常开触点闭 合，控制电路得电， 控制指示灯HL1点 亮 接触器KM1线圈得 电 按下SB3 或SB5
常开触点闭合自锁， 常闭触点断开 主触点闭合
液压泵电动机M1 连续运转，M1运 转指示灯HL2点亮
按下停止按钮SB1 或SB2液压泵电动 机M1停止运转
2、M7120型平面磨床控制要求
（1）液压泵电动机M1单向旋转，可实现反接制动、两地控制； （2）M2 、M3均单向旋转，M3只有在M2启动后才能运转； （3）M4可实现双向旋转，且M4只能通过点动控制；
（4）M1、M2、M3均有过载保护功能；整个电路具有短路保护功能；
（5）机床具有照明灯，电压为36V，由变压器TC供电； （6）机床控制电路及指示灯电路，电压均为380V。其中HL1为控制指示灯， HL2为M1运转指示灯，HL3为M2及M3运转指示灯，HL4为M4运转指示灯；
器件符号 SB0 SB SB3 SB5 SB1 SB2 SB7 SB6 SB8 输入 功能 供电 总停止 M1 a地启 动 M1 b地启 动 M1 a地停 止 M1 b地停 止 M2、M3停 止 M2启动 M3启动 输入点 00001 00000 00004 00006 00002 00003 00008 00007 00009 器件符号 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 输出 功能 M1启动 M1反接制 动 M2启动 M3启动 M4点动正 转 M4点动反 转 输入点 01000 01001 01002 01003 01004 01005 01007 01008 01009
M7120型平面磨床电气控制线路分析4概要
学
校：承德技师学院
授课人：李凤梅 时 间：2013.12
电磁吸盘控制
整流电路
控制装置
保护装置
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电磁吸盘由整流装置、控制装置及保护装置三部分组成。
充磁过程:按下启动按钮SB8，接触器KM5线圈获电 吸合并自锁，KM5主触头闭合，电磁吸盘YH线圈得 电，工作台充磁吸住工件。
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电磁吸盘的控制装置
磨削加工完毕，在取下加工好的工件时，先按SB9，切 断电磁吸盘YH的直流电源，由于吸盘和工件都有剩磁， 所以需对吸盘和工件去磁。 去磁过程：按下点动按钮SB10，接触器KM6线圈获电吸 合，KM6主触头闭合，电磁吸盘YH线圈通入反向直流电，返回 使工作台和工件去磁
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M7120平面磨床电气控制原理分析、接线、故障分析
M7120平面磨床电气控制原理分析、接线、故障分析作者：黄南雄来源：《科教导刊》2013年第07期摘要本文阐述了M7120平面磨床电气控制原理分析、接线、故障分析，采用多种教具，运用现代化的教学辅助手段，尽量运用直观教学；采用一体化的教学模式，；教学中教师做好引导，调动学生积极参与，发挥学生的主体作用。
关键词磨床顺序控制 M7120中图分类号：TM921.5 文献标识码：A1 M7120平面磨床的拖动要求与控制特点（1）主运动的控制：砂轮的旋转运动由M1电动机带动，M1电机只需单向运行，由一台单向运行的润滑泵电机为主轴电机提供所需的润滑油，润滑泵电机启动工作后主轴电机才能起动。
（2）进给电机的控制：进给运动采用了液压传动，由液压电动机M3拖动液压泵经液压传动装置实现工作台的进给运动，M3电机只需单向运行。
（3）辅助运动的控制：由一台快速移动电动机M5拖动砂轮箱沿立柱导轨作快速升降运动，电机需要正反转。
砂轮旋转时不允许砂轮箱快速下降，快速上升有限位开关作终端位置的保护。
（4）冷却泵的控制：在加工中，为防止砂轮和工件的温度过高，有一台单方向旋转的冷却泵电动机M2，提供冷却液。
（5）其他：有必要的保护环节、联锁环节、照明电路。
2 M7120平面磨床电气控制线路的分析2.1 主电路分析： M7120平面磨床原理图（见图1）主电路中共有4台电动机，M1是砂轮电动机，带动砂轮转动来完成磨削加工工件，M1由接触器KM1控制，FR1实现过载保护，M2是冷却泵电动机，冷却泵电机M2只有在砂轮电机M1运转后才能运转。
M3是液压泵电动机，实现工作台的往复运动，M5是快速升降电动机，由KA1、KA2控制其正反转。
2.2 控制电路分析合上电源开关QS，转换开关有“调试”和“工作”两个位置，将SA1扳在“工作”位置时，SA1（5、6）触点断开， SA1（2、19）闭合。
扳在调试位置时， SA1（5、6）触点闭合，SA1（2、19）断开，图中给出的是“工作”状态。
M7120型平面磨床地电气控制电路及工作原理
M7120型平面磨床的电气控制电路及工作原理磨床是用磨具和磨料（如砂轮、砂带、油石、研磨剂等）对工件的表面进行磨削加工的一种机床，它可以加工各种表面，如平面、内外圆柱面、圆锥面和螺旋面等。
通过磨削加工，使工件的形状及表面的精度、光洁度达到预期的要求；同时，它还可以进行切断加工。
根据用途和采用的工艺方法不同，磨床可以分为平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、工具磨床和各种专用磨床（如螺纹磨床、齿轮磨床、球面磨床、导轨磨床等），其中以平面磨床使用最多。
平面磨床又分为卧轴和立轴、矩台和圆台四种类型，下面以M7130型卧轴矩台平面磨床为例介绍磨床的电气控制电路。
M7130型平面磨床型号的含义为一、平面磨床的主要结构和运动形式M7120型卧轴矩形工作台平面磨床的主要结构包括床身、立柱、滑座、砂轮箱、工作台和电磁吸盘，如图7—4所示。
磨床的工作台表面有T型槽，可以用螺钉和压板将工件直接固定在工作台上，也可以在工作台上装上电磁吸盘，用来吸持铁磁性的工件。
平面磨床进行磨削加工的示意图如图7—5所示，砂轮与砂轮电动机均装在砂轮箱内，砂轮直接由砂轮电动机带动旋转；砂轮箱装在滑座上，而滑座装在立柱上。
图7－4 M7130卧轴矩台平面磨床结构示意图磨床的主运动是砂轮的旋转运动，而进给运动则分为以下三种运动。
（1）工作台（带动电磁吸盘和工件）作纵向往复运动；（2）砂轮箱沿滑座上的燕尾槽作横向进给运动；（3）砂轮箱和滑座一起沿立柱上的导轨作垂直进给运动。
图7－5 磨床的主运动和进给运动示意图二、平面磨床的电力拖动形式和控制要求M7120型卧轴矩台平面磨床采用多台电动机拖动，其电力拖动和电气控制、保护的要求是：（1）砂轮由一台笼型异步电动机拖动，因为砂轮的转速一般不需要调节，所以对砂轮电动机没有电气调速的要求，也不需要反转，可直接起动。
（2）平面磨床的纵向和横向进给运动一般采用液压传动，所以需要由一台液压泵电动机驱动液压泵，对液压泵电动机也没有电气调速、反转和降压起动的要求。
M7120平面磨床的电气控制及维修
岳阳职业技术学院优质核心课程《电气控制》电子教案机电工程学院优质核心课程建设小组岳阳职业技术学院教案首页教学过程设计【步骤一】带领学生参观实习工厂的M7120平面磨床，并在实习老师的指导下以小组为单位对磨床进行简单的操作，了解M7120平面磨床的结构和主要运动形式（时间：90分钟）【步骤二】M7120平面磨床的结构和主要运行形式（时间：30分钟）教师以前面操作过程为基础，通过图片展示讲解M7120平面磨床的结构和主要运动形式。
提问：M7120平面磨床由几台电动机驱动？学生思考并回答问题一、平面磨床的主要结构和运动形式磨床的主运动是砂轮的旋转运动，而进给运动则分为以下三种运动。
（1）工作台（带动电磁吸盘和工件）作纵向往复运动；（2）砂轮箱沿滑座上的燕尾槽作横向进给运动；（3）砂轮箱和滑座一起沿立柱上的导轨作垂直进给运动。
二、平面磨床的电力拖动形式和控制要求（1）砂轮由一台笼型异步电动机拖动，因为砂轮的转速一般不需要调节，所以对砂轮电动机没有电气调速的要求，也不需要反转，可直接起动。
（2）平面磨床的纵向和横向进给运动一般采用液压传动，所以需要由一台液压泵电动机驱动液压泵，对液压泵电动机也没有电气调速、反转和降压起动的要求。
（3）同车床一样，也需要一台冷却泵电动机提供冷却液，冷却泵电动机与砂轮电动机也具有联锁关系，即要求砂轮电动机起动后才能开动冷却泵电动机。
（4）平面磨床往往采用电磁吸盘来吸持工件。
电磁吸盘要有退磁电路，同时，为防止在磨削加工时因电磁吸盘吸力不足而造成工件飞出，还要求有弱磁保护环节。
（5）具有各种常规的电气保护环节（如短路保护和电动机的过载保护）；具有安全的局部照明装置。
【步骤三】M7120型平面磨床电气控制电路分析（时间：90分钟）教师通过图片展示讲解M7120平面磨床的电气控制线路的原理提问：1、砂轮升降电动机是如何实现正反转控制的？2、冷却泵电动机和砂轮电动机的工作有何关系【步骤四】 M7120型平面磨床常见电气故障的诊断与检修（时间：60分钟）教师通过图片展示讲解M7120型平面磨床常见电气故障的诊断与检修学生：根据电气控制线路的原理分析各种常见故障产生的原因。
课题一 平面磨床的PLC控制系统改造
3、恰当的安排程序步,以减少程序步数：①串联 多的电路应尽量放在上面。②并联多的支路应靠 近左母线.③避免使用同一编号的线圈.
4、不影响控制功能的前提下，尽量减少I/O点数， 因为PLC的I/O点是影响PLC价格的主要因素。 5、设置中间元件M，为了简化电路，适当的使 用中间继电器M，可以避免交织在一起的电路。
PLC的外部接线图：
三、程序的设计
1、要遵循PLC的语法规则：程序应按照自上 而下,自左至右的顺序编程.编程时每个元件都 要有标号，表示其地址.
2、线圈和触点的位置要排布正确，以节省 PLC内存空间：①线圈不能直接和左母线相连。 ②触点不能放在线圈的右侧。③两个线圈不能 串联.④垂直方向的线上不能有触点。
砂轮升降电动机控制要求： 1、点动运行。 2、砂轮升降需要互锁。
来自工件加工过程中充磁，吸紧工 件。加工完毕按下SB9，充磁 结束，还有剩磁，为了更容易 的取下工件，按下SB10反向 充磁，消除剩磁。 充磁过程：按下SB8,KM5得 电自锁。 充磁完毕：按下SB9。 反向充磁：按下SB10，KM6 为点动控制。
电磁吸盘电路：此电路， 仍由左图完成，无需进 行PLC的改造。
二、PLC的I/O分配和外部接线
输入信号
名称 电压继电器 总停止按钮 液压泵电动机停止 液压泵电动机启动 砂轮电动机停止 砂轮电动机启动 砂轮电动机上升 砂轮电动机下降 代号 地址 KV I0.0 电磁充磁按钮 电磁充磁停止按钮 电磁吸盘退磁按钮 液压泵M1热继电器 砂轮电动机热继电 器 冷却泵热继电器 SB8 SB9 I1.0 I1.1
继电器控制改造为PLC系统的基本方法：
1、分析工艺过程。 2、确立I/O分配表。 3、设计外部接线图。 4、设计程序 1）根据原系统的逻辑关系改造，但要遵循PLC编程规 则。 2）避免交织在一起的电路，独立功能用独立网络编程。 3）注意设计中有必要的保护环节。 5、调试程序，进行进一步的改进。
PLC磨床改造设计
M7120型平面磨床电控系统分析与改造1 引言在注重改变零部件外部几何形态和机械性能的制造工业和通过各种变化将原材料转化成产品为目的的过程工业中，通过大量的开关量顺序控制，按外部逻辑条件进展顺序动作，并按照逻辑关系控制连锁保护动作，及大量离散量生产数据的采集。
传统意义上，生产厂家都是通过气动和电气控制来实现这些顺序控制及数据采集功能的。
随着产品机型的更新换代，车间生产线对应的加工对象也随之发生改变，这就需要改变控制程序，使生产线的机械制造设备按照新的工艺要求进展加工，而传统的继电接触器控制系统是固定接线式控制器，很难适应随时更新生产工艺要求。
较大型自动生产线的控制系统使用了过多的继电器，这种触点式电器工作频率较低，在频繁动作的生产情况下寿命较短，从而容易引发系统故障，大大降低生产运行的可靠性。
现代生产工艺中，PLC的出现解决了这一问题。
PLC在数字运算能力、处理模拟数据量能力、人机接口能力和网络连接能力等方面较大幅度的提高了生产要求，PLC逐渐进入过程控制领域，在很多生产运行应用中取代了在过程控制领域处于主导地位的DCS 系统。
1.1国外平面磨床的开展现状及趋势第23届日本国际机床展览会是继德国汉诺威、美国芝加哥之后的一个大型国际机床展览会，此次展览会主题定义为“Mono-Zukuri in-novation〞〔制造业的创新〕。
此次展会展现出，平面磨床现今已不再局限于平面的磨削，已延拓到了外表的磨削，成形磨削方式大行其道，得到了制造商和用户的大力推崇、开发及认可，磨削精度也越来越高。
当今随着科技的高速开展高精度、超精度成形磨床应用围越来越广，其机构布置形式以高刚性、T字布置为主。
立柱全移动式布局和工作台固定式布局，突破了传统的工作台移动形式，实现了平磨布局形式的一大创新。
未来平面磨床的开展将更加注重创新的应用，主要表现在以下几个方面：1、配合数控技术的开展和普及，各平磨生产厂也积极推广数控系统的二次开发应用。
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目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (1)1 引言 (2)1.1 国内外平面磨床的发展现状及趋势 (2)1.2 目前PLC控制系统的应用现状 (3)1.3 M7120型平面磨床中PLC应用的发展趋势 (3)2 M7120型平面磨床的型号含义与基本概述 (5)2.1机床的型号含义 (5)2.2.基本概述 (5)3 M7120型平面磨床的主要结构及功能 (5)3.1 M7120型平面磨床的结构示意 (5)3.2 M7120型平面磨床的主要结构及作用 (5)4 M7120型平面磨床传统继电器—接触器控制与PLC控制的比较 (6)4.1 传统继电器—接触器控制的优缺点 (6)4.1.1 传统控制中的优点 (6)4.1.2 传统控制中的缺点 (6)4.2 PLC电气控制的特点 (6)4.3 传统的继电器—接触器控制与PLC控制的区别 (7)5 M7120型平面磨床的电气控制原理及电气原理图 (8)5.1 M7120型平面磨床的电气控制原理 (8)5.2 M7120型平面磨床电气原理图 (9)6 M7120型平面磨床的电气控制线路分析 (10)6.1 主电路分析 (10)6.2 控制电路分析 (10)6.2.1 液压泵电动机M1控制 (10)6.2.2 砂轮电动机M2的控制 (10)6.2.3 冷却泵电动机M3控制 (10)6.2.4 砂轮升降电动机控制 (10)6.3电磁吸盘控制电路分析 (11)6.4辅助电路分析 (11)7 电气控制系统的设计改造 (12)7.1 PLC简介 (12)7.1.1 PLC的硬件系统 (12)7.1.2 PLC的软件系统及软元件介绍 (13)7.2 PLC控制系统设计的一般流程 (15)7.3 PLC控制系统的设计要求 (15)7.4 PLC的选型 (16)7.5 PLC控制与分散控制系统的比较 (16)7.6 PLC控制的I/O分配表 (17)7.7 PLC控制的I/O接线图 (18)7.8 PLC控制的梯形图和语句表 (19)7.8.1 梯形图设计 (19)7.8.2 语句表设计 (20)总结： (21)参考文献： (22)致谢 (23)M7120型平面磨床电控系统分析与改造M7120型平面磨床电控系统分析与改造机械电子专业学生xxx指导教师xxx摘要：本次毕业设计的内容要求主要是分析M7120型平面磨床电气控制系统组成构建，然后利用PLC 控制对M7120型平面磨床的电气控制部分进行改造。
为了更加清楚的认识和改造M7120型平面磨床的电气控制系统以便解决传统继电器-接触器电气控制系统存在的线路复杂，故障诊断和排除困难等难题。
由于PLC极高的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握，便捷的操作，丰富的内置集成功能，实现特性，因此，使M7120平面磨床在完成原有的功能特点外，还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩张能力强等特点。
关键词：电控系统；分析与改造；平面磨床；PLC控制M7120 type planar grinder control system analysis and improvement Student majoring in Mechatronics Engineering xxxTutor xxxAbstract: the content of this graduation design is mainly required analysis of type M7120plane grinding machine electric control system construction, then the use of PLC control on M7120type planar grinder electric control part of the transformation. In order to more clearly understand and transform of type M7120plane grinding machine electrical control system in order to solve the traditional relay - contactor electrical lines exist in a complex control system, fault diagnosis and rule out the difficulty. Because PLC high reliability, extremely rich set of instructions, easy control, convenient operation, rich built-in integrated function, realize the characteristic, therefore, the M7120plane grinding machine at the completion of the original features, but also has the advantages of easy installation, good stability, easy to repair, expansion capability and characteristics.Key words: electric control system; Analysis and improvement; grinder; PLC control菏泽学院本科生毕业设计（论文）1 引言在注重改变零部件外部几何形态和机械性能的制造工业和通过各种变化将原材料转化成产品为目的的过程工业中，通过大量的开关量顺序控制，按外部逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系控制连锁保护动作，及大量离散量生产数据的采集。
传统意义上，生产厂家都是通过气动和电气控制来实现这些顺序控制及数据采集功能的。
随着产品机型的更新换代，车间生产线对应的加工对象也随之发生改变，这就需要改变控制程序，使生产线的机械制造设备按照新的工艺要求进行加工，而传统的继电接触器控制系统是固定接线式控制器，很难适应随时更新生产工艺要求。
较大型自动生产线的控制系统使用了过多的继电器，这种触点式电器工作频率较低，在频繁动作的生产情况下寿命较短，从而容易引发系统故障，大大降低生产运行的可靠性。
现代生产工艺中，PLC的出现解决了这一问题。
PLC在数字运算能力、处理模拟数据量能力、人机接口能力和网络连接能力等方面较大幅度的提高了生产要求，PLC逐渐进入过程控制领域，在很多生产运行应用中取代了在过程控制领域处于主导地位的DCS 系统。
1.1 国内外平面磨床的发展现状及趋势第23届日本国际机床展览会是继德国汉诺威、美国芝加哥之后的一个大型国际机床展览会，此次展览会主题定义为“Mono-Zukuri in-novation”（制造业的创新）。
此次展会展现出，平面磨床现今已不再局限于平面的磨削，已延拓到了表面的磨削，成形磨削方式大行其道，得到了制造商和用户的大力推崇、开发及认可，磨削精度也越来越高。
当今随着科技的高速发展高精度、超精度成形磨床应用范围越来越广，其机构布置形式以高刚性、T字布置为主。
立柱全移动式布局和工作台固定式布局，突破了传统的工作台移动形式，实现了平磨布局形式的一大创新。
未来平面磨床的发展将更加注重创新的应用，主要表现在以下几个方面：1、配合数控技术的发展和普及，各平磨生产厂也积极推广数控系统的二次开发应用。
并与数控系统开发商共同开发出具有自己特色的数控系统，符合平磨行业规范的基础上，利于打造自己的品牌，同时开发适应自身机床的工作控制程序。
2、实现超精度平磨，垂直、横向最小进给量0.1µm的超精度机床在国际上已相当普遍，日本0.01µm的超精度平磨也已投入实际使用，如长濑公司超精平磨用于成形磨削导光板，亦可以进行超精密非球面、平面、以及成形加工，精度可达0.4µm/1500mm。
在一定条件下磨削铝、铜材料时，最高磨削精度可达0.001—0.01µm（1nm—10nm）。
3、实现复合化（成套成线产品）的加工生产，两台及两台以上机床根据零件加工工艺路线及工厂布置，将几台甚至几十台机床联合，利用输送线形成某一零件或某类零件加工线（FMS），或集成磨削、测量等多种不同的工艺过程。
利用复合生产线，可以大大降低生产成本，还可以满足全球倡导的环保生产理念，同时复合生产线还可将加工过程中各机床的诸多优越性能和完善特点进行有效整合，提供用户全套的工艺解决方案。
提供成套成线产品、提供生产线专用配套产品将是磨床发展的又一大趋势。
4、实现专机产品的生产，为满足用户特殊零件的加工要求，生产特定的磨床日益为用户所接受。
5、磨床技术上加强创新，技术创新是技术进步的源泉，各著名生产厂都注重技术创新。
静压导轨、静压轴承的应用，直线电机、直线导轨的应用等都为平面磨床的发展提供了丰富的精密的功能部件，使机床的结构、精度、功能等可根据实际需求有机结合在一起，为用户提供高精度高规格的产品。
功能部件因机床的布局变化而发展，功能部件因机床的发展而齐全。
如MAEGERLE公司的MMS系列平磨，结构采用小巧的龙门式。
6、生产中注重环保、注重细节，在磨削机床的设计中更加注意环保，防止油、冷却M7120型平面磨床电控系统分析与改造液、磨屑的污染。
在细节方面应更加人性化，操作简易，省时省力并减少误操作率，降低噪音，防止冷却液飞溅等等。
1.2 目前PLC控制系统的应用现状目前我国应用的PLC控制系统中，I/O 64点以下PLC销售份额占整个PLC的销售额度的47%。
在我国应用的PLC控制系统，几乎涵盖了世界所有的PLC品牌，但从行业规范上划分，又有各自的势力范围。
一般大中型控制系统中采用欧美PLC的居多，小型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采用日本PLC的居多。
欧美PLC在网络连接和软件兼容方面具有优势，而日本PLC在灵活性和成本价位方面占优势。
目前我国的PLC供应渠道，主要有制造商、分销商、系统集成商、OEM用户、最终用户。
其中，大部分PLC是通过分销商和系统集成商到达最终用户的。
1.3 M7120型平面磨床中PLC应用的发展趋势1、控制操作界面更加友好可编程逻辑控制器（PLC）制造商纷纷通过收购或联合软件制作企业、或软件发展产业，较大的提高了其软件制作水平，多数PLC品牌拥有与之相匹配的软件开发平台和组态软件程序，软件和硬件的兼容结合，大大提高了控制系统的性能，同时，为用户软件的再次开发和常规维护降低了成本，使之更易形成人机友好的控制系统，目前，PLC、网络、IPC、CRT四位一体的控制模式被广泛应用。