PLC冲床电气控制系统设计

湖南工程学院

课程设计

课程名称电气控制与PLC

课题名称冲床电气控制系统设计

专业班级

姓名

学号

指导教师赖指南、刘星平、唐勇奇、谭梅

2012年6月15日

湖南工程学院

课程设计任务书

课程名称电气控制与PLC 课题名称冲床电气控制系统设计

专业班级

姓名

学号

指导教师赖指南、刘星平、唐勇奇、谭梅

审批黄峰、汪超、刘星平

任务书下达日期2012年6月4日

课程设计完成日期2012年6月15日

前言

目前,我国机械制造业存在大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,可以应用微电子技术改造这些已有通用设备,比如用数显、数控装置改造通用设备,提高单机自动化程度;用可编程序控制器改造通用机床、专用机床、组合机床及自动设备与半自动设备组成的生产线,这样可以把计算机功能完备、编程灵活、适应性强的优点和继电器控制简单、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来，这是一条低成本、高效益，符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。

随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到所有的控制领域。现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一需求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编程控制器就顺应而生。

随着可编程控制器技术的发展,传统机械设备的控制柜逐渐被新一代的智能化仪表所代替,对于日益复杂的控制功能,传统控制柜显得无能为力,而可编程控制器具有可编程序的特点,运行时可以根据要求,自动选择控制算法、适应性强、可编程控制器采用软件代替硬件的方法,可以简化线路,使控制设备的性能价格比不断提高,本设计的研究目的,在于探索在板材加工中,应用可编程控制技术,实现板材加工的自动控制。

可编程序控制器简称为PLC，它的应用面广、功能强大、使用方便、已经成为当代工业自动化的主要支柱之一，PLC广泛地应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中，PLC在其他领域，例如在民用和家庭自动化中的应用也得到了迅速的发展。

现代社会要求制造业对市场做出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性。可编程程序控制器

（PLC）正是顺应这一要求出现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。

冲床是一种为薄片加工，冲压，模压，压纹等强迫金属进入模具的活动部分,安装上磨具冲压钢板等物件的机床。

目录

第1章概述 (1)

1.1 冲床概况及控制要求 (1)

1.2 设计任务 (2)

第2章控制方案论证 (3)

2.1 继电器方案 (3)

2.2 单片机方案 (3)

2.3 PLC方案 (3)

2.4 结论 (3)

第3章系统硬件设计 (4)

3.1 控制线路设计 (4)

3.11 冲床运动原理图 (4)

3.12 元件选择 (4)

第4章系统软件设计 (6)

4.1 顺序功能图 (6)

4.2 公用程序设计 (7)

4.2.1 公用主程序 (7)

4.2.2 公用子程序 (8)

4.3 手动程序设计 (9)

4.4 自动程序设计 (9)

4.5 自动回原点 (12)

总结 (13)

参考文献 (14)

第1章概述

1.1 冲床概况及控制要求

冲床运动过程示意图如图1所示。初始状态时机械手在最左边，左限位开关SQ4接通，冲头在最上面，上限位开关SQ3接通；机械手松开(YV1断开)。其运动过程如下：

图1-1 冲床运动过程示意图

1. 按下起动按钮SB1，YV1接通，机械手夹紧工件并保持。

2. 1s后YV2接通，机械手右行。

3. 机械手右行到位，接通右限位开关SQ1，冲头下行(YV4接通)，加工工件。

4. 工件加工后，下限位开关SQ2接通，冲头上行(YV5接通)。上行到位时，上限开关SQ3接通，冲头回到初始位置。

5. 机械手左行(YV2接通)。

6. 机械手左行到位，左限位开关SQ4接通，机械手松开 (YV1断开)，机械手回到初始状态。

冲床要求设置手动，单周期，连续循环和自动返回原点四种工作方式。

1.2 设计任务

1. 设计和绘制电气控制原理图或PC I/O接线图、功能表图和梯形图，编写指令程序清单。

2. 选择电气元件，编制电气元件明细表。

3. 设计操作面板电气元件布置图。

4. 上机调试程序。

5. 编写设计说明书

第2章控制方案论证

2.1 继电器方案

采用继电器方案，将要用到较多的继电器，会造成设备的体积变大，重量增加。更重要的是采用继电器方案接线复杂，容易出故障的点多，维修不方便，工作不可靠。

2.2 单片机方案

采用单片机作为控制芯片来控制冲，还需要另外设计I/O电路印制电路板、人机界面等，而且程序编写较复杂，最终导致设计和周期过长。

2.3 PLC方案

PLC编程方法简单，功能强，硬件配套齐全，用户使用方便，系统的设计、安装、调试工作量少，大大缩短研发周期。冲床采用PLC控制可控性高，抗干扰能力强，配套齐全,功能完善，体积小，能耗低，但是价格略高。

2.4 结论

冲床是一种大电器而且在工业生产中起着主导作用，要求在工作中稳定不容易出故障，而且易于控制和维修，用PLC方案设计，虽价格高了点但其控制性能和抗干扰性较强易于控制，体积小即使出现故障易于维修大大减小了因机器故障而降低生产。用其它方案设计很难达到这些要求。综上所述，冲床应该选用PLC控制方案。