1、電氣控制與PLC課程設計題 目: 千斤頂液壓缸加工機床電氣控制院系名稱： 電氣工程學院 專業班級： 學生姓名： 學 號： 指導教師： # 教師職稱： 講 師 起止日期： 地 點: 2#211 指導教師評語： 簽名： 年 月 日目 錄1 機床概況12 機床結構及工作循環13 控制要求34 設計分析44.1 I/O點數確定及PLC機型選擇：44.2 I/O分配表44.3 加工過程的設計45 電路設計55.1 主電路55.2 硬件接線圖65.3 程序流程圖76 程序設計86.1 程序梯形圖86.2 程序的實現107 電氣元件的選擇11結 論12致 謝13參 考 文 獻141 機床概況本機床用于千斤頂

2、液壓缸兩個端面的加工，采用裝在動力滑臺上的左、右兩個動力頭同時進行切削。動力頭的快進、工進及快退由液壓缸驅動。液壓系統采用兩位四通電磁閥控制，并用調整死擋鐵的方法實現位置控制。機床的工作程序是：(1) 工件定位 人工將零件裝入夾具后，定位液壓缸動作，工件定位。(2) 工件夾緊 零件定位后，延時15s，夾緊液壓缸動作使零件固定在夾具內，同時定位液壓缸退出以保證滑臺入位。(3) 滑臺入位 滑臺帶動動力頭一起快速進入加工位置。(4) 加工零件 左右動力頭進行兩端面切削加工，動力頭到達加工終點位置即停止工進，延時30s后停轉，快速退回原位。(5) 滑臺復位 左右動力頭退回原位后，滑臺復位。(6) 夾具

3、松開 當滑臺復位后夾具松開，取出零件。以上各種動作由電磁閥控制，電磁閥動作要求見表1。表1 電磁閥動作要求YV1YV2YV3YV4YV5定位夾緊入位工進退位復位放松注：“+”號表示電磁閥得電。2 機床結構及工作循環千斤頂液壓缸兩端面的加工，采用裝在動力滑臺的左、右兩動力頭同時進行加工切削，機床屬于雙面單工位組合機床。千斤頂液壓缸兩端面加工機床由兩個液壓滑臺、動力箱、固定式夾具、底座、床身和液壓站等部件組成。千斤頂液壓缸兩端面加工的工作循環如圖1所示，加工時，將工件放在工作臺上并加緊，當工件加緊后發出加工命令，左、右滑臺開始快進，當接近加工位置時，左、右滑臺變為工進進給，直到加工完成后再快退返回

4、。至原來左、右滑臺分別停止，并將工件放松取下，工作循環結束。即工作循環如下：工件定位 工件夾緊 滑臺入位 加工零件 滑臺復位 夾具松開。加工機床液壓系統示意圖圖1 機床工作循環示意圖3 控制要求(1) 左右動力頭旋轉切削由電動機M1集中傳動，切削時冷卻泵電動機同時運轉。(2) 只有在液壓泵電動機M3工作，油壓達到一定壓力（壓力繼電器檢測）后，才能進行其他的控制。(3) 機床即能半自動循環工作，又能對各個動作單獨進行調整。(4) 要求有必要的電氣連鎖與保護，還有顯示與安全照明。(5) 控制信號說明如表2所示。表2 控制信號說明輸 入輸 出文字符號說 明文字符號說 明SA1-1機床半自動循環控制轉

5、換開關KM1動力頭M1、冷卻泵M2接觸器SA2-1手動定位控制轉換開關KM2液壓泵M3接觸器SA3-1手動入位控制轉換開關YV11#電磁閥SA3-2手動工進控制轉換開關YV22#電磁閥SA3-3手動退位控制轉換開關YV33#電磁閥SB1動力頭M1、冷卻泵M2起動按鈕YV44#電磁閥SB2動力頭M1、冷卻泵M2停止按鈕YV55#電磁閥SB3液壓泵M3起動按鈕HL1動力頭M1、冷卻泵M2運行指示SB4液壓泵M3停止按鈕HL2液壓泵M3運行指示KM1動力頭M1、冷卻泵M2運行信號HL3半自動循環工作指示KM2液壓泵M3運行信號HL4定位指示FR1動力頭M1、冷卻泵M2過載信號HL5入位指示KP壓力繼

6、電器油壓檢測信號HL6工進指示SQ動力頭工進終點位置檢測信號HL7退位指示HL8故障指示4 設計分析4.1 I/O點數確定及PLC機型選擇： 由上述控制要求可知系統可采用自動工作方式，也可以采用手動工作方式.輸入有14點，輸出有15點，并考慮裕量要求，因此系統采用16輸入，16輸出的PLC.由此系統屬于小型控制系統，其中PLC的選型范圍較寬，現選用三菱公司的FX232MR型PLC. 所需內存字數=（輸入+輸出）×10=（16+16）×10=320個 4.2 I/O分配表 輸入備注 輸出備注SB1X0常開KM1Y0通有效SB2X1常開KM2Y1通有效SB3X2常開YV1Y2通

7、有效SB4X3常開YV2Y3通有效FR1X4常開YV3Y4通有效SA1-1X5常開YV4Y5通有效SA2-1X6常開YV5Y6通有效SA3-1X7常開HL1Y7通有效SA3-2X10常開HL2Y10通有效SA3-3X11常開HL3Y11通有效KPX12常開HL4Y12通有效SQ1X13常開HL5Y13通有效SQ2X14常開HL6Y14通有效HL7Y15通有效HL8Y16通有效4.3 加工過程的設計1、工件的定位和加緊是靠電動機、液壓系統和電磁閥來完成的。 通過三者的配合將工件定位和加緊。2、滑臺的入位和復位是靠電動機的拖動和電磁閥來完成的，在滑臺入位的過程中，電動機要能夠根據滑臺的實際位置來實

8、現加速、減速、正轉和反轉，電磁閥也要能夠相應的得電和斷電，從而實現滑臺的準確入位和精確加工。3、在加工過程中，根據具體的控制要求使電動機的工作過程、電磁閥的通斷電符合控制要求。避免加工過程中的錯誤。如在工件定位的過程中，電磁閥YV1得電，其它的電磁閥都不能得電，并且只有在工件定位結束后夾緊液壓缸才允許動作。4、在整個工作過程中，能夠根據所給出的輔助電路，判斷出現在的工作環節。當電路產生故障時可以通過輔助電路判斷出故障可能發生在哪個環節。如HL1是動力頭M1、冷卻泵M2的運行指示，當HL1亮時說明動力頭M1、冷卻泵M2正在運行。5 電路設計5.1 主電路其中M1帶動動力頭，M2帶動冷卻泵，M3帶

9、動液壓泵。KM1為M1，M2的接觸器。KM2為M3的接觸器5.2 硬件接線圖5.3 程序流程圖當夾具松開之后，若再來一個零件則重新定位，開始循環。若需要手動調節，則在每步動作時按下相應的轉換開關，執行相應的工序。6 程序設計6.1 程序梯形圖工件定位工件加緊啟動M3動力頭動作滑臺入位滑臺工進停止工進停轉滑臺退位工件松開手動控制6.2 程序的實現 （1）.將零件裝入夾具中，按下液壓泵M3的啟動按鈕X2啟動電機M3，接觸器KM2得電，Y1閉合，然后按下循環控制按鈕X5，循環工作指示燈Y11和M3工作指示燈Y10亮。 （2）.當壓力達到一定值之后，X12閉合，定位轉換開關X6閉合，從而使電磁閥Y2得

10、電閉合，定位指示燈Y12亮，工件開始定位. （3）.零件定位之后，開始延時，延時15S之后電磁閥Y3開始得電，加緊液壓缸動作使零件固定在夾具里，同時定位液壓缸退出以保證滑臺入位. (4).然后按下動力頭M1，冷卻泵M2的啟動按鈕X0啟動，接觸器KM1得電，指示燈Y7亮，同時入位轉換開關X7閉合，電磁閥Y5，Y6得電，滑臺帶動動力頭一起快速進入加工位置,入位指示燈Y13亮. （5）.入位之后，當工進轉換開關X10得電時，電磁閥Y5置位，同時工進指示燈Y14亮，左右動力頭開始進行兩端面切削加工.當動力頭到達加工終點位置即停止工進，此時檢測開關X13得電閉合使Y5復位斷電，延時30S后復位Y0停轉.

11、（6）.退位轉換開關X11閉合，退位電磁閥Y4得電動作，同時退位指示燈Y15亮，動力頭開始退回原位。 （7）. 左右動力頭退回原位后，滑臺復位，原位檢測信號開關X14動作，復位接觸器Y3，使夾具松開，取出零件。 （8）復位之后既可以實現循環工作，也可以重新是轉換開關X5，X6，X7，X10，X11分別得電，從而實現單獨工作。7 電氣元件的選擇動力頭電動機M1Y100L-61.5 kWAC380V4.0A冷卻泵電動機M2JCB-220.15kWAC380V0.43A液壓泵電動機M3Y801-40.55kWAC380V1.6A電磁閥YV134E2-1025WAC220V100mA電磁閥YV234E

12、2-1025WAC220V100mA電磁閥YV334E2-1025WAC220V100mA電磁閥YV434E2-1025WAC220V100mA電磁閥YV534E2-1025WAC220V100mA指示燈HL16.3V10WDC24V10mA指示燈HL26.3V10WDC24V10mA指示燈HL36.3V10WDC24V10mA指示燈HL46.3V10WDC24V10mA指示燈HL56.3V10WDC24V10mA指示燈HL66.3V10WDC24V10mA指示燈HL76.3V10WDC24V10mA指示燈HL86.3V10WDC24V10mA結 論 本次課程設計是實現液壓缸加工機床的電氣控制，通過電動機帶動動力頭進行切削加工，由液壓缸驅動快進，工進及快退。通過此次設計，了解到了液壓缸的原理和工作過程，同時掌握了PLC的設計和編程方法。這不僅使對知識的掌握更加熟練，同時也學會了一種分析問題，解決問題的方法。 同時在此次設計中還發現一些不足之處：如對已經學過的知識掌握不牢固，不能很好的把知識運用到實際中去。致 謝感謝李智強老師對此次課程設計的指導和幫助，讓我從中不僅掌握了PLC的設計與編程方法，同時學到了