PLC技术在平面磨床中的应用

plc在mm7120精密磨床电气控制线路中的应用论文：PLC在MM7120精密磨床电气控制线路中的应用姓名：王祚才单位：广东三向职业培训学院日期： 2013年6月20日PLC在MM7120精密磨床电气控制线路中的应用摘要：介绍了利用PLC对MM7120平面磨床电气控制系统的修复改造。

列举了改造方案和详细的控制系统的安装图，改造后投入运行系统工作可靠稳定，提高了利用率，为以后的进一步自动化改造打下了基础。

关键词：PLC；MM7120磨床；改造方案；电气控制系统；程序设计1、前言：MM7120型精密卧轴台平面磨床是由于电气元件的老化又欠缺专业的保养维护。

使电气控制系统的故障增加，甚至造成了部分功能的丧失（如工作台的横向自动进给，现在只能依靠手动控制了），进而降低了使用率，现在近乎处于一种瘫痪状态。

但经检测，动力部件和传动机构尚好，传动精度也能保证。

因此，本着“修复、改造、再利用”的思想原则，决定用PLC对此磨床电气控制系统进行改造，以提高电气控制系统运行的可靠性和稳定性，减少故障率，提高设备的使用率，也为进一步的自动化改造打下良好的基础。

2、MM7120磨床基本功能的概述。

MM7120主要利用砂轮的周边磨削工件的平面，或利用砂轮端面磨削槽和凸缘的侧面。

磨削的横向（X轴）进给和纵向（Y轴）运动都由工件随工作台的运动来实现，工作台的横向进给运动采用可控硅无级调速的微型直流电机传动和双排柱导轨，可以实现微小断续进给，断续进给方式和纵向运动相结合，可实现自动进给，而低速连续运动主要作精修砂轮和高光洁度的磨削用；工作台纵向运动采用叶片式可逆变量泵和闭式液压系统，运动和换向平稳，噪音小，系统的发热量小，油池温度低。

砂轮的垂直进给（Z轴）由磨头上下运动来实现，砂轮由双速电动机拖动，砂轮轴轴承为静压轴承，刚性好、精度高，冷却泵、磨头的升降由三相异步机拖动。

此磨床精密之处还体现为垂直进给可实现微量（0.001毫米）进给横向微量（0.005毫米）进给。

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。

摘要由于工厂企业中很多磨床年代久远，其工作性能已远远达不到现代生产的要求。

因此有必要对旧式的常规电动机控制系统进行技术改造，以PLC取代常规的继电器，以达到磨床的控制要求。

本次设计介绍了M7475型立轴圆台平面磨床PLC控制系统,并编写了PLC控制梯形图程序和指令表程序。

简要叙述了M7475型立轴圆台平面磨床继电器-接触器控制系统的工作原理及其运动形式。

改由PLC控制系统后的磨床工作安全可靠，系统运行情况良好，磨削精度更高；利用PLC控制系统，实现了磨床启动、停止、砂轮转动、工作台移动和工作台转动，并且砂轮升降有手动和自动两种控制方式；提供过载、断相、零励磁和零电压保护；并因所吸工件的不同，灵活调节电磁吸盘的吸力大小。

改由PLC控制后，其控制系统大大的简单化,并且维修方便,易于检查，节省大量的继电器元件,机床的各项性能有了很大的改善，工作效率有了明显提高。

该项技术还可推广应用于自动化其他领域的控制系统中。

关键词: PLC；平面磨床；继电器目录1 绪论 (4)1.1 PLC在电气控制系统中的应用介绍 (4)1.2 磨床的介绍 (4)2 系统总体设计 (6)2.1 优缺点分析 (6)2.2 PLC控制系统的控制要求 (6)2.3 PLC控制系统设计步骤 (7)3 系统的硬件设计 (8)3.1 电气设备的选择 (8)3.1.1PLC的选型 (8)3.1.2电动机的选择 (8)3.1.3交流接触器和中间继电器的选择 (9)3.1.4保护电器的选择 (10)3.1.5控制信号电器的选择 (10)3.2 I/O地址的分配 (11)3.4 I/O接线图的绘制 (11)3.5 M7475型立轴圆台平面磨床主要结构和运动形式 (11)3.6 M7475型立轴圆台平面磨床控制原理电路图概述 (12)3.6.1M7475型立轴圆台平面磨床控制电路原理分析 (13)3.6.2M7475型立轴圆台平面磨床电磁吸盘电路分析 (14)3.7 系统的硬件连线 (16)4 系统的软件设计 (17)4.1 PLC的编程语言 (17)4.2 PLC的系统结构和基本工作原理 (17)4.2.1PLC的系统结构 (17)4.2.2PLC的基本工作原理 (18)4.3 PLC的基本功能和基本指令 (18)4.3.1PLC的基本功能························································错误!未定义书签。

M7120磨床PLC控制改造摘要：由于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。

本次毕业设计的内容要求主要是利用S7-200系列PLC控制对M7120平面磨床控制线路进行自动化改造，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：控制系统；分析与改造；平面磨床；PLC控制Abstract：Due to the M7120 surface grinding machine age, and its work has been well below the needs of modern production。

the content of this graduation design is mainly On the M7120 surface grinding machine control circuit uses the S7-200 series PLC automation transformation，to solve the traditional relay - contactor electrical lines exist in a complex control system, fault diagnosis and rule out the difficulty Such problems。

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 theKey words：control system；Analysis and improvement; grinder; PLC control目录一、绪论............................................................................. ............................................................................... .. (2)二、M7120磨床概述 (6)2.1 机床的型号含义 (6)2.2 M7120型磨床结构2.3 M7120型磨床的运动形式2.4 M7120型磨床电气控制线路分析三、S7-200系列PLC概述3.1 S7-200 CPU的类型3.2 S7-200 CPU 22X系列技术性能3.3 S7-200系列PLC元件功能四、PLC控制与继电器控制比较4.1 基于PLC控制系统优点4.1 PLC控制电路相对于继电器控制电路的优点五、硬件设计5.1 PLC的选型5.2 电气元件的计算5.3 PLC的I/O分配5.4 PLC外部接线图六、软件设计6.1 软件功能介绍6.2 梯形图设计6.3 语句表设计6.4 程序仿真总结参考文献致谢一、绪论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。

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。

PLC对M7120磨床控制系统的改造[摘要]本文介绍利用S7-200系列PLC控制对M7120平面磨床控制线路的改造，旨在实现用弱信号来控制强电的电力系统。

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。

还有PLC电气控制系统与相同功能的继电器-接触器电气控制系统相比，具有很高的性能价格比，及故障率低，对工作环境要求低等一系列优点。

因此，本论文对M7120磨床的电气控制系统进行改造，将把PLC可编程控制技术应用到改造方案中去，从中大大提高M7120磨床的工作性能，论文分析了M7120磨床的电气控制原理，绘制了PLC可编程控制器改造M7120磨床电气控制系统的设计方案，完成电气控制系统硬件和软件的设计，对PLC控制平面磨床系统改造作了详细的阐述，论述了采用PLC可编程控制器取代传统继电器-接触器电气系统的优势，及改造方案的确定，同时根据M7120磨床的控制要求和特点，确定PLC的输入输出分配。

在继电器控制线路的基础上，设计出梯形图并进行现场调试。

[关键词]可编程控制器；平面磨床；梯形图；电气控制系统。

1.绪论1.1.可编程控制器简介20世纪60年代，人们利用小型计算机来实行工业控制，代替传统的继电接触器控制，1969年美国数字设备公司研制出了世界上第一台可编程序控制器（PLC）。

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算数操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其有关外部设备，都容易与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

PLC控制是以计算机技术为技术核心的通用自动控制装置，随着电子技术的发展可编程控制器日益广泛的应用于机械、电子加工与设备电气改造中。

在各行各业中得到了广泛的应用。

尽管PLC的内部结构与计算机、微机相类似，但其接口电路不相同，编程语言也不一致。

平面磨床M7130P L C控制--毕业设计(总16页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--毕业设计目录第1章绪论 0本课题的研究意义及必要性 0相关领域国内外应用的现状及发展趋势 (1)第2章 M7130平面磨床的原理结构 (2)M7130平面磨床的主要结构 (2)M7130平面磨床的原理 (3)第3章平面磨床的主要运动形式与控制要求 (5)主运动 (5)进给运动 (5)辅助运动 (6)第4章 M7130平面磨床电气分析 (7)电气控制设计 (7)主电路分析 (7)控制电路分析 (7)电动机的控制 (8)电磁吸盘的控制 (8)照明及指示灯的控制 (9)第5章 PLC介绍 (10)PLC简介 (10)PLC基本结构 (10)第6章 M7130平面磨床电气控制线路的PLC改造 (11)输入输出的设计 (11)PLC的外部接线 (11)PLC改造M7130平面磨床软件设计 (12)参考文献 (13)第1章绪论本课题的研究意义及必要性磨床是用砂轮周边或端面进行机械加工的精密机床。

它不但能加工一般金属材料，而且能加工一般金属刀具难以加工的硬材（如淬火钢，硬质合金等）。

利用磨削可获得较高加工精度和光洁度，而且加工余量较其他加工方法小的多。

所以磨床广泛用于零件加工。

由于精密铸造和精密锻造工艺的进步，使得零件不经其他切削加工而直接磨削成成品。

随着高速磨削和强力磨削工艺的发展，进一步提高了磨削的效率。

因此磨床的使用范围日益扩大，在金属切削机床中所占比重不断上升，在工业发达国家占金属切削机床的13%-27%。

磨床种类很多，按其工艺分为外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床以及一些专用磨床，如螺纹磨床、齿轮磨床、球面磨床、花键磨床、导轨磨床与无心磨床等。

其中以平面磨床最为普通。

图 M7130磨床相关领域国内外应用的现状及发展趋势磨床是金属切削机床中的一个大类，以精度高、品种多着称，是能源、交通、冶金、航天、军工等行业精密加工必备的设备之一。

目录摘要 (5)Abstract (6)第一章绪论 (7)1.1课题简介 (7)1.2设计要求 (7)1.3改造方案 (8)第二章平面磨床的简介 (9)2.1M7120型平面磨床的简介 (9)2.2M7120型平面磨床电气原理图 (10)2.3M7120型平面磨床的工作特点及概述 (13)2.4M7120型平面磨床的电气控制系统分析 (15)第三章硬件设计 (17)3.1PLC的选择 (17)3.2PLC的I/O分配 (17)3. 2.1PLC I/O设备的选择 (19)3. 2.2PLC的I/O分配 (20)3.3设计外部接线图 (21)第四章软件的设计 (22)4.1程序梯形图及指令语句表 (22)4.2梯形程序功能说明 (28)附录 (30)结束语 (33)致谢 (34)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平面磨床的基本构造、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他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试验台进行试验仿真。

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。

因此事M7120平面磨床在完成原有功能的特点外，还具有安装简便，稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。

【关键词］：PLC改造，电气控制，M7120磨床AbstractThe main content of this design is to use PLC(Programmable LogicController)control part of M7120grinding machine retrofit.I first to this time design of the thinking and overall analysis,make their own basic structure,on the M7120surface grinding machine's movement,processing requirements have a certain understanding.The M7120 surface grinding machine main body,a main shaft gearbox,tailstock gear box,screw,light bars,turret and apron etc..To control the M7120surface grinding machineelectric control part analysis that he needs to complete the door the power failure function,spindle motor positive inversion control function,knife fast moving function,cooling pump motor.Then according to the electric controlcircuit of the circuit diagram,compile PLC ladder diagram,compile,testusing PLC simulation test bed.The reliability of PLC high,extremely rich set of instructions,easy control,convenient operation,integrated feature rich,real-time characteristic.If fetures complete M7120 surface grinding machine in the original functions,but also has the advantages of easy installation,good stability,sasy maintenance and expansion ability etc.....[Key words]:PLC transformation,Electric control,M7120grinder第一章绪论1.1课题简介由于工业生产要求的不断提高，用继电接触器控制的M7120平面磨床，存在较多问题，不仅工作频率低，而且使用寿命短，容易造成系统故障，使生产的运行可靠性降低。

开封大学毕业设计(论文)任务书毕业设计题目：用三菱PLC完成对成型磨床的控制学院机电工程学院专业电气自动化技术班级07电气（1）班学号2007106040姓名赵高胜指导老师韩洪涛2010年4月16日目录一摘要 (3)关键词 (3)引言 (4)二磨床电气控制系统设计任务书 (5)1设备概况介绍 (5)2 控制系统设计要求 (5)三磨床PLC电气控制系统总体设计过程 (6)1总体方案说明 (6)2PLC成型磨床电气控制原理图设计 (7)(1) 主电路设计 (7)(2) 主要参数计算 (8)(3) PLC控制电路设计 (8)(4)绘制PLC 控制接线图 (11)(5) PLC控制程序设计 (13)四PLC外部电源的设定： (13)五成型磨床电气控制工艺设计 (16)致谢 (21)设计参考资料 (22)一摘要由于工厂企业中很多磨床年代久远，其工作已远远达不到现代生产的要求。

因此有必要对旧式的常规电动机控制系统进行技术改造，以可编程序控制器取代常规的继电器，以达到磨床的自动化控制。

本文介绍了用可编程序控制器来对平面磨床控制系统进行现代化改造，简要叙述了老式成型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控制磨床运行，实现了磨床启动、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。

从而实现了磨床运行的自动化。

PLC控制的特点使原机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,使机床的工作效率更高。

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。

关键词可编程序控制器成型磨床改造引言现代工业生产中，中、小批量零件的生产占产品数量的比例越来越高，零件的复杂性和精度要求迅速提高，传统的普通磨床已经越来越难以适应现代化生产的要求，制造业的竞争已从早期降低劳动力成本、产品成本，提高企业整体效率和质量的竞争发展到全面满足顾客要求、积极开发新产品的竞争，将面临知识——技术——产品的更新周期越来越短，产品批量越来越小，而对质量、性能的要求更高，同时社会对环境保护、绿色制造的意识不断加强。

西门子S7-300 PLC在双轴平面磨床的应用以Supfina公司生产的双轴平面磨床为例,在详细的叙述该机床的结构和工艺流程的基础上,介绍S7-300 PLC应用技术。

1 引言双轴平面磨床用于齿轮上下两个端面进行磨削加工，第一轴用来完成一个面的磨削，第二轴用来完成另一个面的磨削，工件输送、装卸均为自动完成。

s7-300plc是一种功能强大、性能可靠、抗干扰能力强、高度集成的可编程控制器，它被广泛应用于多种工业场合。

2 电控硬件系统2.1 机床本体解构机械部分包括进料输送带、上下料机械手、两根砂轮上下轴、两根砂轮旋转轴、两根工件旋转轴、出料输送带、床身、液压系统、冷却系统以及其他辅助装置，如图1所示。

图1 机床解构组成2.2 机床电控解构电气部分包括s7-300 plc、movomatic在线检测系统、plc定位模块、交流伺服电机、伺服电机放大驱动电路、西门子的mp370人机接口、各种监控检测开关以及其他辅助电气元件。

两根砂轮上下轴、两根砂轮旋转轴、两根工件旋转轴均由交流伺服电机驱动，其中两根砂轮上下轴电机(数字的)由plc定位模块和伺服电机放大驱动电路控制，其他伺服电机(模拟的)由plc模拟输出模块和伺服电机放大驱动电路控制，电控解构如图2所示，plc控制系统硬件配置如表1所示。

图2 机床电控框图表1 plc硬件配置3 电控系统分析机床的工艺流程：本机床是用来对齿轮两个端面进行自动磨削加工的机器。

它的整个工艺流程可以分为以下几个部分：进料输送带送料、上下料机械手装卸工件、磨削加工、下料输送带送料。

下面详细说明每个部分的工艺流程。

3.1 进料输送带工艺手工把工件放到进料输送带上→ 进料输送带把工件送到进料口→ 进料阻挡器动作，保证上料口最多只有一个工件→ 工件到达上料口。

3.2 上下料机械手工艺工件到达上料口→机械手前进→ 机械手手指抓住工件→ 机械手上升抓起工件→ 机械手后退→ 下一个工件到达上料口→机械手转到上料位置→机械手前进→ 机械手下降，放下工件→ 机械手手指松开→ 机械手后退→ 机械手回位，准备下次上料。