基于PLC的数控车床电气控制系统设计

基于PLC对数控机床电气控制的探讨[摘要]：plc（可编程控制器）是一种将计算机技术、自动控制技术、通信技术相结合的新型工业自动化控制设备。

数控机床电气控制系统采用plc已成为当前的发展趋势，本文对数控机床电气控制系统的控制方式、系统功能、主要控制部件，进行选择和分析后，给出一套完整的基于 plc 的数控机床电气控制系统的总体设计方案。

[关键词]：plc 数控机床电气控制中图分类号：tg519.1 文献标识码：tg 文章编号：1009-914x （2012）20- 0005 -01随着数控技术的迅速发展，不仅要对机床的各坐标轴的方向进行插补控制，还要对机床主轴的正、反转、停止、进给运动、刀库及机械手的控制等动作，进行顺序控制。

控制信息由i/o控制，如限位开关、温度开关和控制开关等输入元件，继电器、接触器和电磁阀等输出元件，同时还包括主轴驱动和进给伺服驱动的控制等。

由于plc是由输入部分、逻辑部分、输出部分组成，故上述功能完全可以由plc来完成。

一、选择合理的闭环控制方式控制系统的成功与否取决于数控机床电气控制方式的合理性。

要控制数控机床实现高速度、高精度的运转，系统的稳定性是非常重要的。

首先要针对被控设备的特征、加工精度、运行速度等进行分析来达到预定要求，其次要综合考虑系统的性价比等因素。

在确定了坐标轴数目后，采用工控机+运动控制器+电机+光栅尺的方案组合进行闭环控制。

在这种方式下，工控机能发挥强大的文件操作功能、人机交互功能、高速数据处理功能。

运动控制器则体现了高速度、高精度、高稳定性等优点。

光栅尺则为系统提供了高达0.001mm 的高精度的位置信息。

运动控制器不仅可以扩展轴的数目，也可以接入机床的各种传感器，提高了系统的可靠性及稳定性，同时也方便了系统以后的升级。

二、电气控制系统的工作原理以两轴数控车床为例，原理图如下：工控机在读取了文件信息之后，立刻把信息数据传送到西门子simotion（运动控制器）。

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的数控机床电气控制系统研究【摘要】本文围绕基于PLC的数控机床电气控制系统展开研究，首先介绍了PLC在数控机床中的应用以及数控机床电气控制系统的结构。

接着重点探讨了PLC在数控机床电气控制系统中的作用，并深入分析了基于PLC的数控机床电气控制系统设计的方法。

通过实验验证与分析，验证了该设计的可行性和效果。

在总结了研究成果并展望未来的研究方向，展示了本研究在数控机床电气控制系统领域的重要意义和潜在应用价值。

本文为相关研究提供了理论基础和实际指导，对促进数控机床技术的发展和应用具有重要意义。

【关键词】PLC，数控机床，电气控制系统，研究，应用，结构，设计，实验验证，分析，总结，展望未来，研究成果1. 引言1.1 研究背景数、格式等。

数控机床是现代制造业中重要的设备之一，广泛应用于金属加工、塑料加工等领域。

随着技术的发展和市场需求的变化，数控机床的要求也越来越高，需要更加精准、高效的控制系统来实现其功能。

传统的数控机床电气控制系统多采用硬线控制方式，存在布线复杂、维护困难等问题。

当前，国内外对基于PLC的数控机床电气控制系统的研究还处于起步阶段，有待进一步深入探讨和实践。

通过本研究，可以为数控机床电气控制系统的发展提供更多的理论支持和实践经验，促进数控机床的智能化和自动化水平的提升。

1.2 研究意义数要求。

内容如下：数控机床作为现代制造业中不可或缺的设备之一，其电气控制系统的稳定性和精准度对于提高生产效率和产品质量至关重要。

而基于PLC的数控机床电气控制系统则可以实现自动化控制，提高生产效率，减少人为操作误差，提高产品加工精度。

研究基于PLC的数控机床电气控制系统，可以深入探究PLC在数控机床中的应用，探讨数控机床电气控制系统的结构，分析PLC在数控机床电气控制系统中的作用，进而设计更加高效稳定的数控机床电气控制系统。

通过实验验证与分析，可以验证该设计方案的可行性和优越性。

本研究的意义在于为提高数控机床的自动化水平和生产效率提供技术支撑，为制造业升级提供解决方案，促进产业发展。

摘要采用数控车床控制系统进行机械加工具有加工精度高、生产效率高、改善劳动力条件、利于生产管理现代化的特点，极大满足对产品多样化的需求。

论文以数控车床为研究对象，对其基于PLC的控制系统进行了设计。

主要有一下几点内容：（1）提出了基于PLC数控车床的控制系统设计的总体方案：伺服驱动控制系统设计方案、联动控制设计方案等。

简单的地进行了对数控车床的主要机械结构、控制系统结构以及数控车床工作原理和流程介绍；（2）较为详细地进行了数控车床控制的设计，其中包括元器件选则，硬件电路设计，和相关模块的接线，如运动控制器的接线，PLC配线等以及PLC对步进电机、主轴电机、电路报警的程序设计；（3）采用Matlab进行对本次设计中的进给系统进行仿真，进行了模型的建立，仿真数据的分析。

关键词：PLC；数控车床；控制系统；仿真AbstractThe machining operation employs CNC lathe control system, and with the features of high precision, high production efficiency, improved labor conditions, conducive to production and modern management, which can greatly meet the diverse needs of the product.The study object of this paper is CNC lathe, and the main contents of its PLC-based control system designs are as following:the overall design program of PLC-based CNC lathe control system: design programme of servo drive control system, design programme of linkage control. A brief introduction about CNC lathe mechanical structure, control system structure as well as CNC lathe working principle and process are given;Give a detailed introduction on CNC lathe control design, including the components selection, hardware circuit design, wiring with related modules, such as motion controller wiring, PLC wiring as well as PLC program design on stepper motor, spindle motor and circuit alarm;To simulate the feed system by using Matlab, establish model, and carry out the analysis ofthe simulation data.Keywords: PLC; CNC lathes; control system; simulation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (V)1 绪论 (1)1.1数控系统的发展 (1)1.1.1 国外数控系统发展 (1)1.1.2 国内数控发展 (1)1.2数控加工的意义 (2)1.3PLC在数控车床上功用、优点 (3)1.4课题研究背景及意义 (4)1.4.1 研究意义 (4)1.4.2 研究内容 (4)2 基于PLC数控车床控制系统的设计方案 (5)2.1数控车床简介 (5)2.1.1数控车床机械结构 (5)2.1.2 控制系统的组成 (5)2.1.3数控车床工作原理和流程 (6)2.2控制系统设计流程 (6)2.2控制系统设计方案 (6)2.2.1伺服驱动控制系统设计方案 (6)2.2.2联动控制设计方案 (7)2.2.3主轴控制系统设计方案 (8)2.3数控车床控制系统关键技术 (9)2.4本章小节 (10)3 基于PLC数控车床控制系统的设计 (11)3.1.器件选择 (11)3.2硬件电路设计 (12)3.2.1 主电路设计 (12)3.2.2 供电电源电路 (13)3.2.3供电电源接线 (14)3.2.4交流控制电路 (15)3.2.5直流控制电路 (16)3.2.6步进电机驱动电路设计 (18)3.2.7 运动控制器设计 (18)3.2.8 PLC配线设计 (20)3.3软件设计 (21)3.3.1 P LC对步进电机控制程序设计 (21)V3.3.2 PLC对主轴电机控制程序设计 (23)3.3.3PLC故障报警设计 (25)3.4本章小结 (26)4 基于MATLAB的仿真设计 (27)4.1M ATLAB介绍 (27)4.2建立系统仿真模型 (27)4.3仿真结果及分析 (27)4.4本章小结 (28)5 结论与展望 (29)5.1结论 (29)5.2不足之处及未来展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)基于PLC的数控车床控制系统的设计1 绪论1.1 数控系统的发展数控系统（numerical control system）是数字控制系统的简称，它是机械运动及加工过程进行数字化信息控制的所具备相应的硬件和软件的总和。

基于PLC的数控机床电气控制系统研究【摘要】本文围绕基于PLC的数控机床电气控制系统展开研究，通过分析研究背景、研究目的和意义及价值，揭示了PLC在数控机床中的应用以及数控机床电气控制系统的特点。

探讨了基于PLC的数控机床电气控制系统设计原理和研究方法，结合实际案例展示了其应用效果。

结论部分总结了研究成果，展望未来研究方向，并得出研究的启示。

通过本文的研究，有望提高数控机床的生产效率和精度，促进工业自动化的发展，具有重要的理论和实践意义。

【关键词】PLC、数控机床、电气控制系统、研究、设计原理、研究方法、应用案例、结论、未来研究方向、启示1. 引言1.1 研究背景本文旨在探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计原理、研究方法和应用案例，旨在为数控机床制造商和研发人员提供参考，推动数控机床电气控制技术的进步与应用。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计和应用，从而提高数控机床的性能和精度，提高生产效率，降低能源消耗和成本。

通过研究，我们希望能够总结出一套科学的设计原则和方法，为数控机床领域的相关工作者提供有益的参考和借鉴，促进数控机床技术的发展和应用。

我们也希望通过这项研究，进一步推动PLC技术在数控机床领域的应用，促进数字化制造技术的发展，提高我国制造业的竞争力和创新能力。

通过研究基于PLC的数控机床电气控制系统，我们可以为我国工业自动化领域的发展做出贡献，推动我国制造业向高端、智能化方向迈进。

1.3 意义和价值基于PLC的数控机床电气控制系统具有重要的意义和价值。

这种电气控制系统可以实现自动化生产，提高生产效率，减少人力成本，提高产品质量和一致性。

基于PLC的数控机床电气控制系统可以实现多功能控制，即便在复杂的加工工艺中也能保持高度的稳定性和精度。

随着信息化和智能化的发展，基于PLC的数控机床电气控制系统还可以与其他系统进行数据共享和联网，实现智能制造。

基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计一、引言随着现代制造业的发展，数控机床在加工领域中的应用越来越广泛。

数控机床的控制系统是数控技术的核心，它直接影响着数控机床的性能和精度。

传统的数控机床控制系统一般采用PC或专用的控制器进行控制，但是由于PC系统的不稳定性和专用控制器的高昂成本，使得这些控制系统在一定程度上受到了限制。

近年来，基于PLC的嵌入式控制系统逐渐受到了广泛关注，它具有稳定性高、成本低等优点，逐渐在数控领域中得到应用。

本文将重点介绍基于PLC的嵌入式数控机床控制系统的设计原理和方法，希望能为相关领域的研究和实践提供一定的参考价值。

1. PLC的基本原理PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制的计算机，它通过输入输出模块与外部设备进行数据交换，并通过逻辑控制指令对外部设备进行控制。

PLC一般由CPU、输入模块、输出模块、通信模块等部分组成，其中CPU负责处理逻辑控制指令，输入模块负责将外部设备的信号输入到PLC中，输出模块则负责将PLC产生的控制信号输出给外部设备。

2. 嵌入式数控机床控制系统的基本原理嵌入式数控机床控制系统是指将数控系统的控制模块直接嵌入到数控机床的控制器中，与数控机床的其他部件进行紧密结合，以实现对机床的自动控制和运行。

嵌入式数控机床控制系统的基本原理是通过PLC作为控制模块，接收数控程序的指令，运行数控算法，生成控制信号并交给数控机床的执行部件，从而实现对数控机床的精密控制。

1. 总体设计在设计基于PLC的嵌入式数控机床控制系统时，首先需要对数控机床的控制要求进行分析，包括控制精度、速度要求、多轴控制要求等。

然后根据控制要求设计PLC的选型和相关外围设备的选择，确定PLC的输入输出模块、通信模块等。

2. 软件设计在软件设计方面，需要编写数控编程软件，以实现数控程序的输入、编辑和管理。

编写控制算法程序，根据数控程序生成相应的控制信号，实现对数控机床各轴的控制。

电气控制技术课程设计报告设计课题: 基于PLC的卧式车床电气控制系统设计姓名:学号:学院: 工学院专业: 电气工程及其自动化班级: 一班日期 2012年12月26日——2013年1月6日指导教师:安徽农业大学工学院机电工程系电气控制技术课程设计任务书1. 设计题目：基于PLC的卧式车床电气控制系统设计2. 设计要求：要求根据机床工作的实际情况，按照安全可靠、经济合理、控制线路简单的基本要求。

选择用户输入设备，输出设备，执行电器；PLC的选择；分配I/O点，绘制I/O连接图；设计控制程序；制定电器元件明细表；最后按要求写出设计报告，绘出设计图样。

3. 设计依据：主要技术参数和拖动控制要求：1、最大车削工件外径为300mm。

2、要求主拖动电动机直接起动，点动串电阻，正反向转动。

3、要求切削时提供冷却液。

4、刀架可以由电动机拖动快速移动。

5、必要的照明、信号指示。

4. 设计任务：要求在规定时间内完成下列工作量：4.1 设计内容包括：1. 分析控制要求。

2. 选择用户输入设备，输出设备，执行电器。

3. PLC的选择。

4. 分配I/O点，绘制I/O连接图。

5. 设计控制程序。

6. 绘制电器位置图、电气接线图。

7. 制定电器元件明细表。

4.2 设计图样：PLC控制线路（I/O连接图）原理图、电器位置图和电气接线图各1张（A4图纸）。

5. 课程设计报告的书写要求：5.1 设计报告的格式：要有封面、目录、正文、参考文献等，其中目录、参考文献部分各自要单独放在一页，参考文献的书写请参考《电气控制技术课程设计指导》的参考文献书写规范。

正文的字数要求不少于4000字。

5.2 设计报告的书写内容：按照任务书的4.1所列的设计内容逐一书写。

目录1 引言………………………………………………………………………1.1 卧式车床简介……………………………………………………………1.2 PLC在电气控制系统中的应用………………………………………2 分析控制要求……………………………………………………………2.1 车床结构介绍和控制要求…………………………………………2.2 主电动机的点动调整控制……………………………………………2.3 主电动机的正反转控制电路…………………………………………2.4 主轴电动机的反接制动控制…………………………………………2.5 刀架的快速移动和冷却泵控制………………………………………3 选择用户输入设备，输出设备，执行电器………………………………3.1 主要电气元件的选择………………………………………………3.2 电动机的选择………………………………………………………3.3 交流接触器和中间继电器的选择…………………………………3.4 保护电器的选择……………………………………………………3.5 控制电器的选择……………………………………………………4 PLC的选择…………………………………………………………………5. 分配I/O点绘制I/O连接图………………………………………………6 设计控制程序……………………………………………………………结束语……………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………附录1:制定电器元件明细表……………………………………………………附录2:电气原理图………………………………………………………………附录3:电气接线图………………………………………………………………附录4:绘制电器位置图…………………………………………………………附录5:实物图……………………………………………………………………1 引言1.1 卧式车床简介卧式车床属于中型车床，用于切削工件外圆、内孔和端面等。

基于PLC的C650车床控制系统设计摘要：针对老式车床故障多，检修麻烦,线路复杂，越来越不适应当今工业生产要求的问题,在对其电气原理和控制要求进行分析后,本文提出了用PLC对车床的控制系统进行改进的新方法。

本设计从车床控制需要的I/O点数、性能价格比的高低、各控制功能的实现及优化等方面考虑，主要进行了车床电气原理分析、控制元件的选择、PLC的I/O点分配以及控制系统的梯形图程序设计等过程。

PLC控制系统硬件接线少、消耗功能低、反应速度快、工作稳定、功能强大.用PLC控制系统来取代车床原有的控制系统,能使车床在改变控制要求时更为方便，配合合适的程序,还可实现自动加工功能。

关键词：C650卧式车床;电气控制原理； S7—200PLC；梯形图Control System of The c650 Lathe DesignBased onPLC Abstract:For traditional turning lathes having many examples of machine malfunctions, maintenance of troubles, circuit complexities，it’s not fit for the industrial production req uirements nowadays more and more. After analyzing electrical schematics and control req uirements， a new method was put forward by which using PLC to transform the control s ystem of the turning machine。

The design considered many aspects such as I / O points o f the controlled object， ratio of the cost-performance, implementation and optimization o f the control functions， as well as other sides。