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成型磨床PLC控制系统设计一、成型磨床电气控制系统设计任务书1．设备概况介绍本机床用于各种特殊要求型面的磨削加工，机床有四台电动机拖动，及磨头电动机拖动砂轮高速旋转，采用JW11—4(0.6kw),单向连续工作。
液压泵电动机拖动油泵向液压系统供油，采用Y802—4(0.75kw) 单向连续工作。
磨头升降电动机带动砂轮架上下移动，采用JW11—4正反转工作。
吸尘电动机供磨削加工中吸尘用，采用JW11—4驱动。
加工时，工件置于电磁吸盘（36V/1.2A）上，加工完毕退磁取下工件。
2．设计要求1) 为调整砂轮位置，磨头升降采用点动控制。
为了停位准确，应有制动控制（采用能耗制动）。
上下极限位置应有位置保护。
在磨削加工中应保证砂轮架不能升降移动。
2)磨头砂轮运转与电磁吸盘之间，应有电气连锁环节，其要求是：只有在电磁吸盘通电并处于充磁吸着工件时，才能启动砂轮电动机。
磨削中，一旦发生失磁，砂轮电动机应自动停止运转，以确保安全。
为了修整砂轮，在吸盘不通电时，应能单独启动砂轮电动机。
3)要有照明和必要的灯光显示。
4) 设置必要电气保护与联锁。
二、成型磨床PLC电气控制系统总体设计过程1．总体方案说明1) 油泵电动机、磨头电动机、磨头升降电动机、吸尘电动机分别由电动机M1、M2、M3、MA4拖动。
2)砂轮位置调整，磨头升降采用点动控制。
为了停位准确，应有采用能耗制动。
3) 上下极限位置应有位置保护。
在磨削加工中应保证砂轮架不能升降移动。
4)采用热继电器实现过载保护，用以完成各个电动机系统的过载保护。
5) 主电路用断路器，各负载回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔断器，实现短路保护。
6) 电控箱设置在控制室内。
控制面板与电控箱内的电器板用BVR型铜导线连接，电控箱与执行装置之间采用端子板连接。
7) PLC选用继电器输出型。
8) PLC自身配有24V直流电源，外接负载时考虑其供电容量。
PLC接地提高抗干扰能力。
2．PLC成型磨床电气控制原理图设计(1) 主电路设计成型磨床电气控制系统主电路如图1-2所示。
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。
机械JIXIE1999年 第26卷 第5期 Vol.26 No.5 1999基于PLC的磨床控制系统设计邢建国摘要 介绍了开发设计的经济型平面磨床数控系统，其控制核心采用了可编程控制器。
关键词 磨床 数控系统 可编程控制器Abstract This paper introduces economic NC system developped by us for surface grinder, and the PLC controller is used in its control core of system .Keywords Grinder NC system PLC1 系统组成 随着对零件加工精度要求的提高，磨床作为高精加工设备在工件精加工中起着重要的作用，其中数控平面磨床占有较大的比例，开发设计平面磨床数控系统有较大的应用价值和前景。
磨床数控系统虽然不象数控铣床那样控制算法复杂，但有自己的控制特点：要求控制精度高，逻辑关系复杂。
我们研制开发的平面磨床数控系统采用步进电机作驱动元件，砂轮上下、工作台前后运动两轴联动，步进电机带有光电编码盘以精确控制进给步数。
图1为控制系统组成框图。
图中箭头表示控制信号传递方向。
本文主要介绍磨床控制的特点及可编程控制器在磨床控制系统设计中的应用。
图1 磨床控制系统组成框图2 PLC的软件设计 我们设计开发的磨床数控系统除控制进行平面磨削外，还可控制磨削沟槽及曲面，图2为加工工件类型示意图。
机床具有手动、自动工作方式，自动工作方式可自动完成粗磨、精磨、光磨等工作循环。
工作方式、加工类型、磨削参数(每次粗、精磨量，光磨次数)、工作台进给方式和进给间距、砂轮转速、砂轮切入方式等通过操作面板预选，加工过程中可变更磨削参数，工作台的进给速度以及移动间距经A/D转换输入单片机系统。
信息及数据显示由80C196KC单片机完成。
图3表示出了平面自动磨削过程砂轮的工作路线，图4为控制过程的流程图。
用PLC改造M型平面磨床的电气控制系统在现代工业生产中，PLC (Programmable Logical Controller) 已经成为最常见的电气控制系统之一。
PLC系统可以被广泛应用于许多领域，包括机械和制造行业中的许多设备和系统。
在这篇文章中，我们将探讨如何使用PLC改造M型平面磨床的电气控制系统。
M型平面磨床是一种广泛应用于金属加工和制造行业的设备，也是电气控制系统一个重要的应用领域。
传统的M型平面磨床电气控制系统通常使用电磁接触器控制设备的轴动和停止。
然而，这种控制方式存在一些问题，例如在启动和停止过程中会产生大量噪音和振动，另外需要定期更换电磁接触器，增加了维护成本。
因此，PLC系统需要被引入到M型平面磨床电气控制系统中，来优化其性能并解决以前的问题。
首先，可以使用PLC控制设备启动和停止过程，确保平稳的运动，并减少噪音和振动。
此外，PLC系统还可以自动监控设备的运行状态，以便在必要时进行修理和维护。
这有助于提高设备的可靠性和减少维护成本。
为了实现这些功能，需要进行一些实际工作。
首先，PLC需要连接到设备的控制电路中，可以使用标准的数字IO模块连接到设备的传感器和执行器。
例如，使用PLC控制设备的启动按钮和紧急停止按钮，可以确保设备在必要情况下快速停止运行和保护工作人员的安全。
其次，需要编写PLC程序，以确保设备实现预期的控制，例如自动启停、设定好的运行时间和速度，并监控故障和运行状态。
在编写程序期间，需要进行测试确保系统的稳定性和可靠性。
如果发现问题，需要进行修复或调整。
最后，应该建立一个完善的维护计划，以便对设备进行必要的定期检查和维护。
这将有助于确保设备处于良好的工作状态，并解决问题而不需要经历长时间的停机时间或维护。
另外，也要定期对PLC系统进行升级，以适应不断变化的生产环境。
综上所述，使用PLC改造M型平面磨床的电气控制系统是一项有效的技术，可提高设备的性能和可靠性，减少维护成本，并为现代工业生产带来更多的便利。
技术创新51基于PLC的数控平面磨床控制系统研制◊内江职业技术学院王成琼向六昭刘武周以西门子PLC为控制核心，根据磨床工艺要求，设计了数控平面磨床的控制系统。
该控制系统，可实现对磨床砂轮电机、液压电机、冷却电机、头架电机、砂轮油压机、冲洗泵等电机启停控制、调速控制；提供过载、限位、油压、励磁等保护措施。
系统运行表B H缺始由丨玄祐奸采#姑由丨姑念苜娥E女占蚰垂古接油垂击1引言平面磨床是机械制造行业中实现精加工的机床，磨床的精度水平决定着机械零件的最终加工精度和质量。
平面磨床的工作过程为在工作台上装夹好工件，首先根据工件X tt、向的尺寸设定左右运动和前后运动的行程，然后进行对刀操作，对刀完成后即可进行手动和自动磨削。
可编程控制器（PLC)具有通用性强、使用方便、可靠性高、编程简单等优点，采用PLC作为控制核心的控制系统，能节省大量的继电器元件，使机床的工作效率更髙，从而达到磨床的自动化控制目的。
结合平面磨床生产工艺要求和客户需求，四川庆隆机床有限责任公司和内江职业技术学皖共同研发了数控平面磨床控制系统。
2平面磨床控制要求分析控制对象，确定平面磨床运动要求如下：①机床的电 气控制部分采用可编程序控制器，实现对磨床砂轮电机、液压 电机、冷却电机、头架电机、砂轮油压机、冲洗泵等10个电机 启停控制、调速控制；②动作要求：砂轮升降（正反转）、液 压推动工作台运动、細调艇行、手轮X\Z«选择、雜倍率*1/管1_择；③为保证安全生产，端量进退、中心架退 位、夕卜量退位等需要限位控制；④砂轮电机、头架电机采用变 频器控制方式；⑤平台伺服控制；⑥有必要的信号指示和局部 照明；⑦应具有完善的保护环节，比如电动机的短路保护、过 载娜、励磁贩3平面磨床控制系统设计3.1主电路设计图1教控平面磨床控制系统主电路一数控平面磨床的电气控制系统主电路如图1、图_示，系 统主要有砂轮电机、液压电机、冷却电机、磁性/纸袋过滤机、头架变频电机、头架调速电机、砂轮主轴油压电机、冲洗泵、变频电机风扇、油冷机等10电机，需要分别满足不同电机的启 停要求和调速要求。
大型曲轴磨床PLC控制系统设计第1章绪论1.1设计意义曲轴是比较难加工的零件，它的加工精度高，加工的难度大。
曲轴连杆与电机连杆相连，直接承受着各式复杂的交变载荷。
因为曲轴连杆长处于相对高速运动的状态，因此在加工曲轴是有着较高的工艺要求，包括形状、表面的平整度、位置精度都有着严格的要求。
曲轴的精加工对于机床的精度至关重要。
1.2国内详情自从改革开放以，国家经济的发展时蒸蒸日上，工业技术的发展进随后，技术的革新可以说是日新月异，电气自动化的程度越来越高，现在的自动化是集计算机、自动控制技术等集合于一体的。
这是自动化科技革新的结果。
运用电气自动化的运行中，最重要的是对控制电路的设计，因为控制电路的设计最终目的是生产出高质量的产品。
控制电路的设计决定着生产的运行的方式。
因为它关系到生产的效率，对产品有着很大的影响，也关系到自动化的工业前景。
但是它的设计并不是盲目的、任意的。
它有着自己的规则和方法。
1.3市场需求与原有相比较传统的曲轴加工方法，分别在两台磨床上对曲轴和曲径分别加工，然后组合，这种方式生产的产品的精度差、效率低、对设备的投资大、耗时长。
生产出来的产品成本高，在激烈的市场竞争中处于不利地位，甚至被淘汰。
制造产品的质量和效率都有着很大的提高。
现在，只有少数国家掌握这个技术，故而机床的售价昂贵。
相较于目前国内的生产线机床由普通机床和专用机床组成，生产的机床自动化程度较低，加工精度不高。
有些机床还是继电器控制的，用继电器制造的机床生产成本高，而且浪费能量，消耗电量大。
设备容易出现故障，后期会频繁的维修，造成资金和资源的浪费。
所以我们在研究生产的时候就要开始从控制方面入手，我们要提高磨床的控制性能，还要解决它的一些弊端。
1.4未来发展的趋势鉴于以上情况，我们优先选择采用PLC控制系统，大型曲轴磨床在市场竞争中处于有利地位。
目的是让曲轴磨床能够更快的响应运动，稳定、高效的完成工作任务，逻辑触点动作速度比机械触点的工作速度快很多，而且更加可靠。
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M7120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M7120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，砂轮升降；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,面磨床,电器AbstractMany grinders are too old to meet the needs of modern manufacturing in factories. So it is necessary to make some technological transformations on the old-style convention motor-control system. Change them by the PLC substitution convention's relay, to meets grinder's control requirements.This paper introduces the survey of invariable program timers and M7120 the vertical shaft frustum surface grinding machine PLC control system, and has compiled the PLC procedure trapezoidal chart and the directive statement table. In this paper, the principle of work and the movement form of M7120vertical shaft frustum surface grinding machine relay - contact device control systems is briefly introduced. The safety will be significantly changed and the operation situation will be better, the grinding precision is also higher. Using the PLC control system, the grinder’s starting, stopping, the grinding wheel’s rotation, and work table’s moving and rotation can be realized. And the grinding wheel fluctuation has two control modes, manual and automatic. It provides the protection like overload, break, zero excitation and zero potential. It attracts the work piece with different nimble adjustment magnet chuck suction size. After changing the PLC control system is largely simplified, and services conveniently, easy to inspect. It also saves large sum of relay element. The performance has the very big enhancement, and the working efficiency had the distinct enhancement. This technology may also be applied in other domain control systems of automation field.Key word：PLC,Surface grinding,Relay目录1 绪论 (1)1.1 PLC在电气控制系统中的应用 (1)1.2 磨床的介绍 (2)1.3 世界平面磨床发展趋势 (2)2 M7120平面磨床简介 (6)2.1 M7120平面磨床的结构及功能 (6)2.2 M7120平面磨床的电气控制系统分析·········错误!未定义书签。
2.3 M7120平面磨床电气控制特点与故障分析 (9)3 PLC介绍 (10)3.1 国际电工委员会plc定义 (10)3.2 PLC的特点 (10)3.3 PLC的分类 (11)3.4 PLC的工作原理 (11)3.5 PLC的应用领域 (11)3.6 PLC的发展 (12)3.7 德国西门子plc选择 (12)4 系统的硬件设计 (13)4.1 PLC的选型 (13)4.2 主要电气元件的选择 (13)4.3 I/O地址的分配 (16)4.4 I/O接线图的绘制 (16)4.5 系统的硬件连线 (16)5 系统的软件设计··················错误!未定义书签。
5.1 PLC的编程语言 (17)5.2 PLC的系统结构和基本工作原理 (17)5.3 PLC的基本功能和基本指令 (18)5.4 控制系统的程序设计 (21)6 控制系统的调试··················错误!未定义书签。
6.1 确认输入电源并检查各部分硬件 (24)6.2 软硬件联调 (24)结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录Ⅰ 主要电气元件表 (28)附录II 电气原理图 (31)附录III PLC控制系统I/O分配表 (32)附录IV PLC控制系统I/O接线图 (33)附录V PLC控制程序清单 (34)附录VI 主电气原理图 (35)1 绪论1.1 PLC在电气控制系统中的应用现代工业生产中，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，因此敏捷先进的制造技术将成为企业赢得竞争和生存、发展的主要手段。
计算机信息技术和制造自动化技术的结合越来越紧密，作为自动化柔性生产重要基础的“软”控制系统机床，在生产中所占比例将越来越高。
20世纪70年代以前，电气自动控制的任务基本上是由继电器控制系统来完成。
继电器控制系统的优点是结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，所以当时应用的十分广泛，至今仍在许多简单的机械设备中应用。
但是，该类控制系统的缺点也十分明显，它采用固定的硬件接线方式来完成各种逻辑控制，灵活性差；另外机械性触点的工作频率低，易损坏，因此可靠性较差。
当前，随着科学技术的不断发展及生产工艺上不断提出新的要求，电气控制技术得到飞速的发展。
在控制方法上，主要是从手动到自动控制；在控制功能上，是从简单的控制设备到复杂的控制系统；在操作方式上，由笨重到轻巧；在控制原理上，从有触点的继电接触式控制系统到以计算机为核心的“软”控制系统。
PLC的应用面广、功能强大、使用方便，是当代工业自动化的主要设备之一。
PLC以软件手段实现了各种控制功能，与继电器控制系统相比，灵活性大大提高；与普通的计算机相比，又具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、组合灵活、扩展方便、体积小等突出优点，因而在机床电气控制系统中得到广泛的应用。
在制造工业（以改变几何形状和机械性能为特征）和过程工业（以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征）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，及大量离散量的数据采集。
传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
随着产品机型的更新换代，生产线承担的加工对象也随之改变，这就需要改变控制程序，使生产线的机械设备按新的工艺过程运行，而继电接触器控制系统是采用固定接线的，很难适应这个要求。
大型自动生产线的控制系统使用的继电器数量很多，这种有触点的电器工作频率较低，在频繁动作的情况下寿命较短，从而造成系统故障，使生产的运行可靠性降低。
现在，PLC的出现解决了这一问题.PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力比之大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.在我国应用的PLC系统中，I/O 64点以下PLC销售额占整个PLC的47%，泛的研究，64点~256点的占31%，合计占整个PLC销售额的78%。
在我国应用的PLC，几乎涵盖了世界所有的品牌，呈现八国联军的态势，但从行业上分，有各自的势力范围。
大中型集控系统采用欧美PLC居多，小型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采用日本的PLC居多。
欧美PLC在网络和软件方面具有优势，而日本PLC在灵活性和价位方面占优势。
1.2 磨床的介绍磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。
大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。
