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正文內(nèi)容

畢業(yè)設(shè)計-多工位組合機床plc控制系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)

2025-01-08 19:03 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 G的作用是實現(xiàn)定位銷的伸縮運動,在每次轉(zhuǎn)位之前,需要將定位銷往下縮回,不要擋住定位塊,以便定位塊和工作臺一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)位到一定距離后,定位銷在 2G 的帶動下向上伸出,擋住下一工位上的定位塊,實現(xiàn)定位。 其向下縮回右路是:液壓泵,電磁閥 YV1左路, 2G 上腔,活塞桿克服彈簧下移。 伸出時是靠彈簧作用,將伸縮銷彈回復(fù)位。 3) 3G液壓回路。 3G的作用是通過 3G 活塞桿上的齒條帶動齒輪轉(zhuǎn)動,經(jīng)過離合器和工作臺下面的齒輪帶動工作臺轉(zhuǎn)動,當(dāng)活塞桿向右移動時,工作臺順時針轉(zhuǎn)動;當(dāng)活塞桿左移時,工作臺逆時針轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)反靠。 其右移液壓油路是:液壓泵,減壓閥 JF,電磁閥 YV3左位, 3G左腔,活塞桿右移。3G 右腔的油經(jīng)過節(jié)流閥 L 流回油箱,則活塞桿右移速度慢;經(jīng)過電磁閥 YV2流回油箱,則速度較快。 其左移液壓油路是:液壓泵,減壓閥 JF,電磁閥 YV3右位,節(jié)流閥 L, 3G 右腔,活塞桿左移,主要是實現(xiàn)反靠。 4) 4G液壓回路 .4G 的主要作用是把離合器分開或者結(jié)合。在正?;剞D(zhuǎn)時,離合器應(yīng)該結(jié)合, 4G 在彈簧作用下處于復(fù)位狀態(tài)。當(dāng)回轉(zhuǎn)結(jié)束后,為了讓液壓缸 3G 的活塞桿回到左端,又不至于帶動工作臺轉(zhuǎn)動,此時,需要將離合器分開。 分開時油路:液壓泵,減壓閥 JF,電磁閥 YV4左位, 4G 下腔,活塞桿上移,克服彈簧作用帶動離合器上把部分結(jié)構(gòu)移動,脫離嚙合。待 3G 復(fù)位之后, YV4處于右位, 4G在重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 六工位組合機床工藝要求及液壓系統(tǒng)說明 7 彈簧作用下下移,離合器又結(jié)合。 三個液壓滑臺的液壓回路是帶動對應(yīng)的滑臺做快進,工進,快退。分別用各 自液壓缸完成。以打中心孔液壓缸為例簡單介紹其液壓油路。 1)快進時:液壓泵,電磁閥 YV5左位,打中心孔缸左腔,活塞桿右移。進給液壓缸右腔的油經(jīng)過 YV5左位,再經(jīng)過 YV6左位流回進給液壓缸左腔,形成差動油路,速度較快。 2)工進時:流入進給液壓缸的油路和快進時一樣,不同之處是,從進給液壓缸流出的油不經(jīng)過 YV6,而是經(jīng)過節(jié)流閥 L1流回油箱。由于經(jīng)過節(jié)流閥的節(jié)流作用,所以液流速度慢,活塞桿移動速度慢。 3)快退時:液壓泵,電磁閥 YV5右位,液壓缸右腔,活塞桿左移。進給液壓缸左腔的油直接經(jīng)過 YV5流回油箱,流速較快 ,滑臺快速退回。 其他滑臺的液壓油路類似。 圖 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 8 3 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 的簡介 PLC 的定義 1980年可編程控制器問世后,美國電氣制造商協(xié)會對其做過如下定義 “是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲器來存儲指令,實現(xiàn)邏輯運算、順序運算、計數(shù)、計時和算式運算等功能,用來對各種機械或生產(chǎn)過程進行控制?!? 1982年,國際電工委員會頒布了可編程控制器標準草案第一稿,將其定義為“是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù) 字運算操作的電子裝置。它采用可以 編制程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計數(shù)、計時和算式運算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械和生產(chǎn)過程。及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴展其功能的原則而設(shè)計。 可見,是能直接運用于工業(yè)環(huán)境的一種數(shù)字電子裝置,具有與其它順序控制裝置明顯不同的特點。 目前,在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè),使用情況大致可歸 納為開關(guān)量的邏輯控制、模擬量控制、運動控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信及聯(lián)網(wǎng)這六類。正是由于的使用范圍廣泛,優(yōu)點眾多,才成為解決自動控制問題的最有效工具。 PLC 的特點 PLC 主要是用在自動化生產(chǎn)方面的控制器件,和計算機的控制方式十分相似。 PLC 和 PC 差不多,主要使用 CPU 來當(dāng)處理器,進行各種各樣的運算和控制。 PLC 具有以下描述的集中特點: ① 可靠性 對 PLC 來講,它的可維修性和有效性相當(dāng)重要。 1) PLC 用不著大量的各種其他元器件,這樣就使得線路十 分簡單,維修起來也就非常方便了; 2) PLC 的設(shè)計方法非常可靠,例如,冗余設(shè)計,斷電保護,故障診斷和信息保護及恢復(fù)等,提高了 MTTR 等的。 3) PLC 上手十分容易,因為它的編程方法很簡單,操作方式也不復(fù)雜,維修容易,基本上不會發(fā)生故障; 4) PLC 是具有精簡編程語言的、專門為工業(yè)生產(chǎn)而制造的、非??煽康囊环N控制器件,它十分的穩(wěn)定,發(fā)生故障的概率非常低。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 9 5) PLC 在制造的時候,硬件上面采用了很多先進的技術(shù),來保障其可靠性,降低硬件出錯的可能性。 6) 在軟件的制作方面, PLC 也采用了很多先進的方法來保證他的穩(wěn)定可靠 。 ② 易操作性 1) 編程方便 它的編程語言的選擇很多,一般都是用梯形圖編程。 2) 維修方便 它在發(fā)生故障的時候會自我診斷,這樣就更方便維修。 3) 操作方便 它的操作很方便,可以通過編程軟件對程序進行修改,也可以根據(jù)屏幕的現(xiàn)實,直接按鍵來修改。 ③ 靈活性 1) 擴展的靈活性。 它可以根據(jù)用戶的需要,自由的增加或者減少各種模塊。 2) 操作的靈活性。 操作簡單靈活,方便監(jiān)控。 3) 編程的靈活性。 它有很多編程語言來選擇,編程人員可根據(jù)自身情況和實際需求來進行自由選擇。 ④ 能耗低、體積小、重量輕、使用方便 ⑤ 功能強,具有良好的通用性 PLC 系統(tǒng)集體積小、速度快、標準化、具有網(wǎng)絡(luò)通信能力等優(yōu)點于一身,功能強,可靠性高。模塊化、開放性設(shè)計的系統(tǒng),各單獨模塊之間可進行廣泛組合構(gòu)成不同的系統(tǒng)更是能滿足各類不同性能要求的應(yīng)用。隨之而開發(fā)的人機界面軟件,開放性設(shè)計、界面友好、操作簡單,在一定程度上也助推了系統(tǒng)的開發(fā)利用,大大縮短了項目開發(fā)周期,其高可靠性的應(yīng)用表現(xiàn)得以在工業(yè)系統(tǒng)中迅速推廣使用。 PLC 控制系統(tǒng)以繼電器控制系統(tǒng)的比較 ① 繼電器控制的優(yōu)點 1) 所有信號處理和控制功能都由硬件實現(xiàn),線路直觀,便于理解和掌握,易于被一般技術(shù)人員及技術(shù) 工人掌握 2) 系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修以及故障檢查等不需要較高的技術(shù)和特殊的工具與儀器 3) 大部分電器都是常用控制電器,便于更換并且價格較便宜 4) 技術(shù)成熟,這類機床已形成系列化產(chǎn)品,各項技術(shù)資料齊全,熟悉、掌握的人員較多 ② 繼電器控制的缺點 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 10 1) 接線多而復(fù)雜,體積大,功耗大,一旦系統(tǒng)構(gòu)成后想再改變或增加功能都很困難 2) 繼電器觸點數(shù)目有限,且容易燒壞磨損,靈活性和擴展性很差,技術(shù)水平難以提高 3) 電磁機構(gòu)及觸點動作速度比較慢,機械和電磁慣性大,系統(tǒng)的控制精度難以得到提高且工作頻率低 4) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大、能耗較高、機械動作噪音大 5) 線路復(fù)雜,容易 出現(xiàn)故障且維修周期長,因此保養(yǎng)維修工作量大。費用高且檢查故障困難,費時費工 ③ PLC 控制的優(yōu)點 1) 采用對電梯進行控制,并且對電梯的自動控制通過軟件來實現(xiàn),這樣做可大大提高電梯運行的可靠性 2) 可對故障進行自動檢測并顯示報警,大大提高了機床運行的安全性 3) 本身工作穩(wěn)定,不容易出現(xiàn)死機問題 4) 由于除去了大部分繼電器及選層器,控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得簡單,外部線路也得到了簡化 5) PLC 編程靈活,程序出了問題可以修改,適應(yīng)性強 6) 更改控制方案時無需對硬件連線進行改動。 7) 在軟件設(shè)計方面,同樣采取了一些提高系統(tǒng)可靠性的舉措。例如,采用軟件濾 波、軟件自診斷、簡化編程程序、信息保護和恢復(fù)、報警和運行信息的顯示等 主電路主要有五個電機以及 PLC 模塊接口和照明系統(tǒng)等 ,其中包括油泵電動機 M6,用來為五個動力滑臺和回轉(zhuǎn)工作臺提供液壓力 。M1 ~ M5分別為五個加工工位動力頭的驅(qū)動電機 。M7為冷卻泵電機 ,控制加工冷卻液的啟閉。每個電機支路上安裝有熱繼電器 ,對電機起到過載保護作用 。 在主電路中設(shè)有熔斷器起短路保護作用 。接觸器線圈需要交流 110V,電磁鐵為直流 24V, PLC 由外部提供 交流 220V 電壓進行工作。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 11 圖 電路圖 經(jīng)過統(tǒng)計和分配輸入、輸出元件端口 ;考慮指示燈和其他因素 選總點數(shù)為 80的三菱FX2N80MR。電源類型有: PLC需要交流 220V,接觸器線圈需要交流 110V,電磁鐵為直流24V。 FX2N80MR 簡單介紹 FX2n 系列是 FX系列 PLC 家族中最先進的系列。由于 FX2n 系列具備如下特點:最大范圍的包容了標準特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊,它可以為你 的工廠自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力 。 FX2N 性能規(guī)格 如下表。 表 表 項目 規(guī)格 備注 運轉(zhuǎn)控制方式 通過儲存的程序周期運轉(zhuǎn) I/O控制方法 批次處理方法 (當(dāng)執(zhí)行 END指令時 ) I/O指令可以刷新 運轉(zhuǎn)處理時間 基本指令: 應(yīng)用指令: 181。s/指令 編程語言 邏輯梯形圖和指令清單 使用步進梯形圖能生成 SFC類型程序 程式容量 8000步內(nèi)置 使用附加寄存盒可擴展到 16000步 指令數(shù)目 基本順序指令: 27 最大可用 298條應(yīng)用指令 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 12 步進梯形指令: 2 應(yīng)用指令: 128 I/O配置 最大硬體 I/O配置點 256,依賴于用戶的選擇(最大軟件可設(shè)定地址輸入 25輸出 256) 輔助繼電器 ( M線圈) 一般 500點 M0至 M499 鎖定 2572點 M500至 M3071 特殊 256點 M8000至 M8255 狀態(tài)繼電器 ( S線圈) 一般 490點 S0至 S499 鎖定 400點 S500至 S899 初始 10點 S0至 S9 信號報警器 100點 S900至 S999 定時器( T) 100毫秒 范圍: 0至 200點 T0至 T199 10毫秒 范圍: 0至 46點 T200至 T245 1毫秒保持型 范圍: 0至 4點 T246至 T249 100毫秒 范圍: 0至 6點 T250至 T255 計數(shù)器( C) 一般 16位 范圍: 0至 32767數(shù) 200點 C0至 C199 類型: 16位上計數(shù)器 鎖定 16位 100點(子系統(tǒng)) C100至 C199 類型: 16位上計數(shù)器 一般 32位 15點 C200至 C219 類型: 16位上 /下計數(shù)器 鎖定 32位 15點 C220至 C234 類型: 16位上 /下計數(shù)器 高速計數(shù)器 ( C) 單相 范圍: 2147483648至 +2147483647數(shù) 一般規(guī)則:選擇組合計數(shù)頻率不大于20KHz的計數(shù)器組合 注意所有的計數(shù)器鎖定 C235至 C240 6點 單相 c/w起始 停止輸入 C241至 C245 5點 雙相 C246至 C250 5點 A/B相 C251至 C255 5點 數(shù)據(jù)寄存器 一般 200點 D0至 D199 類型: 32位元件的 16位數(shù)據(jù)存儲寄存重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 13 ( D) 器對 鎖定 7800點 D200至 D7999 類型: 32位元件的 16位數(shù) 據(jù)存儲寄存器對 文件寄存器 7000點 D1000至 D7999通過 14塊 500程式步的參數(shù)設(shè)置 類型: 16位數(shù)據(jù)存儲寄存器 特殊 256點 從 D8000至 D8255 類型: 16位數(shù)據(jù)存儲寄存器 變址 16點 V0至 V7以及 Z0至 Z7 類型: 16位數(shù)據(jù)存儲寄存器 指標 ( P) 用于 CALL 128點 P0至 P127 用于中斷 6輸入點、 3定時器、 6計數(shù)器 100*至 150*和 16*至 18* (上升觸發(fā) *=1,下降觸發(fā) *=0, *
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