無心外圓砂帶磨床自動(dòng)上下料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含圖紙】

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機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn) XXXX大學(xué) 液壓系統(tǒng)的PLC控制 實(shí)驗(yàn)報(bào)告書 姓名：XXX 班級(jí)：XXX 學(xué)號(hào)：XXX 指導(dǎo)老師：XXX 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2011/4/22～2011/4/25 目錄 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求..............................3 二、總體方案....................................4 三、液壓控制回路................................5 四、得失電狀態(tài)表................................8 五、電氣原理圖..................................9 六、I/O端口分配................................11 七、程序設(shè)計(jì)與系統(tǒng)流程圖........................12 八、自我總結(jié)....................................16 九、程序清單........................................18 附錄 本組成員名單及任務(wù)分配........................23 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求 1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? （1）能熟悉基于plc控制的液壓系統(tǒng)開發(fā)流程，并設(shè)計(jì)一個(gè)具體的氣動(dòng)、液壓系統(tǒng)。 （2）熟悉并掌握各種液壓元件的技術(shù)參數(shù)和使用方法。 （3）熟練掌握plc編程方法。 （4）能熟練使用梯形圖編寫液壓系統(tǒng)的控制軟件。 （5）搭建具體硬件（含油、電路）連接，并完成軟硬件的聯(lián)調(diào)。 2、實(shí)驗(yàn)器材 計(jì)算機(jī)、液壓泵、各種液壓閥、氣動(dòng)元件、油管、液壓接頭、plc實(shí)驗(yàn)板、導(dǎo)線。 3、實(shí)驗(yàn)要求 根據(jù)本人在本次實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)到的相關(guān)知識(shí)作答。 （1）詳細(xì)說明本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、方案，畫出動(dòng)作循環(huán)、系統(tǒng)油路、控制電路原理圖，并文字說明。 （2）詳細(xì)說明plc控制流程，確定輸入/輸出口，作I/O規(guī)劃。 （3）畫出plc控制梯形圖，要求自鎖、定時(shí)器。 （4）說明本次實(shí)驗(yàn)使用的傳感器，與控制電路的接口。 （5）自我總結(jié)。 二、總體方案 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，本組最終確定的方案為能夠在X-Y方向上銑削出工件的平面，機(jī)械本體如圖（1）所示。 圖（1） 如圖（1）是一個(gè)XY軸十字滑臺(tái)，其上面有一個(gè)可以固定工件的平臺(tái)。此XY軸十字滑臺(tái)是在銑平面的時(shí)候用的，采用液壓缸控制。其各個(gè)階段的速度包括工進(jìn)，快進(jìn)，快退都是由液壓回路里的調(diào)速閥控制。由于銑床只要求銑完整個(gè)平面，而不要求其能夠加工出各種圖案。故采用這樣的方法來調(diào)速是可以的。圖中的ST1、ST2、ST3、ST4接近開關(guān)所在的位置是滑臺(tái)整個(gè)的工作范圍。ST0是滑臺(tái)的原點(diǎn)位置。在整個(gè)的加工過程中，工作臺(tái)首先從ST0開始以快進(jìn)的速度運(yùn)動(dòng)到ST1位置，接觸到ST1時(shí)，開始工進(jìn)（銑平面）。當(dāng)滑臺(tái)接觸到ST2時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)開始延時(shí)，X軸停止工進(jìn)0.5s，Y軸向前工進(jìn)0.5s。當(dāng)延時(shí)完成后，X軸開始向負(fù)向工進(jìn)，而Y軸停止工進(jìn)。當(dāng)?shù)竭_(dá)ST1的位置時(shí)，重復(fù)如上的動(dòng)作，X軸開始向正向工進(jìn)。如此往復(fù)，直到觸發(fā)ST4開關(guān)。此時(shí)Y軸首先快退回ST3位置，然后X軸快退回ST0位置。這道工序就完成了！ 三、液壓控制回路 1、其動(dòng)作循環(huán)圖如圖（2）所示 X軸快進(jìn) X工進(jìn) X軸停 Y工進(jìn) X工退 X軸停 Y工進(jìn) X快退 Y快退 循環(huán) ST4觸發(fā) 圖（2） 2、液壓油路系統(tǒng)圖如圖（3）所示 圖（3） 如圖（3）是一個(gè)XY軸十字滑臺(tái)的油路圖，其兩個(gè)缸的油路是一樣的。XY軸滑臺(tái)各個(gè)階段的速度包括工進(jìn)，快進(jìn)，快退都是由液壓回路里的調(diào)速閥控制。由于銑床只要求銑完整個(gè)平面，而不要求其能夠加工出各種圖案。故采用這樣的方法來調(diào)速是可以的。圖中的主油路旁邊接有溢流閥，在主油路中的油壓過大時(shí)，起到一個(gè)卸荷的作用。當(dāng)X軸快進(jìn)的時(shí)候，YA5、YA1得電，油路不經(jīng)過調(diào)速閥，所以油的流速比較大，起到快進(jìn)的作用。當(dāng)X軸工進(jìn)的時(shí)候，YA5不得電，油路就得經(jīng)過調(diào)速閥，從而油的流量下降，X軸工進(jìn)。當(dāng)X軸快退的時(shí)候，YA5、YA2得電，開始快退。Y軸的調(diào)速原理和X軸一樣。 2、液壓回路中所用到的液壓元件名稱、符號(hào)、及其作用說明，見表（1） 序號(hào) 名稱 符號(hào) 作用 1 三位四通電磁換向閥 通過閥芯與閥體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)改變液體的流向，控制液壓缸前進(jìn)和后退。 2 兩位兩通電磁換向閥 通過閥芯與閥體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)改變液體的流向，控制液壓缸前進(jìn)和后退。 3 雙作用單活塞桿缸 將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 4 節(jié)流閥 控制油路中流量大小。 5 單向定量液壓泵 將液壓油從油缸引入液壓油路中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能。 6 溢流閥 保持系統(tǒng)壓力恒定， 在系統(tǒng)壓力大于或等于其調(diào)定壓力時(shí)開啟，流對(duì)系統(tǒng)起過載保護(hù)作用。 7 油箱 為系統(tǒng)存儲(chǔ)液壓油 表（1） 四、得失電狀態(tài)表 1、得失電狀態(tài)或順序表，如表（2）所示 工序號(hào) 工序名稱 發(fā)信元件 執(zhí)行元件 輸入及檢測(cè)元件 JC1 JC2 YA1 YA2 YA3 YA4 YA5 YA6 ST0 ST1 ST2 ST3 ST4 1 啟動(dòng)泵 SB1 1 2 主軸啟動(dòng) SB2 1 3 急停 SB3 手動(dòng) 選X/Y軸 SB4- X軸 SB4+ Y軸 前進(jìn) SO1+ X軸 1 SO1- Y軸 1 后退 SO3+ X軸 1 SO2+ Y軸 1 自動(dòng) 單循環(huán)觸發(fā) SB7 1 1 1 1 4 X軸快進(jìn) ST0；ST3 1 1 1 5 X軸工進(jìn) ST1 1 1 6 X軸工進(jìn)停 ST2 1 1 1 7 Y軸工進(jìn) ST2 1 1 8 X軸工退 Plc中間變量 1 9 X軸工退停 ST1 1 1 10 Y軸工進(jìn) ST1 1 1 11 循環(huán) 12 Y軸快退回原點(diǎn) ST4 1 1 1 13 X軸快退回原點(diǎn) 1 1 14 原點(diǎn)停 ST0； 1 1 表（2） 五、電氣原理圖 1、電氣原理圖如圖（4）所示 圖（4） 如圖（4）所示是控制XY軸十字滑臺(tái)的主電路和控制電路圖。由于所涉及的電機(jī)只要求啟停，所以主電路圖中只含有一個(gè)開關(guān)KM1。在電機(jī)的機(jī)殼上裝有FR熱繼電器，當(dāng)電機(jī)過度發(fā)熱時(shí)，開關(guān)將會(huì)自動(dòng)斷開，起到保護(hù)的作用?？刂齐娐凡捎玫氖桥_(tái)達(dá)PLC DVP32EH00R2-L ,其輸出線圈采用24V電壓。其輸入端含有4個(gè)接近開關(guān)，分別是原點(diǎn)，XY軸的限位開關(guān)。從X1—X7是手動(dòng)開關(guān)的輸入端口。 PLC DVP32EH00R2-L具體信息為： 工作電壓 220（V） 輸出頻率 50（kHz） 產(chǎn)品認(rèn)證 CE UL 3C 臺(tái)達(dá)PLC DVP32EH00R2-L是16DI/16DO(繼電器)，能滿足實(shí)驗(yàn)要求。 六、I/O端口分配 I/O端口分配，如表（3）所示 輸入 輸出 輸入設(shè)備接口 繼電器地址 輸出設(shè)備接口 輸出設(shè)備 選擇手動(dòng)/自動(dòng)SO0 X0 泵啟動(dòng)按鈕SB1 X 1 Y1 KM1 主軸啟動(dòng)按鈕SB2 X2 Y2 KM 2 急停按鈕SB3 X3 Y3 YA1 選擇軸按鈕SB4 X4 Y4 YA5 單觸發(fā)啟動(dòng)按鈕SB8 X5 Y5 YA3 旋鈕開關(guān)SO1 （手動(dòng)正向進(jìn)給） X6 Y6 YA2 自動(dòng)按鈕SB7 X7 Y7 YA4 接近開關(guān)ST0 X10 Y10 YA6 接近開關(guān)ST4 X11 Y11 YA2 接近開關(guān)ST1 X12 Y12 YA5 接近開關(guān)ST2 X13 接近開關(guān)ST3 X14 手動(dòng)進(jìn)給旋鈕SO2 X15 手動(dòng)快退旋鈕SO3 X16 表（3） 七、程序設(shè)計(jì)與系統(tǒng)流程圖 1、系統(tǒng)流程圖如圖（5）和圖（6）所示 圖（5）系統(tǒng)控制流程總圖 圖（6）單周期觸發(fā)子程序控制流程圖 2、程序設(shè)計(jì)與解釋 程序的手動(dòng)與自動(dòng)模式選擇，并完成于下面程序的互鎖。 程序?qū)崿F(xiàn)了單循環(huán)啟動(dòng)和循環(huán)啟動(dòng)，并與手動(dòng)模式完成了互鎖，本身完成了自鎖，為保護(hù)液壓元件及電氣設(shè)備選擇了延時(shí)。 以上程序?qū)崿F(xiàn)了X方向的工進(jìn)和Y單側(cè)的工進(jìn)和延時(shí)，其中包換了并行程序的編寫，也實(shí)現(xiàn)了各自的自鎖以及兩軸之間互鎖。 實(shí)現(xiàn)了單循環(huán)的所有動(dòng)作，也完成了延時(shí)和自鎖互鎖以及并行序列的編程！詳細(xì)程序請(qǐng)見程序清單。 八、自我總結(jié) 作為一個(gè)組長我盡力的為這次張老師分給我們的任務(wù)，認(rèn)真落實(shí)到位。想再回憶起，真不敢想象自己是怎么度過這幾天的....... 第一天，我犯了個(gè)錯(cuò)誤，為了逃避思考我們百度、谷歌、圖書館找資料，找到了幾乎符合要求的報(bào)告，可是我們幾乎抹殺了這次鍛煉的機(jī)會(huì)，謝謝老師的細(xì)心教誨，讓我從心里敬佩這個(gè)教學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦蠋?，一個(gè)對(duì)學(xué)生家長負(fù)責(zé)人的老師，一個(gè)對(duì)得起自己良心的老師，謝謝您張老師！ 第二天，大體方案的確定和分組，經(jīng)過討論和老師的指導(dǎo)，我們初步預(yù)定了方案，銑削平面的液壓控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)，我把任務(wù)具體到人：1、梁俊負(fù)責(zé)液壓元件（符號(hào)，作用以及原理）；2、徐炬鑫和吳俊負(fù)責(zé)液壓油路機(jī)械圖繪制；3、姚子良、唐明江和我負(fù)責(zé)編程 第三天...... 第四天...... 第五天，和前兩天一樣，我們白天完成不了的任務(wù)繼續(xù)留給晚上，晚上盡力搞定，很不想把任務(wù)留給明天，我們都想對(duì)得起這次的實(shí)驗(yàn)！ 對(duì)于編程，以及整個(gè)任務(wù)的系統(tǒng)貫通和理解，以及部分資料的整理，我尤其覺得變成很難，讓我覺得自己還很小很年輕或者說自己覺得自己很無知！很羨慕老師的邏輯思維以及對(duì)程序處理的數(shù)量程度，我感到望城莫及！尤其涉及到PLC的理解以及梯形圖的編寫技巧， 如1) 串聯(lián)觸點(diǎn)較多的電路編在梯形圖上方，如圖4-25所示。 a）電路安排不當(dāng) b）電路安排得當(dāng) 圖4-25 梯形圖程序 2) 并聯(lián)觸點(diǎn)多的電路應(yīng)放在左邊，如圖4-26所示。圖4-26 b）比a）省去了0RS和ANS指令。若有幾個(gè)并聯(lián)電路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的并聯(lián)電路放在最左邊。 a）電路安排不當(dāng) b）電路安排得當(dāng) 圖4-26 梯形圖程序 3) 對(duì)復(fù)雜電路的處理 橋式電路的編程 圖4-22所示的梯形圖是一個(gè)橋式電路，不能直接對(duì)它編程，必須重畫為圖4-27所示的電路才可進(jìn)行編程。 圖4-27 梯形圖程序 我不得不一面學(xué)習(xí)一面消化，一面困惑，一面贊嘆老師的厲害！還有涉及到梯形圖序列的處理即處理順序序列、選擇序列、并行序列，我也是有點(diǎn)困難！ 不過，通過這次學(xué)習(xí)，通過老師的這次指導(dǎo)，我漸漸的有了更多的對(duì)PLC編程和液壓的領(lǐng)悟，這在我以后的畢業(yè)工作涉及到這方面的知識(shí)會(huì)有很大作用。同時(shí)，作為一個(gè)組長，對(duì)這次試驗(yàn)的的負(fù)責(zé)和安排，以及同學(xué)之間的協(xié)調(diào)也是種鍛煉和學(xué)習(xí)，我也收拾匪淺！謝謝，謝謝同學(xué)們，更感謝您，老師，您辛苦了！ 九、程序清單 詳細(xì)的plc程序，見程序附表。 18