PLC对M7120磨床控制系统的改造

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

目 录

1 绪论.............................................................. 3 1.1可编程控制器简介 ................................................ 3

1.2 PLC控制电路相对于电器控制电路的优点 ......................... 4 1.3 PLC系统总体设计 ............................................. 4 1.4 平面磨床简介 ................................................ 6 2 M7120磨床控制系统改造方案的确定 ............................ 8 3 M7120磨床控制系统主要结构及运动形式 .......................... 9

3.1 M7120磨床控制系统的主要结构 ................................. 9 3.2 M7120磨床控制系统的平面磨削运动 ............................ 10 4 M7120磨床控制系统的电力拖动形式和控制要求 ....................... 11

4.1 M7120磨床控制系统的电力拖动形式 ............................ 11 4.2 M7120磨床控制系统的控制要求 ................................ 11 5 M7120磨床控制系统的电器元件名细表 ............................... 12

5.1 电器元件明细表 ............................................. 12 5.2 各种电磁吸盘数据 ........................................... 13 6 M7120型平面磨床的电气控制线路分析 ............................... 14

6.1 主电路分析 ................................................. 14 6.2 控制电路分析 ............................................... 14 6.3辅助电路分析 ................................................ 16

7 PLC的硬件及软件设计 ............................................. 18 7.1 PLC的硬件选择 ................................................. 18

7.2 PLC的I/O分配 .............................................. 18 7.3 M7120平面磨床的PLC硬件接线图 .............................. 19 7.4 M7120平面磨床的PLC程序 .................................... 20 结 论.............................................................. 21 致 谢.............................................................. 23 参考文献 ........................................................... 24

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。因此，PLC控制系统与微机控制系统的开发过程也不完全相同，需要根据PLC本身的特点、性能进行系统设计。

PLC的输出端子接变频器的多功能端子，变频器中设置多功能端子为多道速功能，并设置相应频率。通过PLC的输出端子的闭合和断开的组合，使变频器不同转速下运行。也可以通过PLC和变频器上的RS485通讯接口，采用PLC编程通信控制。通过PLC加数模（DA）转换模块，将PLC数字信号转换成电压（或电流视变频器设置而定）信号，输入到变频器的模拟量控制端子，控制变频器工作。

1.2 PLC控制电路相对于电器控制电路的优点

PLC是一种带有指令存储器，数字或模拟输入/输出接口，以位运算为主，能够完成逻辑，顺序，定时，记数和算术运算等功能，用于控制机器或生产过程的自动控制装置。PLC系统的等效工作电路分为三个部分：输入部分、内部控制电路、输出部分。PLC的工作过程包括公共处理扫描阶段、输入采样阶段、执行拥护程序阶段、输出刷新扫描阶段。

1、控制方式方面：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而PLC软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。

2、工作方式方面：电器控制并行工作，而PLC串行工作，不受制约。

3、控制速度方面：电器控制速度慢，触点易抖动；而PLC通过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。

4、定时、记数精度方面：电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能；PLC时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽；有记数功能。

5、可靠性、维护性能方面：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠性、维护性能差；PLC无触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。 1.3 PLC系统总体设计

由于可编程控制器应用方便、可靠性高，因而被大量地应用于各个行业、各个领域。随着可编程控制器功能的不断拓宽与增强，它已经从完成复杂的顺序逻辑控制的继电器控制柜的替代物，逐渐进入到过程控制和闭环控制等领域，它所能控制的系统越来越复杂，控制规模越来宏大，因此如何用可编程控制器完成实际控制系统的应用设计，是每个从事电气控制技术的人员所面临的实际问题。 1、PLC系统设计的基本原则

任何一种电气控制系统都是为了实现生产设备或生产过程的控制要求和工艺需求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则。

（1）最大限度地满足被控对象提出的要求和各项性能指标。设计前，设计人员除要理解被控对象的技术要求外，还应深入现场进行实地的调查研究，收集资料，访问有关的技术人员和实际操作人员，共同拟定设计方案，协同解决设计中出现的各种问题。

（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便。

（3）保证控制系统的安全、可靠。

（4）考虑到生产的 …… 此处隐藏：5613字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……