液壓滑動(dòng)平臺(tái)PLC控制.

1、物理與電子工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程電氣控制與PLC原理及應(yīng)用題目液壓滑臺(tái)控制系統(tǒng)專業(yè)學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師學(xué)期課程電氣控制與PLC應(yīng)用專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師職稱副教授課程設(shè)計(jì)題目液壓滑動(dòng)平臺(tái)控制系統(tǒng)學(xué)期學(xué)年度第學(xué)期一、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與要求（含原始數(shù)據(jù)及應(yīng)提交的成果） 1裝置示意圖2、要求開始滑臺(tái)位于原位，壓下 SQ1,按下起動(dòng)按鈕，滑臺(tái)快進(jìn)，到達(dá)某一位置時(shí)壓下SQ2變?yōu)楣みM(jìn)，到達(dá)終點(diǎn)位置壓下SQ3變?yōu)榭焱耍说皆挥种匦麻_始下一循環(huán)?？刂苹_(tái)電磁閥分別為快進(jìn)閥YV1、工進(jìn)閥YV2、快退閥YV3二、應(yīng)收集資料及主要參考文獻(xiàn)1、應(yīng)收集的材料電氣控制的基本原理和思想，pic控制

2、原理和思想(主要是西門子)，pic編程 及其相關(guān)調(diào)試。2、參考文獻(xiàn)1 李青虹.組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的PLC控制J. 三明高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)， 2004,21 (4):38412 魏建忠，游龍翔.PLC在液壓動(dòng)力滑臺(tái)控制系統(tǒng)的應(yīng)用J.廈門大學(xué)學(xué)報(bào)，2007,(9):63643 鄭勝利，梁煒.PC在YT4543型液壓動(dòng)力滑臺(tái)上的應(yīng)用J.平原大學(xué)學(xué)報(bào)，2003,20(2):67684 武濤，張永博.YT4543型組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的PLC改造J. 保定學(xué)院學(xué)報(bào)，2008,21 (2):47495 張利平.現(xiàn)代液壓技術(shù)應(yīng)用 220例第二版M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,20096 馬憲亭.液壓與氣壓傳動(dòng)技

3、術(shù)M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2009 7 李鄂民.實(shí)用液壓技術(shù)一本通M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009三、工作進(jìn)度安排2013-2014年第二期學(xué)習(xí)電氣控制與PLC應(yīng)用2013-2014年第二期平時(shí)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)2013-2014年第二期5月底開始課程設(shè)計(jì)2013-2014年第二期6月初程序完成并在pic模擬軟件調(diào)試出結(jié)果2013-2014年第二期6月15號(hào)任務(wù)書完成2013-2014年第二期6月16號(hào)將報(bào)告交予老師，課程設(shè)計(jì)完成任務(wù)審定：教研至意見：教研室主任(簽字)：年月日任務(wù)完成人：指導(dǎo)教師簽字：年月日學(xué)生簽字：年月日液壓動(dòng)力滑臺(tái)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：液壓動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床用來實(shí)現(xiàn)

4、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的通用部件，液壓動(dòng)力滑臺(tái)在組合機(jī)床中已得到廣泛的應(yīng)用。液壓動(dòng)力滑臺(tái)通過液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可以方便地進(jìn)行 無級(jí)調(diào)速，正反向平穩(wěn)，沖擊力小，便于頻繁地?fù)Q向工作。配置相應(yīng)的動(dòng)力頭、 主軸箱及刀具后可以對(duì)工件完成各種孔加工、 端面加工等工序，它的性能直接關(guān) 系到機(jī)床質(zhì)量的優(yōu)劣。本設(shè)計(jì)是在充分分析了液壓動(dòng)力滑臺(tái)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及工 作原理的基礎(chǔ)上，通過繼電器一接觸器控制與PLC控制方案的對(duì)比我選擇了 PLC 控制，根據(jù)控制要求選擇了 PLC的型號(hào)，在硬件設(shè)計(jì)中畫出了 PLC的外部接線圖； 在軟件設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了液壓動(dòng)力滑臺(tái)PLC控制系統(tǒng)的軟件流程圖和梯形圖，實(shí)現(xiàn) 了控制要求。關(guān)鍵詞：液壓，動(dòng)力滑臺(tái)，PLC

5、，控制Desig n of PLC Con trol System for Hydraulic PowerSlidi ng TableAbstract:Hydraulic Power Slidi ng Table is a comb in ati on of tools used to achieve the feed moveme nt of the gen eral comp onen ts, hydraulic power slide in the modular mac hi ne tool has bee n widely used. Hydraulic Power Slidi ng

6、 Table by hydraulic variable s peed drive system can be easily carried her, positive and n egative to stable, the impact force is small, easy to work freque ntly cha nge. Con figurati on corresp onding power h ead, spin dle and tool box on the workpiece can be completed after the process ing of v ar

7、ious holes, face process ing and other processes, its performa nee is directly related to the merits of quality mach ine tools. The desig n is a full an alysis of the hydraulic pow er tran smissi on and hydraulic slide sets based on the prin ciple, by a con tactor con trol r elay and PLC con trol pr

8、ogram for comparis on I chose the PLC con trol and PLC based con trol requireme nts of the model chose n, In the hardware desig n to draw the exter na l wiring diagram of PLC; in software desig n, the desig n of the Hydraulic Power Slidin g Table PLC con trol software flow chart and ladder, to achie

9、ve the con trol requireme n ts.Key words: Hydraulic, Power Sliding Table, PLC, Control目錄刖 言 1第一章概述21.1 液壓動(dòng)力滑臺(tái)的應(yīng)用21.2 繼電器一接觸器控制與PLC控制方案的比較 21.2.1 繼電器一接觸器控制的優(yōu)缺點(diǎn) 21.2.2 PLC在液壓動(dòng)力滑臺(tái)中的應(yīng)用 2第二章液壓動(dòng)力滑臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及工作原理 32.1 功能結(jié)構(gòu) 32.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及工作原理 3第3章液壓動(dòng)力滑臺(tái)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 53.1 硬件的設(shè)計(jì) 53.2 軟件的設(shè)計(jì)63.2.1 軟件流程圖的設(shè)計(jì) 63.2.2 梯形圖計(jì)

10、7結(jié) 論 8參考文獻(xiàn) 9致謝10附錄11液壓動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床用來實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的通用部件，液壓動(dòng)力滑臺(tái)在組合機(jī)床中已得到廣泛的應(yīng)用。液壓動(dòng)力滑臺(tái)通過液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可以方便地進(jìn)行無 級(jí)調(diào)速，正反向平穩(wěn)，沖擊力小，便于頻繁地?fù)Q向工作。配置相應(yīng)的動(dòng)力頭、主 軸箱及刀具后可以對(duì)工件完成各種孔加工、 端面加工等工序，它的性能直接關(guān)系 到機(jī)床質(zhì)量的優(yōu)劣。它利用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)向前或向后的運(yùn)動(dòng)，由液壓缸的左右運(yùn)動(dòng)來拖動(dòng)滑臺(tái)在滑座上移動(dòng)， 再由電氣控制系統(tǒng)控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)， 實(shí) 現(xiàn)滑臺(tái)的工作循環(huán)。傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是由電氣控制線路控制，由于這種控制 線路的觸點(diǎn)多，接線復(fù)雜，可靠性低，靈活性差，功耗高，而且維

11、修困難，其大 量的硬件接線使系統(tǒng)可靠性降低，也間接地降低了設(shè)備的工作效率影響了加工質(zhì) 量，因此越來越滿足不了現(xiàn)代化生產(chǎn)過程的復(fù)雜多變的控制要求?，F(xiàn)采用PLC對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行控制，能很方便的實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)，使用簡(jiǎn)單，編程方便，可靠性高，通用性和靈活性強(qiáng)，采用PLC控制液壓系統(tǒng)完成基本的動(dòng)作一 液壓缸的自由進(jìn)退，從而實(shí)現(xiàn)液壓動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。YT4543型液壓動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)是：快進(jìn)f一工進(jìn)f快退f原位停止四種工況。13第1章 概述1.1 液壓動(dòng)力滑臺(tái)的應(yīng)用液壓動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床用來實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的通用部件，液壓動(dòng)力滑臺(tái)在組 合機(jī)床中已得到廣泛的應(yīng)用。液壓動(dòng)力滑臺(tái)通過液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可以方便

12、地進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，正反向平穩(wěn)，沖擊力小，便于頻繁地?fù)Q向工作。配置相應(yīng)的動(dòng)力頭、 主軸箱及刀具后可以對(duì)工件完成各種孔加工、 端面加工等工序，它的性能直接關(guān) 系到機(jī)床質(zhì)量的優(yōu)劣。為了滿足不同工藝方法的要求，動(dòng)力滑臺(tái)除提供足夠大的進(jìn)給力外， 還應(yīng)能 實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)一工進(jìn)一停留-快退一原位停止”等工作循環(huán)。其中，除快進(jìn)和快退 的速度不可改變外，用戶可根據(jù)工藝要求，對(duì)工進(jìn)速度的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于液 壓動(dòng)力滑臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，配上電氣后實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)工作循環(huán)容易， 又 可以很方便地對(duì)工進(jìn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。其中尤以YT4543型液壓動(dòng)力滑臺(tái)應(yīng)用最廣。液壓傳動(dòng)，具有功率密度高、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、有利于系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的

13、簡(jiǎn) 化和實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)，因而在一些中、大型機(jī)床中應(yīng)用廣泛。但由于國內(nèi)液 壓技術(shù)水平及液壓傳動(dòng)本身的缺陷， 如油液的可壓縮性 、泄漏等，許多液壓機(jī) 床都存在液壓動(dòng)力滑臺(tái)精度不高、柔性差和控制水平不高的問題。液壓動(dòng)力滑臺(tái)， 作為廣為使用的基礎(chǔ)件，如何充分利用其優(yōu)勢(shì)，克服或改善其不足，是一個(gè)急需 解決的問題。自80年代中期以來，國內(nèi)外開始將微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 等，用來改進(jìn)、發(fā)展和拓寬液壓技術(shù)的水平及其應(yīng)用范圍，液壓動(dòng)力滑臺(tái)的性能得到了一定的改善提高。1.2 繼電器一接觸器控制與PLC空制方案的比較1.2.1 繼電器一接觸器控制的優(yōu)缺點(diǎn)液壓動(dòng)力滑臺(tái)傳統(tǒng)上多用繼電器一接觸器控制，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)

14、簡(jiǎn)單、易于掌握、價(jià)格便宜等。在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用較廣。但是這些控制裝置體積大、動(dòng)作速 度較慢、耗點(diǎn)較多、功能少，特別是由于它靠硬接線構(gòu)成系統(tǒng)，接線復(fù)雜，當(dāng)生 產(chǎn)工藝或控制對(duì)象改變時(shí)，原有的接線和控制盤（柜）就必須隨之改變或更 換，通用性和靈活性較差。1.2.2 PLC在液壓動(dòng)力滑臺(tái)中的應(yīng)用隨著制造業(yè)的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)控制設(shè)備的可靠性和靈活性 的要求越來越高，傳統(tǒng)的繼電器一接觸器控制由于其自身的缺陷將越來越不適應(yīng) 生產(chǎn)的需要。PLC是可編程控制器的簡(jiǎn)稱，是專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的電子控制裝置，具有 抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、功能強(qiáng)、體積小、編程簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。因此， 在工業(yè)生產(chǎn)中用PL

15、C代替繼電器一接觸器控制將是必然的，現(xiàn)采用PLC對(duì)YT4543 型液壓動(dòng)力滑臺(tái)進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第二章液壓動(dòng)力滑臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及工作原理2.1功能結(jié)構(gòu)YT4543型動(dòng)力滑臺(tái)是眾所周知的一種組合機(jī)床通用部件，有液壓缸驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)一一工進(jìn)一一二工進(jìn)一死擋鐵停留一快退一原位停止6個(gè)工況的自動(dòng)控制，現(xiàn)對(duì)其原有液壓系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，液壓動(dòng)力滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-1所示。T h- F;:ill61圖2-1液壓動(dòng)力滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及工作原理液壓系統(tǒng)工作循環(huán)圖如圖2-2所示，工作原理圖如圖2-3所示。系統(tǒng)仍采用 單向變量泵供油，執(zhí)行器采用缸固定活塞式液壓缸10。采用綜合性能好的標(biāo)準(zhǔn)電磁換

16、向閥7和8代替了原系統(tǒng)電液換向閥實(shí)現(xiàn)動(dòng)力滑臺(tái)自動(dòng)工作循環(huán)，采用回油路調(diào)速閥調(diào)速保證工作進(jìn)給速度穩(wěn)定。表2-1所列為動(dòng)力滑臺(tái)自動(dòng)工作循環(huán)時(shí) 各換向閥電磁鐵和壓力繼電器動(dòng)作順序表，結(jié)合表2-1對(duì)系統(tǒng)在各工況下的油液流動(dòng)路線說明如下?？爝M(jìn)ki工進(jìn)十快退停止圖2-2液壓系統(tǒng)工作循環(huán)圖圖2-3液壓系統(tǒng)工作原理圖1液壓泵；2溢流閥；3單向閥；4, 12二位二通電磁換向閥；5, 6調(diào)速閥；7,8二位五通電磁換向閥；9壓力繼電器；10液壓缸；11單向閥和調(diào)速閥工況電磁鐵及壓力繼電器1YA(KA1)2YA(KA2)3YA(KA3)4YA(KA4)YJ快進(jìn)+-一工進(jìn)-+-快退+-+-原位停止-表2-11. 快進(jìn)

17、按下自動(dòng)工作循環(huán)按鈕，電磁鐵1YA和2YA通電，使換向閥7和8均切換至右位，泵1的壓力油經(jīng)單向閥3、換向閥8進(jìn)入缸10的無桿腔，缸10 有桿腔回油經(jīng)換向閥7和8反饋進(jìn)入液壓缸10的無桿腔。由于動(dòng)力滑臺(tái)空載， 系統(tǒng)壓力低，液壓缸成差動(dòng)連接，且變量泵1有最大的輸出流量，滑臺(tái)向左快進(jìn)。2. 工進(jìn)當(dāng)快進(jìn)到規(guī)定位置時(shí)活動(dòng)擋塊壓下行程開關(guān) SQ2使電磁鐵1YA斷電、 換向閥7復(fù)至圖示左位，3YA通電使換向閥4切換至左位，泵1的壓力油經(jīng)單向 閥3、換向閥8進(jìn)入缸10的無桿腔，缸10有桿腔經(jīng)閥7的通路堵死，只有經(jīng)閥 8右位、調(diào)速閥6換向閥4排油。流出缸10有桿腔的流量由調(diào)速閥6的開度大 小決定，由于閥6的作用

18、，系統(tǒng)壓力升高，泵1輸出的流量減小，動(dòng)力滑臺(tái)以第 一種工進(jìn)速度向左運(yùn)動(dòng)。3. 快退 停留時(shí)間到后，時(shí)間繼電器發(fā)出快退信號(hào)，使電磁鐵1YA通電、換向 閥7切換至右位，2YA斷電、換向閥8復(fù)至圖示左位，泵1的壓力油經(jīng)換向閥7 和8進(jìn)入缸10有桿腔，缸10無桿腔經(jīng)換向閥8排回油箱。由于此時(shí)為空載，系 統(tǒng)壓力很低，泵1輸出的流量最大，動(dòng)力滑臺(tái)向右快速退回。4. 原位停止 動(dòng)力滑臺(tái)向右快速退回到原位時(shí)，活動(dòng)擋塊壓下行程開關(guān)SQ1使電磁鐵1YA 2YA 3YA均斷電，換向閥7、8和4復(fù)至圖示位置，電磁鐵 4YA 通電，動(dòng)力滑臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)，泵1通過換向閥2卸載。5. 技術(shù)特點(diǎn)(1) 采用電磁換向閥取代了結(jié)構(gòu)復(fù)

19、雜的電液換向閥，系統(tǒng)油路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，運(yùn)行 可靠，易于檢修維護(hù)。(2) 采用回油路調(diào)速閥調(diào)速，動(dòng)力滑臺(tái)工進(jìn)工況穩(wěn)定性好。(3) 液壓泵原位停止時(shí)通過電磁換向閥卸載，能夠使泵在下次自動(dòng)工作循環(huán)開始時(shí)處于低壓。第3章液壓動(dòng)力滑臺(tái)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 硬件的設(shè)計(jì)根據(jù)液壓動(dòng)力滑臺(tái)的工藝特性、控制要求以及實(shí)際輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)情況，并 考慮將來系統(tǒng)擴(kuò)大功能的需要，留有一定的裕量，選定PLC的型號(hào)為西門子公司 的 S7-200，輸入/輸出點(diǎn)分配情況如下所示。輸入電器輸入點(diǎn)啟動(dòng)按鈕SB1I0.0行程開關(guān)SQ1I0.1行程開關(guān)SQ2I0.2行程開關(guān)SQ3I0.3輸出電器輸出點(diǎn)電磁鐵1YAQ0.0電磁鐵2YAQ

20、0.1電磁鐵3YAQ0.2設(shè)計(jì)說明1.SQ1、SQ2和SQ3是 3個(gè)行程開關(guān)。2.SB1是按鈕開關(guān)，SB1是控制動(dòng)力滑臺(tái)向前運(yùn)行的開始;3.1YA、2YA 3YA和4YA是液壓傳動(dòng)回路中的電磁鐵。如圖3-1所示為系統(tǒng)中PLC的外部接線圖。3.2 軟件的設(shè)計(jì)3.2.1 軟件順序功能流程圖的設(shè)計(jì)根據(jù)液壓動(dòng)力滑臺(tái)的動(dòng)作控制要求及 PLC輸入9點(diǎn)、輸出4點(diǎn)的分配情況, 對(duì)PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用軟件流程圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，各步驅(qū)動(dòng)各步相對(duì)應(yīng)的元件動(dòng)作，來實(shí)現(xiàn)YT4543型液壓動(dòng)力滑臺(tái)：快進(jìn)一一工進(jìn)一快退一原位停止四種 工況的要求。系統(tǒng)的軟件功能流程圖見附錄一322梯形圖的設(shè)計(jì)根據(jù)順序功能流程圖及工作過程編

21、寫控制梯形圖程序。按下啟動(dòng)按鈕SB1,壓下行程開關(guān)SQ2電磁閥1YA得電，滑臺(tái)差動(dòng)快進(jìn)。當(dāng)滑臺(tái)快進(jìn)終了時(shí)，滑臺(tái) 上的擋塊壓下行程開關(guān)SQ2切斷換向閥3快速運(yùn)動(dòng)的進(jìn)油路，滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)由調(diào)速 閥8調(diào)速的工進(jìn)，工進(jìn)完成時(shí)壓下行程開關(guān) SQ3快退閥3YA得電，1YA,2YA斷 電，滑臺(tái)快速退回。當(dāng)滑臺(tái)快速退回到原位置是，壓下SQ1又差動(dòng)快進(jìn)。梯形圖見附錄二液壓動(dòng)力滑臺(tái)是自動(dòng)化程度較高的部件， 對(duì)可靠性、運(yùn)動(dòng)精度要求較高，其 控制系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性。本設(shè)計(jì)是在充分分析了液壓動(dòng)力滑臺(tái)的液壓傳動(dòng)系 統(tǒng)及工作原理的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。明白了液壓系統(tǒng)“快進(jìn)T一工進(jìn)T快退一原位停 止”四種工況各自的液壓回路，根據(jù)控制要求選擇了 PLC的型號(hào)，在硬件設(shè)計(jì)中 設(shè)計(jì)出了 PLC的外部接線圖；在軟件設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了液壓動(dòng)力滑臺(tái)PLC控制系統(tǒng) 的軟件流程圖和梯形圖，實(shí)現(xiàn)了控制要求。液壓動(dòng)力滑臺(tái)傳統(tǒng)上多用繼電器一接觸器控制，由于這些控制裝置體積大、 動(dòng)作速度較慢、耗點(diǎn)較多、功能少，特別是由于它靠硬接線構(gòu)成系統(tǒng)，接線復(fù)雜，