C650卧式普通车床PLC电气改造毕业设计

I任务设计书设计题目C650卧式普通车床PLC电气改造设计要求1.分析C650卧式普通车床的工作原理；2.设计PLC对C650卧式普通车床进行改造的硬件电路；3.设计PLC对C650卧式普通车床进行控制的软件程序；4.进行调试,找出问题,并改进设计；5.撰写毕业设计说明书。设计进度要求：第一周：确定题目、准备资料、讲解课题；第二周：企业实习、收集C650卧式普通车床的资料；第三、四周：方案设计；第五、六周：调试修正；第七周：写设计说明书；第八周：打印报告、准备答辩。指导教师（签名）：II摘要可编程控制器是在继电器控制和计算机技术的基础上，逐渐发展起来的以微处理器为核心，集微电子技术、自动化技术、计算机技术通信技术为一体，以工业自动化控制为目标的新型控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富。它的功能主要是：控制功能、数据采集、储存与处理功能、通信、联网功能、输入/输出接口调理功能、人机界面功能。在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。本次设计的内容主要是利用PLC（ProgrammableLogicController）对C650型车床的电器部分进行改造。首先我对本设计进行总体的分析，使自己有一个大致的总体概念，然后仔细分析C650车床，对车床主运动和进给运动还有其它的辅助运动，进行分析。最后根据控制电路的线路图，编译PLC的梯形图，编译通过后，利用PLC实验台进行实验仿真。因此使C650车床在完成原有的功能特点外，还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。关键词：可编程控制器，车床，梯形图，电气控制系统I目录摘要..............................................................................................................................II1可编程控制器概述及构成原理........................................................................................11.1可编程控制器的产生及定义....................................................................................11.2可编程控制器的特点................................................................................................21.3可编程控制器的应用及发展....................................................................................32PLC控制系统设计概述....................................................................................................52.1PLC控制系统设计要求.............................................................................................52.2PLC系统设计流程图.................................................................................................52.3可编程控制器控制系统设计的基本步骤................................................................73电气功能的主要分析和特点.........................................................................................113.1C650型卧式车床的主要结构及运动情况.............................................................113.2车床对电力拖动的要求..........................................................................................123.3控制线路特点与电气线路概述..............................................................................124硬件的概述.....................................................................................................................174.1PLC类型的简介......................................................................................................174.2PLC的特点...............................................................................................................174.3选配PLC型号..........................................................................................................184.4车床控制PLC电气原理图及I/O分配图..............................................................204.5外部硬件接线电路...................................................................................................215软件的概述.....................................................................................................................225.1S7－200PLC编程软件STEP7-Micro/WIN的介绍.............................................225.2梯形图......................................................................................................................22结论.............................................................................................................................24致谢.............................................................................................................................25参考文献.............................................................................................................................2611可编程控制器概述及构成原理1.1可编程控制器的产生及定义1.1.1可编程控制器的产生20世纪是人类科学技术迅速发展的一个世纪，电器控制技术也由继电器控制过度到计算机控制系统。各种工业用计算机控制产品的出现，对提高机械设备自动控制性能起到关键的作用。进入21世纪，各种自动控制产品在向控制可靠、操作简单、通用性强、价格低廉的方向发展，是自动控制的实现越来越容易。自动控制装置的研究，是为了最大限度的满足人们对机械设备的要求。在1969年，美国数字设备公司（DEC）首先研制出第一台符合要求的控制器，即可编程逻辑控制器，并在美国GE公司的汽车自动装置上试用成功。此后，这项研究技术迅速发展，从美国、日本、欧洲普及到全世界。我国从1976年开始研制，1977年应用与工业控制。目前已有型号数百种。可编程控制器应具备的10项指标：（1）编程简单，可在现场修改和调试程序；（2）维护方便，采用插入式，模块结构；（3）可靠性高于继电器控制系统；（4）体积小于继电器控制柜；（5）成本可与继电器控制系统相竞争；（6）能与管理中心计算机系统进行通信；（7）输入量是115V交流电压（美国电网电压110）；（8）输出量为115V，输出电流在2A以上，能直接驱动电磁阀；（9）系统扩展时，原系统只需要作很小改动；（10）用户程序存储器容量至少4KB。1.1.2可编程控制器的定义IEC在1987年对可编程控制器下的定义是：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；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术操作等面向用户的指令；并通过数字式或模拟式输入/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，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设2计。1.2可编程控制器的特点1.2.1可编程控制器的特点（1）软硬件功能强PLC的功能非常强大，其内部具备很多功能，如时序、计数器、主控继电器、移位寄存器及中间寄存器等，能够方便地实现延时、锁存、比较、跳转和强制I/O等功能。PLC不仅可进行逻辑运算，算术运算，数据转换以及顺序控制，还可以实现模拟运算、显示、监控、打印及报表生成等功能，并具有完善的输入输出系统。PLC能够适应各种形式的开关量和模拟量的输入、输出控制，还可以和其他计算机系统、控制设备共同组成分布式控制系统，实现成组数据传送、矩阵运算、闭环控制、排序与查表、函数运算及快速中断等功能。PLC的编程语言丰富，可分为梯形图语言、逻辑功能语言、指令表、顺序功能4种。特别是梯形图语言，它直观、方便，只要有了通常的继电接触器电路图、逻辑图或逻辑方程，就等于有了PLC系统的用户程序，很适合电器工程技术人员使用。（2）使用维护方便PLC不需要像计算机控制那样在输入输出接口上做大量的工作。PLC的输入输出接口是已经按不同需求做好的，可直接与控制现场的设备相连接的接口。如输入接口可以与各种开关、传感器连接；输出接口具有较强的驱动能力，可以直接与继电器，接触器、电磁阀等连接。不论是输入接口或输出接口，使用都很简单。PLC具有很强的监控功能，利用编程器、监视器或触摸屏等人机界面可对PLC的运行状态进行监控（3）运行稳定可靠由于PLC采用了微电子技术，大量的开关动作有无触点的半导体电路来完成，同