2022年深孔钻PLC控制系统设计 .pdf

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1、渤海石油职业学院课 程 设 计题 目：深孔钻 PLC控制系统设计学生姓名刘丽娟年级2008专业电气自动化指导教师闫 运 巧名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 2 目录摘要3 关键词3 一深孔加工技术4 二、可编程控制器的特点及应用4 三. 控制方案设计5四、PLC程序设计7 五、程序运行、监视与调试9 六 、PLC设计心得9 致谢10 参考文献11 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -

2、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 3 深孔钻 PLC控制系统设计摘要;深孔钻是加工深孔的专用设备。钻深孔时为保证加工质量、 提高工效，加工中钻头的冷却和定时排屑是需要解决的主要问题。传统的控制方案是采用继电器接触器控制与液压控制相结合的方法，由于进给次数多，且有快进、快退、工进等多种进给速度的变换，控制系统较复杂， 大量的硬件系统接线使系统的可靠性降低，也间接的降低了设备的工作效率，影响了设备的加工质量。采用可编程控制器与液压相结合可以较好的解决这一问题，并且利用电磁阀控制可大

3、大的减少系统的硬件接线，提高工作效率， 提高了工作可靠性。而且在加工工艺改变时， 只需要修改程序， 就可适应新的加工要求，大大的提高了工作效率。关键词 : PLC,深孔钻 ,分级进名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 4 一 深孔加工技术深孔与深孔加工技术深孔在机械制造业中, 一般将孔深超过孔径 5 倍的圆柱孔 (内圆柱面 ) 称为深孔. 而孔深与孔径的比值, 称之为 长径比 或 深径比 . 相对 而言 , 长径比不

4、大于 5 倍的圆柱孔可称为 浅孔 . 深孔直径的大小直接关系到加工的难度和采用的加工手段 , 所以生产实践中常常按照深孔直径的大小分别称呼为特大深孔( 200mm 以上 ) , 大 深 孔 ( 65200mm ) 普 通 深 孔 ( 中 等 直 径2065mm ) 小 深 孔 , , (420mm) ,微小深孔 (4mm 以下) . 一般而言特大深孔与微小深孔比中, 小深孔的加工难度更大, 但是由于科学技术是不断进步的 , 所以, 划 分仅用于行业内的沟通 , 并非严格的科学定义 . 深孔加工技术泛指用于深孔加工的工具设备( 硬件) 和加工原理 , 操 作规程, 操作技巧 ( 软件) .在一般

5、情况下 , 深孔加工技术主要指用切削加工方法和磨料工具加工深孔的技术. 随着科学技术的发展 ,20 世纪涌现出了一批可用于深孔加工的特种加工技术, 从而扩大了深孔加工技术的领域. 二、 可编程控制器的特点及应用PLC 的高可靠性得益于软, 硬件上一系列的抗干扰措施和它特殊的周期循环扫描工作方式 . 2. 具有丰富的 I/O 接口模块 : PLC 针对不同的工业现场信号, 有相应的 I/O 模块与工业现场的器件或设备直接连接. 另外为了提高操作性能, 它还 有多种人机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络, 它还有多种通讯联 网的接口模块 . 3. 采用模块化结构 . 为了适应各种工业控制需要,

6、 除了单元式的小型 PLC 以外 , 绝大多数 PLC 均采用模块化结构 .PLC 的各个部件 , 包括 CPU, 电源,I/O 等均采用模块化设计, 由机架及电缆将各模块连接起来, 系统的 规模和功能可根据用户的需要自行组合. 4.编程简单易学 . 的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图 PLC 形式, 对使用者来说 , 不需要具备计算机的专门知识 , 因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握. 5.安装简单 ,维修方便 .PLC 不需要专门的机房 , 可以在各种工业环境下直接运行 . 各种模块上均有运行和故障指示装置, 便于用户了解运行情况和查找故障 . 由于采用模块化结构 , 因此一

7、旦某模块发生故障, 用户可 以通过更换模块的方法 , 使系统迅名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 5 速恢复运行 . 由于 PLC 强大功能和优点 , 被广泛的应用于钢铁 , 石化, 机械制造 , 汽车装配 , 电力等各行各业 . 其主要功能是进行工艺参数的采集, 生过程控制,信息处理 , 设备运行状态监测等 . 三. 控制方案设计3.1 电磁阀的基本情况液压泵点击选用Y100L2-4, 容量为 3Kw.主轴电动机

8、为 Y100L-6, 容量为 1.5kW。电磁阀采用直流 24V电源。电磁阀动作状态表见表10-4。快进慢进一工进快退快进二工进快退快进慢进钻出快速复位YV1 + + + + + + + YV2 + + YV3 + + + + YV4 + + + 注：符号“ +”表示电磁阀线圈接通3.1 控制系统工作原理3.2 机械部分设计（1）原位。原位时，挡住2 压着原位行程开关SQ1 ，慢进给挡铁 4 支承在向前挡铁 3 上，终点复位挡铁8 被拉杆 9 顶住。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -

9、 - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 6 （2）快速前进。当发出启动信号，电磁阀YV1通电，三位五通换向阀右移，主轴快速前进，带着拉杆1 及拉杆 1 可滑动的工作给挡铁5 一起前进。（3）慢给进。当快进到慢进给挡铁4 压下 SQ2,导致电磁阀 YV2通电，与此同时，工作进给挡铁5 也压下 SQ3 ，使 YV3通电，这样 YV1,YV2,YV3匀得电， 于是主轴转为慢给进， 并带着拉杆 1 及工作进给挡铁 5 同时慢进。此时，主轴电动机自动启动。图 10-8 深孔钻结构示意图1-拉杆 2- 原位挡铁 3- 向前挡铁 4- 慢进给挡铁 5- 工作进给挡铁6- 终点

10、挡铁 7- 终点螺钉 8- 终点复位挡铁 9- 杠杆 10- 死挡铁11-复位推杆 12- 安全阀 13 程序阀 14- 反压阀 15- 节流阀（4）工作进给。当慢进到工作进给挡铁5 顶在死挡铁 10 上，挡铁 5 不再前进。但由于拉杆 1 被主轴带着继续前进，于是挡铁5 在拉杆上滑动，同时向前挡铁 3 将离开慢进给挡铁4，使 SQ2松开， YV2断电。主轴转为正常工作进给速度加工（第一工进） 。（5） 快退排屑。由时间继电器控制工作进给时间， 由它发出信号， 使 YV1,YV3断电，同时接通 YV4 ，是主轴快速排屑，在主轴带动下，拉杆1 及当铁五一起后退。名师资料总结 - - -精品资料欢

11、迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 7 （6) 再次快速前进。当快退到挡铁3 压下原位开关 SQ1时，YV4断电，并使YV1再次得电，主轴快进，但由于第一次工进时，以使挡铁5 在拉杆 1上后移一段距离（正好等于钻孔深度），所以慢进挡铁4 离开挡铁 3，SQ2不会受压力，因而快进不会转为慢进，而是一直快进到挡铁5 顶在死挡铁 10 上。（7）重复开始，挡铁 5 再次压下 SQ3 ，yv3 又得电，转为工进，（从上次钻孔深始由时间继电器控制进给时间。后

12、又转为快退排屑，如促多次循环。（8） 慢进给钻出，每工进一次，挡铁5 就在拉杆 1 上后移一段距离，经过多次重复，使挡铁 5 逐渐向终点挡铁6 靠拢，然后由终点挡铁 6 之凸快拨转挡铁 4，使 SQ2受压，主轴漫进给钻出，到达终点，并推动杠杆9，放开高位挡铁 8，并压下 SQ4使 YV1断电，YV4得电，主轴快退。（9）复位。挡铁 5 后退一段距离， 即被当铁 8 勾住，使其沿拉杆 1 向前滑动，直到挡铁 3 通过 SQ1 （因 SQ4受压，故压下 SQ1不起作用 ) 并顶开挡铁 8，从而放开挡铁 5 和 SQ4 ，挡铁 8 由杠杆 9 顶住，原位挡铁2 压下 SQ1 ，YV4断电，主轴后退，

13、恢复原位。四、 PLC程序设计4.1 IO分配表设备器件名称电磁阀DF2A电磁阀DF2B真空泵电磁阀DF1A 电磁阀DF1A电磁阀DF1B电磁阀DF1B 电磁阀 DF5电磁阀 DF6I/O 地址Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 数据类型BOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOL设备器件名称电磁阀 DF3电磁阀 DF4启动按钮选择按钮B电极C电极D电极E电极1秒计时器I/O 地址Q1.1 Q2.0 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 T37 数据类型BOOLBOOLBOOLBOOLBOO

14、LBOOLBOOLBOOLBOOL名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 设备器件名称25 秒计时器10秒计时器10秒计时器25 秒计时器合格输出不合格输出密封盖板状态消音25 秒计时器I/O 地址T38 T39 T40 T41 Q2.1 Q2.2 I0.7 I0.8 T42 数据类型BOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOL4.2 梯形图4.3 指令表LD X000 OR M0 OUT

15、M0 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 9 LD X001 OR M1 OUT M1 LD X002 OR M2 OUT M2 LD M0 OR M1 OR M2 五、程序运行、监视与调试1 程序的运行当 PLC工作方式开关在 TERM 或 RUN 位置时，可以操作专用软件进行设计。2 程序的监视三种程序编辑器都可以在PLC运行监视程序执行的过程和各元件的状态及数据，这里介绍一下语句表监视运行的方法。在可编程控制

16、器里输入语句表程序， 然后把 PLC设置为运行模式， 并把 PLC的模拟运行监视器打开，观察程序和实际操作之间是否一致。3 动态调试结合程序监视运行的动态显示，分析程序运行的结果，以及影响程序运行的因素，然后，退出程序运行和监视状态， 在 STOP 状态下对程序进行修改编辑，重新编译、下载、监视运行，如此反复修改调试，直到得到正确运行结果。六 、PLC设计心得PLC应用技术是一门实践性很强的专业课，可PLC编程控制器技术在当今社会发展异常迅速，各生产厂家也推出了许多强大的新型PLC 、各种特殊模块和通信联网器件，使可编程控制器成为集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，成为实

17、现工业自动化的一种强有力的工具。经过这次设计我学到很多很多的的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 10 而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。而且通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的学到知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力致 谢致谢在即将毕业之际，毕业设计已

18、接近尾声，我想借此机会对关心和支持我的所有人表示感谢！三年来，我认真地学习了专业课程基础知识，具有一定的设计理论基础和独立设计能力，由于毕业设计的课题是一种整体性的，系统性的设计，我真的是很努力地在做，但还是感到力不从心，因而这次设计在深度和广度上都有一定的局限性，不过，我认为还是提高了认识，学到了东西。所以我要感谢所有的任课老师，是您们的教育和培养，才使我学有所获。大学生活即将结束，我感到自己树立了正确的世界观、人生观、价值观。在此，我将感谢学院领导和各科老师，是他们教会我做人的道理。特别要感谢各位老师尤其是我的毕业指导老师闫运巧老师，他们劳心劳力，在他们的悉心指导下，我才得以完成课程设计。

19、另外，在整个设计的过程中，还得到了同组其他同学的真诚帮助，在此一并表示感谢！回顾这两年多的学习和生活，还有许多的朋友和同学在各个方面给予了我很多的帮助和支持， 让我坚持到了最后。 在此我要感谢所有关心和爱护我的人，今后我会继续努力，不辜负您们对我的期望！名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 11 参考文献1 王峻. 现代深孔加工技术 . 哈尔滨 . 哈尔滨工业出版社 ,2005 3 韩观昌、李连涛 . 小型无缝钢管

20、生产 . 北京. 冶金工业出版社 ,1990 4 王永华主编 . 现代电气及可编程控制技术. 北京. 北京航空航天大学出版社，2002 5 王兆义 . 可编程控制器原理及应用 . 北京. 机械工业出版社， 1993 6 俞云奎、罗耀华 . 可编程序调节器、控制器原理与应用哈尔滨. 哈尔滨工程大学出版社， 1997，5 7 王淑英主编 . 电气控制与 PLC应用. 北京. 机械工业出版社， 2005 8 李华. 机械制造技术 . 北京. 机械工业出版社， 1996年9 廖常初可编程序控制器应用技术M 重庆 . 重庆大学出版社， 2001，7 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -