基于PLC的车床电气控制系统设计
基于PLC的数控车床电气控制系统设计毕业论文
摘要数控机床是一种机电一体化的数字控制自动化机床。
早期的数控机床是依靠继电器逻辑来实现相应的功能。
由于继电器逻辑是一种硬接线系统，布线复杂，体积庞大，更改困难，一旦出现问题，很难维修。
这样的系统，其可靠性往往也不高，影响正常的生产。
本文正是针对这一问题展开工作的。
本文介绍了用三菱FX2N微型可编程控制器对CK9930机床的电气控制部分的改造设计，重点阐述了数控机床PLC的功能、机床的电气控制原理及相应的PLC程序编制与调试三方面的问题。
并且详尽地展示了PLC控制程序的开发过程。
根据数控车床所承担加工任务的特点，可知其操作过程比较复杂。
要用PLC 控制车床动作，必须将PLC及其控制模块和相应的执行元件加以组合。
所以在该控制程序的开发过程中，采用了模块化的结构设计方法。
本文主要完成了主轴控制、坐标轴控制、自动换刀控制、定时润滑控制以及报警处理等功能的PLC控制程序的开发。
并且利用FXGP_WIN-C软件编写了该机床的PLC控制程序，并借助其运行、监控功能，通过相关设备，观察了程序的运行情况。
关键词：PLC控制，数控车床，梯形图目录第一章概述 (1)1.1 数控系统的工作原理 (1)1.1.1 数控系统的组成 (1)1.1.2 数控系统的工作原理 (2)1.2 PLC的硬件与工作原理 (3)1.2.1 PLC的简介 (3)1.2.2 PLC的基本结构 (3)1.2.3 PLC的工作原理 (4)第二章数控车床的PLC (5)2.1 数控车床PLC的信息传递 (5)2.2 数控车床中PLC的功能 (6)2.2.1 PLC对辅助功能的处理 (6)2.2.2 PLC的控制对象 (6)2.3 用PLC实现车床电气控制系统的功能 (7)2.4 利用PLC代替继电器—接触器控制方式的优越性 (8)第三章 CK9930数控车床电气控制分析 (9)3.1 车床主要结构和运动方式 (9)3.2 车床对电气控制的要求 (9)3.3 车床的电气控制电路分析 (10)3.3.1 主电路分析 (11)3.3.2 控制电路分析 (11)第四章 PLC控制程序的设计 (12)4.1 PLC程序设计方法 (12)4.1.1 PLC的程序设计步骤 (12)4.2 PLC程序的模块化设计 (12)4.3 输入输出分配 (12)4.4 梯形图程序设计 (15)4.4.1 梯形图总体框图 (15)4.4.2 公用程序 (16)4.4.3 回原点程序 (16)4.4.4 主轴控制程序 (17)4.4.5 坐标轴控制程序 (17)4.4.6 报警处理程序 (18)4.4.7 定时润滑控制程序 (18)4.4.8 冷却程序 (19)4.4.9 自动换刀控制程序 (19)4.4.10 需要说明的问题 (21)4.5 梯形图程序的调试 (21)4.6 本章小结 (21)结论 (22)参考文献 (23)第1章概述CK9930型数控车床配备的是华中I型数控系统，是一种比较老式的小型简易经济型数控系统。
基于PLC对数控机床电气控制
基于PLC对数控机床电气控制的探讨[摘要]：plc（可编程控制器）是一种将计算机技术、自动控制技术、通信技术相结合的新型工业自动化控制设备。
数控机床电气控制系统采用plc已成为当前的发展趋势，本文对数控机床电气控制系统的控制方式、系统功能、主要控制部件，进行选择和分析后，给出一套完整的基于 plc 的数控机床电气控制系统的总体设计方案。
[关键词]：plc 数控机床电气控制中图分类号：tg519.1 文献标识码：tg 文章编号：1009-914x （2012）20- 0005 -01随着数控技术的迅速发展，不仅要对机床的各坐标轴的方向进行插补控制，还要对机床主轴的正、反转、停止、进给运动、刀库及机械手的控制等动作，进行顺序控制。
控制信息由i/o控制，如限位开关、温度开关和控制开关等输入元件，继电器、接触器和电磁阀等输出元件，同时还包括主轴驱动和进给伺服驱动的控制等。
由于plc是由输入部分、逻辑部分、输出部分组成，故上述功能完全可以由plc来完成。
一、选择合理的闭环控制方式控制系统的成功与否取决于数控机床电气控制方式的合理性。
要控制数控机床实现高速度、高精度的运转，系统的稳定性是非常重要的。
首先要针对被控设备的特征、加工精度、运行速度等进行分析来达到预定要求，其次要综合考虑系统的性价比等因素。
在确定了坐标轴数目后，采用工控机+运动控制器+电机+光栅尺的方案组合进行闭环控制。
在这种方式下，工控机能发挥强大的文件操作功能、人机交互功能、高速数据处理功能。
运动控制器则体现了高速度、高精度、高稳定性等优点。
光栅尺则为系统提供了高达0.001mm 的高精度的位置信息。
运动控制器不仅可以扩展轴的数目，也可以接入机床的各种传感器，提高了系统的可靠性及稳定性，同时也方便了系统以后的升级。
二、电气控制系统的工作原理以两轴数控车床为例，原理图如下：工控机在读取了文件信息之后，立刻把信息数据传送到西门子simotion（运动控制器）。
基于PLC的数控机床电气控制系统研究
基于PLC的数控机床电气控制系统研究【摘要】本文围绕基于PLC的数控机床电气控制系统展开研究，首先介绍了PLC在数控机床中的应用以及数控机床电气控制系统的结构。
接着重点探讨了PLC在数控机床电气控制系统中的作用，并深入分析了基于PLC的数控机床电气控制系统设计的方法。
通过实验验证与分析，验证了该设计的可行性和效果。
在总结了研究成果并展望未来的研究方向，展示了本研究在数控机床电气控制系统领域的重要意义和潜在应用价值。
本文为相关研究提供了理论基础和实际指导，对促进数控机床技术的发展和应用具有重要意义。
【关键词】PLC，数控机床，电气控制系统，研究，应用，结构，设计，实验验证，分析，总结，展望未来，研究成果1. 引言1.1 研究背景数、格式等。
数控机床是现代制造业中重要的设备之一，广泛应用于金属加工、塑料加工等领域。
随着技术的发展和市场需求的变化，数控机床的要求也越来越高，需要更加精准、高效的控制系统来实现其功能。
传统的数控机床电气控制系统多采用硬线控制方式，存在布线复杂、维护困难等问题。
当前，国内外对基于PLC的数控机床电气控制系统的研究还处于起步阶段，有待进一步深入探讨和实践。
通过本研究，可以为数控机床电气控制系统的发展提供更多的理论支持和实践经验，促进数控机床的智能化和自动化水平的提升。
1.2 研究意义数要求。
内容如下：数控机床作为现代制造业中不可或缺的设备之一，其电气控制系统的稳定性和精准度对于提高生产效率和产品质量至关重要。
而基于PLC的数控机床电气控制系统则可以实现自动化控制，提高生产效率，减少人为操作误差，提高产品加工精度。
研究基于PLC的数控机床电气控制系统，可以深入探究PLC在数控机床中的应用，探讨数控机床电气控制系统的结构，分析PLC在数控机床电气控制系统中的作用，进而设计更加高效稳定的数控机床电气控制系统。
通过实验验证与分析，可以验证该设计方案的可行性和优越性。
本研究的意义在于为提高数控机床的自动化水平和生产效率提供技术支撑，为制造业升级提供解决方案，促进产业发展。
基于PLC的数控车床控制系统的设计
摘要采用数控车床控制系统进行机械加工具有加工精度高、生产效率高、改善劳动力条件、利于生产管理现代化的特点，极大满足对产品多样化的需求。
论文以数控车床为研究对象，对其基于PLC的控制系统进行了设计。
主要有一下几点内容：（1）提出了基于PLC数控车床的控制系统设计的总体方案：伺服驱动控制系统设计方案、联动控制设计方案等。
简单的地进行了对数控车床的主要机械结构、控制系统结构以及数控车床工作原理和流程介绍；（2）较为详细地进行了数控车床控制的设计，其中包括元器件选则，硬件电路设计，和相关模块的接线，如运动控制器的接线，PLC配线等以及PLC对步进电机、主轴电机、电路报警的程序设计；（3）采用Matlab进行对本次设计中的进给系统进行仿真，进行了模型的建立，仿真数据的分析。
关键词：PLC；数控车床；控制系统；仿真AbstractThe machining operation employs CNC lathe control system, and with the features of high precision, high production efficiency, improved labor conditions, conducive to production and modern management, which can greatly meet the diverse needs of the product.The study object of this paper is CNC lathe, and the main contents of its PLC-based control system designs are as following:the overall design program of PLC-based CNC lathe control system: design programme of servo drive control system, design programme of linkage control. A brief introduction about CNC lathe mechanical structure, control system structure as well as CNC lathe working principle and process are given;Give a detailed introduction on CNC lathe control design, including the components selection, hardware circuit design, wiring with related modules, such as motion controller wiring, PLC wiring as well as PLC program design on stepper motor, spindle motor and circuit alarm;To simulate the feed system by using Matlab, establish model, and carry out the analysis ofthe simulation data.Keywords: PLC; CNC lathes; control system; simulation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (V)1 绪论 (1)1.1数控系统的发展 (1)1.1.1 国外数控系统发展 (1)1.1.2 国内数控发展 (1)1.2数控加工的意义 (2)1.3PLC在数控车床上功用、优点 (3)1.4课题研究背景及意义 (4)1.4.1 研究意义 (4)1.4.2 研究内容 (4)2 基于PLC数控车床控制系统的设计方案 (5)2.1数控车床简介 (5)2.1.1数控车床机械结构 (5)2.1.2 控制系统的组成 (5)2.1.3数控车床工作原理和流程 (6)2.2控制系统设计流程 (6)2.2控制系统设计方案 (6)2.2.1伺服驱动控制系统设计方案 (6)2.2.2联动控制设计方案 (7)2.2.3主轴控制系统设计方案 (8)2.3数控车床控制系统关键技术 (9)2.4本章小节 (10)3 基于PLC数控车床控制系统的设计 (11)3.1.器件选择 (11)3.2硬件电路设计 (12)3.2.1 主电路设计 (12)3.2.2 供电电源电路 (13)3.2.3供电电源接线 (14)3.2.4交流控制电路 (15)3.2.5直流控制电路 (16)3.2.6步进电机驱动电路设计 (18)3.2.7 运动控制器设计 (18)3.2.8 PLC配线设计 (20)3.3软件设计 (21)3.3.1 P LC对步进电机控制程序设计 (21)V3.3.2 PLC对主轴电机控制程序设计 (23)3.3.3PLC故障报警设计 (25)3.4本章小结 (26)4 基于MATLAB的仿真设计 (27)4.1M ATLAB介绍 (27)4.2建立系统仿真模型 (27)4.3仿真结果及分析 (27)4.4本章小结 (28)5 结论与展望 (29)5.1结论 (29)5.2不足之处及未来展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)基于PLC的数控车床控制系统的设计1 绪论1.1 数控系统的发展数控系统（numerical control system）是数字控制系统的简称，它是机械运动及加工过程进行数字化信息控制的所具备相应的硬件和软件的总和。
基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计
基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计一、引言随着现代制造业的发展，数控机床在加工领域中的应用越来越广泛。
数控机床的控制系统是数控技术的核心，它直接影响着数控机床的性能和精度。
传统的数控机床控制系统一般采用PC或专用的控制器进行控制，但是由于PC系统的不稳定性和专用控制器的高昂成本，使得这些控制系统在一定程度上受到了限制。
近年来，基于PLC的嵌入式控制系统逐渐受到了广泛关注，它具有稳定性高、成本低等优点，逐渐在数控领域中得到应用。
本文将重点介绍基于PLC的嵌入式数控机床控制系统的设计原理和方法，希望能为相关领域的研究和实践提供一定的参考价值。
1. PLC的基本原理PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制的计算机，它通过输入输出模块与外部设备进行数据交换，并通过逻辑控制指令对外部设备进行控制。
PLC一般由CPU、输入模块、输出模块、通信模块等部分组成，其中CPU负责处理逻辑控制指令，输入模块负责将外部设备的信号输入到PLC中，输出模块则负责将PLC产生的控制信号输出给外部设备。
2. 嵌入式数控机床控制系统的基本原理嵌入式数控机床控制系统是指将数控系统的控制模块直接嵌入到数控机床的控制器中，与数控机床的其他部件进行紧密结合，以实现对机床的自动控制和运行。
嵌入式数控机床控制系统的基本原理是通过PLC作为控制模块，接收数控程序的指令，运行数控算法，生成控制信号并交给数控机床的执行部件，从而实现对数控机床的精密控制。
1. 总体设计在设计基于PLC的嵌入式数控机床控制系统时，首先需要对数控机床的控制要求进行分析，包括控制精度、速度要求、多轴控制要求等。
然后根据控制要求设计PLC的选型和相关外围设备的选择，确定PLC的输入输出模块、通信模块等。
2. 软件设计在软件设计方面，需要编写数控编程软件，以实现数控程序的输入、编辑和管理。
编写控制算法程序，根据数控程序生成相应的控制信号，实现对数控机床各轴的控制。
基于PLC的卧式车床电气控制系统设计
电气控制技术课程设计报告设计课题: 基于PLC的卧式车床电气控制系统设计姓名:学号:学院: 工学院专业: 电气工程及其自动化班级: 一班日期 2012年12月26日——2013年1月6日指导教师:安徽农业大学工学院机电工程系电气控制技术课程设计任务书1. 设计题目：基于PLC的卧式车床电气控制系统设计2. 设计要求：要求根据机床工作的实际情况，按照安全可靠、经济合理、控制线路简单的基本要求。
选择用户输入设备，输出设备，执行电器；PLC的选择；分配I/O点，绘制I/O连接图；设计控制程序；制定电器元件明细表；最后按要求写出设计报告，绘出设计图样。
3. 设计依据：主要技术参数和拖动控制要求：1、最大车削工件外径为300mm。
2、要求主拖动电动机直接起动，点动串电阻，正反向转动。
3、要求切削时提供冷却液。
4、刀架可以由电动机拖动快速移动。
5、必要的照明、信号指示。
4. 设计任务：要求在规定时间内完成下列工作量：4.1 设计内容包括：1. 分析控制要求。
2. 选择用户输入设备，输出设备，执行电器。
3. PLC的选择。
4. 分配I/O点，绘制I/O连接图。
5. 设计控制程序。
6. 绘制电器位置图、电气接线图。
7. 制定电器元件明细表。
4.2 设计图样：PLC控制线路（I/O连接图）原理图、电器位置图和电气接线图各1张（A4图纸）。
5. 课程设计报告的书写要求：5.1 设计报告的格式：要有封面、目录、正文、参考文献等，其中目录、参考文献部分各自要单独放在一页，参考文献的书写请参考《电气控制技术课程设计指导》的参考文献书写规范。
正文的字数要求不少于4000字。
5.2 设计报告的书写内容：按照任务书的4.1所列的设计内容逐一书写。
目录1 引言………………………………………………………………………1.1 卧式车床简介……………………………………………………………1.2 PLC在电气控制系统中的应用………………………………………2 分析控制要求……………………………………………………………2.1 车床结构介绍和控制要求…………………………………………2.2 主电动机的点动调整控制……………………………………………2.3 主电动机的正反转控制电路…………………………………………2.4 主轴电动机的反接制动控制…………………………………………2.5 刀架的快速移动和冷却泵控制………………………………………3 选择用户输入设备，输出设备，执行电器………………………………3.1 主要电气元件的选择………………………………………………3.2 电动机的选择………………………………………………………3.3 交流接触器和中间继电器的选择…………………………………3.4 保护电器的选择……………………………………………………3.5 控制电器的选择……………………………………………………4 PLC的选择…………………………………………………………………5. 分配I/O点绘制I/O连接图………………………………………………6 设计控制程序……………………………………………………………结束语……………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………附录1:制定电器元件明细表……………………………………………………附录2:电气原理图………………………………………………………………附录3:电气接线图………………………………………………………………附录4:绘制电器位置图…………………………………………………………附录5:实物图……………………………………………………………………1 引言1.1 卧式车床简介卧式车床属于中型车床，用于切削工件外圆、内孔和端面等。
基于PLC的C5225双立柱立式车床的电气控制系统设计
滤波电路用以消除输入触头的抖动，光电耦合电路可防止现场的强电干扰进入PLC。由于输入电信号与PLC内部电路之间采用光信号耦合，所以两者在电气上完全隔离，使输入接口具有抗干扰能力。现场的输入信号通过光电耦合后转换为5V的TTL送入输入数据寄存器，再经数据总线传送给CPU。
（2）输出接口
输出接口电路向被控对象的各种执行元件输出控制信号。常用执行元件有接触器、电磁阀、调节阀(模拟量)、调速装置(模拟量)、指示灯、数字显示装置和报警装置等。
RAM是一种高密度、低功耗的半导体存储器，可用锂电池作为备用电源，一旦断电就可通过锂电池供电，保持RAM中的内容。
2.2.3接口
输入输出接口是PLC与工业现场控制或检测元件和执行元件连接的接口电路。PLC的输入接口有直流输入、交流输入、交直流输入等类型；输出接口有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类型。晶体管和晶闸管输出为无触点输出型电路，晶体管输出型用于高频小功率负载、晶闸管输出型用于高频大功率负载；继电器输出为有触点输出型电路，用于低频负载。
（3）其它接口
若主机单元的I/O数量不够用，可通过I/O扩展接口电缆与I/O扩展单元(不带CPU)相接进行扩充。PLC还常配置连接各种外围设备的接口，可通过电缆实现串行通信、EPROM写入等功能。
基于PLC的C650车床控制系统设计
基于PLC的C650车床控制系统设计摘要：针对老式车床故障多，检修麻烦,线路复杂，越来越不适应当今工业生产要求的问题,在对其电气原理和控制要求进行分析后,本文提出了用PLC对车床的控制系统进行改进的新方法。
本设计从车床控制需要的I/O点数、性能价格比的高低、各控制功能的实现及优化等方面考虑，主要进行了车床电气原理分析、控制元件的选择、PLC的I/O点分配以及控制系统的梯形图程序设计等过程。
PLC控制系统硬件接线少、消耗功能低、反应速度快、工作稳定、功能强大.用PLC控制系统来取代车床原有的控制系统,能使车床在改变控制要求时更为方便，配合合适的程序,还可实现自动加工功能。
关键词：C650卧式车床;电气控制原理； S7—200PLC；梯形图Control System of The c650 Lathe DesignBased onPLC Abstract:For traditional turning lathes having many examples of machine malfunctions, maintenance of troubles, circuit complexities，it’s not fit for the industrial production req uirements nowadays more and more. After analyzing electrical schematics and control req uirements， a new method was put forward by which using PLC to transform the control s ystem of the turning machine。
The design considered many aspects such as I / O points o f the controlled object， ratio of the cost-performance, implementation and optimization o f the control functions， as well as other sides。
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基于PLC的车床电气控制系统设计
车床电气控制系统是指运用可编程控制器（PLC）对车床进行电气控制的系统。
它由传感器、执行器、PLC、人机界面等组成，在车床加工的自动化控制中起着重要的作用。
本文介绍了一种基于PLC的车床电气控制系统设计，主要包括以下内容：
一、控制系统硬件设计
PLC选用的是具有高性价比和可靠性的型号，根据实际需要选择了输入输出模块，以满足车床加工过程中需要控制的各种信号输入和执行器控制输出。
同时，在车床电气线路设计中，对于每个执行器都应有对应的保护措施，以防止短路或过流等故障，保护系统的稳定性和安全性。
PLC程序采用Ladder图编写，根据车床加工的要求，编写了对应的控制策略。
如对进给轴进行控制时，可以采用位置控制模式，根据加工要求以及机床的机械结构特点，确定调节位置的方式和速度，以达到加工精度的要求。
此外，还需要制定安全控制策略，如在车床加工时，应设置急停开关、门禁开关等保护措施，以确保操作人员的安全。
三、人机界面设计
人机界面（HMI）是车床电气控制系统中的一个重要组成部分。
它通过显示器和操作面板与PLC进行通讯，用于显示车床加工过程中各种信号和控制指令，同时操作人员也可以通过操作面板进行控制。
为了提高可视化效果，设计了简洁明了的界面，并通过图形化控制按钮实现对车床加工的各种操作，如启动、停止、进给、回程等。
综上所述，基于PLC的车床电气控制系统设计具有高效、精准、安全等优点，能够有效提高车床加工的自动化水平和加工质量，具有广泛的应用前景。