基于PLC的机床电气控制综合实验平台的设计
机床电气控制与PLC课程设计
机床电气控制与PLC课程设计前言机床电气控制是机械工业领域的重要技术之一，是机床系统中的核心控制技术。
随着计算机技术的发展，PLC已经成为了机床电气控制领域中使用最广泛的控制器。
本课程设计将着重讲解机床电气控制与PLC控制技术，并结合实际案例进行应用分析。
课程设计目标本课程设计旨在帮助学生：•理解机床电气控制的基本概念和原理；•掌握PLC的使用方法和编程技巧；•了解机床电气控制和PLC在实际工程中的应用。
课程设计内容第一章机床电气控制基础本章将介绍以下内容：•机床电气控制的基本原理；•机床电气控制中常用的元器件、电路及其工作原理；•机床电气控制中的安全措施。
第二章 PLC基础本章将介绍以下内容：•PLC的定义和工作原理；•PLC的组成和结构；•PLC的编程语言和程序设计方法。
第三章 PLC实验本章将结合具体案例，进行以下实验：•使用PLC控制门窗开关；•使用PLC控制工业机器人；•使用PLC控制自动化流水线。
第四章机床电气控制与PLC应用实例本章将通过实际案例分析，介绍以下应用：•使用PLC控制机床主轴的启停和转速控制；•使用PLC控制机床夹具的升降和夹持操作；•使用PLC控制机床加工工艺的计算和控制。
设计思路本课程设计将采用理论教学、实验演示和案例分析相结合的方式进行。
通过清晰的讲解、具体的实验和实际案例的分析，让学生对机床电气控制和PLC控制技术有更深刻的理解和了解，掌握其基本原理和应用。
设计要求学生需要：•承担实验设计和实验记录的工作、编写实验报告；•参与案例分析和课堂讨论；•参与课内考核和课程总评成绩。
结语机床电气控制和PLC技术是现代机械工业的核心技术之一，对于相关专业的学生来说，掌握这些技术至关重要。
通过本课程的学习，相信学生们能够深入理解机床电气控制和PLC控制技术的基本原理，掌握其应用方法，为将来的工作和学习打下基础。
基于PLC的组合机床控制系统设计
基于PLC的组合机床控制系统设计摘要：在当今社会会环境中，许多的生产车间和工厂都在使用各类的自动化生产机器，仪器和工具为了可以在生产高质量的产品的同时节约时间，节省人力、物力的浪费从而使得经济收益最大化。
由于这些自动化设备都属于非标设备所以在生产车间中我们需要对这些自动化设备所需的零部件进行加工，而实现零部件加工的工具就是机床。
作为非标生产行业的设备，普通的机床大部分时间需要人为操作，也花费了更多的时间，所以我们需要生产效率更高，拥有半自动甚至是自动化的组合机床，组合机床就是多工位机床。
在组合机床中往往会配备生产非标项目所需的特制部件以及夹具。
组合机床往往能达到多工位、多线、非单一操作的加工流程是未来生产行业必不可少的仪器、设备。
关键词：PLC；组态王；多工位；机床1.总体方案设计1.1基本功能本篇文章设计规划的基于PLC的组合机床控制系统实现了，上料/下料、钻孔、扩孔、铰孔四种动作，这四种动作是机床加工最基本的功能。
下面就是对四工位组合机床的PLC仿真与控制系统的功能进行简单的介绍。
（1）对被加工工件进行上下料、钻孔、扩孔、铰孔，四个动作的加工。
（2）系统具备自动运行和手动运行两种运行方式，运行状态指示灯通过亮的灯不同的系统运行状态。
（3）系统发生故障时，发出声音和灯光报警，达到硬件保护和警示作用。
1.2工作原理本次设计的基于PLC的组合机床控制系统主要由PLC、HMI（人机界面）、位置和故障检测、刀具驱动机构（电机和液压）、运行和报警指示等几部分组成。
当PLC检测到机加工位有元工件时，然后钻孔工位、扩孔工位、铰孔工位对工件进行加工，加工完成再回到原始工位，取走工件，然后等待下一个工件的到来。
如果PLC检测到系统故障，系统会启动自我保护功能（自动运行将不能运行或启动），同时发出报警以引起工作人员的注意。
在整个运行过程中，系统执行件的每个状态都会显示在触摸屏（HMI）上，进行人机交互。
2.设计方案2.1控制系统电源的设计本设计系统中供电电源为交流380V，PLC的供电电源为交流220V，使用隔离变压器为其供电，PLC输入/输出回路的电源为直流24V，选用交流220V/直流24V直流稳压电源。
PLC综合实训台的设计与应用
PLC综合实训台的设计与应用PLC是工程自动化控制系统的核心设备，《电气控制与PLC技术》是机电一体化技术专业的核心课程，也是理论与实际结合非常紧密的一门课程。
其教学方式大多采用多媒体教室讲解、机房仿真演示或实训室编程实训。
上课过程中涉及大量现场设备操作、程序调试修改和现象观察，传统教学方法不能同时满足实时讲解和在线操作演示。
PLC综合实训台可以实现在授课的同时，完成在线编写程序、建立通信、下载、调试修改、实时监控设备、修改人机界面等内容的讲解和演示。
结合课堂内容设置一些疑问，以提高学生的操作兴趣，让学生带着这些疑问去进行操作，进一步培养学生的独立思考能力、知识运用能力、实践能力。
笔者经过大量调研，发现现有成套设备价格昂贵，实训内容固定，不能根据现实需要灵活升级。
采用自主设计、购置元件自行安装的方案，可以节约大量费用，同时提高专业教师的科研能力和实践操作能力。
1、PLC综合实训台的总体设计1.1 根据教学要求完成PLC 综合实训台元件选型《电气控制与PLC 技术》课程的主要教学任务有：①PLC基础知识；②PLC 电力拖动控制；③变频器控制；④PLC模块扩展；⑤人机界面智能监控控制。
比较目前市面上的主流产品，参考部分院校的实训设备，在此基础上结合实际情况，选用S7-200 smart 和其触摸屏作为实训平台的主体，具体选型方案如表1 所示。
表1 PLC综合实训平台选型方案1.2 PLC 综合实训台的总体布局根据实训台的功能要求进行合理分区，综合考虑实训桌的尺寸和电气元件的外形、布线走向等，实训台的总体布局如图1所示：布局图形说明：（1）安装板大小为（90×60）cm，材料为不锈钢，钣金厚度2cm。
（2）安装板上面合理布置线槽。
（3）易损件固定不动，易损接线端外接接线端子保护。
（4）自由模块选配电机、指示灯、传感器及触摸屏等，根据课题灵活运用。
图1 PLC综合实训台总体布局1.3 PLC综合实训台的功能框图PLC综合实训台的功能如图2 所示：PLC控制器（CPU）读取外界传送的各种数字量信号和模拟量信号，并根据事先编制好的程序进行数据分析、处理和判断，从而得出输出信号，驱动继电器或指示灯动作及输出指令给变频器驱动电机动作。
以PLC为基础的新型机床控制系统设计与实现
以PLC为基础的新型机床控制系统设计与实现本文将重点讨论以PLC为基础的新型机床控制系统的设计与实现，包括系统的整体架构设计、核心控制部件的选择与应用、控制逻辑的编写以及系统的实际应用效果等方面。
一、新型机床控制系统的整体架构设计基于PLC的新型机床控制系统的整体架构设计是系统设计的第一步，也是最为关键的一步。
一个合理的整体架构设计可以为后续的具体实现工作奠定良好的基础。
一般来说，一个基于PLC的机床控制系统的整体架构包括输入/输出模块、PLC主控模块、人机界面模块和执行机构模块四个部分。
其中输入/输出模块负责接收外部传感器信号和控制执行器动作，PLC主控模块负责接收输入信号并根据预设的逻辑进行控制，人机界面模块负责提供友好的控制界面，执行机构模块负责根据PLC输出信号进行相应的机床动作。
在整体架构设计中，需要充分考虑各个模块之间的协同工作，确保系统的稳定性和可靠性。
还需要考虑系统的可扩展性和灵活性，以适应不同机床类型和应用场景的需求。
二、核心控制部件的选择与应用PLC作为机床控制系统的核心控制设备，其选择和应用对系统的性能和功能起着决定性的作用。
在选择PLC设备时，需要充分考虑其运算速度、输入/输出端口数量、存储容量、通信接口等方面的性能指标，以确保其能够满足机床控制系统的要求。
在PLC设备选型确定后，需要根据机床的功能需求，合理地设计PLC程序，实现机床的各项功能。
在程序设计过程中，需要充分考虑系统的稳定性和可靠性，避免出现死循环、死机等问题。
还需要考虑系统的灵活性和可扩展性，以便后续对机床控制系统进行升级和改造。
三、控制逻辑的编写控制逻辑的编写是基于PLC的机床控制系统设计与实现中最为关键的一步。
控制逻辑的质量直接关系到机床控制系统的性能和功能是否能够正常实现。
在编写控制逻辑时，需要充分理解机床各个部件之间的工作原理和工作流程，设计合理的控制逻辑，确保各个部件之间的协同工作。
还需要考虑到各种异常情况的处理，以提高系统的稳定性和可靠性。
基于PLC的电气自动化控制系统设计
基于PLC的电气自动化控制系统设计一、引言在工业生产和制造过程中，电气自动化控制系统起着至关重要的作用。
电气自动化控制系统通过各种电气设备和技术，实现对生产过程的自动控制和监测，提高了生产效率和产品质量。
其中，PLC（可编程逻辑控制器）是电气自动化控制系统中的核心。
本文将探讨基于PLC的电气自动化控制系统设计。
二、PLC的基本原理和特点PLC是一种特殊用途的计算机，用于控制工业自动化过程。
其基本原理是通过输入接口采集传感器和开关的信号，经过处理后，通过输出接口控制执行器和执行元件，从而实现对工业设备和生产过程的控制。
PLC的特点包括可编程性、可靠性、稳定性和实时性等。
三、PLC的应用领域基于PLC的电气自动化控制系统广泛应用于各个领域，包括制造业、化工业、电力系统、交通运输等。
在制造业中，PLC可以控制机械设备、生产线和装配过程，实现自动化生产和监控。
在化工业中，PLC可以控制各种化工过程，确保生产过程的安全和稳定。
在电力系统中，PLC可以监控和控制电力变压器、开关设备和电力输配系统，保证电力系统的正常运行。
四、PLC的软硬件配置PLC的软硬件配置决定了其在电气自动化控制系统中的功能和性能。
通常，PLC的硬件配置包括CPU、输入模块、输出模块、通信模块和电源模块等。
软件配置包括PLC编程软件和可视化软件等。
通过合理配置PLC的软硬件，可以满足不同应用场景下的控制需求。
五、基于PLC的电气自动化控制系统设计步骤1. 确定控制需求：根据具体应用场景和需求，确定需要控制和监测的设备和过程。
2. PLC选型：根据控制需求和性能要求，选择适合的PLC型号和配置，确保满足控制系统的要求。
3. 硬件布置：根据设备和过程的布局，合理布置PLC的硬件组件，如输入模块、输出模块和通信模块等。
4. 编程设计：使用PLC编程软件，设计控制程序，包括逻辑控制、数据采集和通信等功能。
5. 软件界面设计：使用可视化软件，设计人机界面，使操作者能够直观地监控和控制系统。
基于PLC的数控机床控制系统设计
摘要可编程控制器（PLC）广泛应用于数控机床等工业控制中。
数控机床的控制部分可分为数字控制和顺序控制两部分。
本文描述了数控机床的基本组成、工作原理、分类及各自的特点。
并且对数控机床中的PLC作了详细的介绍，把PLC在数控机床上的控制做了设计。
然后以摇臂钻床Z3040为例，描述了它的设计过程，包括控制系统电路的分析，Z3040摇臂钻床原理图，用PLC编写程序对机床进行控制。
关键词：可编程控制器数控机床数字控制顺序控制ABSTRACTProgrammable controller (PLC) is widely used in nc machine tools and other industrial control. Part of CNC control can be divided into digital control and sequence control two parts.This paper describes the basic CNC composition, working principle, classification and their respective characteristics. And the PLC for nc machine tools have also been introduced in detail, the PLC in the control nc machine design. Then Z3040 with radial drilling machine as an example, describes its design process, including control system circuit analysis, Z3040 radial drilling machine principle diagram, using PLC programming control of machine.Keywords:programmable controller；nc machine tools；digital control；sequence control；目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (3)1.1 数控机床的发展 (3)1.2 数控机床原理和特点 (4)1.3 数控机床的结构 (6)2 PLC的概述 (6)2.1 PLC的基本特点 (7)2.2 PLC的工作原理 (8)2.3数控机床采用PLC电气控制系统的优点 (9)2.3.1 PLC与继电器、接触器相比较 (9)2.3.2 PLC与单片机比较 (10)3 Z3040摇臂钻床的基本概述 (11)3.1 Z3040摇臂钻床控制线路概述 (12)3.1.1 操纵机构液压系统 (12)3.1.2 夹紧机构液压系统 (12)3.2 Z3040摇臂钻床控制线路原理分析 (12)3.3 Z3040摇臂钻床控制线路主电路分析 (14)3.4 Z3040摇臂钻床控制线路控制电路分析 (14)3.4.1 主电动机控制电路 (14)3.4.2 摇臂升降控制电路 (14)3.4.3 立柱和主轴箱松开、夹紧控制电路 (15)3.4.4 冷却泵控制电路 (16)3.4.5 照明、信号线路电路 (16)4 Z3040摇臂钻床的PLC控制系统 (16)4.1 PLC的选型 (17)4.1.1 确定I/O点数 (17)4.1.2选配PLC的型号 (17)4.2 Z3040摇臂钻床的PLC控制I/0（输入、输出）地址分配表 (19)4.3 PLC控制系统分析 (19)4.3.1主轴电动机控制 (20)4.3.2 摇臂升降控制 (20)4.3.3 立柱与主轴松开、夹紧控制 (20)4.4 PLC梯形图程序设计 (20)4.4.1 系统预开程序 (21)4.4.2主轴电动机控制程序 (21)4.4.3 摇臂升降控制程序 (22)4.4.4 立柱箱、立柱、摇臂松开、夹紧控制程序 (22)4.4.5 立柱箱、立柱松开、夹紧控制程序 (23)4.4.6 冷却泵控制 (23)4.4.7信号指示梯形图程序 (24)4.4.8 完整的PLC控制梯形图 (24)参考文献 (25)附录 (26)总结 (31)致谢 (32)1 绪论随着科学技术的发展，机电产品日趋精密复杂。
六工位组合机床PLC电气控制系统设计毕业设计论文
目录第一部分设计任务与调研 (2)第二部分设计说明 (6)第三部分设计成果 (12)第四部分结束语 (19)第五部分致谢 (20)第六部分参考文献 (21)第一部分设计任务与调研1、毕业设计的主要任务设计一台能完成设计一台能完成装卸、打中心孔、钻孔、倒角、扩孔以及铰孔加工六工位组合机床的PLC电气控制系统。
的PLC电气控制系统。
六工位组合机床完成装卸、打中心孔、钻孔、倒角、扩孔以及铰孔加工。
具体加工过程为:回转工作台上升→在工位Ⅰ拆卸和装夹零件→回转工作台回转到工位Ⅱ下降→工位Ⅱ对零件进行打中心孔→回转工作台上升回转到工位Ⅲ下降→工位Ⅲ钻孔加工→回转工作台上升回转到工位Ⅳ下降→工位Ⅳ倒角加工→回转工作台上升回转到工位Ⅴ下降→工位Ⅴ扩孔加工→回转工作台上升回转到工位Ⅵ下降→工位Ⅵ铰孔加工,如此循环实现对不同零件、不同工位的同步加工。
六工位组合机床完成装卸、打中心孔、钻孔、倒角、扩孔以及铰孔加工。
因为各控制对象所处地理位置比较集中，各个工位之间相隔60°,且相互之间的动存在一定的顺序关系，所以采用集中式控制系统，用一台PLC控制多台设备。
各电动机和工作台的运动在工艺上都应具备必要的配合和联锁。
2、设计的思路、方法与步骤2.1 思路依托电工实训中心和自动化设备维修实训中心的铣床、钻床、镗床、PLC等实训设备，充分运用所学专业知识和实践技能，详细制定设计方案和阶段进度计划，通过程序设计、模拟调试、修订完善，设计出能实现六工位加工系统功能的组合机床PLC电气控制系统。
2.2方法：文献检索、图书馆借阅、手册查询、设备选型、PLC编程、PLC 实训室程序调试。
2.3步骤：分析工艺与控制流程、分析控制要求与方式、分析系统设计的原则和方法、确定PLC输入输出设备和I/O点数及选择PLC机型、硬件系统设计、软件程序设计、绘制控制系统接线图、电器元件的选择、程序调试。
3、本课题相关资料3.1组合机床概述组合机床是机械制造业中的主要加工工具, 因为绝大多数机械零件都是由机床加工而成的。
基于PLC 的数控机床电气控制系统的设计
基于PLC 的数控机床电气控制系统的设计发表时间：2014-09-04T09:38:50.480Z 来源：《科学与技术》2014年第2期下供稿作者：贺晓丹[导读] 数控机床工作原理概述数控机床的控制系统主要由机械装置、硬件电路以及上位机和下位机软件构成。
国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心贺晓丹摘要：本文介绍了数控机床的发展现状以及其工作原理，针对数控机床的系统功能、控制原理以及主要硬件进行了分析，并对控制软件部分进行了描述，最后设计出一套基于PLC 的数控机床电气控制系统。
关键词：PLC；数控机床；电气控制；设计1 前言随着现代化技术的发展，在机械行业数控机床得到了广泛的应用，随着加工件对精密程度的要求的提高，对数控机床的要求也越来越高。
数控机床控制系统除了对各个坐标轴的方位进行连续控制以外，还需要对数控机床主轴的启动、停止以及转向和给进运动进行控制，并且还能满足换刀控制以及进行夹具定位等精密动作，对其进行指定次序的连续控制。
随着计算机技术的快速发展，可编程序控制器（PLC）技术得到了突飞猛进，数控机床的各种动作的完成是靠机床中的电气控制系统中的核心PLC来完成的。
本课题正是对PLC控制技术进行研究分析，进而实现数控机床在PLC控制的基础上进行的电气控制的设计，主要包括对数控机床的工作原理的阐述，同时对电气控制系统中的主要实现部件可编程序控制器PLC进行分析和选用，从而提出一套完整的基于PLC的数控机床电气控制系统的设计方案。
2 数控机床工作原理概述数控机床的控制系统主要由机械装置、硬件电路以及上位机和下位机软件构成，数控机床的控制系统是机床本体的中央枢纽部分，其工作原理主要是通过数字控制的方式对执行部分进行指挥控制。
数控机床的主轴的启动、停止以及转向和给进运动的完成是靠机床中的电气控制系统中的核心PLC来完成的，PLC主要包括输入部分，逻辑分析部分以及输出部分这三大逻辑部分构成。
PLC的输入部分主要负责收集所要求的被控制部分实际运动参数的数据，并对这些数据进行存储；逻辑分析部分是用来分析处理输入部分所获取的数据信息，并判断由哪个执行部分做出相应的输出反应；输出部分是将分析判断后的结果信息进行相应输出，提供给相应的执行装置，使其做出相应的执行动作。
数控机床电气控制系统的PLC设计浅述
数控机床电气控制系统的PLC设计浅述PLC能够实现电源控制，运动控制以及逻辑控制等多种功能，在数控机床的控制系统中起着至关重要的作用。
那么，在设计数控机床电气控制系统时，如何设计PLC，才能使其发挥最大的作用呢？首先，PLC的程序设计要满足具体的生产工艺要求。
在设计PLC程序时，需要充分考虑生产工艺中的各个环节，对整个工艺进行全面的思考和分析，从而优化程序设计，让其功能最优化。
其次，PLC程序的设计需要具有确定性，即控制过程中的每一个操作及其结果是可以预测的，保证机床的各项操作都是可控的、稳定的。
一旦程序出现问题，及时发现并解决问题，保证机床的正常生产。
再次，PLC程序的设计需要考虑数据的精确性和可靠性。
数控机床的控制系统需要精确控制每一个运动步骤，确保机床的动作准确性和可靠性。
因此，PLC程序的设计需要考虑数据位宽和数据精度的问题，保证数据的准确无误。
最后，PLC程序的设计需要考虑硬件设备的适应性和可靠性。
在数控机床的电气控制系统中，PLC主要是作为控制中心，需要与各种硬件设备进行连接，并控制数控机床的各项运动。
因此，PLC程序的设计需要考虑与硬件设备的兼容性和稳定性，尤其要注意设备之间的接口匹配。
综合以上几点，设计数控机床电气控制系统中的PLC，需要全面、系统地思考。
只有了解了生产工艺要求、掌握控制过程的确定性、保证数据精确性和稳定性、以及考虑设备的适应性和可靠性，才能最终设计出满足生产要求的PLC程序。
此外，要不断探索和创新，以满足市场和客户对数控机床电气控制系统的不断变化和需求。
基于PLC的电气自动化控制系统设计
基于PLC的电气自动化控制系统设计1. 引言1.1 基于PLC的电气自动化控制系统设计概述电气自动化控制系统是指通过控制器对电气设备、机械设备等进行自动化控制，提高生产效率和质量的系统。
而基于PLC（可编程逻辑控制器）的电气自动化控制系统设计则是指利用PLC这一专门设计用于工业控制领域的计算机，结合传感器、执行器等设备，通过编程控制系统的运行。
在工业生产中，PLC已经成为控制系统设计的核心组成部分。
它具有可编程性、实时性、稳定性等优势，在各种工业场景中被广泛应用。
基于PLC的电气自动化控制系统设计可以实现对生产过程的自动化控制、监测和调整，提高生产效率，降低成本。
PLC还具有灵活性高、易维护等特点，便于对系统进行修改和升级，适应不同场景的需求。
基于PLC的电气自动化控制系统设计也可以实现远程监控和管理，提高生产的智能化水平。
2. 正文2.1 基于PLC的电气自动化控制系统设计原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制的计算机，具有可编程、可控制、可监控的特点。
PLC的设计原理主要包括输入/输出模块、中央处理器、存储器和系统总线。
输入/输出模块负责将外部信号转换为数字信号输入到PLC系统中，同时将PLC系统输出的数字信号转换为控制信号输出到外部设备中。
中央处理器是对PLC系统进行逻辑运算和控制的核心部件，负责接收输入信号、执行控制逻辑、发送输出信号等操作。
存储器用于存储PLC系统的程序和数据，保证系统的稳定性和可靠性。
系统总线则是各部件之间进行数据传输和通信的媒介，确保各部件之间的协调和同步。
基于PLC的电气自动化控制系统设计原理是通过编写逻辑程序，将现场设备的各种信号输入到PLC系统中，经中央处理器的逻辑运算后输出控制信号，实现对设备的自动化控制。
这种设计原理使得电气系统的控制更加灵活、可靠、高效，提高了生产效率和产品质量。
PLC 系统的可编程性和可扩展性也为电气自动化控制系统的设计提供了更大的空间和可能性。