基于PLC的普通车床电气控制系统硬件设计1

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1、摘 要车床是机械加工中使用最广泛的机床，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹等。现代生产机械多采用机械、电气、液压、气动相结合的控制技术。电气控制技术起联接中枢作用，应用最为广泛。用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，所以本次设计以普通车床为对象，设计了一套综合、高效的PLC控制系统，提高了普通车床的生产效率、控制精度和产品质量。PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。本次设计就是以PLC控制系统取代传统的继电器-接触器控制系统。文章首先介绍了普通车床的结

2、构以及电气控制系统，然后介绍了PLC控制系统的硬件结构、工作原理以及设计PLC控制系统的基本原则和步骤，根据任务要求设计了PLC控制系统，其中包括PLC的选型、硬件设计以及软件设计等。最后连接西门子触摸屏TP177B装置，实现监控和控制操作。本设计的关键就是要在原继电器控制电路的基础上，经过合理的转换，从而设计出具有相同功能的PLC控制程序。关键词： PLC；车床；电气控制系统；触控屏；AbstractMachining lathe is the most widely used tool, it can be used to cut various parts of the cylindri

3、cal, bore, thread end, and so on. The modern production machinery uses the control technology which the machinery, the electricity, the hydraulic pressure, air operated unify. The electric control technology plays the joint main center role, the application is most widespread. Out of the ordinary ma

4、chining prevalence of poor quality products, variety of small, low grade, high cost, delivery and long, so this design object is an ordinary lathe, designed a comprehensive and efficient PLC control system, improved lathe productivity, control accuracy and product quality. PLC (programmable controll

5、er) as an industrial control micro-computer, with its easy programming, simple operation, especially its high controllability, etc., in the industrial production process has been widely used. The PLC control system design is to replace traditional Relay - contact device control system.The article fi

6、rst introduces the lathe, and electrical control systems, PLC control system and then introduces the hardware structure, operation principle and design of the basic principles of PLC control systems and procedures, according to the task to design a PLC control system, including the PLC elections typ

7、e, hardware design and software design. Finally, Siemens touch screen TP177B connected devices, monitoring and control operations to achieve.The key originally designed is that should be on the basis of control circuit of original relay, through rational conversion , thus design PLC control procedur

8、e with same function.Key Words：PLC ; Lathe; Electrical Control System; Touch Screen目 录摘 要1Abstract2目 录3引言61 C6140型普通车床概述81.1 C6140型车床的主要结构81.1.1 C6140车床的主要运动81.2 C6140型普通车床技术参数表92 车床电气控制系统分析及总体设计92.1 车床的电气控制电路原理图92.2 车床电路分析和电气控制要求102.2.1 主电路分析102.2.2 控制电路分析102.2.3 信号及照明电路112.3 电器元件明细表112.4 电气控制系统总体设

9、计思路123 系统硬件设计及PLC概况和应用133.1 PLC的概况133.2 PLC的特点143.3 PLC的应用143.4 PLC在普通车床电气控制系统中的应用153.4.1 PLC在数控系统中的作用153.4.2 PLC的分类174 PLC系统构成、网络通讯174.1 PLC的工作原理174.1.1 PLC的等效工作电路174.1.2 PLC的工作过程184.1.3 PLC的扫描时间184.1.4 PLC的I/O响应时间204.2 PLC的组成214.2.1 中央处理单元（CPU）214.2.2 存储器224.2.3 I/O模块224.2.4 传感器234.2.5 执行装置234.2.6

10、 其它接口电路234.2.7 PLC的其他设备234.3 PLC的通信联网244.4 PLC的编程语言244.5 PLC的选用265 普通车床电气控制系统PLC软件设计275.1 PLC软件设计275.2 Step7简介285.3 Step7项目设计305.4 I/O地址分布345.5 C6140电路PLC外部接线图355.6 程序设计366 触摸屏编程376.1 触控屏装置的介绍与功能376.2 触摸屏程序的建立396.2.1 创建设备396.2.2 变量的建立406.2.3 组态界面的建立416.2.4 软件下载41结论43参 考 文 献44致谢45引言在机床工业的发展过程中，提高机床的加

11、工速度和加工精度，始终是人们努力解决的相互制约的两大课题，也是推动车床电气控制系统发展的动力。电力拖动控制、电力电子、检测、计算机和控制理论的发展，为机床电气控制系统不断发展提供了物质和科技条件。20世纪40年代以前，机床的电气控制主要采用交流电动机拖动的继电器-接触器控制。由于当时的交流电动机难以实现调速，只能通过皮带、齿轮等机械机构来实现有级变速，因而机床的机械结构比较复杂，同时还限制了加工精度的提高。继电器-接触器控制系统可以实现机床的各种运动控制（如启动、制动、反转、变速等），并可实现逻辑控制、联锁控制、异地控制等，因而大大提高了机床的自动化水平，有助于减轻工人的劳动强度。这种控制系统