磨床PLC控制新版专业系统设计.doc

本科生毕业设计（论文）题 目： 磨床PLC控制系统设计 姓 名： 学 号： 学 院： 电气工程和自动化学院 专 业： 电气工程和自动化（电气方向） 年 级： 指导老师： （署名）20XX年 6 月 1 日磨床PLC控制系统设计摘 要磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工机床。一般磨床电气系统由液压系统、砂轮、冷却泵和电磁吸盘和照明电路部分组成。伴随在现代化工业生效率不停提升，磨床在加工精度、自动化程度、加工集约性等方面要求不停提升，传统磨床难以满足现代化加工工艺要求。传统磨床在控制方面采取继电器接触器电气控制系统过于复杂繁琐，且因为触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐步被淘汰。可编程控制器PLC是微机技术和传统继电接触控制技术相结合产物，它克服了继电接触控制系统中机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差缺点，充足利用了微处理器优点。利用PLC控制磨床运行，使线路得到简化，可靠性提升，响应速度显著加紧，正确度更正确；实现了磨床开启、停止、故障停止、紧急停止功效，可依据运行要求灵活切换磨床控制方法；提供过载，轻载，断相和电压不平衡保护；现场显示运行状态，实现智能化监控。节省大量继电器元件,使机床工作效率更高。本文以M7120平面磨床为例，关键介绍对磨床控制系统PLC改造。关键词：平面磨床，PLC，控制系统Grinding Machine PLC Control System DesignABSTRACTThe grinder is the use of abrasive on the workpiece surface grinding machine tool. Plain grinding machine electrical system from the hydraulic system, the grinding heel, cooling pump and electromagnetic sucker and lighting circuit part. In modern industrial production efficiency with rising, grinder in the processing precision, automation, such as processing intensive requirements continue to increase, the traditional grinding machine can not meet the requirements of modern processing technology. In traditional grinding in control using a relay - contactor electrical control system is too complicated, and because the contact number, high failure rate, low reliability, large volume and other shortcomings, are gradually being phased out.PLC is the computer technology and traditional relay contact control technology combined with the product, it has overcome the relay contact control system in mechanical contact of the complex wiring, low reliability, high power consumption, universality and flexibility of the shortcomings of the poor, make full use of the advantages of a microprocessor. Use of PLC control grinding machine running, so the circuit is simplified, improved reliability, response speed to be accelerated apparently, the accuracy is more accurate; the grinder start, stop, failure to stop, emergency stop function, be under the operational requirements of the control switch grinder flexible; with light load, overload, open phase and voltage unbalance protection; field display running state, intelligent monitoring and save a lot of relay components. The machine has higher working efficiency. Based on the M7120plane grinding machine as an example, introduces the grinding machine control system s PLC transformation.Key words: surface grinding machine，PLC，control system目录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 课题背景及其意义11.2 课题研究现实状况及发展趋势11.2.1 平面磨床发展现实状况11.2.2发展展现三大改变2第2章 M7120平面磨床结构及功效32.1 平面磨床关键结构及运动方法32.1.1 M7120平面磨床关键结构32.1.2 M7120平面磨床运动形式32.2 M7120平面磨床电力拖动特点及控制特点42.2.1 电力拖动特点42.2.2 M7120磨床控制特点42.3 M7120平面磨床电气控制4第3章 磨床PLC电气控制系统设计63.1总体设计方案说明63.2电气元件分析63.3 PLC控制系统设计83.3.1 PLC选型83.3.2 PLC控制系统I/O点分配93.3.4 PLC控制系统外部接线图103.3.5 M7120平面磨床PLC控制步骤图113.3.6 PLC控制程序设计13第4章 M7120平面磨床PLC控制系统仿真17结论18参考文件19谢辞20第1章 绪论1.1 课题背景及其意义在十八世纪初，为了适应自行车、钟表、枪械和缝纫机等零件淬硬后加工，美国、英国和德国分别研制出了使用天然磨料作为砂轮磨床。这些磨床是在当初已经有机床如刨床、车床等上面加装磨头改制而成，这些磨床结构简单，刚度较低，磨削时轻易产生振动，操作时要求工人要有很高技艺才能磨出较为精密工件。在1876年巴黎博览会上展出了由美国布朗夏普企业制造万能外圆磨床，这是首台含有现代磨床基础特征磨床。它工件头架和尾座安装在往复运动工作台上，采取箱形床身提升了机床刚度，而且带有内圆磨削附件。在1883年，这家企业研制出把磨头装在立柱上而且工作台能够作往复运动平面磨床。在19前后，因为液压传动应用和人造磨料发展，对磨床发展有很大推进作用。伴随近代工业尤其是汽车工业发展，多种不一样功效、类型磨床相继问世。前后研制出加工气缸体内圆磨床、凸轮轴磨床、曲轴磨床和带电磁吸盘活塞环磨床等。到19自动测量装置开始在磨床上得到利用。到了1920年前后，双端面磨床、无心磨床、导轨磨床、轧辊磨床，超精加工机床和珩磨机等前后制成使用；50年代出现了高精度外圆磨床；60年代末又出现了砂轮线速度可达6080m/s高速磨床和缓进给、大切深磨削平面磨床；70年代，采取微处理机适应控制和数字控制等优异技术在磨床上得到了广泛应用。伴随机械产品精度、强度、可靠性和寿命等要求不停提升和新型材料广泛使用，磨削加工技术正朝着超精细、超硬度磨削发展，开发精密高刚度自动化数控磨床成发展趋势。1.2 课题研究现实状况及发展趋势当今磨床数控化率不停提升，平面磨床发展趋势是转向台阶、成形、切入、快速抖动和三维空间曲线表面磨削加工。平面磨床是磨床类机床中演变潜力最大一个机型。中国平面磨床制造企业正跳出传统平面磨削思维，转向曲线或轮廓等非平面磨削加工思绪上发展，以形成我们自己特色技术和产品。1.2.1 平面磨床发展现实状况 (1)从规格上看，现在平面磨床以小型平磨为主。台面宽度在200mm以下占近50%，小规格机床在运输和布展全部较为方便；国外平面磨床并没有一般、精密和高精度精度等级之分，相对于小规格机床来说，精度轻易做得很高；伴随工业发展水平提升，在国际市场上，中、小规格平面磨床有很大潜在需求。(2)从控制上看，现在70%以上平面磨床为数控型，分为单轴、双轴及三轴数控，最多可达五轴控制，尤其是400mm以上大规格机型，全部为数控型。伴随技术水平发展，磨床功效也发生改变，平磨已从传统平磨向成形磨转变，常规控制方法已难以实现功效要求。数控型平面磨床已形成一个市场时尚。(3)从功效上看，50%以上平面磨床不仅仅用于水平平面加工，而且转向台阶、成形、切入、快速抖动、三维空间曲线等表面磨削加工，在国际上如BLM、ELB企业以平面磨床为基础改变而成五轴联动磨削中心，能够实现复杂曲面磨削；Trutech、Unison企业研发柔性磨削系统，能够实现成形、外圆、无心、工具、轮廓等磨削工艺；还有Parker、裕福企业等快速抖动平面磨床等，全部反应出平面磨床是磨床类机床中最具演变潜力一个机型。1.2.2发展展现三大改变(1) 复合、高速、高刚性、高精度仍是金切机床发展关键方向，但又有新改变。复合，已从原来为复合而复合转为现在从实用高效考虑为主，如车、铣复合，铣、车、钻复合，电火花和铣床复合等；从功效上看，复合型机床针对性很强，通常全部是针对某类零件考虑；从精度上看，定位精度2m，反复定位精度1m机床已较为普遍；从主轴转速来看，8.2kW主轴可达60000转/分钟，13kW主轴可达4转/分钟，主轴高速旋转已不是小功率机床专有特征；从刚性上看，现在已经出现可加工60HRC硬度材料加工中心。(2)模块化设计在机床制造中已应用得十分熟练。横向系列、纵向系列、跨系列、全系列模块化设计，不管是牧野、大隈等为代表日本机床，还是Cincinnati、Haas等为代表美国机床，在外形上看似乎完全一样，不一样企业生产机床功效则完全不一样，但所组成各模块很多则是通用。(3)全自动控制概念已发生改变。传统全自动机床是采取一只液动或气动机械手来实现工件自动上、下料，而现在是经过采取真正意义上多关节串联式机器人，来实现工件上、下料，包含对已加工完成零件堆放。控制范围加大，组线灵活性加强，同时辅助配套机械大大降低。第2章 M7120平面磨床结构及功效2.1 平面磨床关键结构及运动方法2.1.1 M7120平面磨床关键结构M7120型平面磨床是卧轴矩形工作台，关键由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱、立柱、滑座等部分组成，图2-1所表示。磨床工作时采取砂轮周围磨削工件，砂轮由砂轮电动机带动旋转。在床身中装有液压传动装置，以使工作台在床身水平导轨上做往复运动，为使运动时能够平稳且轻易调整运动速度，采取液压传动将电机转速转变为直线运动。而工作台往复运动换向是经过撞块碰撞床身上液压换向手柄改变油路来实现。在工作台上安装有电磁吸盘是用于固定被加工工件夹具。立柱可在床身横向导轨上作横向给进运动，这一运动可由液压传动，也可用手轮操作。砂轮箱在立柱上作垂直运动，以实现砂轮箱垂直进给。图2-1 M7120平面磨床外形结构示意图2.1.2 M7120平面磨床运动形式平面磨床关键运动是指砂轮旋转运动，磨削时砂轮外圆线速度大致在3050m/s范围内。砂轮旋转只要求单方向旋转，且无调速要求。平面磨床进给运动有垂直进给既滑座沿立柱上垂直导轨移动；横向进给既砂轮箱在滑座上水平移动；纵向进给既工作台沿床身往复运动。2.2 M7120平面磨床电力拖动特点及控制特点2.2.1 电力拖动特点平面磨床M7120是一个精密机床，为确保其加工精度、使平稳运行，确保工作台往复运动换向时惯性最小且无冲击力，对工作台往复运动和砂轮箱横向进给采取液压传动。M7120平面磨床采取了四台电动机拖动，全部为三相鼠笼型异步电动机。四台电机分别为：液压泵电动机、砂轮电动机、冷却电动机、砂轮箱升降电动机。其中液压泵电动机用于拖动液压泵供出液压油，经液压传动机构来完成工作台往复运动；砂轮电动机用于拖动砂轮旋转磨削工件；冷却电动机用于拖动冷却泵，冷却砂轮磨削加工时产生热量。2.2.2 M7120磨床控制特点砂轮电动机、液压泵电动机及冷却电动机只需单方向旋转，且全部采取直接开启方法。冷却电动机和砂轮电动机同时运行。砂轮箱升降电动机采取点动控制，并实现升降互锁。在电磁吸盘上装有欠压继电器且和液压泵电动机互锁，当电磁吸盘输入电压低于一定值时欠压继电器铁芯释放，以防在吸力不够时工作台开始运动。电磁吸盘采取自动充磁电路结构，在退磁方面避免电磁吸盘反向充磁采取电动消磁方法。在磨床上各电机全部配有信号提醒灯和照明系统。磨床采取完善保护步骤，在各电动机上安有短路保护、过载保护等。2.3 M7120平面磨床电气控制M7120平面电气控制电路关键有主电路、控制电路、电磁吸盘控制电路和机床照明电路四部分组成。主电路中共有四台电动机，图2-2所表示。其中:M1为液压泵电动机；M2为砂轮电动机；M3为冷却电动机；M4为砂轮箱升降电动机。电动机M1由接触器KM1主触点控制；电动机M2和电动机M3同时由接触器KM2主触点控制，控制砂轮升降电动机M4由KM3、KM4控制其正反转。四台电动机共同使用熔断器FU1做为短路保护，液压电动机M1由热继电器FR1作为长久过载保护，电动机M2和电动机M3分别由热继电器FR2、FR3作为其长久过载保护。M7120控制电路由继电器、接触器、整流器、小型变压器、常开按钮、常闭按钮等传统电气元件经过自锁、互锁等逻辑组合进行控制。并配有机床照明系统和电机运转工作指示灯。图2-2 M7120平面磨床主电路图 第3章 磨床PLC电气控制系统设计3.1总体设计方案说明 油泵电动机、砂轮电动机、冷却电动机、砂轮箱升降电动机分别由电动机M1、M2、M3、M4拖动。液压泵电动机M1、砂轮电动机M2和冷却电动机M3全部采取直接开启、直接停止，单向旋转控制。砂轮电动机M2和冷却电动机M3采取同时运行控制方法。砂轮箱升降电动机采取直接开启、并能够正反转控制。砂轮箱位置调整，为使砂轮升降正确采取点动控制。电磁吸盘采取直流充磁和退磁方法，为避免反向充磁采取点动消磁。上下极限位置应有位置保护，在磨削加工中应确保砂轮架不能升降移动。采取热继电器实现过载保护，用以完成各个电动机系统过载保护。主电路用断路器，各负载回路和控制回路和PLC控制回路采取熔断器，实现短路保护PLC应选择继电器输出型。在外接负载时应加对应电压等级电源，实现不一样电压等级电气元件控制。因为电机运行指示灯功率较小，采取PLC输出电流控制。3.2电气元件分析在M7120平面磨床PLC改造时，其控制系统中用于保护、控制、照明等电气元件如表3-1所表示。其中接触器是一个能够频繁地接通或断开交、直流主电路和大容量控制电路，能实现远距离自动控制电器。关键应用于控制电动机、电热设备、电容器组等。而且含有低压释放保护功效等。接触器关键由电磁机构、触头系统、灭弧装置组成。线圈串联在电路中，当流过线圈电流达成一定值时接触器触头动作，改变其状态。在M7120平面磨床PLC控制中，接触器线圈安装在PLC输出口，用于控制电动机和电磁吸盘工作状态。熔断器是一个利用热效应原理工作电流保护器，串联在电路中。当电路发生短路故障时，经过熔断器内电流使熔体发烧，当达成其熔体熔化温度时就会自行熔断，这期间会伴伴随燃弧和熄弧过程，随之切断故障电路起到保护作用。当电路正常工作时，熔体在额定电流下不应熔断，故熔断器关键用于短路保护。在M7120平面磨床PLC控制系统中，安装在三相电路和PLC输出电路主回路上。热继电器是利用测量元件被加热到一定程度而动作一个继电器，热继电器测量元件是双金属片，双金属片受热弯曲，当弯曲到一定程度时经过动作机构使触点动作。热继电器关键用作三相电机过载保护。在M7120平面磨床PLC控制系统中，将热继电器分别安装在液压泵电动机M1、砂轮电动机M2、冷却泵电动机M3上，将辅助触头安装在PLC输入端用于逻辑控制。因为砂轮箱升降电动机采取点动控制且工作时间较短，故无需热继电器保护。欠压继电器是电磁式继电器一个，用来反应电压信号。欠压继电器线圈应和电压源并联，当线圈两端电压高于某一值时，铁芯才能吸合使电路通电。在M7120平面磨床PLC控制系统中，采取是直流欠压继电器，将其并联在电磁吸盘两端，确保电磁吸力足够大时才能使工作台和砂轮电机运行，其触头连接在PLC输入端用于逻辑控制。表3-1 M7120平面磨床PLC控制系统电气元件目录表符号名称规格件数QS1电源总开关HZ1-25/3 25A1KM1KM6接触器CJ0-10A 线圈电压220V6M1液压泵电动机Y90S-4 1.1kW，1410r/min1M2砂轮电动机Y100S-2 3kW, 2860r/min1M3冷却泵电动机PB-25A 0.12kW，3000r/min1M4砂轮升降电动机Y80S-4 0.75kW, 1410/min1FR1热继电器JR10-10 整定电流2.71A1FR2热继电器JR10-10 整定电流6.18A1FR3热继电器JR10-10 整定电流0.47A1FU1熔断器RL1-60/253FU2FU4熔断器RL1-15/24T1变压器BK-200 380V/1351T2变压器380V/36V/6.3V1SB0SB9按钮LA210YH电磁吸盘HDXP 127V、1.45A1VC整流器2CZ11C4KV欠电压继电器1R电阻GF型5、50W1C电容5Mf/300V1HL0HL4指示灯XD1型、6V5EL工作照明灯K-1 36V、40W1QS2台灯开关1XS1、XP1接插件CY0-36、三极1XS2、XP2接插件CY0-36、二极1表中T1为整流变压器，将380V线电压降至135V后再进行整流；T2为照明和指示灯变压器。SB0、SB1、SB3、SB7为常闭按钮，SB2、SB4、SB5、SB6、SB8、SB9为常开按钮。3.3 PLC控制系统设计3.3.1 PLC选型 由PLC改造M7120平面磨床控制系统中其多种按钮、操作开关、欠压继电器、热继电器等，需占用14个输人端点。输出控制接触器线圈、运行指示灯等实施元件10个，需占用10个输出端点.为满足系统控制要求且降低系统成本，选择欧姆龙CP1H系列可编程序控制器，即可满足M7120型平面磨床电气控制系统各项控制要求。CP1H系列可编程控制器，是欧姆龙企业于推出，该系列属于小型PLC，拥有众多功效。它主机上配置了两个七段数码管、USB端口、模拟电位器、外部模拟设定输入、电池、存放盒等。其特点是：（1）处理速度快CPU运行速度是小型机CPM2A数倍，系统管理、I/O刷新时间和外设服务所需时间也大幅降低。（2）程序容量和I/O容量大其中程序容量：20K步 ；数据容量：32K字。（3）整体式结构 CP1H PLC采取整体式结构，体积小，功效强，空间利用率大 （4）软硬件兼容性好 （5）系统扩展性好 CP1H PLC能够处理最大I/O点数为320点。（6）高速性能强（7）功效块编程语言简便用户可依据需求自己创建功效块，需要时就能够进行反复调用。（8）程序组织模式结构化 CP1H PLC可将程序划分为最多32个实现不一样控制功效循环任务段，另外提供了电源断开中止、定时中止、I/O中止和外部I/O中止等4类256个中止任务。 （9）串行通信功效强CP1H PLC串行通信口最多能够装两个（RS-232C或RS-422A/485选件板可供选择），可 以方便地实现和可编程终端（简称PT）、变频器、温度控制器、智能传感器及PLC之间多种连接。 （10）USB通信方法简便3.3.2 PLC控制系统I/O点分配输入/输出接口是可编程控制器和外部设备相互联络窗口。输入单元接收现场设备向PLC提供信号，如操作按钮、限位开关、行程开关、选择开关和其它部分传感器输出开关量或模拟量信号等。经过输入接口电路将这些信号转换成中央处理器能够接收和处理信号。在输出接口电路中将中央处理器送出弱电控制信号转换成现场需要强电信号，来驱动多种实施元件，如电磁阀、接触器、电磁铁、调整阀、调速装置等设备。如表3-2和表3-3所表示分别为M7120型平面磨床控制系统PLC输入输出接口功效表。表3-2平面磨床电气控制系统PLC输入接口功效表序号名称符号输入口1PLC系统总停按钮SB0000002液压泵电动机停止按钮SB1000013液压泵电动机开启按钮SB2000024砂轮电动机停止按钮SB3000035砂轮电动机开启按钮SB4000046砂轮箱电动机上升按钮SB5000057砂轮箱电动机下降按钮SB6000068电磁吸盘断电按钮SB7000079电磁吸盘充磁按钮SB80000810电磁吸盘工件消磁按钮SB90000911液压泵电动机热继电器FR0001012砂轮电动机热继电器FR0001113冷却泵电动机热继电器FR0001214欠压继电器KV00013表3-3平面磨床电气控制系统PLC输出接口功效表序号名称符号输出口1液压泵电动机接触器KM1100002液压泵电动机运行指示灯HL1100013砂轮电动机接触器KM2100024砂轮电动机运行指示灯HL2100035砂轮箱升降电动机正转接触器KM3100046砂轮箱升降电动机反转接触器KM4100057砂轮箱电动机运行指示灯HL3100068电磁吸盘充磁接触器KM5100079电磁吸盘消磁接触器KM61000810充磁和退磁指示灯HL4100093.3.3 PLC控制系统电源设定PLC内部电源部件将交流电转化成PLC中央处理器、储存器等电路工作所需直流电源，使其正常工作，并能向外部提供24V直流电源，给输入单元所连接外部开关、传感器等设备供电。在PLC输入回路中，信号电源由PLC内部24V直流电源提供，全部输入回路在COM端短接后接入PLC电源DC24V（）端，无需外接电源。在输出回路中，PLC采取了继电器输出，因为输出控制电气元件电压等级不一样，需要在外部接入不一样电压源，其中用于控制液压泵电动机M1、砂轮电动机M2、冷却电动机M3、砂轮箱升降电动M4接触器采取交流380V电压；用于控制电磁吸盘充磁和消磁接触器，采取了直流135V电压；用于控制电动机和电磁吸盘工作状态指示灯采取了交流6.3V电压。全部电源电压等级相同输出回路需接在同一个COM上。3.3.4 PLC控制系统外部接线图依据上述硬件选型和工艺要求，绘制PLC控制电路。图3-1为M7120平面磨床PLC控制系统外部接线图。图中液压泵电动机M1热继电器FR1辅助触头、砂轮电动机M2热继电器FR2辅助触头及冷却泵电动机M3热继电器FR3辅助触头全部为常闭状态，接入在PLC输入端，当电动机过载时辅助触头跳开，改变输入信号进而使电动机停止运行；欠压继电器KA辅助触头为常开状态，接入到PLC输入端，当欠压继电器线圈两端电压达成一定值时，常开触头闭合，改变输入信号，使PLC内部逻辑发生改变，输出对应信号。图3-1为M7120平面磨床PLC控制系统外部接线图。3.3.5 M7120平面磨床PLC控制步骤图图3-2所表示为平面磨床控制步骤图，当电源通电后，欠压继电器得电，判定是否达成动作电压值，若抵达动作电压值，对电磁吸盘进行充磁，不然不动作。以后点动砂轮箱升降电动机至预定位置，后依次开启液压泵电动机、砂轮电动机和冷却电动机。完成平面加工后依次停止液压泵电动机、砂轮电动机和冷却电动机并将砂轮箱升至指定位 置，以后对电磁吸盘点动消磁，完成后断开电源。完成一次加工步骤。 点动砂轮箱下降到预定位置，为磨削工作准备开启液压泵电动机，砂轮电动机，及冷却电动机平面加工完成？位置1点动砂轮箱上升到位置2停止液压泵电动机，砂轮砂轮电动机，及冷却电动机退磁充磁？欠电压继电器铁芯吸合接通电源断开电源NY NNYYYN结束图 3-2M7120平面磨床PLC控制步骤图3.3.6 PLC控制程序设计任何一个电气控制系统全部是为了实现被控对象工艺要求，以提升生产效率和产品质量。在M7120平面磨床PLC程序设计中,充足考虑控制对象参数和逻辑关系，对各个被控对象设计程序以下：（1） 液压泵电动机M1控制0001000001000020001310000100001000010001KM1HL1液压泵电动机控制梯形图图3-3所表示，当欠压继电器线圈吸合，常开触点00013由OFF变ON。按下SB2开启按钮，00002由OFF变ON，此时继电器10000接通，常开触点10000闭合形成自锁，KM1得电，液压泵电动机正常开启运行；同时继电器10001接通，运行指示灯HL1亮。当按下SB1按钮时，00001由ON变OFF，整体电路失电，电动机停止运行、指示灯灭。当电机运行过程中出现过载时，常闭触点00010由ON变OFF电路一样停止运行。图3-3 液压泵电动机控制梯形图（2） 砂轮电动机M2和冷却电动机M3控制000110000300004000131000210002100021000300012KM2HL2 砂轮电动机和冷却电动机控制梯形图图3-4所表示，当欠压继电器线圈吸合，常开触点00013由OFF变ON。此时按下SB4开启按钮，触点00004由OFF变ON，此时继电器10002得电接通，常开触点10002闭合形成自锁，接触器KM2得电，砂轮电动机和冷却电动机正常开启运行；同时继电器10003接通，运行指示灯亮。当按下SB3按钮时，00003由ON变OFF，整体电路失电，电动机停止运行、指示灯灭。当砂轮电动机和冷却电动机中有一个电机出现过载时，便会使常闭触点00011或00012由ON变OFF使电路停止运行。图3-4砂轮电动机和冷却电动机控制梯形图（3） 砂轮箱升降电动机M4控制000051000510004000061000410005100041000510006KM3KM4HL3 砂轮箱升降电动机控制梯形图图3-5所表示，其电动机采取点动控制。并在电机正转和反转中设置了互锁，确保电机安全运行。当按下按钮SB5时，触点00005由OFF变ON，继电器10004接通，接触器KM3闭合，电动机正向运行。松开按钮SB5，电路失电，继电器10004断开，接触器KM4失电电机停止运行，运行指示灯灭。一样，当按下按钮SB6时，触点00006由OFF变ON，继电器10005接通，接触器KM4闭合，电动机反向运行。松开按钮SB6后，电路失电，继电器10005断开，接触器KM5失电电机停止运行，运行指示灯灭。图3-5砂轮箱升降电动机控制梯形图（4） 电磁吸盘控制0000700008100070000910007100081000710008100091000810007KM5KM6HL4 对电磁吸盘充磁和消磁控制梯形图图3-6所表示，为确保电磁吸盘磁性稳定，充磁时采取自锁控制使吸盘一直处于励磁状态；为能确保退磁时不反向充磁，在消磁过程图3-6电磁吸盘控制梯形图用使用点动方法进行消磁此功效由SB9和KM6实现。并在充磁和消磁过程中采取逻辑互锁确保电路安全稳定运行。当按下常开按钮SB8时，触点00008由OFF变ON,继电器10007接通，并使10007常开触点闭合，常闭触点接通，形成自锁和互锁，接触器KM5得电，对电磁吸盘进行充电；同时电磁吸盘运行指示灯HL4亮。当按下常闭按钮SB7时，使继电器10007失电电路停止运行同时运行指示灯HL4灭。在对电磁吸盘进行消磁时，按下常开按钮SB9，此时继电器10008接通，接触器KM6得电动作，电磁吸盘消磁同时运行指示灯HL4亮。松开SB9后继电器10008失电，停止消磁工作同时运行指示灯灭。不停反复上述消磁过程直至电磁吸盘完全退磁。在PLC程序设计过程中，严格根据可编程控制器编程规则。在最大程度满足控制目标前提下，尽可能使程序整体线条层次清楚、结构简单、功效模块化。并在设计过程中不停对程序进行调试，直到满足设计要求为止。在M7120平面磨床PLC控制系统中先对各个功效模块进行设计，然后不停修改和调试最终综合各模块程序得出最终完整程序。具体程序表和梯形图如表3-4和图3-7所表示。表3-4 M7120平面磨床PLC控制语句表1.LD NOT0000029.OUT100042.AND0000130.LD NOT000003.LD0000231.AND000064.OR1000032.AND NOT100045.AND LD33.OUT100056.LD NOT0001034.LD NOT000007.AND0001335.LD100048.AND LD36.OR100059.OUT1000037.AND LD10.LD NOT0000038.OUT1000611.AND1000039.LD NOT0000012.OUT1000140.AND NOT0000713.LD NOT0000041.LD0000814.AND NOT0000342.OR1000715.LD0000443.AND LD16.OR1000244.LD NOT1000817.AND LD45.OUT1000718.LD NOT0001146.LD NOT0000019.AND NOT0001247.AND NOT0000720.OUT0001348.AND0000921.AND LD49.AND NOT1000722.OUT1000250.OUT1000823.LD NOT0000051.LD NOT0000024.AND1000252.LD1000725.OUT1000353.OR1000826.LD NOT0000054.AND LD27.AND0000555.OUT1000828.AND NOT10005图3-7 M7120平面磨床PLC控制梯形图第4章 M7120平面磨床PLC控制系统仿真在本课题设计过程中，对M7120型平面磨床PLC控制系统仿真采取了CX-Programmer软件和EL- PLC-II-可编程控制器试验系统.CX-Programmer是欧姆龙企业开发、用于对C系列PLC建立、测试和维护程序计算机图形化编程软件，能够实现梯形图或语句表编程，检验编译程序，下载程序和设置PLC特定区等功效。此次使用是CX-Programmer7.3无偿版，安装在计算机上，经过RS-232接口和PLC连接。课题中仿真运行所用试验设备是北京精仪达盛科技生产EL-PLC-II-可编程控制器试验系统，该系统由PLC、试验箱、计算机软件等三部分组成。PLC选择是欧姆龙CP1H系列，试验箱包含控制电路、实施机构、接口电路、信号发生器、PLC固定架、三个可选配实物小模型等。在CX-Programmer工作窗口编写好程序，然后按要求接好各输入输出电路，在仿真图4-1 PLC控制系统仿真试验过程中输入口一样接常开按钮和常闭按钮，将热继电器辅助触头和欠压辅助触头用常闭按钮替换；将输出口接到试验箱指示灯上，经过指示灯工作状态来反应接触器通断情况进而反应出各电机和电磁吸盘运行状态。然后经过编译和在线测试后烧入PLC中，试验现象图4-1所表示。试验过程中，经过不停程序修改和调试，使最终各试验现象均符合最初设计要求。结论本文以M7120型平面磨床为例对其控制系统进行PLC改造。经过分析传统磨床结构和控制关键点设计出一套基于PLC控制系统。