基于PLC的铣床电气控制

扬州工业职业技术学院

2012 —2013学年

第 一 学期

毕业设计

课题名称： 基于PLC的铣床电气控制 设计时间： 2012.11—2013.3 系 部： 电子信息工程系 班 级： 1003机电 姓 名： 李洋 指导教师： 石瑞芬

总目录

第一部分 任务书

第二部分 开题报告

第三部分 毕业设计正文

第 一 部 分

任 务 书

扬州工业职业技术学院

毕业设计任务书

系 部 学生姓名 设计题目 设计内容： 该毕业设计以X5032系列的立式铣床为对象，重点介绍了该系统的硬件电路设计和软件设计并使之相结合，用PLC控制代替手动控制实现铣床的一些简单动作，大大提高了加工的精度，提高生产效率。 电子系 李洋 指导老师 石瑞芬 班级 1003机电 职称 学号 1005210316 基于PLC的铣床控制系统 设计 内容 目标 和 要求 目标： 1、能用PLC正确控制铣床的动作。 2、能够培养自身的分析能力并与实践相结合。 设计要求： 1、提出选题的初步设想和研究目的 2、收集X5032系列的立式铣床的相关信息资料 3、完成电路原理图设计 4、完成组态、I/O地址分配、梯形图、软件和硬件系统的调试。 5、把以上过程以书面形式记录下来。 教研室 审核 系部 审核

第 二 部 分

开 题 报 告

扬州工业职业技术学院 电子信息工程 系13届 毕业设计（论文）开题报告书（表1）

学生姓名 李洋 题 目 指导教师 石瑞芳 职称 专业 机电一体化 班级 1003机电 基于PLC的铣床控制系统 学 位 学号 1005210316 题目类别 □ 工程设计 □ 基础研究 □ 应用研究 □ 其它 【课题的内容与要求】 该毕业设计以X5032系列的立式铣床为对象，重点介绍了该系统的硬件电路设计和软件设计并使之相结合，用PLC控制代替手动控制实现铣床的一些简单动作，大大提高了加工的精度，提高生产效率。 【前言】 在现代，手动操作因为工作效率低、成品精度低、对人力和资源的大量浪费等缺 点，所以已经不能满足于发展需求。而PLC铣床设计符合人体工程学原理，操作方便；操作面板均使用形象化符号设计，简单直观。 润滑装置可对纵、横、垂向的丝杠及导轨进行强制润滑，减小机床的磨损，保证机床的高效运转；同时，冷却系统通过调整喷嘴改变冷却液 流量的大小，满足不同的加工需求。 【方案的比较与评价】 继电器控制方案：继电器控制线路复杂，触点较多，比较繁琐，故障率较高。但是成本低廉，适合简单控制。 PLC控制方案：功能强，性能价格比高；硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强； 可靠性高，抗干扰能力强；系统的设计、安装、调试工作量少；编程方法简单。

【预期的效果及指标】 设计出的PLC控制方案能够达到自己预期的动作效果，能够实现自动控制运行，精度高，梯形图尽量简单明了。 【进度安排】201 年 月 日 - 201 年 月 日 选题、调研、收集资料 201 年 月 日 - 201 年 月 日 论证、开题 201 年 月 日 - 201 年 月 日 设计（写作初稿） 201 年 月 日 - 201 年 月 日 修改、定稿、打印 【参考文献】 [1]张建 《PLC基础介绍》 2005-11-2 [2]培训教育行业从业者 《可编程逻辑控制器》 [3] PLC之家网站 《PLC基础知识》 [4] LIHUISTUDIO 《浅谈西门子S7-200与S7300的区别》 2000-6-3 【指导教师意见】（有针对性地说明选题意义及工作安排是否恰当等） □同意提交开题论证 □修改后提交 □不同意提交（请说明理由） 指导教师签章： 年 月 日 【系部意见】 □同意指导教师意见 □不同意指导教师意见（请说明理由） □其它（请说明） 系（部）主任签章： 年 月 日

第 三 部 分

毕 业 设 计 正 文

基于PLC的X5032立式铣床电气控制系统设计

李洋

1003机电

[摘 要]铣床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置。电气系统是其中的主干部分，在国民经济各行业中的许多部门得到广泛应用。

PLC是可编程控制器的简称，是一种数字运算操作的电子系统，它采用可编程序的储存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过模拟的或数字的输入和输出接口，控制各种类型的机器设备或生产过程。

在我国70~80年代大多数铣床中，大多数的开关量控制系统都是采用继电器控制，继电器本身固有的缺陷，给铣床的安全和经济运行带来了不利影响。随着科技进步，和PLC技术的成熟，所以对X5032立式铣床进行PLC改造势在必行，是提高机床性能，提升经济效益及产品质量的关键举措。

[关键词]X5032铣床；电气控制系统；PLC；梯形图；仿真图；

Design of electric control system of X5032 vertical

milling machine based on PLC

YANG LI

1003 electrical and Mechanical

Abstract:The milling machine is the transmission device and the system for all kinds of motor as power to achieve the production process automation technology device. The

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electrical system is one of the main part, many departments in different industry in the national economy has been widely applied.system is one of the main part PLC is a programmable controller for short, is a digital electronic computing operating system, it uses programmable memory, used to implement logic operation, sequence control, timing, counting and arithmetic operation instruction in its internal storage, and through the analog or digital input and output interface, control types of machinery or production process.

In China, 70~80's most of the milling machine, the switch quantity most control systems are based on the relay control, relay inherent defects, has brought the adverse effect to the safe and economic running of milling machine. With the progress of science and technology, and the maturity of PLC technology, so the X5032 vertical milling machine for PLC imperative, is to improve the performance of a machine tool, the key measures to improve the economic benefit and the quality of the products.

Key words:X5032 milling machine; Electric control system; PLC;Ladder diagram;Simulation

目录

摘要.............................................................................................. 错误！未定义书签。 第1章 绪 论.............................................................................................................. 1

1.1 概述................................................................................................................. 1 1.2 铣床介绍......................................................................................................... 2

1.2.1 铣床的历史........................................................................................ 2 1.2.2 铣床的种类........................................................................................ 2 1.3 X5032立式铣床的主要结构及操作规定、原理.......................................... 3

1.3.1 X5032立式铣床介绍......................................................................... 3 1.3.2 X5032立式铣床的主要结构............................................................. 3 1.3.3 立式铣床操作规定............................................................................ 4 1.4 X5032铣床的主要技术参数.......................................................................... 4 1.5 X5032立式铣床的优点.................................................................................. 5 第2章 PLC介绍 ......................................................................................................... 6

2.1 PLC概述及其特点 ........................................................................................ 6 2.2 PLC的构成 ..................................................................................................... 6 2.3 PLC的选用(S7-200与S7-300的区别) ........................................................ 6 第3章 PLC对铣床的控制 ......................................................................................... 6

3.1 X5032立式铣床的控制要求及电气控制线路分析...................................... 8 3.1.1主电路分析.................................................................................................. 8 3.1.2 控制电路分析............................................................................................. 8 3.2控制电路设计................................................................................................ 10 3.2.1万能铣床各个输入/输出点的PLC I/O地址分配 .................................. 10 3.1.2 X5032立式铣床PLC控制接线图 ......................................................... 12 3.1.3.X5032立式铣床PLC控制梯形图 ......................................................... 13 3.2 仿真............................................................................................................... 17 体会.............................................................................................................................. 28 致谢.............................................................................................................................. 29 参考文献...................................................................................................................... 30

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第1章 绪 论

1.1 概述

本毕业设计论文任务是用PLC控制机床电气系统。机床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置，是电气系统其中的主干部分，在国民经济各行业中的许多部门得到广泛应用， 机床作为机械加工的通用设备在内燃机配件的生产中一直起着不可替代的作用。自动机床具有工作平稳可靠，操作维护方便，运转费用低的特点，已成为现代生产中的主要设备。在我国70～80年代大多数机床中,大多数的开关量控制系统都是采用继电器控制,也有相当一部分辅机系统是采用继电控制。因此,继电器本身固有的缺陷,给机床的安全和经济运行带来了不利影响,用PLC对机床的继电器式控制系统进行改造已是大势所趋。 随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上，从手动控制发展到自动控制;在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上，从策重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微型计算机为中心的网络化自动控制系统。可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）通常称为可编程控制器，英文缩写为PLC,是以微处理器为基础，综合计算机技术、自动控制技术和通信而发展起来的一种通用的工业自动控制装置，作为通用工业控制计算机，它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等优点，特别是它的高可靠性和较强的恶劣工业环境适应能力更是得到用户的好评，它将传统的电器控制技术和现代计算机信息处理技术的优点集合起来，成为工业自动化领域中最重要，应用最多的控制设备。目前已广泛应用于冶金、能源、化工、交通、电力等行业，并已跃居现代工业控制三大支柱(PLC、机器人和CAD/CAM)的首位。机床是一种典型的机械、液压、电气一体化协同控制的通用加工机床。其液压、电气配合时间的控制部分，且故障率高;故障现象多变，不易排除。本设计则是将PLC灵活应用与机床电气控制中，取代了传统的机床电气控制中以继电器、接触器为主体的控制装备。充分利用PLC的可靠性和时间控制的

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精确性对其进行改造，可以获得较好的效果。

设计中选取了: X5032.X5032与卧式铣床相比较，主要区别是主轴垂直布置，立式铣床适于加工较大平面及利用各种带柄铣刀加工沟槽及台阶平面，生产率要比卧式铣床高。 1.2 铣床介绍 1.2.1 铣床的历史

最早的铣床是美国人惠特尼于1818年创制的卧式铣床；为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于1862年创制了第一台万能铣床，这是升降台铣床的雏形；1884年前后又出现了龙门铣床；二十世纪20年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给-决速”或“决速-进给”的自动转换。

1950年以后，铣床在控制系统方面发展很快，数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。尤其是70年代以后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度与效率。 1.2.2 铣床的种类

1按其结构分：

(1)台式铣床：小型的用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床。 (2)悬臂式铣床：铣头装在悬臂上的铣床，床身水平布置，悬臂通常可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动，铣头沿悬臂导轨移动。

(3)滑枕式铣床：主轴装在滑枕上的铣床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍导轨作横向移动，滑鞍可沿立柱导轨作垂直移动。

(4)龙门式铣床：床身水平布置，其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横梁和立柱上，可沿其导轨移动。通常横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动。用于大件加工。

(5)平面铣床：用于铣削平面和成型面的铣床，床身水平布置，通常工作台沿床身导轨纵向移动，主轴可轴向移动。它结构简单，生产效率高。

(6)仿形铣床：对工件进行仿形加工的铣床。一般用于加工复杂形状工件。 (7)升降台铣床：具有可沿床身导轨垂直移动的升降台的铣床，通常安装在升降台上的工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动。

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(8)摇臂铣床：摇臂装在床身顶部，铣头装在摇臂一端，摇臂可在水平面内回转和移动，铣头能在摇臂的端面上回转一定角度的铣床。

(9)床身式铣床：工作台不能升降，可沿床身导轨作纵向移动，铣头或立柱可作垂直移动的铣床。

2 按布局形式和适用范围分，主要的有升降台铣床、龙门铣床、单柱铣床和单臂铣床、仪表铣床、工具铣床等。

3按控制方式分，铣床又可分为仿形铣床、程序控制铣床和数控铣床等。 1.3 X5032立式铣床的主要结构及操作规定、原理。 1.3.1 X5032立式铣床介绍

X5032立式铣床是一种强力金属切削机床，该机床刚性强，进给变速范围广，能承受 重负荷切屑。主轴锥孔可直接或通过附件安装各种圆柱铣刀、圆片铣刀、成型铣刀,端面铣刀等刀具，适于加工各种零件的平面、斜面、沟槽、孔等，是机械制造、模具、仪器、仪表、汽车、摩托车等行业的理想加工设备. 1.3.2 X5032立式铣床的主要结构

1、底座、机身、工作台、中滑座、升降滑座、主轴箱等主要构件均采用高强度材料铸造而成,并经人工时效处理，保证机床长期使用的稳定性。

2、立铣头可在垂直平面内顺、逆回转调整 ±45°，拓展机床的加工范围；主轴轴承为圆锥滚子轴承，承载能力强，且主轴采用能耗制动，制动 转矩大，停止迅速、可靠.

3、工作台X/Y/Z向有手动进给、机动进给和机动快进三种，进给速度能满足不同的加工要求；快速进给可使工件迅速到达加工位置，加工方便、快捷，缩短非加工时间.

4、X、Y、Z三方向导轨副经超音频淬火、精密磨削及刮研处理，配合强制润滑，提高精度，延长机床的使用寿命。

5、润滑装置可对纵、横、垂向的丝杠及导轨进行强制润滑，减小机床的磨损，保证机床的 高效运转；同时，冷却系统通过调整喷嘴改变冷却液 流量的大小，满足不同的加工需求。

6、机床设计符合人体工程学原理，操作方便；操作面板均使用形象化符号设计，简单直观。

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1.3.3 立式铣床操作规定

1.严禁操作者超负荷使用设备。

2.开车前，必须按照巡回检查点仔细进行检查，并按润滑图表进行润滑。 3.停车八小时以上再开动设备时，应先低速转动三至五分钟，确认润滑系统通畅各部运动正常后，再开始工作。

4.使用中不准离开和委托他人照管，不准拆掉安全防护装置，不准拆卸跟位档铁。

5.横梁主轴工作台和升降台在移动前应先松开紧固螺钉，清除周围杂物，擦净导轨和涂油。

6.在快速或自动进给时应先调整好限程档铁。

7.工作中必须经常检查设备，各部的运转和润滑情况。如运转或润滑不良时，应停止使用。

8.工作台面禁放工、卡量具和工件。

9.调整自动循环时开车前必须检查机床自动循环的正确性。

10.工作完成将各手柄置于非工作位置，工作台放在中间位置，升降台落下。

1.4 X5032铣床的主要技术参数 型号X5032 工作台工作面积（宽×长） 工作台最大承载重量 工作台T 型槽数目 工作台T 型槽宽度 工作台T 型槽间距 X 向行程（工作台纵向）手动 / 机动 Y 向行程（滑座横向）手动 / 机动 Z 向行程（升降台垂向）手动 / 机动 主轴锥孔 主轴转速范围 主轴转速级数 主轴轴向移动距离 主轴最大回转角度 主轴端面至工作台面距离 最小 / 最大 4

参 数 单位 UNIT mm kg mm mm mm mm mm r/min 级 Step mm dep mm 320 X 1250 500 3 18 70 700/680 255/240 370/350 IOS 50(7:24) 30-1500 18 85 ± 45 45/415

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mm 主轴中心线至床身垂直导轨面距离 350 mm/min 切削进给速度 X，Y：23.5-1180 Z :8~ 394 mm/min 快速移动速度 X:2300 z:770 进给级数 级 Step 18 kw 主轴电机功率 7.5 kw 进给电机功率 1.5 mm 机床外形尺寸（长×宽×高） 2272 × 1700 × 2094 kg 机床净重 2900 表1.1 X5032铣床的主要技术参数表

图1.1 X5032铣床实物图

1.5 X5032立式铣床的优点

1.机床结构刚性好,能承受重负荷切削。

2.机床主轴电机功率高,变速范围广,充分发挥刀具效能,可进行高速切削。 3.机床易磨损铸件采用钒钛耐磨铸铁,主要的传动零件采用优质合金钢,保证机床的耐用性及稳定性。 4.机床有完善的润滑系统。

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第2章 PLC介绍

2.1 PLC概述及其特点

可编程序逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），又称可编程序控制器PC（Programmable Controller），是微机技术与继电器常规控制技术相接合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。在工业控制领域中，PLC控制技术的应用已成为工业界不可或缺的一员。 2.2 PLC的组成

从结构上分，PLC分为固定式和组合式两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置.

2.3 PLC的选用(S7-200与S7-300的区别)

（1）最主要地区别就是S7-300更模块化了，S7-200系列是整体式的，CPU模块、I/O模块和电源模块都在一个模块内，称为CPU模块；而S7-300系列的，从电源，I/O，CPU都是单独模块的。但是这么说容易让人误解200系列不能扩展，实际上200系列也可以扩展，只不过买来的CPU模块集成了部分功能，一些小型系统不需要另外定制模块，200系列的模块也有信号、通信、位控等模块。

（2）200系列用的STEP7-Micro/WIN40sp6软件；300使用的是STEP7软件，带了Micro和不带的区别是相当的明显啊。

（3）200系列的编程语言有三种－语句表（STL）、梯形图（LAD）、功能块图（FBD）；300系列的除了这三种外，还有结构化控制语言（SCL）和图形语言（S7 graph）。

（4）200在西门子的PLC产品类里属于：小型PLC系统，适合的控制对象一般都在256点以下的； 300在西门子的PLC产品类里属于：中型PLC系统，

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适合的控制对象一般都在256点以上，1024点以下的。 2.4 PLC的维护

PLC的日常维护和保养比较简单，主要是更换保险丝和锂电池, 基本没有其它易损元器件。由于存放用户程序的随机存储器（RAM）、计数器和具有保持功能的辅助继电器等均用锂电池保护，锂电池的寿命大约为5年，当锂电池的电压逐渐降低到一定程度时，PLC基本单元上电池电压跌落到指示灯亮，提示用户注意有锂电池所支持的程序还可保留一周左右，必须更换电池，这是日常维护的主要内容。

调换锂电池的步骤为：

1.在拆装前，应先让PLC通电15秒以上（这样可使作为存储器备用电源的电容器充电，在锂电池断开后，该电容可对PLC做短暂供电，以保护RAM 中的信息不丢失）；

2.断开PLC的交流电源； 3.打开基本单元的电池盖板； 4.取下旧电池，装上新电池； 5.盖上电池盖板。

6.注意更换电池时间要尽量短，一般不允许超过3分钟。如果时间过长，RAM中的程序将消失。

7.此外,应注意更换保险丝时要采用指定型号的产品。 8.I/O模块的更换.

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第3章 PLC对铣床的控制

3.1 X5032立式铣床的控制要求及电气控制线路分析

该铣床共用4台异步电动机拖动，它们分别是主轴电动机M1、进给电动机M2、冷却泵电动机M3和M4润滑电动机。X5032立式铣床的电路如图2所示，该线路分为主电路和控制电路两部分。电气控制线路的工作原理如图2。 3.1.1主电路分析

主轴电动机M1拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，通过KM△和KMY来实现正反转；进给电动机M2通过操纵手柄和机械离合器的配合拖动工作台前后、左右、4个方向的进给运动和前右的快速移动，其正反转由接触器KM3、KM4来实现；冷却泵电动机M3供应切削液，用手动开关QS2直接控制；润滑泵电动机M4通过KA来控制。电动机共用熔断器FU1作短路保护，M1、M2和M4电动机分别用热继电器FR1、FR2、FR3作过载保护。 3.1.2 控制电路分析 （1）主轴电动机M1的控制

主轴电动机M1采用两地控制方式，SB2和SB4是正转启动按钮，SB1和SB3是反转按钮。KM1是主轴电动机M1的启动接触器。

1）主轴电动机M1启动前，应首先选择好主轴的转速，然后合上电源开关QS1。按下启动按钮SB2（或SB4），接触器KM1线圈得电，KM1主触头和自锁触头闭合，主轴电动机M1启动运转，KM1常开辅助触头闭合，为工作台进给电路提供了电源。按下停止按钮，常闭触头分断，接触器KM1线圈失电，KM1触头复位，电动机M1断电，主轴电动机M1制动停转。

2)主轴变速可通过按下变速冲动按钮，使变速冲动开关SQ7、SQ8闭合来实现。由于主轴通过变速冲动开关来实现动作，动作速度较快，为避免主轴发生碰撞，所以变速前应先使机床处于停止状态。 (2) 进给电动机M2的控制

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工作台的进给运动在主轴启动后方可进行。工作台的进给可在2个坐标的4个方向运动，进给运动是通过两个操作手柄和机械联动机构控制相应的位置开关使进给电动机M2正转或反转来实现的，并且4个方向的运动是联锁的，不能同时接通。

工作台的前后左右进给运动由各自的进给操作手柄控制。操作手柄与位置开关SA2-1、SA2-2、SA2-3、SA2-4联动，有左、右、中、前、后五个位置，其控制关系见表1。当手柄扳向中间位置时，位置开关SQ5和SQ6均未被压合，进给控制电路处于断开状态；当手柄扳向左或右位置时，手柄压下位置开关SA2-2或SA2-4，使常闭触头SQ5或SQ6分断，接触器KM4或KM3得电动作，电动机M2正转或反转。由于在SQ5或SQ6被压合的同时，电动机M2的正转或反转就拖动工作台向左或向右运动；当手柄扳向前或后位置时，手柄压下位置开关SA2-1或SA2-3，使常闭触头SQ3或SQ4分断，接触器KM4或KM3得电动作，电动机M2正转或反转。由于在SQ3或SQ4被压合的同时，电动机M2的正转或反转就拖动工作台向前或向后运动。

表3.1 工作台左右前后进给手柄位置及其控制关系

手柄位置 左 右 中 前 右 位置开关动作 SA2-2 SA2-4 — SA2-1 SA2-3 接触器动作 电动机M2转向 KM3 KM4 — KM3 KM4 正转 反转 停止 正转 反转 工作台运动方向 向左 向右 停止 向前 向后

4个进给方向的快速移动是通过进给操作手柄和快速移动按钮配合实现的。安装好工件后，扳动进给操作手柄选定进给方向，按下快速移动按钮SQ7或SQ8，SQ7实现主轴快速进给，SQ8实现左和前2个方向的快速进给。快速进给按钮为点动按钮，要想实现某个方向的快速移动，必须与操作手柄同时使用，这样可以使操作更安全。

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图3.1 X53T(X5032)立式铣床电气控制线路原理图

3.2控制电路设计

3.2.1万能铣床各个输入/输出点的PLC I/O地址分配

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电路元件 M1 I/O地址 Q4.0 作用 主轴电动机 HL6 KA Q5.5 Q4.4 前移指示灯 控制润滑泵电机 M2 M3 Q4.1 Q4.2 进给电动机 冷却泵电动机 KT KM1 Q4.5 Q6.0 控制正反转 控制主轴正转 EL Q4.3 照明灯 KM2 Q6.1 控制主轴反转 HL1 Q5.0 电源显示灯 KM3 Q6.2 进给电机正转 HL2 Q5.1 冷却泵显示灯 KM4 Q6.3 进给电机反转 HL3 Q5.2 润滑泵显示灯 KMY Q4.6 主轴正转 HL4 HL5 Q5.3 Q5.4 左移指示灯 后移指示灯 KM△ M4 Q4.7 Q6.4 主轴反转 润滑泵电动机 I0.0 急停按钮 SQ2 I1.1 上移行程开关 SA2-1 I2.1 前移按钮 SQ3 I1.2 右移行程开关 SA2-2 I2.2 左移按钮 SQ4 I1.3 左移行程开关 SA2-3 I2.3 后移按钮 SQ5 I1.4 后移行程开关 SA2-4 I2.4 右移按钮 SQ6 I1.5 前移行程开关 11

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SA1 I2.0 照明按钮 1地主轴正转按钮 SQ7 I1.6 主轴变速 进给电机变速 SB1 I0.4 SQ8 I1.7 SB2 I0.5 1地主轴反转按钮 QS2开 I2.5 冷却泵开 SB3 I0.6 2地主轴正转按钮 QS2关 I3.0 冷却泵关 SB4 I0.7 2地主轴反转按钮 I2.6 电源开 SQ1 I1.0 下移行程开关 I2.7 电源关 表3.2 PLC I/O地址分配 3.1.2 X5032立式铣床PLC控制接线图

图3.2 PLC控制接线图

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3.1.3.X5032立式铣床PLC控制梯形图

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3.2 仿真

图3.3 机床处于停止状态下的WINCC图像

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机床未按下电源键时，铣床完全处于停止状态，这时任何动作都无效并处于上图画面。

图3.4 机床接通电源后的WINCC和仿真图像

上图为通电却不做任何动作的铣床，润滑泵处于开启状态是为了保持机床一直处于带油状态，大大减小其摩擦力，使机床安全工作。为了节省润滑油，可以

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用排屑装置将车床上的润滑油送入油箱中，保证润滑油循环使用。

图3.5 主轴正转WINCC和仿真图像

上图为主轴正转的画面。在机床启动的情况下，按下1地主轴正转按钮或按下2地主轴正转按钮都会处于上图状态。但是，在正转的情况下，只有先按下停

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止按钮，才能使电机反转。

图3.6 主轴反转的WINCC和仿真图像

上图为主轴反转的画面。处于上图画面的情况可以为以下几种：在机床启动的情况下，按下1地主轴反转按钮或按下2地主轴反转按钮，都会启动。在反转的情况下，只有先按下停止按钮，才能使主轴正转。

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图3.7 主轴变速反转的WINCC和仿真图像

上图为主轴变速反转画面。主轴变速可以实现主轴的快速转动，提高效率。也可以减慢转速，保护刀头和工件。

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图3.8 进给电机变速正转的WINCC和仿真图像

上图为进给电机变速反转画面。进给电机的变速可以控制主轴进给和工作台的移动速度，从而提高工作效率并保证安全工作。

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图3.9冷却泵开启的WINCC和仿真图像

上图为开启冷却泵的画面。冷却液作用是为了降低刀头和工件的温度，减小刀头磨损，正常工作情况下不需要开启。所以冷却泵要用按钮来控制。

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图3.10 工作台后移的WINCC和仿真图像

上图为工作台向后移动的仿真和WINCC图片。此动作实现工作台向后移动。

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图3.11 工作台前移的WINCC和仿真图像

上图为工作台向前移动的仿真和WINCC图片。此动作实现工作台向前移动。

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图3.12 工作台右移的WINCC和仿真图像

上图为工作台向右移动的仿真和WINCC图片。此动作实现工作台向右移动。

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图3.13 工作台左移的WINCC和仿真图像

上图为工作台向左移动的仿真和WINCC图片。此动作实现工作台向左移动。

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体会

随着毕业日子的来临，别业设计也接近尾声，在这几个月里，我们在指导老师的尽心指导下，我们的毕业设计完成了。进行毕业设计的时候，我们对课题进行了思考和研究，虽然如此，还是花了很长的时间在设计上。这次的毕业设计相对于以前课程中的设计难了很多，需要我们思考的很多，同时也使我们能对PLC软件熟练的应用，加强了我们的动手能力，这也是对我们动手能力和思考能力的提升。这次设计业锻炼了我们的组织能力和对知识的深刻认识，们有深刻的认识，是很难做出毕业设计的书面部分，这些只是对我们来说都是受益匪浅的。在设计刚开始，我以为所选的这课题是不太难的，然而当自己真正去动手做的时候，发现和自己想的有很大的出入，发现自己真是井底之蛙。这次的教训也让我认识到，做任何事都不能眼高手低，这是做事的大忌，我在今后在工作中也会时刻提醒自己的。我们在做设计的时候也是在不断积累的过程，我们所看到的、学到的都是我们在书本上找不到的，这些知识只有通过不断的积累才能明白，才能真正的了解。实践是检验真理的唯一标准，只有去实践，才会有收获，才能是自己的只是更丰富。

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致谢

本设计是在我的导师石瑞芬的悉心指导下完成的。她严谨的工作态度，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到设计的最终完成，郑老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持，在此谨向石老师致以诚挚的谢意。

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参考文献

[1]张建 《PLC基础介绍》 2005-11-2 [2]培训教育行业从业者 《可编程逻辑控制器》 [3]PLC之家网站 《PLC基础知识》

[4]LIHUISTUDIO 《浅谈西门子S7-200与S7300的区别》

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2000-6-3