论 文 题 目 X62W万能铣床PLC电器改造论文作者姓名： 所 在 院 系：机电学院机电系所 学 专 业：机电技术教育导师姓名职称：X62W型万能铣床的PLC电气改造摘 要 本文对X62W万能铣床的电路图系统的设计进行了分析，指出了原设计存在的不足之处，阐述了采用中小型PLC和采用MCGS软件设计的远程控制的可行性及具体的实施过程，为业内同行进行相关的技术设计提供参考。 关键词 PLC 电气控制 组态软件MCGS X62W万能铣床 电路图 远程控制Abstract:Origin text rightness X62W all-powerful miller of electric circuit diagram system of design proceed analysis, point out original design exsit of lack it place,adoption inside small scaled PLC with adoption MCGS software design of long range control of possibility and concrete of put process into practice, is industry inside go together proceed related of technique design offering test. Key phrasePLC electricity control set software MCGS X62W all-powerful miller electric circuit diagram long range control 1 X62W万能铣床电路图的PLC改进1.1 前言 X62W型万能铣床，可用于平面，斜面和沟槽等的加工，安装分度头后可铣切直齿轮，螺旋面，使用圆工作台可以铣切凸轮和弧行槽，是一种常见的通用机床。但是在应用过程中其自动化程度不高，为此，我们采用PLC对 其进行改造，使其更适合于现代化的加工要求。1.2 铣床的主要机构和运动行式 X62W型铣床的结构简单，它由床身，悬梁，刀杆支架，工作台和升降台组成，刀杆支架上安装与主轴相连的刀杆及铣刀。以进行切削加工，顺铣时刀具为前转动方向，逆时为后方向转动。床身前面有垂直导轨，升降台带动工作台可沿垂直导轨上下移动，完成垂直方向上的进给。升降台上的水平工作台还可以在左右方向向上移动进给以及在横向移动进给。回转台可单向转动，驱动电机经机械转动链转动，同过机械离合器在选定的进给方向盘驱动工作台移动进给。1.3 电力拖动和控制要求图1 X62W万能铣床电器元件说明表原来铣床的电路图（如图2）采用的是常规的继电器-接触器控制台控制电路。铣床的主轴运动和工作台进给运动分别单独的电动机拖动，并有不同的控制要求。同时为了满足顺铣和逆时针铣工作方式，能正转和反转为了方便分析电路图，我们把原有的电路图的元件说明表（图2）给出，可以明显的看出改进前后方便程度符号 名称及用途符号名称及用途符号名称及用途M1主轴电动机SQ6进给电机点动行程开关FR1主轴电机热继电器M2进给电动机SQ7主轴电机点动行程开关FR2进给电机热机电器M3冷却泵电机SA1工作台转换开关FR3冷却泵热机电器KM1主电机接触器SA2主轴上刀制动开关FU18熔断器KM2正转接触器SA3冷却泵开关TC变压器KM3反转接触器SA4照明灯开关VC整流器KM4快速接触器SA5主轴换向开关YB主轴电磁制动器SQ1工作台向右进给QS电源隔离开关YC1电磁离合器SQ2工作台向左进给SB1,SB2主轴停止按钮YC2电磁离合器SQ3向前，向上进给SB3,SB4主轴起动按钮YC1接通快速传动链SQ4向后，向下进给SB5,SB6工作台快速移动按钮YC2接通工作传动链经过分析原有的电路图，进行改造具体如下：（1）工作台进给电机M2，直接启动，为了满足纵向横向垂直方向的往返运动，要求电机能正反转，为了提高生产率，要求空行程时可以快速度的移动，从设备使用安全考虑，各进给运动之间必须要有联锁。（2）电机M2拖动冷却泵，在铣削时间提供切削液。（3）主轴与工作台的变速度运动有机械变速系统完成，变速度过程中，当选定啮合的齿轮没能进入正常啮合时间，要求电机能点动到合适位置，保证能正常啮合。 （4）加工零件时间，为了保证设备安全，要求主轴电机启动以后，工作台电机 方能启动.图2 原有的铣床电路图1.4 PLC 控制硬件结构 由于X62W型万能铣床采用继电器设计，整套控制部分为了完成控制要求。各有控制部件要进行复杂的联锁和互锁，所以线路接点多。由于普通继电器坏频率高，且生产条件恶劣等原因，会给铣床的使用和维修带来许多不方便。为了提高生产效率，尤其是减少维修工作量。采用工业可编程控制器（PLC）对该设备进行改造。目前plc的开发软件主要有：日本松下电工IFP0系列产品，三菱FX系列产品，西门子系列产品，日本立石C200H型系列产品等，各有其特色。本次采用的是日本松下电工IFP0可编程控制器，它拥有通常只能在大型控制器才具备的功能，价格又便宜，结构紧凑体积小，适合自动化控制领域中选用。会收到明显的使用效益。(1)硬件配置我们根据实际情况，在铣床的改造过程中，基本上保持原有的操作方式不变，将原有的控制线路图取消，采用一套PLC 控制系统取代，PLC控制系统我们采用是日本松下电工FP0系列产品作为控制器,IFP0 属于整体式结构，包括控制单元，扩展单元，特殊单元。控制单元有14 16 24 40 56 72点六种，还有8 16 24 40点四种扩展单元，单机最多可控制152点同时可接四通A/D D/A转换单元。采用的PLC芯片的输入点为8点，输出为8点，扩展单元也为8个输出和8 个输入点。因为可编程控制器（PLC）是进十几年发展起来的一 种新型工业控制器，由于它把计算机的编程灵活、功能齐全应用面广等优点与继电器系统的控制简单，使用方便、抗干扰能力强等优点结合起来。而其本身又有体积小重量轻，耗电省等优点，在工业生产过程控制中的应用越来越广泛了。而铣床又是工业生产中最常见，最普通而又不可少的加工机器。目前大部分铣床的控制系统的都是采用电路图连线来实现机床的加工过程，已经满足不了当今社会的发展了。自然就要改进，来实现自动化智能化，目前主要是用单片机和PLC来改进的，但是单片机在改进中有一些小问题，为此就采用PLC来改进X62W万能铣床，来实现其自动化 智能化，并有可能发展到无人工厂，那么其前景更广阔了。当然可以满足铣床的10 点输入和6点的输出要求。PLC的供电电源为220V有38V/220V的隔离变压器提供，这样可以减少电网波动和噪音对PLC的干扰。进入PLC。输入地址如下图(2)系统的软件设计我们根据X62W型万能铣床原有的电路图线路原理，设计了PLC的控制系统，由于该控制系统采用自动和手动二种控制方法，选用模块化程序结构，因而具有结构简单清楚，编写方便等优点。系统程序结构阶梯图如下图 图2A X62W万能铣床的PLC阶梯图我们为了方便看图，把助记符图标出，如图2AA 图2AA X62W万能铣床PLC图的助记符图按动点运动形式输出信号按动点运动形式输出信号按X1工作台向左Y1按X2X7工作台向后Y3按X2工作台向右Y1按X4传动链选择Y4X1X6工作台向上Y2按X5电灯开关Y5X1X7工作台向前Y2按X3工作台选择Y2X2X6工作台向下Y3按XA冷却泵开关Y6如图2AB是PLC的功能说明表铣床的自动控制功能子程序是整个控制软件中比较复杂的一部分，也是整个程序设计的重点。程序开始后首先判断工件是否夹紧定位，夹紧定位准确后，移动工作台到刀具位置。工作台到位，同时进行零件加工参数的设置和检测。准备状态完成。1.5改进方案检测经过调试运行，完全正常，可以运用到工厂企业中去。2组态软件2.1 组态软件产生的背景 “组态”的概念是伴随着集散型控制系统（Distributed Control System简称DCS）的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。在工业控制技术的不断发展和应用过程中，PC（包括工控机）相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。这些优势主要体现在：PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已臻成熟；由PC构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本；PC的软件资源和硬件资丰富，软件之间的互操作性强；基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具，或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现，把用户从这些困境中解脱出来，可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容，随着技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。2.2MCGS组态软件产品介绍全中文可视化组态软件，简洁、大方，使用方便灵活完善的中文在线帮助系统和多媒体教程真正的32位程序，支持多任务、多线程，运行于Win95/98/NT/2000平台提供近百种绘图工具和基本图符，快速构造图形界面支持数据采集板卡、智能模块、智能仪表、PLC、变频器、网络设备等700多种国内外众多常用设备支持温控曲线、计划曲线、实时曲线、历史曲线、XY曲线等多种工控曲线支持ODBC接口，可与SQL Server、Oracle、Access等关系型数据库互联支持OPC接口、DDE接口和OLE技术，可方便的与其他各种程序和设备互联超小型尺寸，具有世界上最小的安装面积，宽25X高90X长60毫米。轻松扩展，扩展单元可直接连接到控制单元上、不需任何电缆。从I/O 10点到最大I/O 128点的选择空间，拥有广泛的应用领域。提供渐进色、旋转动画、透明位图、流动块等多种动画方式，可以达到良好的动画效果上千个精美的图库元件，保证快速的构建精美的动画效果功能强大的网络数据同步、网络数据库同步构建，保证多个系统完美结合完善的网络体系结构，可以支持最新流行的