内容发布更新时间 : 2024/5/14 16:40:31星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

M7120磨床PLC控制改造

摘要： 由于M7120平面磨床年代久远，其工作已远远达不到现代生产的要求。本次毕业设计的内容要求主要是利用S7-200系列PLC控制对M7120平面磨床控制线路进行自动化改造，解决传统继电器-接触器电气控制系统存在的线路复杂，故障诊断和排除困难等难题。由于PLC极高的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握，便捷的操作，丰富的内置集成功能，实现特性，因此，使M7120平面磨床在完成原有的功能特点外，还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩张能力强等特点。

关键词：控制系统；分析与改造；平面磨床；PLC控制

Abstract：Due to the M7120 surface grinding machine age, and its work has been well below the needs of modern production。the content of this graduation design is mainly On the M7120 surface grinding machine control circuit uses the S7-200 series PLC automation transformation，to solve the traditional relay - contactor electrical lines exist in a complex control system, fault diagnosis and rule out the difficulty Such problems。Because PLC high reliability, extremely rich set of instructions, easy control, convenient operation, rich built-in integrated function, realize the characteristic, therefore, the M7120plane grinding machine at the completion of the original features, but also has the

Key words：control system；Analysis and improvement; grinder; PLC control

目录

一、 绪论..........................................................................................................................................................................2

二、M7120磨床概述.........................................................................................................................6

2.1 机床的型号含义...............................................................................................................6 2.2 M7120型磨床结构

2.3 M7120型磨床的运动形式

2.4 M7120型磨床电气控制线路分析 三、S7-200系列PLC概述

3.1 S7-200 CPU的类型

3.2 S7-200 CPU 22X系列技术性能 3.3 S7-200系列PLC元件功能 四、PLC控制与继电器控制比较

4.1 基于PLC控制系统优点

4.1 PLC控制电路相对于继电器控制电路的优点

五、硬件设计

5.1 PLC的选型 5.2 电气元件的计算 5.3 PLC的I/O分配 5.4 PLC外部接线图 六、软件设计

6.1 软件功能介绍 6.2 梯形图设计 6.3 语句表设计 6.4 程序仿真 总结 参考文献 致谢

一、 绪论

在注重改变零部件外部几何形态和机械性能的制造工业和通过各种变化将

原材料转化成产品为目的的过程工业中，通过大量的开关量顺序控制，按外部逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系控制连锁保护动作，及大量离散量生产数据的采集。传统意义上，生产厂家都是通过气动和电气控制来实现这些顺序控制及数据采集功能的。随着产品机型的更新换代，车间生产线对应的加工对象也随之发生改变，这就需要改变控制程序，使生产线的机械制造设备按照新的工艺要求进行加工，而传统的继电接触器控制系统是固定接线式控制器，很难适应随时更新生产工艺要求。较大型自动生产线的控制系统使用了过多的继电器，这种触点式电器工作频率较低，在频繁动作的生产情况下寿命较短，从而容易引发系统故障，大大降低生产运行的可靠性。

现代生产工艺中，PLC的出现解决了这一问题。PLC在数字运算能力、处理模拟数据量能力、人机接口能力和网络连接能力等方面较大幅度的提高了生产要求，PLC逐渐进入过程控制领域，在很多生产运行应用中取代了在过程控制领域

处于主导地位的DCS系统。 （1）世界平面磨床发展趋势

据不完全统计，不久前在美国芝加哥举行的国际制造技术展览会（IMTS）上有20多家平磨专业生产厂的60多台平面磨床以平磨实物形式参展，包括了欧、美、日及我国的主要平磨制造厂。有关专家分析了此次参展的平面磨床的主要特点并预测今后平面磨床的发展趋势。

主要特点有：

从规格上看，以小型平磨为主，在全部平磨展品中，台面宽200mm以下的几乎占50%，小规格机床的运输及布展比较方便；国外平磨不分普通、精密、高精度的精度等级，相对小规格机床，精度容易做得很高；在国际市场上，中、小规格平磨的潜在需求很大。

从控制上看，70%以上的平磨展品为数控型，有单轴、双轴及三轴数控，最多达五轴控制，尤其是400以上的大规格机型，全为数控型。由于技术水平的发展导致功能变化，平磨已从传统的平面磨向成形磨转变，常规控制已难以实现功能的要求。数控平磨已形成一个市场潮流。

从功能上看，50%以上的平磨不仅仅用于水平平面加工，而且转向成形、台阶、切入、快速抖动、三维空间曲线等表面磨削加工，如ELB、BLM公司以平磨为基础变化而成的五轴联动磨削中心，可实现非平面型复杂曲面的磨削；Unison、Trutech公司的柔性磨削系统，可实现成形、无心、外圆、工具、轮廓等磨削工艺；还有裕福、Parker公司等的快速抖动磨等，反映出平磨是磨床类机床中演变潜力最大的一种机型。

发展呈现四大变化：

高速、复合、高精度、高刚性仍是金切机床的发展主调，但又有新的变化。复合，已从原来的为复合而复合转为从实用高效考虑为主，如车、铣复合，车、铣、钻的复合，铣床和电火花的复合；从功能上看，复合型机床的针对性很强，针对某类零件考虑；从精度上看，定位精度＜2μm，重复定位精度≤±1μm的机床已比比皆是；从主轴转速来看，8.2kw主轴达60000r/min，13kw达42000r/min，高速已不是小功率主轴的专有特征；从刚性上看，已出现可加工60HRC硬度材料的加工中心。

模块化的设计在机床制造中已得到普遍应用。横向系列、纵向系列、全系列、跨系列的模块化设计，在展品中体现得淋漓尽致。

全自动的概念已发生变化。传统的全自动机床是用一只气动或液动的机械手实现工件的自动上、下料，但展览上有超过10台以上的加工中心和车削中心，采用真正意义的多关节串联式机器人，来实现工件的上、下料，包括完工零件的堆放。控制的范围加大，组线的灵活性加强，同时辅助配套的机械大大减少。

环保要求越来越高。在展出的展品中，绝大部分的机床产品都采用全封闭的罩壳，绝对没有切屑或切削液外溅的现象。另一方面，大量的工业清洗机和切削液处理机系统的展出，亦同时反映现代制造业对环保越来越高的要求。

未来平磨发展的根本在于设计创新：

平磨是磨床类机床中发展潜力最大的机床，在完成传统的平面磨削功能外，以平磨的床身、拖板、台面、磨头等大件为基础，可以演变成外圆、曲线、工具、无心等磨床。我国应在完成平磨规格系列的完善后，跳出传统的平面磨削的思维转到曲线或轮廓等非平面磨削加工的思路上去进一步发展，形成具有我们自己特色的技术和产品。