综合控制系统工程设计
题目：
PLC在双头钻床控制系统中的应用
院、 系：电子信息工程学院 学科专业：自 动 化 学 生： 赵 炳 学 号： 080403120 指导教师： 苗 荣 霞
2011年 12月
综合控制系统工程设计
前言：
PLC技术是现代工业自动化三大支柱之一，作为一个电气工作者，必须掌握好这门技术。综合控制系统工程设计（PLC部分）的目的是使学生从应用角度出发，掌握PLC的基本结构和原理以及典型PLC的指令系统和编程方法，学会PLC控制系统的设计方法及PLC使用方法 ，通过设计环节以提高学生的实践应用能力及分析、解决问题的能力，为今后工作奠定良好的基础。设计题目及其任务如下：.
一、设计题目：
PLC在双头钻床控制系统中的应用
二、设计所需设备
1.CPU226 1台 2.计算机 1台 3.编程电缆 1根
三、PLC在双头钻床控制系统中的应用 （一）任务描述
机床是现代机械制造业中最重要的加工设备。在一般机械制造厂中机床担负的加工工作量约占机械制造总工作量的40%-60%，机床的技术性能直接影响产品的质量及其制造的经济性。本次课程设计以双头钻床控制系统为例进行机床PLC控制系统设计。 1、工作示意图
双头钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔，其工作示意图如下图所示。
2.双头钻床的控制要求
1）开始自动运行时两个钻头在最上面位置，限位开关I0.3和I0.5为ON.工作人员将工件放好后，按下启动按钮SB1（ I0.0），工件被夹紧，夹紧后压力继电器ON,此时两个钻头同时开始向下进给。大钻头钻到设定的深度SQ1时，钻头上升，升到设定的位置的起始位置SQ2时停止上升；小钻头钻到设定的深度SQ3时，钻头上升，升到设定的位置的起始位置SQ4时停止上升；大小钻头都到位后，工件旋转120度，旋转到位时SQ5为ON,然后又开始钻第二对孔。三对孔都钻完后，工件松开，松开到位时，相应的限位开关SQ6为ON,系统返回初始位置。
2) 工作方式：具有手动和自动运行工作方式 3) 具有急停功能 3、说明：
大钻头、小钻头由两台三相异步电动机拖动，电动机的正反转完成上升、下降的控制。旋转由第三台电机带动；夹紧放松由电磁阀带动；限位开关均为霍尔接近开关。工件在原位时原位指示灯亮。
(二)设计方案提示及注意事项
（1）这是一个并行序列的顺序控制问题
（2）注意跳转指令和计数器指令等的正确应用 （3）注意并行顺序功能图的编程要领等
四、设计要求
1. 2. 3. 4. 5.
掌握PLC控制的基本原理及使用。
查找相关资料，熟悉西门子PLC编程指令；
明确控制要求，编写双头钻床的PLC控制程序； 联机调试程序； 写设计报告一份：
五、设计思路及理由
根据控制要求可以知道，总共需17个输入端口【（手动时：大钻头上、大钻头下、小钻头上、小钻头下、夹紧、放松、旋转）手动/自动切换，各种限位开关，（自动时：大钻头上、大钻头下、小钻头上、小钻头下、夹紧、放松、旋 转），停止，起动】
需要8个输出端口，分别为原点灯；大钻头上到位；大钻头下到位；小钻 头上到位；小钻头下到位；已夹紧；已放松；旋转到位）电磁阀、双电控两位电磁阀。
因为西门子S7-200系列PLC可以满足多种多样的自动化控制的需要，其价格低廉，指令系统强大，基本近乎完美的满足小规模的控制要求，而本次设计的规模较小，故选择了S7-200。
1、 编程元件地址的分配图如下：
六、梯形图控制程序
七、系统的操作说明
为了保证在紧急情况下（包括可编程控制器在发生故障时）能可靠地切 断PLC的电源，在负载电源设置了接触器KM，，在可编程控制器开始运行时按下“负载电源”按钮，使得KM得电并自锁，KM主触点接通，给外部伏在供电，出现紧急情况是用“紧急停车”按钮可切断电源。
八、系统的调试说明及注意事项
根据电气接线图安装接线，用编程工具将用户程序输入计算机，经过反复编辑、编译、下载、调试、运行、直至运行成功。若程序执行到某一步后无法执行了，就得重新修改程序，再做调试运行，直至与题目要求相符合。
九、设计体会
这次课程设计的课题是PLC系统理论与实践相结合的设计。在此时对以前学
习的知识的挑战与突破。在对这个设计的材料搜索进行搜索时，对于办公软件的应用有了进一步的提高。同时在对搜集的材料进行整核，结合所学理论知识，以及实际应用操作的情况下，提高了实际操作和解决问题的能力。
通过这次设计实践。让我更熟练的掌握了西门子的PLC软件的简单编程方法，对于西门子的PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在理论的运用中，也提高了我的工程素质。刚开始学习西门子PLC软件时，由于我对一些细节的不加重视，当我把自己想出来的一些认为是对的程序运用到梯形图编辑时，问题出现了。转换成指令表后则显示不出很多正确的指令程序，这主要是因为我没有把理论和实践相结合，缺乏动手能力而造成的结果，最后通过老师的纠正和自己的实际操作，终于把正确的结果做了出来，同样也看清了自己的不足之处。 本课程设计得以完成，首先要感谢苗老师，因为课程设计在她的悉心指导下才能顺利完成。她渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范、朴实无华、平易近人的人格魅力对我的影响非常深远。本设计从选题到完成，每一部步是在老师的指导下完成的，倾注了老师大量的心血。
通过此次的课程设计，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的束缚，在课程设计的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。在以往的传统学习模式下，我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好地处理知识和实践相结合的问题。
在课程设计的写作过程中也学到了做任何事情所要的态度和心态，对于发展过程中出现的任何问题和偏差都不要轻视，，要通过正确的途径去解决，在做事情的过程中要有耐心和毅力，不要一遇到困难就打退堂鼓，只要坚持下去就可以找到思路去解决问题的。
再次感谢给我鼓励的老师、同学和朋友，谢谢！！
十、参考文献
[1] 孙 平；《可编程控制器原理及应用》；高等教育出版社；2008年4月 [2] 陈建明，《电气控制与PLC应用》；电子工业出版社；2009年07月 [3] 于庆广；《可编程控制器原理及系统设计》，清华大学出版社；2004年九月
