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基于FX2N的M7120磨床的PLC改造设计-电气工程技术毕业设计.doc
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2023-07-06
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基于FX2N的M7120磨床的PLC改造设计-电气工程技术毕业设计.doc
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目 录
第一部分 设计任务与调研…………………………………………………3
第二部分 设计说明……………………………………………………………4
第三部分 设计成果 …………………………………………………………12
第四部分 结束语 ……………………………………………………………17
第五部分 致谢…………………………………………………………………18
第六部分 参考文献 …………………………………………………………19
第一部分 设计任务与调研
本次毕业设计的主要任务是分析 M7120 型平面磨床电气控制系统组成,
利用 PLC 控制对 M7120 型平面磨床的电气控制部分进行改造。我先对本次设
计进行了总体的思考和分析,让我对平面磨床的基本结构、运动情况、加工
工艺有了一定程度的了解。经过改造后磨床不仅安全性更高,运行也会变得
更加顺畅。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 型平面磨床在完成原
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。
其设计思路首先要充分理解 M7120 型平面磨床的工作原理以及工作特点,
如需要完成的动作(动作顺序,必须的保护和联锁等),操作方式(手动,
自动,连续等),再对其进行改造。根据控制要求确定 PLC 的控制方案,根
据 PLC 的控制方案和工艺要求确定系统运行方式。
关于设计的研究方法我使用的是翻译法,翻译法是用所选机型的 PLC 中
功能相当的软元件,代替原继电器-接触器控制线路原理图中的原件,将继电
器-接触器控制线路翻译成 PLC 梯形图的方法。这种方法主要用于对旧设备、
旧控制系统的技术改造。
翻译法的设计步骤:
1. 分析、熟悉原有的继电器-接触器控制线路的工作原理。
2. 确定 I/O 点数、种类选择 PLC 机型,绘制 I/O 端子接线图。
3. 用编号确定的 PLC 输入输出继电器代替继电器-接触器控制线路中的对
应元件。
4. 继电器-接触器控制线路中的时间继电器和中级继电器分别用 PLC 的定
时器和辅助继电器代替。
5. 对于不同回路的共用触头,可通过增加软触头来实现。
6. 画出全部梯形图,最后进行简化和整理。
7. 将编制好的程序先进行模拟调试,然后再进行现场联机调试。
第二部分 设计说明
在这部分里,我将首先叙述下本课题所涉及的问题,然后在针对本课题
展开叙写,主要分为四个部分:
2.1 关于 PLC 的基本结构、工作原理以及 FX2N 的特点
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境应用而设
计。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行内部逻辑运算、顺序
控制、定时、计数和算术运算等操作指令,并通过数字式和模拟式的输入和
输出控制各类型的机械和生产活动。可编程序控制器及其相关设备都应按易
于工业控制系统联成一个整体、易于扩充功能的原则设计。其组成框图如图
2-1 所示。
图 2-1 PLC 组成框
PLC 采用循环扫描工作方式,这个工作过程一般包括五个阶段:内部处
理、与编辑器等的通信处理、输入扫描、用户程序执行、输出处理,其工作
过程如图 2-2 所示。
中央处理器
输
入
接
口
程序存储器
用户程序
系统程序
输
出
接
口
电源
编程器
Y
N
图 2-2 PLC 工作过程
在 PLC 运行时,CPU 根据用户控制要求编制好并存于用户存储器的程序,
按指令步序号(或地址号)作用周期性循环扫描,如无跳转指令,则从第一
条指令开始逐条顺序执行用户程序,直至程序结束。然后重新返回第一条指
令,开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中,还要完成对输入信号的采样
和对输出状态的刷新等工作。
PLC 的一个扫描周期必须经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
PLC 在输入采样阶段:首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器
中的输入端子的通断状态或输入数据读入,并将其写入对应的输入状态寄存
器中,即刷新输入。随即关闭输入端口,进行程序执行阶段。
开始
内部处理
通信处理
RUN 方式
输入扫描
执行用户程序
输出处理
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