机电一体化专业综合实验液压PLC控制系统设计目录一、实验总体规划................................................................................. 错误!未定义书签。

1.1实验目的 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。

1.2实验器材 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。

1.3实验要求 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。

1.4实验内容 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。

二、系统设计.............................................................................................................. 错误!未定义书签。

2.1 总体方案设计 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

2.2 零件图 ............................................................................................................... 错误!未定义书签。

2.3 加工示意图、动作循环图 ............................................................................... 错误!未定义书签。

2.3.1加工工艺流程设计 .................................................................................. 错误!未定义书签。

2.3.2工件加工工艺过程设计 .......................................................................... 错误!未定义书签。

2.3.3动作循环图 .............................................................................................. 错误!未定义书签。

2.4液压回路设计 .................................................................................................... 错误!未定义书签。

2.4.1 设计思路 ................................................................................................. 错误!未定义书签。

2.4.2 液压回路得电顺序表 (6)2.5 PLC控制系统设计 (6)2.5.1系统功能设计 (6)2.5.2 I/O口的点数及地址分配、PLC选型 (7)2.6 电气原理回路设计（见附录） (8)2.8 PLC程序设计 (10)2.8.1流程图 (10)2.8.2 全局变量表 (11)2.8.3程序设计 (12)三、PLC程序设计、调试遇到的问题 (19)四、结论 (19)五、自我总结 (20)一、实验总体规划1.1、实验目的1、能熟悉基于PLC控制的液压系统开发流程，并设计一个具体的液压系统；2、熟悉并掌握各种液压元件的技术参数和使用方法；3、熟练掌握相关PLC软件及编程方法；4、能熟练使用梯形图编写液压系统的控制软件；5、搭建具体硬件（含油、电路）连接，并完成软硬件的联调。

1.2、实验器材计算机、液压泵、各种液压阀、油管、液压接头、PLC实验板、导线1.3、实验要求设计一个零件的某一工序在钻床及相关辅助部件上实现批量生产加工工艺流程方案。

要求采用液压系统作为动力部件，设计系统的工艺过程、动作循环及系统液压控制油路、电磁阀的得电顺序表、系统功能设计、系统动作流程图、PLC 控制电路原理图、PLC编程及系统调试。

1.4、实验内容1.4.1熟悉实验目的、实验器材、实验要求；1.4.2系统设计；1）、设计产品的加工工艺过程，画出零件图、加工示意图以及动作循环图；2）、根据加工工艺过程设计液压回路；3）系统功能设计；4）、I/O口的点数确定，根据点数进行PLC的选型设计，进行I/O口地址分配；5）、画出电气原理图；6）、程序设计与调试；1.4.3.系统调试；1.4.4.结论；1.4.5.自我总结。

二、系统设计2.1零件图主视图左视图零件工艺要求：1）孔径公差允许控制在（+0.5，0）mm内，孔深允许在（+1，0）mm内，孔位垂直偏差允许在±0.2°以内。

2）孔位表面无崩烂、毛刺等缺陷。

3）零件装夹夹具与零件充分接触，保证夹紧位置精度。

2.2总体方案设计设计上述零件在钻床及相关辅助部件上实现批量钻孔加工工艺流程方案。

采用带传动输送工件，工件到位后，液压缸1控制夹具进行装夹。

装夹完后，液压缸2控制钻头进行加工，加工完毕后，液压缸3控制挡板向右运动，工件自动掉落至下一生产线。

缸1控制夹具回原位，原位传感器动作，启动带电机传送工件，然后进入下一循环。

2.3 加工示意图、动作循环图2.3.1．加工工艺流程设计加工工艺示意图2.3.2、工件加工工艺过程设计工艺过程：（1）带传动带动工件，传感器1有信号后，带传动停止，工件到位；（2）夹具快进装夹工件，传感器2有信号后，夹具开始工进，夹紧工件；（3）到达设定压力后，压力继电器发出信号，通知工件装夹完毕；（4）钻头快进；（5）传感器3有信号后，钻头工进开始钻孔；（6）传感器4有信号后，钻孔完成，钻头工退；（7）传感器3有信号后，钻头快退；（8）传感器5有信号后，钻头原位停止，夹具松开，挡板右移，工件掉落零件箱；（9）挡板右移到位后延时2秒后复位停止，传感器6有信号后，夹具复位停止，带传动带动下一工件到位，进行下一循环；2.3.3、动作循环图停留动作循环示意图2.4液压回路设计2.4.1 设计思路：完成以上动作需3个液压缸控制，1缸为夹具控制缸。

缸在夹紧工件时，当系统压力到达一定程度时，压力继电器工作，缸1控制夹具在工件加工过程中都处于夹紧状态。

为缩短工时，1缸和3缸设计了两种速度：即工进和快进。

考虑到工件的工艺合理性，3缸还设置了一个工退速度。

2缸用于是控制挡板工作，所以采用单一速度，其速度可由调速阀设定。

3个液压缸都由两位三通阀来控制液路是否为前进或者后退。

在手动模式下，只需要控制缸1和缸3液压控制油路的两位两通阀YA3、YA8，来实现快、慢速度的选择。

液压回路图说明：1） 带传动带动工件，传感器1有信号后，带传动停止，工件到位。

2） 液压缸1推入工件，YA1、YA3得电，夹具快进。

传感器2接收信号，YA1得电，夹具工进。

压力继电器作用，夹紧工件。

3） 液压缸3快进，YA7、YA8得电。

传感器3有信号，YA6得电，缸3工进。

传感器4有信号，钻孔加工完成。

YA7、YA8得电，缸3快退。

4） 传感器5有信号，钻头退到原位，YA4得电，缸2快进，挡板右移，工件掉落。

YA2、YA3得电，缸1快退。

5） 传感器6有信号，夹具退到原位。

YA5得电，缸2 快退，挡板回到原位。

带传动启动，进入下一个动作循环。

液压缸1液压缸2液压缸3YA72.4.2 液压回路得电顺序表得电顺序表2.5 PLC控制系统设计2.5.1系统功能设计根据工件加工工艺过程分析，系统功能设置如下：1、带电机、泵电机、钻头电机启动、停止、急停；2、自动功能：系统默认拨动开关处于手动状态，把拨动开关拨至循环位置SA1-1处，实现自动运行功能。

3、手动功能：系统默认拨动开关处于手动状态下，夹具、钻头没处于原位或者自动运行出现故障时，可以经过相应的液压缸控制拨动开关SA3-1、SA3-2、SA3-3，然后通过进/退按钮SB4/SB5实现手动回位和相应的功能。

4、快、慢速功能：系统默认所有部件动作处于慢速状态，可以根据现实需要拨动快速拨动开关SA2-1，实现相应的快速进给功能。

5、单独控制功能：在手动状态或者在自动运行出现故障时，可以根据实际需要选择液压缸控制拨动开关SA3-1、SA3-2、SA3-3控制缸1、缸2、缸3，进行相应的动作。

6、系统自检功能：在系统开始进行自动功能时，夹具和钻头必须处于原位，否则相应的传感器没有信号，无法进行下一操作。

2.5.2 I/O口的点数及地址分配、PLC选型由上图可以看出输入点为18个，输出点为11个，根据零件加工工艺特性、控制要求以及输入输出点数的情况，并考虑以后扩大功能，留%10~%15的余量，选定PLC型号为爱默生EC10-2416BTA晶体管输出，输入为24个点，输出为16个点，满足方案要求。

2.6 画出电气原理回路设计主电路图控制电路图2.8 PLC程序设计2.7 流程图夹具夹紧钻头快进传感器3是否有信号？钻头工进传感器4是否有信号？钻头工退传感器3是否有信号？钻头快退传感器5是否有信号？挡板右移挡板归位夹具松开传感器5是否有信号？夹具归位是否是是是2.8.1 全局变量表：2.8.2 程序如下：程序解释：NETWORK0—2：为带电机启动、泵电机启动、钻头电机启动，而整个自动模式的循环启动通过M14来实现。

系统的急停和停止通过X11来实现。

NETWORK3：为自动模式的选择，自动的选择是通过[MC0] [MCR0]来实现的。