基于PLC的C616車床控制系統(tǒng)設(shè)計（）【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目： 基于 床控制系統(tǒng)設(shè)計 院、 系： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 系 主 任： 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 摘 要 車床是機(jī)械加工中使用最廣泛的機(jī)床，它可以用于切削各種工件的外圓、內(nèi)孔、端面 及螺紋等?，F(xiàn)代生產(chǎn)機(jī)械多采用機(jī)械 、 電氣 、 液壓 、 氣動相結(jié)合的控制技術(shù)。電氣控制技術(shù)起聯(lián)接中樞作用，應(yīng)用最為廣泛。 用普通機(jī)床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長， 所以本次設(shè)計以普通車床為對象， 設(shè)計了一套綜合、高效的 制系統(tǒng)，提高 普通車床的 生產(chǎn)效率、控制精度和產(chǎn)品質(zhì)量。 編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計算機(jī)，它以其編程方便、操作簡單尤其是它的高可控性等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計就是以 制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器 文章首先介紹了普通 車床的結(jié)構(gòu)以及電氣控制系統(tǒng)，然后介紹了 制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理以及設(shè)計 制系統(tǒng)的基本原則和步驟，根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計了制系統(tǒng)，其中包括 選型、硬件設(shè)計以及軟件設(shè)計等。最后連接西門子觸摸屏 置，實現(xiàn)監(jiān)控和控制操作。 本設(shè)計的關(guān)鍵就是要在原繼電器控制電路的基礎(chǔ)上，經(jīng)過合理的轉(zhuǎn)換，從而設(shè)計出具有相同功能的 制程序 。 關(guān)鍵字：車床 可編程控制器 仿真 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 is it be to of so is of of of so is an a LC as an in LC is to of LC to to a LC to is be on of of LC 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 目 錄 摘 要 ....................................................................................................................................... 2 ................................................................................................................................. 3 目 錄 ..................................................................................................................................... 4 ...................................................................................................................................... 6 616 型車床研究的意義 ......................................................................................... 6 616 型車床的主要結(jié)構(gòu) ......................................................................................... 6 616 型普通車床技術(shù)參數(shù)表 ................................................................................. 7 內(nèi)外機(jī)床的發(fā)展概況 .......................................................................................... 8 616 型車床的設(shè)計思路 ........................................................................................ 9 2 床總體設(shè)計 .......................................................................................................... 10 床的電氣控制電路原理圖 ................................................................................ 10 床電路分析和電氣控制要求 ............................................................................ 10 電路分析 ................................................................................................... 10 制電路分析 ............................................................................................... 11 號及照明電路 .......................................................................................... 11 器元件明細(xì)表 ..................................................................................................... 11 氣控制系統(tǒng)總體設(shè)計思路 ................................................................................ 12 3 床控制系統(tǒng)硬件設(shè) 計 .......................................................................................... 13 概況 .............................................................................................................. 13 特點 .............................................................................................................. 13 應(yīng)用 .............................................................................................................. 14 工作原理 ...................................................................................................... 14 選用 .............................................................................................................. 17 4 床電氣控制系統(tǒng) 件設(shè)計 ......................................................................... 19 件設(shè)計 .......................................................................................................... 19 ............................................................................................... 19 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 7程軟件及編程系統(tǒng) ............................................................................... 19 特點 .......................................................................................................... 19 程軟件的主要功能 .......................................................... 19 硬件接口 .................................................................................................. 20 ， 加工速度和加工精度作為提高機(jī)床效率的問題，是工程師們一直要解決的相互制約的兩個問題，關(guān)于這兩個問題的研究是機(jī)床電氣控制系統(tǒng)發(fā)展的方向。在應(yīng)用學(xué)科里，電力電子學(xué)，電機(jī)拖動控制學(xué)，計算機(jī)控制，可編程控 制器的控制研究都為機(jī)床電氣提供了必要的手段，可以通過這些學(xué)科來解決或改進(jìn)上面兩大問題，使機(jī)床的加工速度和加工精度同時提高。 在上個世紀(jì)，對機(jī)床的控制研究主要是使用接觸器 于交流電動機(jī)調(diào)速問題未得到解決，在實際應(yīng)用中只能通過皮帶傳動和齒輪傳動等機(jī)械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)機(jī)床的有級調(diào)速，這樣使機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)過于繁瑣復(fù)雜，也嚴(yán)重限制了加工工件的加工精度。接觸器 如啟動停止，正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)等，包括各種邏輯控制，連鎖控制，異地控制等，但無法做到電動機(jī)調(diào)速。這樣的接觸 器 難掌握，到現(xiàn)在仍然使用在實際中。 接觸器 于觸點是機(jī)械動作，所以這些低壓電器元件的壽命有限，容易損壞，所以要經(jīng)常更換。根據(jù)機(jī)床加工的工藝要求，需要改變邏輯控制關(guān)系，就必須重新修改線路，這對機(jī)床控制工藝要求很不適應(yīng)。 隨著社會科技的發(fā)展， 在機(jī)床的控制方面， 可編程控制器 越來越多的應(yīng)用在低壓電器控制系統(tǒng)中，可編程控制器可以根據(jù)具體的工藝流程和邏輯控制條件進(jìn)行編程，其編程方便，體積小，可靠性高等特點，越來越受到歡迎，所以可編程控制器也將越來越 應(yīng)用廣泛，有取代接觸器 616 型車床的主要結(jié)構(gòu) 車床的主要結(jié)構(gòu)見圖 要有主軸變速箱、掛輪箱、進(jìn)給箱、溜板箱、溜板與刀架、尾架、床身等。 主軸變速箱的功能是支承主軸和傳動其旋轉(zhuǎn)，包含主軸及其軸承、傳動機(jī)構(gòu)、起停及換向裝置、制動裝置、操縱機(jī)構(gòu)及滑潤裝置。 進(jìn)給箱的作用是變換被加工螺紋的種類和導(dǎo)程，以及獲得所需的各種進(jìn)給量。它通常由變換螺紋導(dǎo)程和進(jìn)給量的變速機(jī)構(gòu)、變換螺紋種類的移換機(jī)構(gòu)、絲杠和光杠轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)以及操縱機(jī)構(gòu)等組成。 溜板箱的作用是將絲杠或光杠傳來的旋轉(zhuǎn) 運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動并帶動刀架進(jìn)給，控制刀架運動的接通、斷開和換向等。刀架則用來安裝車刀并帶動其作縱向、橫向和斜向進(jìn)給運動。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 616 型普通車床的主要結(jié)構(gòu) 車床的主運動是工件的旋轉(zhuǎn)運動，它是由主軸通過卡盤或頂尖帶動工件旋轉(zhuǎn)。電動機(jī)的動力通過主軸箱傳給主軸，主軸一般只要單方向的旋轉(zhuǎn)運動，只有在車螺紋時才需要用反轉(zhuǎn)來退刀。 車床的另一個運動則是進(jìn)給運動，進(jìn)給運動由溜板帶動刀架的直線移動。車床還有輔助運動，如溜板和刀架的快速移動、尾架的移動以及工件的夾緊與放松等。 616型普通車床技術(shù)參數(shù)表 表 術(shù)參數(shù)表 類型 參數(shù)及單位 主電機(jī)功率 4（ 外形尺寸 2340× 900 × 1 190（ 凈重 1.6(t) 床身上最大回轉(zhuǎn)直徑 320( 刀架上最大回轉(zhuǎn)直徑 175(最大車削長度 700/1000/1500(螺紋車削范圍 公制 制 2主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) 12 轉(zhuǎn)速范圍 45r/ 主軸通孔直徑 30（ 小刀架 175（ 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 橫滑板 180（ 孔徑 52(內(nèi)錐孔 M T 5 # 內(nèi)外機(jī)床 的發(fā)展概況 在美國、日本和德國等發(fā)達(dá)國家，它們的機(jī)床作為 經(jīng)濟(jì)增長行業(yè) ，生意盎然，正處在黃金時代。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床研究 是個 "永恒 "的課題。 在美國、日本、德國，用數(shù)控機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線 的新的行業(yè)。在美國的著名公司有： 程公司、 床公司、 寶）服務(wù)集團(tuán)、 備公司等。美國得寶公司已在中國開辦公司。在 日本 從事 機(jī)床行 業(yè)的著名公司有：大隈工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎 工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。 在 機(jī)床市場上，銷售相當(dāng)紅火。據(jù)統(tǒng)計，早在 1998 年德國 機(jī)床銷售額就達(dá)到 25 億馬克。德國在機(jī)床數(shù)控化方面，不僅考慮了如何通過機(jī)床的數(shù)控化 來適應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展、勞動組織的變革，而且還全面地考慮了如何 充分利用技術(shù)工人現(xiàn)有的經(jīng)驗知識。因此，在德國除了企業(yè)從事機(jī)床 工 作外，還有一些高校、研究機(jī)構(gòu)等也參與了機(jī)床的研究與指導(dǎo)工作，對機(jī)床 的生產(chǎn)技術(shù)、勞動組織和人員素質(zhì)之間的相互關(guān)系進(jìn)行了全面、系統(tǒng)地研究，聯(lián)邦政府和州政府專門撥款支持該領(lǐng)域的研究工作。 目前我國機(jī)床市場的需求結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā) 生了很大變化，我國的機(jī)床也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。數(shù)控機(jī)床，特別是普及型數(shù)控機(jī)床將逐步成為市場需求的主體。 自改革開放以來，很多企業(yè)從國外引進(jìn)技術(shù)、機(jī)床設(shè)備和生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造。據(jù)不完全統(tǒng)計，從 1979，全國引進(jìn)技術(shù)改造項目就有 18446 項，大約 美元。這些項目中，大部分項目為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了應(yīng)有的作用。然而，有一些設(shè)備、生產(chǎn)線從國外引進(jìn)后，由于消化吸收不好，備件不全，維護(hù)不當(dāng)，結(jié)果運轉(zhuǎn)不良；還有一些項目只注意引進(jìn)設(shè)備、儀器、生產(chǎn)線，忽視軟件、工藝、管理等， 造成項目不完整，設(shè)備潛力不能發(fā)揮，有的甚至不能啟動運行，沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用。這些引進(jìn)項目不僅沒有創(chuàng)造財富，反而消耗著財富。這些不能使用的設(shè)備、生產(chǎn)線是個包袱，也是一批很大的存量資產(chǎn)，修好了就是財富。只要找出主要的技術(shù)難點，解決關(guān)鍵技術(shù)問題，就可以最小的投資盤活最大的存量資產(chǎn)，爭取到最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。這也是一個極大的改造市場。 2005 年，我國數(shù)控金屬切削機(jī)床生產(chǎn) 59639 臺，進(jìn)口 30746 臺。除部分出口外，總消費數(shù)量約 85000 臺。 2006 年，我國機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值和銷售收入保持較高的增長速度，其中數(shù)控 金屬切削機(jī)床產(chǎn)量快速增長，全年生產(chǎn) 85756 臺，同比增長 增幅高于金屬切削機(jī)床產(chǎn)量增幅的 國產(chǎn)機(jī)床市場占有率進(jìn)一步回升，由 2001 年的 高到 2006 年的 2007 年 1~10 月我國進(jìn)口金 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 屬加工機(jī)床 美元，其中金屬切削機(jī)床進(jìn)口達(dá) 美元，所占比例為 成形機(jī)床進(jìn)口達(dá) 美元，同比增長 所占比例為 國內(nèi)的機(jī)床制造企業(yè)在努力開拓高檔數(shù)控機(jī)床市場的同時，一定要加速普及型數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化的步伐。通過生產(chǎn) 和進(jìn)口數(shù)控機(jī)床并不能滿足我國日益增長的制造業(yè)需求，而且淘汰大型企業(yè)原有的大量普通金屬切削機(jī)床不但造成了很大的浪費，而且會因為缺乏資金購買大量的數(shù)控機(jī)床來填補淘汰普通金屬切削機(jī)床后的機(jī)床空缺，造成停產(chǎn) 。 616型車床 的設(shè)計思路 本文就是以普通車床為對象，基于 共分為幾個部分： 第一章為概述，對普通車床的結(jié)構(gòu)、主要運動以及技術(shù)參數(shù)做了簡要介紹。 第二章為普通車床的電氣控制系統(tǒng)分析，對于車床的主電路、控制電路和照明電路進(jìn)行分析，說明了電氣控制要求和總體設(shè)計。 第三章介紹了 系統(tǒng)的硬件和 概況、特點以及應(yīng)用，并且針對本次設(shè)計介紹了車床方面的實際應(yīng)用。 第四章詳細(xì)的分析了 工作原理、工作過程、組成部分通信聯(lián)網(wǎng)以及編程語言。并且對于各個部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析。 第五章則是 軟件設(shè)計， 析，并且做出了 I/O 端口、 部接線圖、梯形圖以及設(shè)計分析。 第六章為觸摸屏裝置的鏈接與調(diào)試，來實現(xiàn)機(jī)器操作和監(jiān)控。 最后為結(jié)論部分。通過學(xué)習(xí)大量參考文獻(xiàn)和在現(xiàn)場對各種實際情況的研究和分析 ,得出結(jié)論。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 2 床總體設(shè)計 床的電 氣控制電路原理圖 普通車床電氣控制電路原理圖如下圖所示 。 1S B 1S A 1S A 2K M 1H 1K M 2K M 3F U 1Q 1 K M 2 K M 3F R 1T 4F U 3F U 2主 電 機(jī) 冷 卻 電 機(jī)S A 3主 軸 正 轉(zhuǎn) 主 軸 反 轉(zhuǎn) 冷 卻 泵圖 616 車床電氣原理圖 床電路分析和電氣控制要求 電路分析 普通車床共由 兩 臺電動機(jī)拖動。圖 2 為該車床的電氣主電路圖。在主電路中 主軸電動機(jī)，拖動主軸的旋轉(zhuǎn)并通過傳動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)車刀的進(jìn)給。 冷卻泵電動機(jī)。 交流接觸器， 熱繼電器的熱元件， 做 過載保護(hù)。熔斷器。按鈕 急停按鈕 ， 主軸電動機(jī) 的旋鈕，可以控制主 軸電動機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止 ，手動開關(guān) 冷卻泵電動機(jī) 啟動按鈕。 電源總開關(guān)。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 制電路分析 控制變壓器 次分別輸出 6V、 24V 和 220V， 其中 6V 作為電源指示燈的電源， 24V 作為照明燈的電源，而 220V 為控制回路的工作電源?？刂谱儔浩鞯囊淮蝹?cè)由短路保護(hù)。 （ 1）主軸電動機(jī) 常選用籠型異步電動機(jī)， 完成主軸主運動和刀具給進(jìn)運動的驅(qū)動。 電動機(jī)采用直接起動的方式起動。主軸電動機(jī) 控制要求： 將 向正轉(zhuǎn)方向， 接觸器 合，主軸電動機(jī) 向 運轉(zhuǎn)； 將 向反 轉(zhuǎn)方向 ，接觸器 合 ，主軸電動機(jī) 響運轉(zhuǎn)，當(dāng) 向停止方向，電機(jī)停轉(zhuǎn) 。 ( 2) 車削加工中， 為防止刀具和工件的溫度過高、 延長刀具使用壽命、 提高加工質(zhì)量， 車床附有一臺單方向旋轉(zhuǎn)的冷泵電動機(jī) 提供冷卻液。冷卻泵電動機(jī)控制要求：主軸電動機(jī) 動后（ 動機(jī)未啟動之前， 動機(jī)是不能啟動的），將手動開關(guān) 置閉合位置，接觸器 合，冷卻泵 動運轉(zhuǎn)；將置斷開的位置，接觸器 開，冷卻泵電動機(jī) 轉(zhuǎn)。 ( 3) 當(dāng)熱繼電器 閉觸點 斷開時，接觸 器 電，電動機(jī)止運轉(zhuǎn)。熔斷器 別對主電路、控制電路和輔助電路實行短路保護(hù)。因此，電路具有短路及過載保護(hù)。 號及照明電路 控制變壓器 二次側(cè)分別輸出 24V 和 6V 電壓，作為機(jī)床照明燈和信號燈的電源。 機(jī)床的低壓照明燈，由開關(guān) 制； 電源的信號燈。 合上電源開關(guān)示燈 ，表示控制電路有電。 器元件明細(xì)表 表 器元件明細(xì)表 符號 元件名稱 型號 規(guī)格 件數(shù) 作用 軸電動機(jī) 工件的旋轉(zhuǎn)和刀具的進(jìn)給 卻泵電動機(jī) 0 供給冷卻液 流接觸器 27 控制主軸電動機(jī) 流接觸器 27 控制 主軸 電動機(jī) 流接觸器 27 冷卻泵 電動機(jī) S 低壓斷路器 80 電源總開關(guān) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 鈕 500 急停 換開關(guān) 10A,三極 1 控 制主軸電動機(jī) 換開關(guān) 10A,三極 1 控制冷卻泵電動機(jī) 換開關(guān) 10A，三極 1 照明燈開關(guān) 鑰匙式電源開關(guān) 1 開關(guān) 繼電器 D 壓器 80/127、36、 控制與照明用變壓器 斷器 0A 1 全電路的短路保護(hù) 斷器 A 1 斷器 A 1 控制電路的短路保護(hù) 斷器 A 1 信號燈的短路保護(hù) 斷器 A 1 照明燈的短路保護(hù) 明燈 口 40 機(jī)床局部照明 示燈 色，1 電源指示燈 氣控制系統(tǒng)總體設(shè)計思路 本設(shè)計主要是采用西門子 摸屏裝置對普通車床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行控制的，采用西門子的可編程控制器對車床運動進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。具體實際操作有： （ 1） 對原有車床的工藝和控制流程不變； （ 2） 維持原有操作習(xí)慣，只保留主電路 部分，控制部分將由可編程控制器取代。 （ 3） 低壓主令元件 包括按鈕 ， 行程開關(guān) ， 熱繼電器， 接觸器等作用 不便，保持原有功能。 （ 4）主軸的 啟動， 正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，停止等 操作方法不變 ； （ 5） 改造原繼電器控制中的硬件接線 ， 改為 （ 6）在 普通車床電氣控制系統(tǒng)中加入 觸控屏監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 3 床控制 系統(tǒng)硬件設(shè)計 本控制系統(tǒng)硬件設(shè)計由 制系統(tǒng)硬件、觸摸屏系統(tǒng)硬件以及其他輔助硬件設(shè)計組成。在設(shè)計中應(yīng)考慮以下原則 : 系統(tǒng)的 設(shè)計中， 要選擇 盡 可靠的 電氣 元件 ，雖然 初期投資較多，但是考慮到 可編程控 制器的優(yōu)越性能 ， 后期維護(hù)較低，投資值得 。 在滿足機(jī)床控制工藝要求的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)盡量完善，提高安全性能 。 在可靠性和功能方面保證的情況下，考慮經(jīng)濟(jì)性。 慮系統(tǒng)的先進(jìn)性和可擴(kuò)展性。 概況 1969 世界第一臺 美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司誕生。 1975 ,德國、日本、美國等將微處理器作為控制器的中央處理單元應(yīng)用到 ，并且去掉磁心存儲器改用了集成電路的存儲器，結(jié)合了微型計算機(jī)的技術(shù)與電控制器技術(shù)，從而實現(xiàn)了可編程控制器的規(guī)模集成化，使得處理器 更能適用工業(yè)環(huán)境，更加的可靠，功能也更加強大，更加的靈活，成本卻大大下降，從而使得 入了實用階段。 隨著科技的不斷進(jìn)步， 應(yīng)用和研究現(xiàn)狀主要在以下方面體現(xiàn) : 制大型機(jī)的規(guī)模越變越大，開關(guān)量高的達(dá)到了幾萬。 在 經(jīng)新增了很多模塊，如 制、溫度以及運動模塊等等。 發(fā)展過程中，制造商為了壟斷和擴(kuò)大各自市場，都各自發(fā)展自己的標(biāo)準(zhǔn)，開放是發(fā)展的一個趨勢，各廠商都意識到這一點，并形成了長時期的妥 協(xié)與競爭，這一過程還將繼續(xù)。 于通信、信息及控制技術(shù)的大力發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)也得到了的發(fā)展，己經(jīng)可以實現(xiàn)的遠(yuǎn)程控制。 正是由于這些性能、使得工業(yè)系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程化、自動化、控制信息化及智能化?，F(xiàn)在應(yīng)用在不斷前進(jìn) ,尤其在運動控制、模擬量控制及驅(qū)動控制上廣泛使用，已經(jīng)成為現(xiàn)在系統(tǒng)工作自動化中最有效的工具之一。 我國可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò) 大了 應(yīng)用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的深入， 我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。 特點 1)可靠性高，抗干擾能力強 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。 2)配套齊全，功能完善，適用性強 展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來 功能單元大量涌現(xiàn)，使 透到了位置控制、溫度控制、 各種工業(yè)控制中。加上 信能力的增強及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 3)體 積小，重量輕，能耗低 以超小型 例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實現(xiàn)機(jī)電一 體化的理想控制設(shè)備。 應(yīng)用 1)關(guān)量的邏輯控制 這是 關(guān)量的邏輯控制是基本的控制方法。它可以實現(xiàn)各種邏輯控制工藝，順序控制工藝以及其他自動化生產(chǎn)線控制工藝等。 開關(guān)量邏輯控制基本取代 了接觸器 廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)， 如注塑機(jī)、 訂書機(jī)械、 機(jī)床、 倉庫 生產(chǎn)線、 灌裝 流水線等。 2)擬量控制 由于自然界存在 許多連續(xù)變化的 物理 量， 比 如壓力、 溫度、流量、液位 等都是模擬量。 要將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，才能在程序中進(jìn)行計算和處理，將處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換為模擬量。 3)據(jù)處理 可編程控制器具有各種各樣的計算方法，便于完成實際數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)傳送和轉(zhuǎn)換等，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析處理，具有很明顯優(yōu)勢。 4)程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機(jī)， 編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 節(jié)是 模擬量 閉環(huán)控制系統(tǒng)中 ，使 用 很頻繁的 調(diào)節(jié)方法。 可編程控制器具有 專用的 程序。 5)信及聯(lián)網(wǎng) 信含 的通信及 其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 商都十分重視 通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的 具有通信接口，通信非常方便。 工作原理 三個基本部分組成：外部輸入采樣單元、內(nèi)部邏輯計算處理單元、處理結(jié)果輸出執(zhí)行單元?？删幊炭刂破鞯慕Y(jié)構(gòu)框圖如圖 4 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 可編程控制器的 I/O 輸入單元包含主令按鈕、限位開關(guān)、檢測器等外部輸入主令接口，可編程控制器在對外部 I/O 輸入單元收集的各種邏輯信號和模擬量采樣數(shù)據(jù)，以及主令臺的各種命令等信息進(jìn)行儲存和處理?？删幊炭刂破鞲鶕?jù)所設(shè)計的程序?qū)@些輸入信號進(jìn)行處理計算，并將 結(jié)果通過輸出單元進(jìn)行輸出。通常下都是輸出給繼電器，繼電器通過動作來控制外面的執(zhí)行單元。可編程控制器可根據(jù)外部工程需要建立通訊控制，通過通訊可以將某執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣和監(jiān)控，并計算和輸出。如圖 2編程控制器的原理框圖。由圖可知，外部輸入變量都有開關(guān)量，模擬量，通訊接口傳送的變量數(shù)據(jù)，以及編程執(zhí)行器等。 編程工具一般就是電腦設(shè)計的編程軟件，我門可以根據(jù)編程軟件對可編程控制器進(jìn)行硬件組態(tài)設(shè)計，輸入輸出點的分配設(shè)計，程序編寫設(shè)計，可以通過在線連接進(jìn)行監(jiān)控，通過監(jiān)控可以 調(diào)試程序，并修改程序。當(dāng)可編程控制器啟動運行后，我們可以根據(jù)外部動作情況來判斷程序的錯誤和需要完善的地方。這也是現(xiàn)場調(diào)試工程師必須具備的技能?？删幊炭刂破骶幊誊浖际歉髯詮S家自主研發(fā)的，對這些軟件必須學(xué)習(xí)，了解指令含義和編程原則，技巧等。我們在編程時，一般要對系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計，總體設(shè)計可以保證編程的思路清晰，明朗?？傮w設(shè)計完后進(jìn)行分布設(shè)計，對各種功能實現(xiàn)進(jìn)行單獨編程，有必要的時候?qū)Τ绦蜻M(jìn)行模塊化設(shè)計，節(jié)省編程空間和時間。分布設(shè)計完畢后，就進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試階段，在調(diào)試時，首先必須對系統(tǒng)調(diào)試步驟進(jìn)行了解，對系統(tǒng)工 藝進(jìn)行了解，以免調(diào)試時出現(xiàn)差錯。 關(guān)量 I/O 接口 擬量 I/O 接口 2迅接口 編程器 電 源 圖 4可編程控制器原理框圖 邏輯處理 輸出接口 輸入接口 M 圖 4本組成框圖 t 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 1．簡易編程器 簡易編程器就是很簡單的編程工具，在編程工具上我們可以看到功能輸入鍵，各種指令輸入鍵，各種指令地址數(shù)字輸入鍵，還有顯示屏顯示當(dāng)前編程的具體情況。在編程時首先簡易編程器就可以直接接在可編程控制器的端口上，用專用的通訊電纜與可編程控制器進(jìn)行連接，通過設(shè)置可以對可編程控制器進(jìn)行程序設(shè)計調(diào)試工作。在編程時，首先對各種按鍵進(jìn)行熟悉，在編程過程中必須進(jìn)行記錄，以便后面的調(diào)試修改。在編程的時候必須對輸入輸出點的地址分配進(jìn)行詳細(xì)說明，以免編寫程序過程中，思路混亂。在編寫程序結(jié) 束后，就要對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試的時候，必須判斷系統(tǒng)功能實現(xiàn)是否準(zhǔn)確，如果不準(zhǔn)確，對相應(yīng)部分進(jìn)行修改。使其準(zhǔn)確。如果修改完畢，程序運行正常，就可以將簡易編程器拔下，保存。 2．圖形編程器 常用的圖形編程器是液晶顯示圖形編程器 (手持式的 )，它有一個大型的點陣式液晶顯示屏。除具有簡易型的功能外，還具有可以直接打入和編輯梯形圖程序，使用起來更方便，直觀。但它的價格較高，操作也較復(fù)雜。也有用 顯示器的臺式圖形編程器，它實質(zhì)是一臺專用計算機(jī)，它的功能更強，使用更方便，但價格也十分昂貴。 3．用專用編程軟件在個人計 算機(jī) (實現(xiàn)編程功能 隨著 日益普及，最新發(fā)展趨勢是使用專用的編程軟件，在通用的 實現(xiàn)圖形編程器的功能。這一編程方法的最大特點是：充分利用 的軟、硬件資源 (如：硬盤、打印及各種功能軟件 )，大大降低了編程器的成本，同時也大大增強了編程器的功能，使用十分方便。一般的 置一套專用的“編程軟件”后就可進(jìn)行編制、修改梯形圖程序，存貯、打印程序文件 (清單 )，與 機(jī)調(diào)試及系統(tǒng)仿真等。并且用戶程序可在 有以上功能后， 程序 (特別是大型程序 )編程、調(diào)試就顯得十分 方便和輕松。 輸入輸出 數(shù)字輸入 6~24 數(shù)字輸出 4~16 模擬輸入 16~32 模擬輸出 8~28 輸入輸出映像（可擴(kuò)展） 128 輸入 128 輸出 硬件擴(kuò)展 最多 7臺擴(kuò)展模塊 中斷輸入 4 脈沖數(shù)出 2（ 20k~100k） 性 8個 制器 最多 2個串行端口 實時時鐘 運行中編輯 浮點運算 狀態(tài) 示 理時間 位處理： 序存儲器 4~25k 數(shù)據(jù)存儲器 2~10k 定時器 256 溫度模塊 16 位分辨率 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展 串行通訊 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 站 站 /從站 通訊速率 由口： 程軟件 裝方式 軌 工作電壓 據(jù)本系統(tǒng)控制要求，選用 編程控制器。 24 個 入點， 16個 體管輸出點。訂貨號： 616用 選用 我國市場上流行的有如下幾家 品： 施耐德公司， 目前有 產(chǎn)品； 羅克韋爾公司 前有 產(chǎn)品； 西門子公司的產(chǎn)品，目前有 700/200 系列產(chǎn)品； 司的產(chǎn)品；日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產(chǎn)品。 本次設(shè)計選用西門子 車床電氣控制系統(tǒng)只需要邏輯運算 等簡單功能 ， 西門子 列 常適用于單機(jī)自動化控制系統(tǒng) ?，F(xiàn)選擇西門子 制， 電， 點輸入，繼電器型交流 3 點輸出。 圖 門子 7編程控制器 是 小型化的 對于社會各種行業(yè)，各種場合的邏輯控制，自動檢測和運算功能都適用。 編程控制器具有強大的運算功能和通訊功能，能使用在比較復(fù)雜的自動化控制場合。 編程控制器提供了 4 個不同的型號， 8 中 型可以選擇使用。本次設(shè)計選擇的 是采用 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 型可編程控制器。 型的可編程控制器可以集成 24 輸入和16 輸出共 計 40 個 I/O 點?？梢詳U(kuò)展 7 個模塊， 最大擴(kuò)展至 248 路數(shù)字量 I/5 路模擬量 I/O 點。 26K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間， 6 個獨立的 30有 制器 ，具有 2 路獨立的 20速計數(shù)器輸出 。訊編程口 共有兩個 ，具有 訊協(xié)議， I/O 端子很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)。共有更多的輸入 /輸出點，更強的模塊擴(kuò)展能力，更快的運行速度和功能的更強的內(nèi)部集成特殊功能，可完全 適應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 4 件設(shè)計 件既有制造廠家提供的系統(tǒng)程序，又有用戶 根據(jù)實際應(yīng)用自行研發(fā)的 應(yīng)用程序。 可編程控制器的 系統(tǒng)程序為 研發(fā)者提供了開發(fā)用戶程序的平臺，對實際應(yīng)用中的信號和信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行了可靠運行的處理，以滿足現(xiàn)場工藝要求。用戶程序需要研發(fā)者根據(jù)現(xiàn)場具體邏輯控制要求和運算要求進(jìn)行設(shè)計和研發(fā)，所以我們經(jīng)常講的可編程控制器軟件設(shè)計就是研發(fā)者根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行研發(fā)的可 供實際應(yīng)用的程序。 軟件為 司的 件進(jìn)行編程 。 可編程控制器的使用過程中，編程軟件是非常重要的工具，用戶只能利用這個工具來進(jìn)行 件編程。西門子 列可編程控制器使用的 有編程及程序調(diào)試等多種功能，是 戶不可缺少的開發(fā)工具。 7程軟件及編程系統(tǒng)