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】

購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(diǎn)，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(shí)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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(diǎn) . 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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 7程軟件及編程系統(tǒng) . 19 特點(diǎn) . 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(shí)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(shí)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(shí)際中。 接觸器 于觸點(diǎn)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(diǎn)，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(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動并帶動刀架進(jìn)給，控制刀架運(yùn)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(yùn)動。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 616 型普通車床的主要結(jié)構(gòu) 車床的主運(yùn)動是工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn)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(yùn)動則是進(jìn)給運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動由溜板帶動刀架的直線移動。車床還有輔助運(yùn)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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(yàn)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(xiàng)目就有 18446 項(xiàng)，大約 美元。這些項(xiàng)目中，大部分項(xiàng)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(yùn)轉(zhuǎn)不良；還有一些項(xiàng)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(xiàng)目不完整，設(shè)備潛力不能發(fā)揮，有的甚至不能啟動運(yùn)行，沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用。這些引進(jìn)項(xiàng)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(diǎn)，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(fèi)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 110 月我國進(jìn)口金 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(fèi)，而且會因?yàn)槿狈Y金購買大量的數(shù)控機(jī)床來填補(bǔ)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(yùn)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(diǎn)以及應(yīng)用，并且針對本次設(shè)計介紹了車床方面的實(shí)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(shí)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(shí)際情況的研究和分析 ,得出結(jié)論。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(shí)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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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。控制變壓器的一次側(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(yùn)動和刀具給進(jìn)運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)； 將 向反 轉(zhuǎn)方向 ，接觸器 合 ，主軸電動機(jī) 響運(yùn)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(yùn)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(diǎn) 斷開時，接觸 器 電，電動機(jī)止運(yùn)轉(zhuǎn)。熔斷器 別對主電路、控制電路和輔助電路實(shí)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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(yùn)動進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。具體實(shí)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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(shí)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(qiáng)大，更加的靈活，成本卻大大下降，從而使得 入了實(shí)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(yùn)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(diǎn)，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(shí)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(shí)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(yùn)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(diǎn) 1)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(qiáng) 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(yùn)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(qiáng)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(shí)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(shí)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(shí)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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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?？删幊炭刂破骺筛鶕?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(diǎn)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(yùn)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(shí)現(xiàn)進(jìn)行單獨(dú)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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(diǎn)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(shí)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(yùn)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(diǎn)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(shí)質(zhì)是一臺專用計算機(jī)，它的功能更強(qiáng)，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(shí)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(shí)現(xiàn)圖形編程器的功能。這一編程方法的最大特點(diǎn)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(qiáng)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 624 數(shù)字輸出 416 模擬輸入 1632 模擬輸出 828 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（ 20k100k） 性 8個 制器 最多 2個串行端口 實(shí)時時鐘 運(yùn)行中編輯 浮點(diǎn)運(yùn)算 狀態(tài) 示 理時間 位處理： 序存儲器 425k 數(shù)據(jù)存儲器 210k 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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(diǎn)， 16個 體管輸出點(diǎn)。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(yùn)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(diǎn)輸入，繼電器型交流 3 點(diǎn)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(yùn)算功能都適用。 編程控制器具有強(qiáng)大的運(yùn)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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(diǎn)?？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(diǎn)。 26K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間， 6 個獨(dú)立的 30有 制器 ，具有 2 路獨(dú)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(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能的更強(qiáng)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(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)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(shí)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?yàn)?研發(fā)者提供了開發(fā)用戶程序的平臺，對實(shí)際應(yīng)用中的信號和信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行了可靠運(yùn)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(yùn)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(shí)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)