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摘 要
可編程控制器(PLC )作為控制系統(tǒng)的核心裝置，功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定可靠。在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。取得了理想的控制效果。
X6132型萬能銑床是目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)比較完善，通用性能強(qiáng)，應(yīng)用比較廣泛的一種典型銑床。主要用于加工平面，斜面，溝槽和成形面以及螺旋面的加工。本機(jī)床剛性好，生產(chǎn)效率高，工藝范圍廣。但它的電氣控制部分大多數(shù)還是采用傳統(tǒng)的繼電器控制，繼電器、接觸器是一些電磁開關(guān)。由勵(lì)磁線圈、鐵心磁路、觸點(diǎn)等部件組成。通過繼電器 接觸器等其它控制元件的線路連接，可以實(shí)現(xiàn)一定的控制邏輯，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的各種操作控制。
本論文以X6132銑床為背景，對(duì)其電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行PLC改造，理論與實(shí)踐相結(jié)合，詳細(xì)闡述了可編程控制器PLC技術(shù)在X6132銑床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。論在程序設(shè)計(jì)之前，首先對(duì)現(xiàn)有銑床控制系統(tǒng)進(jìn)行電路分析，了解其基本控制原理。而后對(duì)控制方案的論證與設(shè)計(jì)；本文利用三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列PLC對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，最后利用其編程軟件GX Developer軟件進(jìn)行程序的編寫。
關(guān)鍵詞：可編程控制器，銑床，電氣控制
Abstract
Programmable logic controller (PLC) as the core device of the control system， powerful， stable and reliable performance. Has been widely used in modern industrial automation production. Has the ideal control effect.
X6132 type universal milling machine is the current domestic production of more perfect， strong universal property， a typical machine widely used. Mainly used for processing plane， inclined plane， groove and forming surface and the processing of the spiral surface. This machine has good rigidity， high production efficiency， wide processing range. But the electrical control part of it most still use the traditional relay control， relay， contactor as electromagnetic switch. Composed of the excitation coil， magnetic circuit， contacts and other components. Connected by a relay contactor control circuit and other components， can achieve a certain control logic， so as to realize the various operation control equipment.
This paper is based on the X6132 milling machine， PLC transformation of the electrical control system， the combination of theory and practice， elaborated on the programmable controller of PLC technology in the control system of X6132 milling machine. In the program design， the existing milling machine control system of circuit analysis， to understand the basic control principle. Then the demonstration and design of control scheme; the FX2N series PLC produced by Mitsubishi Co， a transformation of its control system， prepare the final program using the programming software GX Developer software.
Keywords： programmable controller， milling machine， electric control
1
目 錄
摘 要 1
Abstract 2
1 緒論 5
1.1 課題目的及意義 5
1.2 機(jī)床控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 5
1.2 可編程控制器國(guó)內(nèi)外的發(fā)展[1] 6
1.2.1 國(guó)外可編程控制器的發(fā)展 6
1.2.2 國(guó)內(nèi)可編程控制器的發(fā)展 7
1.3 PLC技術(shù)的發(fā)展及趨勢(shì) 8
1.4 本文的設(shè)計(jì)任務(wù) 9
2 X6132結(jié)構(gòu)原理和硬件設(shè)計(jì) 10
2.1 X6132銑床結(jié)構(gòu)組成及控制系統(tǒng)要求 10
2.1.1 X6132銑床的結(jié)構(gòu)組成 10
2.1.2 X6132銑床控制系統(tǒng)的要求 11
2.2 X6132銑床系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12
2.3 本章小結(jié) 14
3 X6132銑床傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15
3.1 主電路設(shè)計(jì) 15
3.2.1 主電路分析 15
3.2 控制電路設(shè)計(jì) 16
3.2.1 主軸電機(jī)M1的控制 17
3.2.2 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的控制 18
3.2.3 冷卻泵電動(dòng)機(jī)及照明電路的控制 21
3.3 本章小結(jié) 21
4 X6132銑床PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 22
4.1 控制方案比較與選擇 22
4.1.1 繼電器控制 22
4.1.2 單片機(jī)控制[9] 22
4.1.3 PLC控制[3] 23
4.1.4 PLC與其它控制裝置的比較 [3] 24
4.2PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成 25
4.3 PLC和I/O擴(kuò)展模塊的選型 25
4.4 PLC I/0的分配 26
4.5 系統(tǒng)電氣控制接線圖設(shè)計(jì) 27
4.6 本章小結(jié) 29
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 30
5.1 三菱GX Developer 編程軟件簡(jiǎn)介 30
5.2 X6132銑床PLC程序設(shè)計(jì) 31
5.3 X6132銑床指令表 35
5.3 本章小結(jié) 41
6 總結(jié)與展望 42
6.1 總結(jié) 42
6.2 展望 42
致 謝 43
參考文獻(xiàn) 44
5
1 緒論
1.1 課題目的及意義
銑床作為機(jī)械加工的通用設(shè)備在內(nèi)燃機(jī)配件的生產(chǎn)中一直起著不可替代的作用。銑床具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護(hù)方便，已成為現(xiàn)代生產(chǎn)中的主要設(shè)備。銑床主要是用于加工零件的平面、斜面、溝槽、成型面的加工機(jī)床?？梢耘渲梅侄阮^、圓工作臺(tái)、鏜刀架、傳動(dòng)箱、銑夾頭、平口鉗等附件。其用途廣泛，在機(jī)械行業(yè)的機(jī)床設(shè)備中占有相當(dāng)大的比重。
在傳統(tǒng)控制方式中，銑床的電氣控制系統(tǒng)普遍采用接觸器和繼電器控制形式，由于采用固定接線的硬件實(shí)現(xiàn)邏輯控制，致使控制系統(tǒng)存在許多缺點(diǎn)，如控制系統(tǒng)的體積增大，耗電多，控制精度達(dá)不到要求，效率不高且易出故障，不能保證正常的工業(yè)生產(chǎn)等。近年來隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，并且各企業(yè)重視節(jié)源效益，銑床生產(chǎn)自動(dòng)化控制水平也相應(yīng)提高和不斷深入。傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)逐漸被基于計(jì)算機(jī)技術(shù)而產(chǎn)生的PLC控制技術(shù)所取代。而PLC本身優(yōu)異的性能使基于PLC控制的控制系統(tǒng)變的經(jīng)濟(jì)、高效、穩(wěn)定且維護(hù)方便。這種控制系統(tǒng)對(duì)改造傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)有普遍性意義。
因此設(shè)計(jì)基于PLC控制技術(shù)的銑床控制系統(tǒng)有其巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、環(huán)保意義及實(shí)踐意義。而通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的我們可以更加深入的了解銑床的工作原理，了解解決X6132銑床控制系統(tǒng)所使用的方法；最主要的是學(xué)習(xí)了PLC在實(shí)際項(xiàng)目中的編程方法。
1.2 機(jī)床控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
傳統(tǒng)機(jī)床電氣控制是繼電器接觸式控制系統(tǒng)，由繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的啟動(dòng)、停車、有極調(diào)速等控制。繼電器接觸式控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、抗干擾強(qiáng)、價(jià)格低，因此廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床和機(jī)械設(shè)備。目前，在我國(guó)繼電器接觸式控制仍然是機(jī)床和其他機(jī)械設(shè)備最基本的電氣控制形式之一。
在實(shí)際生產(chǎn)中，由于大量存在一些用開關(guān)量控制的簡(jiǎn)單的程序控制過程，而實(shí)際生產(chǎn)工藝和流程又是經(jīng)常變化的，因而傳統(tǒng)的繼電器接觸式控制系統(tǒng)常不能滿足這種要求，因此曾出現(xiàn)了繼電器接觸控制和電子技術(shù)相結(jié)合的控制裝置，叫做順序控制器。它能根據(jù)生產(chǎn)需要改變控制程序，而又遠(yuǎn)比電子計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，它是通過組合邏輯元件插接或編程來實(shí)現(xiàn)繼電器接觸控制的。但它的裝置體積大，功能也受到一定限制。隨著大規(guī)模集成電路和微處理機(jī)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，上述控制技術(shù)也發(fā)生了根本性的變化，在上世紀(jì)70年代出現(xiàn)了將計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)技術(shù)引入順序控制器，產(chǎn)生了新型工業(yè)控制器——可編程序控制器(PLC)，它兼?zhèn)淞擞?jì)算機(jī)控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點(diǎn)，故目前在世界各國(guó)已作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用裝置普遍應(yīng)用于工業(yè)控制。