半精鏜床的PLC改造設(shè)計(jì)

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摘要 雙面組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計(jì)的雙面組合專(zhuān)用部件和夾具，而組成的半自動(dòng)或自動(dòng)雙面組合機(jī)床。 雙面組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高達(dá)幾倍甚至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，雙面組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。二十世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，雙面組合機(jī)床的加工精度也得到了大幅度的提高。雙面組合機(jī)床是隨著汽車(chē)工業(yè)的興起而發(fā)展起來(lái)的。在雙面組合機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了雙面組合機(jī)床。PLC的最大特點(diǎn)是控制過(guò)程以程序方式存放在存儲(chǔ)器內(nèi)，只需修改存儲(chǔ)器中的程序就得改變生產(chǎn)工藝的控制過(guò)程，而不需要對(duì)硬件連線(xiàn)作較大的改變。 本文亦是運(yùn)用PLC實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)床的控制而設(shè)計(jì)的套筒雙面半精鏜床。本機(jī)床可以自動(dòng)控制，也可以手動(dòng)控制。當(dāng)自動(dòng)控制時(shí)，工件夾緊到位后，其鏜頭才開(kāi)始工作，當(dāng)加工完畢后鏜頭首先停止，滑臺(tái)后退回原始位置。在手動(dòng)控制時(shí)，可以任意控制鏜刀電機(jī)進(jìn)行加工，但是有傳感器限位。這兩種控制方法使得各種人均可以適應(yīng)。 關(guān)鍵字：PLC 半精鏜床專(zhuān)用機(jī)床 電氣控制系統(tǒng) 梯形圖 目 錄 第1章 機(jī)床的簡(jiǎn)介 1 1.1半精鏜雙面組合專(zhuān)用機(jī)床的組成 1 1.2機(jī)床動(dòng)力部分電氣原理圖。 2 1.3右滑臺(tái)、右主軸運(yùn)行控制部分的電氣原理圖 3 1.4 電磁閥部分電氣原理圖 4 1.5 指示電路 5 1.6 設(shè)備的控制要求 5 第2章 總體改造方案確定 6 2.1 電氣控制方法 6 2.1.1 繼電接觸器器控制 6 2.1.2 PLC程序控制 6 2.1.3 雙面組合專(zhuān)用控制 7 2.1.4 微機(jī)控制 7 2.1.5 單片機(jī)控制 7 2.2 方案比較 8 2.2.1 單片機(jī)系統(tǒng)控制與個(gè)人計(jì)算機(jī)的不同之處 8 2.2.2 PLC與單片機(jī)的區(qū)別 8 2.2.3 PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制的區(qū)別 8 第3章 單元電路介紹 9 3.1 PLC介紹 9 3.1.1 PLC概述 9 3.1.2 FX2N系列..............................................12 3.1.3 PLC的選型 12 3.2 電磁閥的選擇 13 3.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 13 3.4 傳感器的選擇 14 3.5 接觸器選擇 14 3.6 繼電器的選擇 15 第4章 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 16 4.1 PLC的I/O分配 16 4.2 PLC外部接線(xiàn)圖 17 4.3 半精鏜雙面組合專(zhuān)用機(jī)床PLC控制程序 18 結(jié)束語(yǔ) 19 致 謝………………………………………………………………………………20 參考文獻(xiàn).............................................................21 第1章 機(jī)床的簡(jiǎn)介 1.1半精鏜雙面組合專(zhuān)用機(jī)床的組成 半精鏜雙面組合機(jī)床是由左/右滑臺(tái)、左／右動(dòng)力頭、工件定位夾具、液壓站、左／右主軸電動(dòng)機(jī)、控制臺(tái)、工作燈等組成。左／右滑臺(tái)及工件的夾緊和放松動(dòng)作都由液壓提供動(dòng)力。如圖1-1 圖1-1 半精鏜雙面組合專(zhuān)用機(jī)床 1.2機(jī)床動(dòng)力部分電氣原理圖。 圖1-2主電路圖 1.3右滑臺(tái)、右主軸運(yùn)行控制部分的電氣原理圖 在先前合上主電源開(kāi)關(guān)QS，旋動(dòng)SA1選擇好機(jī)床半自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，按下SB2，液壓及潤(rùn)滑電機(jī)正常工作的狀態(tài)下，工件夾緊、拔銷(xiāo)完畢，按下SB3，KA11、KM1線(xiàn)圈得電吸合，右主軸啟動(dòng)，右滑臺(tái)開(kāi)始快速前進(jìn)。當(dāng)位置開(kāi)關(guān)SQ2檢測(cè)到信號(hào)；常閉斷開(kāi)，常開(kāi)閉合，KA11失電斷開(kāi)，KA12得電吸合，右滑臺(tái)由原來(lái)的快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)，主軸上的鏜刀對(duì)工件進(jìn)行鏜孔加工。當(dāng)位置開(kāi)關(guān)SQ4檢測(cè)到信號(hào)；常閉斷開(kāi)，常開(kāi)閉合，KA12、KM1均失電斷開(kāi)，KA13得電吸合；鏜孔完畢，主軸停轉(zhuǎn)。右滑臺(tái)的工進(jìn)結(jié)束，轉(zhuǎn)為快速后退。直至位置開(kāi)關(guān)SQ1檢測(cè)到信號(hào)，右滑臺(tái)停止后退。右工件加工完畢。如圖1-3 圖3-3 右滑臺(tái)、右主軸控制部分的電氣原理圖 （KA11 滑臺(tái)右快進(jìn)；KA 12 滑臺(tái)右工進(jìn)；KA13 滑臺(tái)右退；KM1 右主軸） 1.4 電磁閥部分電氣原理圖 這是該機(jī)床的電磁閥控制部分的原理圖。這些電磁閥是該機(jī)床的核心組成之一。它的吸合控制液壓回路完成工件的夾緊與放松及左右滑臺(tái)的前進(jìn)與后退。如表1-1圖1-4 表1-1吸合控制液壓回路 Yv1 左滑臺(tái)快進(jìn) Yv2 左滑臺(tái)后退 Yv3 左滑臺(tái)工進(jìn) Yv4 右滑臺(tái)快進(jìn) Yv5 右滑臺(tái)后退 Yv6 右滑臺(tái)工進(jìn) Yv7 放松 Yv8 夾緊 Yv9 插銷(xiāo) 圖1-4 電磁閥部分電氣線(xiàn)路圖 第 3 頁(yè) 共 24 頁(yè) 1.5 指示電路 圖1-5 指示電路 1.6 設(shè)備的控制要求 （1）該機(jī)床按要求設(shè)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。加工工件是在自動(dòng)方式下進(jìn)行的；兩個(gè)動(dòng)力頭位置的調(diào)整、插銷(xiāo)／拔銷(xiāo)等操作，有時(shí)需用手動(dòng)方式。 （2）機(jī)床必須處于初始狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)方式亦可以啟動(dòng)。不然應(yīng)先進(jìn)行左右滑臺(tái)的位置調(diào)整后，方才可以啟動(dòng)。 （3）啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，處于插銷(xiāo)狀態(tài)下不能啟動(dòng)右滑臺(tái)前進(jìn)，必須在拔銷(xiāo)完成后才能啟動(dòng)。 （4）當(dāng)自動(dòng)方式結(jié)束一個(gè)循環(huán)且對(duì)兩件連桿加工完后，機(jī)床應(yīng)處于初始狀態(tài)。 第2章 總體改造方案確定 2.1 電氣控制方法 電氣控制方法一般可分為接觸器與繼電器控制、PLC控制、計(jì)算機(jī)控制、單片機(jī)系統(tǒng)控制、雙面組合專(zhuān)用控制系統(tǒng)等五種。 2.1.1 繼電接觸器器控制 20世紀(jì)20～30年代出現(xiàn)了繼電器接觸器控制，由于控制器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉，控制方式簡(jiǎn)單直接、工作可靠、易維護(hù)，因此在機(jī)床控制上得到長(zhǎng)期、廣泛的應(yīng)用。其缺點(diǎn)一是接線(xiàn)固定，一臺(tái)控制裝置只能針對(duì)某一種固定程序的設(shè)備，一旦工藝程序有所變動(dòng)，改變控制程序困難，就得重新配線(xiàn)，滿(mǎn)足不了對(duì)程序經(jīng)常改變、控制要求比較復(fù)雜的系統(tǒng)需求；二是控制裝置體積大、功耗大、控制速度慢；另外它是由觸點(diǎn)控制，在控制復(fù)雜時(shí)可靠性降低。三是維護(hù)，維修較困難，且支出成本大。 2.1.2 PLC程序控制 可編程控制器之所以能夠高速發(fā)展，除了順應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化的客觀(guān)需要外，還由于其具有許多適合工業(yè)控制的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，它較好地解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題，其主要特點(diǎn)如下： （1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 可靠性指的是可編程控制器平均無(wú)故障工作時(shí)間?？煽啃约确从沉擞脩?hù)的要求，又是可編程控制器生產(chǎn)廠(chǎng)家竭力追求的技術(shù)指標(biāo)。 （2）編程簡(jiǎn)單，操作方便 PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備，它提供了多種面向用戶(hù)的語(yǔ)言，如常用的梯形圖、指令語(yǔ)句表和控制系統(tǒng)流程圖等?？紤]到企業(yè)中一般電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人的讀圖習(xí)慣和應(yīng)用微機(jī)的實(shí)際水平，目前大多數(shù)的PLC采用繼電器控制形式的梯形圖編程方式；這是一種面向生產(chǎn)、面向用戶(hù)的編程方式，它以計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)構(gòu)成人們慣用的繼電器模型，直觀(guān)易懂，與常用的微機(jī)語(yǔ)言相比更容易被現(xiàn)場(chǎng)電氣工程技術(shù)人員所接受并掌握。 （3）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便 PLC用軟件取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件。使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝接線(xiàn)工作量大為減少。同時(shí)PLC的用戶(hù)程序大部分可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試，用模擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)關(guān)代替輸入信號(hào)，其輸出狀態(tài)可通過(guò)PLC上的發(fā)光二極管指示出來(lái)。模擬調(diào)試好后再將PLC控制系統(tǒng)安裝到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試；這樣既安全，又快捷方便。 （4）體積小，能耗低 由于體積小，很容易裝在機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用可編程控制器后，可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，而可編程控制器的體積又僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的1/2～1/10，由于減少了線(xiàn)圈用電，從而也使能耗降低。 2.1.3 雙面組合專(zhuān)用控制 雙面組合專(zhuān)用控制系統(tǒng)以數(shù)控機(jī)床為例作簡(jiǎn)單介紹，數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)有： （1）生產(chǎn)柔性大； （2）加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好； （3）生產(chǎn)效率高； （4）較高的可靠性，較好的宜人性； （5）良好的經(jīng)濟(jì)效益； （6）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件； （7）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。 數(shù)控機(jī)床適于多品種，小批量的生產(chǎn)，特別適合新產(chǎn)品的試生產(chǎn)。不同機(jī)床適應(yīng)的零件加工范圍不同：當(dāng)零件不復(fù)雜生產(chǎn)批量較少時(shí)，宜選用普通機(jī)床；當(dāng)零件復(fù)雜程度高時(shí)，選數(shù)控機(jī)床更為合理；當(dāng)零件批量增大超出一定范圍時(shí)，選用數(shù)控機(jī)床就不太合理了，大批量生產(chǎn)最好是選用雙面組合專(zhuān)用機(jī)床。從加工經(jīng)濟(jì)性而言，并不是越好，數(shù)控機(jī)床在中、小批量的生產(chǎn)中有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 最適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件可歸納為： （1）輪廓形狀復(fù)雜，加工精度較高的零件； （2）用普通機(jī)床加工時(shí)，需要制作復(fù)雜工藝裝備的零件； （3）用普通機(jī)床加工時(shí)，工藝路線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)、工裝過(guò)多的零件； （4）多品種、小批量生產(chǎn)的零件（100件以?xún)?nèi)）； （5）新產(chǎn)品的試制零件； （6）價(jià)值昂貴，加工中不許報(bào)廢的關(guān)鍵零件； （7）生產(chǎn)周期短的急零件； （8）集銑、鉆、鏜、擴(kuò)、攻螺紋等多種工序于一體的零件。 2.1.4 微機(jī)控制 計(jì)算機(jī)在各行各業(yè)的應(yīng)用日益普及，工業(yè)控制領(lǐng)域也不例外。最初，計(jì)算機(jī)僅用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理和辦公自動(dòng)化。隨著工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的需要和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制成為提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平，提高生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化的重要途徑和標(biāo)志。然而，工業(yè)控制系統(tǒng)往往要求長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境常常很惡劣：高溫、高濕、高寒、大振動(dòng)、強(qiáng)沖擊、強(qiáng)電磁干擾、大粉塵等。因此，適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)必須滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求： （1）高可靠性，以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)十分惡劣和復(fù)雜的工作條件； （2）具有實(shí)時(shí)響應(yīng)處理能力，以滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)控制要求； （3）有豐富的可與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)相連接的工業(yè)接口； （4）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)能組配靈活，易于擴(kuò)展； （5）有先進(jìn)的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，便于開(kāi)發(fā)。 2.1.5 單片機(jī)控制 單片機(jī)是把微型計(jì)算機(jī)的主要部件CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口電路部分及其他功能部件，如定時(shí)計(jì)數(shù)器，中斷系統(tǒng)和串，并行口都集成在一片半導(dǎo)體芯片上，它具有微型計(jì)算機(jī)最基本的功能。它具有性?xún)r(jià)比高，穩(wěn)定可靠，通用性強(qiáng)，體積小及價(jià)格底等優(yōu)點(diǎn)，但它的功能模塊比較少需外部連接。目前是國(guó)內(nèi)單片機(jī)應(yīng)用的及教學(xué)的主流產(chǎn)品。 2.2 方案比較 2.2.1 單片機(jī)系統(tǒng)控制與個(gè)人計(jì)算機(jī)的不同之處 一臺(tái)能夠工作的計(jì)算機(jī)要有這樣幾個(gè)部分構(gòu)成：中央處理單元CPU（進(jìn)行運(yùn)算、控制）、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）、存儲(chǔ)器ROM（程序存儲(chǔ)）、輸入/輸出設(shè)備I/O（串行口、并行輸出口等）。 在個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）上這些部分被分成若干塊芯片，安裝在一個(gè)被稱(chēng)之為主板的印刷線(xiàn)路板上。而在單片機(jī)中，這些部分全部被做到一塊集成電路芯片中了，隨意稱(chēng)為單片機(jī)，而且有些單片機(jī)除了上述部分外，還集成了其它部分如模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換（A/D）和數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換（D/A）等。 2.2.2 PLC與單片機(jī)的區(qū)別 （1）PLC是建立在單片機(jī)之上的產(chǎn)品，單片機(jī)是一種集成電路，兩者不具有可比性； （2）單片機(jī)可以構(gòu)成各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)，從微型、小型到中型、大型都可以，PLC是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)特例； （3）不同廠(chǎng)家的PLC有相同的工作原理，類(lèi)似的功能和指標(biāo)，有一定的互換性，質(zhì)量有保證，編程軟件正朝標(biāo)準(zhǔn)化方向邁進(jìn)。這正是PLC獲得廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)則是功能千差萬(wàn)別，質(zhì)量參差不齊，學(xué)習(xí)、使用和維護(hù)都很困難。從工程的角度，看PLC與單片機(jī)系統(tǒng)的選用： 2.2.3 PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制的區(qū)別 繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)等組成控制邏輯其連線(xiàn)多且復(fù)雜，體積大，功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后想再改變或增加功能較為困難。 繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題，而PLC是通過(guò)程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時(shí)間在微妙級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)問(wèn)題。 時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作進(jìn)行時(shí)間控制，時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間易受環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時(shí)精度不高。而PLC采用半導(dǎo)體集成電路做定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，用戶(hù)可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且PLC具有記數(shù)功能，而電氣控制系統(tǒng)一般不具備記數(shù)功能。 由于繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，存在機(jī)械磨損，電弧燒傷等問(wèn)題，壽命短，系統(tǒng)的連接線(xiàn)多，所以可靠性和維護(hù)性較差，而PLC大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，壽命長(zhǎng)，可靠性高。 第3章 單元電路介紹 3.1 PLC介紹 PLC是可編程控制器（Programmable Logic Controller）的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是一種新型的通用自動(dòng)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，專(zhuān)門(mén)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)，具有功能強(qiáng)、通用靈活，可靠性高、環(huán)境適宜性好、編程簡(jiǎn)單、使用方便以及體積小、重量輕等一系列優(yōu)點(diǎn)。PLC在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中采取多層抗干擾和精選元件措施,非常適用于在惡劣的工業(yè)環(huán)境下使用，現(xiàn)以廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、環(huán)保、輕工等各個(gè)領(lǐng)域，成為一種最普及、應(yīng)用場(chǎng)合最廣泛的傳統(tǒng)繼電接觸器的替代物——新一代的工業(yè)控制器，廣泛的應(yīng)用在模擬量控制、位置控制、監(jiān)控、調(diào)速、數(shù)據(jù)管理、通訊等方面。近年來(lái)，隨著我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的提高，工廠(chǎng)自動(dòng)化也上了一個(gè)新臺(tái)階，PLC作為一個(gè)新興的工業(yè)控制器，在多個(gè)方面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。它是一種專(zhuān)門(mén)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，它是以微處理器為核心, 并綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它的最大特點(diǎn)就是體積小、功能強(qiáng)、響應(yīng)速度快、可靠性高、控制過(guò)程均通過(guò)以梯形圖的方式編程，隨時(shí)可依生產(chǎn)工藝的不同要求而隨機(jī)修改，還具有可擴(kuò)展性。 3.1.1 PLC概述 （一）PLC的產(chǎn)生、特點(diǎn)和發(fā)展 1.PLC的產(chǎn)生 可編程控制器（Programmable Controller）簡(jiǎn)寫(xiě)成 PLC，其中 L為邏輯（Logic）的意思，第一臺(tái)可編程控制器是1969年在美國(guó)面世的。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，現(xiàn)在可編程控制器已經(jīng)成為重要、可靠、應(yīng)用場(chǎng)合廣泛的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 2.PLC的特點(diǎn) 可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。可編程控制器具有諸多優(yōu)點(diǎn)： A） PLC的生產(chǎn)廠(chǎng)家都著力于提高可靠性的指標(biāo)； B） PLC還具有編程方便、易于使用的優(yōu)點(diǎn)； C） PLC控制功能極強(qiáng)，除基本的邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等功能外，配合特殊功能模塊還可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制、PID運(yùn)算、過(guò)程控制、數(shù)字控制等功能，為方便工廠(chǎng)管理又可以與上位機(jī)通信，通過(guò)遠(yuǎn)程模塊可以控制遠(yuǎn)方設(shè)備； D） PLC的擴(kuò)展以及與外部聯(lián)接極為方便。 3.PLC的發(fā)展?fàn)顩r PLC誕生不久就顯示了其在工業(yè)控制領(lǐng)域的重要作用。如日本、德國(guó)和法國(guó)等國(guó)家相繼研制成各自的PLC，PLC技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，由1位機(jī)發(fā)展成8位機(jī)，隨著微處理器CPU和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)在PLC中的應(yīng)用，形成了現(xiàn)代意義的PLC?，F(xiàn)在PLC產(chǎn)品已經(jīng)使用了16位、32位高性能微處理器，而且實(shí)現(xiàn)了多處理器的多信道處理，通信技術(shù)使PLC的應(yīng)用得到進(jìn)一步的發(fā)展。目前，PLC技術(shù)已經(jīng)比較成熟。 （二）PLC的基本結(jié)構(gòu) 1.PLC的硬件系統(tǒng) 用可編程控制器實(shí)施控制，其實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行輸入輸出變換，并將這個(gè)變換予以物理實(shí)現(xiàn)。入出變換 、物理實(shí)現(xiàn)可以說(shuō)是PLC實(shí)施控制的兩個(gè)基本點(diǎn)。而入出變換實(shí)際上就是信息處理，信息處理當(dāng)今最常用的是微處理機(jī)技術(shù)，PLC也是用它，并使其專(zhuān)用化，應(yīng)用與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。至于物理實(shí)現(xiàn)，正是它與普通微機(jī)相區(qū)別之點(diǎn)，普通微機(jī)多只考慮信息本身，別的不多考慮，而PLC要考慮實(shí)際的控制需要。物理實(shí)現(xiàn)要求PLC的輸入，應(yīng)當(dāng)排除干擾信號(hào)適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。輸出應(yīng)放大到工業(yè)控制的水平，能為實(shí)際控制系統(tǒng)方便使用。這就要求I/O電路專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)。根據(jù)PLC實(shí)施控制的基本點(diǎn)的分析，PLC采用了典型的計(jì)算結(jié)構(gòu)。主要是由CPU、RAM、ROM和專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的輸入輸出接口電路組成。 A．中央處理器 中央處理器（CPU）一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路一般都集成在一個(gè)芯片上。CPU通過(guò)地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)和控制總線(xiàn)與存儲(chǔ)單元、輸入輸出（I/O）接口電路相連接。CPU按掃描方式工作，從0000首址存放的第一條用戶(hù)程序開(kāi)始，到用戶(hù)程序的最后一個(gè)地址，不停的周期性?huà)呙?，每掃描一次，用?hù)程序就執(zhí)行一次。 B．輸入/輸出部分 這是PLC與被控設(shè)備相連接的接口電路。用戶(hù)設(shè)備輸入PLC的各種控制信號(hào)，如限位開(kāi)關(guān)、操作按扭、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)以及其他一些傳感器輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量（要通過(guò)模數(shù)變換進(jìn)機(jī)內(nèi)）等，通過(guò)輸入輸出電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠接收和處理的信號(hào)。輸出接口電路將中央處理器送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、電機(jī)等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。 1）輸入接口電路 現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路一般由光電耦合電路和微電腦輸入接口電路成。 光電耦合電路：采用光電耦合電路與現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)相連是為防止現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電干擾進(jìn)入PLC。光電耦合電路的關(guān)鍵器件是光電耦合器，一般由發(fā)光二極管和光電三極管組成。光電耦合器的抗干擾性能：由于輸入和輸出段是靠光信號(hào)耦合的，在電器上是完全隔離的，因此輸出端的信號(hào)不會(huì)反饋到輸入端，也不會(huì)產(chǎn)生地線(xiàn)干擾和其他串?dāng)_。 2）輸出接口電路 一般由微電腦輸出接口電路和功率放大電路組成。 微電腦輸出接口電路：一般由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷電路集成而成。CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)將要輸出的信號(hào)放到輸出數(shù)據(jù)寄存器中。 功率放大電路：是為了適應(yīng)工業(yè)控制的要求，將微電腦輸出的信號(hào)加以放大。PLC一般采用繼電器輸出。 C．電源部件 將交流電源轉(zhuǎn)換成供PLC所需的直流電源。目前大部分PLC采用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。 2.PLC的軟件系統(tǒng) A．系統(tǒng)程序 它由PLC的制造企業(yè)編制，固化在PROM或EPROM中，按裝在PLC上，隨產(chǎn)品提供給用戶(hù)。系統(tǒng)程序包括系統(tǒng)管理程序、用戶(hù)指令解釋程序和供系統(tǒng)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊等。 系統(tǒng)管理程序：其主要功能為： A）：時(shí)間分配的運(yùn)行管理，即實(shí)現(xiàn)PLC輸入、輸出運(yùn)算，自檢及提供通信時(shí)序； B）：存儲(chǔ)空間的額分配管理，即生成用戶(hù)環(huán)境，規(guī)定各種參數(shù)、程序的存放地址，將用戶(hù)使用的數(shù)據(jù)參數(shù)存儲(chǔ)地址轉(zhuǎn)化為實(shí)際的數(shù)據(jù)格式及物理存儲(chǔ)地址； C）：系統(tǒng)的自檢程序，即對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行出錯(cuò)檢驗(yàn)、用戶(hù)程序語(yǔ)法檢驗(yàn)、句法檢驗(yàn)、警戒時(shí)鐘運(yùn)行等。在系統(tǒng)管理程序的控制下，整個(gè)PLC能正確、有效地工作。 用戶(hù)指令解釋程序：它可將用戶(hù)用各種編程語(yǔ)言（梯形圖、語(yǔ)句表等）編制的應(yīng)用程序翻譯成CPU能執(zhí)行的機(jī)器指令。 供系統(tǒng)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊：它由許多獨(dú)立的程序組成，各自完成包括輸入、輸出、特殊運(yùn)算等不同的功能。PLC的各種具體工作都由這部分來(lái)完成。 B. 用戶(hù)程序 它是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程控制的要求由用戶(hù)使用制造企業(yè)提供的編程語(yǔ)言自行編制的應(yīng)用程序。用戶(hù)程序包括開(kāi)關(guān)量邏輯控制程序、模擬量運(yùn)算程序、閉環(huán)控制程序和操作站系統(tǒng)應(yīng)用程序等。 操作站系統(tǒng)程：它是大型PLC系統(tǒng)經(jīng)過(guò)通信聯(lián)網(wǎng)后，由用戶(hù)進(jìn)行信息交換和管理而編制的程序。它包括各類(lèi)畫(huà)面的操作顯示程序，一般采用高級(jí)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，一些制造企業(yè)也提供了人機(jī)界面的有關(guān)軟件，用戶(hù)可以根據(jù)制造企業(yè)提供的外交使用說(shuō)明進(jìn)行操作站的系統(tǒng)畫(huà)面組態(tài)和編制相應(yīng)的應(yīng)用程序。 （三）PLC的工作過(guò)程及原理 1.工作過(guò)程 PLC大多采用成批輸入/輸出的周期掃描方式工作，按用戶(hù)程序的先后次序逐條運(yùn)行，一個(gè)完整的周期可分為三個(gè)階段： A）輸入刷新階段： 程序開(kāi)始時(shí)，監(jiān)控程序使機(jī)器以?huà)呙璺绞街饌€(gè)輸入所有輸入端口上的信號(hào)，并依次存入對(duì)應(yīng)的輸入映象寄存器。 B）程序處理階段： 所有的輸入端口采樣結(jié)束后，即開(kāi)始進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，根據(jù)用戶(hù)輸入的控制程序，從第一條開(kāi)始，逐條加以執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)行結(jié)果，存入對(duì)應(yīng)的中間元件和輸出元件映象寄存器，當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸出刷新處理。入對(duì)應(yīng)的中間元件和輸出元件映象寄存器，當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸出刷新處理。 C）輸出刷新階段： 將輸出元件映象寄存器的內(nèi)容，從第一個(gè)輸出端口開(kāi)始，到最后一個(gè)結(jié)束，依次讀入對(duì)應(yīng)的輸出鎖存器，從而驅(qū)動(dòng)輸出器件形成可編程的實(shí)際輸出。一般地，PLC的一個(gè)掃描周期約10ms，另外，可編程序控制器的輸入/輸出還有響應(yīng)滯后（輸入濾波約10ms），繼電器機(jī)械滯后約10ms，所以，一個(gè)信號(hào)從輸入到實(shí)際輸出，大約有20--30ms的滯后。 2.PLC的工作原理 PLC雖然以微處理器為核心，并具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。微機(jī)一般采用等待命令和中斷的工作方式，而PLC則是采用"順序掃描、不斷循環(huán)"的方式進(jìn)行工作的，包括輸入采樣、系統(tǒng)處理、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新四個(gè)階段。完成上述四個(gè)階段稱(chēng)為一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行這四個(gè)階段。 A) 輸入采樣階段：順序訪(fǎng)問(wèn)PLC的所有輸入單元的信號(hào)狀態(tài)，將其放入輸入緩沖區(qū)內(nèi)。 B) 系統(tǒng)處理階段：對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行檢查，對(duì)連接的I/O單元及外部設(shè)備進(jìn)行定期服務(wù)。 C) 用戶(hù)程序執(zhí)行階段：執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的用戶(hù)程序，將處理結(jié)果分別放入動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)和輸出緩沖區(qū)。 D) 輸出刷新階段：將輸出緩沖區(qū)的所有信號(hào)送到輸出單元，刷新輸出單元鎖存器的原有狀態(tài)。 3.1.2 FX2N系列 FX2N系列主要技術(shù)性能應(yīng)用指令中有多個(gè)可使用的簡(jiǎn)單指令如表3-1所示 ●高速處理指令 輸入過(guò)濾器常數(shù)可變，中斷輸入處理，直接輸入等。 ●便利指令 數(shù)字開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)讀取，16位數(shù)據(jù)的讀取矩陣輸入的讀取，7段顯示器輸出等。 ●數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)檢索，數(shù)據(jù)排列，三角子函數(shù)運(yùn)算，平方根，浮點(diǎn)小數(shù)運(yùn)算等。 ●特殊用途 脈沖輸出（20KHZ/DC5V,10KHZ/DC12V～24V）脈寬調(diào)制，PID控制指令等。 ●外部設(shè)備相互通信 串行數(shù)據(jù)傳送，ACCII code印刷，HEX←→ASCII變換，校驗(yàn)碼等。 ● 時(shí)計(jì)控制 內(nèi)置時(shí)鐘的數(shù)據(jù)比較、加法、減法，讀出、寫(xiě)入等 3.1.3 PLC的選型 選擇適當(dāng)型號(hào)的PLC機(jī)是設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一步。在設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)機(jī)型統(tǒng)一的原則來(lái)考慮，盡可能考慮采用與本企業(yè)正在使用的同系列PLC機(jī)，以便于學(xué)習(xí)、掌握、維護(hù)。 （1）I/O輸入、輸出設(shè)備的數(shù)量和性質(zhì)。 （2）PLC的功能 （3）用戶(hù)存儲(chǔ)器的容量 FX2N-32MT 晶體管 FX2N-48MR-001 48 24 漏型 24 繼電器 182x87x90 FX2N-48MT 晶體管 FX2N-64MR-001 64 32 漏型 32 繼電器 220x87x90 FX2N-64MT 晶體管 FX2N-80MR-001 80 40 漏型 40 繼電器 285x87x90 FX2N-80MT 晶體管 FX2N-128MR-001 128 64 漏型 64 繼電器 350x87x90 FX2N-128MT 晶體管 本設(shè)計(jì)一共涉及到24個(gè)輸人點(diǎn)，16個(gè)輸出點(diǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求需留出10%~15%的余量，以適應(yīng)工藝流程的變動(dòng)及系統(tǒng)功能的擴(kuò)充，所以本設(shè)計(jì)選用了FX2N 系列64點(diǎn)主控單元，該機(jī)型有32個(gè)輸入點(diǎn)，32個(gè)輸出點(diǎn)，可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的一般升級(jí)要求。如表3-1 3.2 電磁閥的選擇 電磁閥是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；并不限于液壓，氣動(dòng)。電磁閥用于控制液壓流動(dòng)方向，工廠(chǎng)的機(jī)械裝置一般都由液壓鋼控制，所以就會(huì)用到電磁閥。 電磁閥的工作原理，電磁閥里有密閉的腔，在的不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔都通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線(xiàn)圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)檔住或漏出不同的排油的孔，而進(jìn)油孔是常開(kāi)的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過(guò)油的壓力來(lái)推動(dòng)油剛的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞竿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。這樣通過(guò)控制電磁鐵的電流就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)控制系統(tǒng)中負(fù)載慣性較大，所需功率也較大時(shí)，一般用液壓和氣動(dòng)控制系統(tǒng)。電磁 閥是此系統(tǒng)的主要組成部分。 本設(shè)計(jì)選用電磁閥型號(hào)為DSG-01-3C4-D24、DSG-01-3C2-D24、DSG-01-3C60-D24。 3.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理分為同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)。本文選用了異步電動(dòng)機(jī)。 和其他旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣，交流異步電動(dòng)機(jī)也是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。定轉(zhuǎn)子之間為氣隙，交流電動(dòng)機(jī)的氣隙比其他類(lèi)型的電機(jī)要小得多，一般為0.25～2.0mm，氣隙的大小對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的性能影響很大。 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與單相異步電動(dòng)機(jī)相似，其定子鐵心槽中嵌裝三相繞組（有單層鏈?zhǔn)?、單層同心式和單層交叉式三種結(jié)構(gòu)）。定子繞組接入三相交流電源后，繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子在感應(yīng)電流和氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相互作用下，又產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)柜（即異步轉(zhuǎn)柜），使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn) 本設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)選用的型號(hào)為：液壓電機(jī)Y132S-4、鏜頭主軸電機(jī)Y100L2-4、切削液電機(jī)Y801-4、潤(rùn)滑電機(jī)Y801-4。 3.4 傳感器的選擇 傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。國(guó)際電工委員會(huì)的定義為：“傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)”。按照Gopel等的說(shuō)法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理(模擬或數(shù)字)能力的系統(tǒng)”。傳感器是傳感系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它是被測(cè)量信號(hào)輸入的第一道關(guān)口。 傳感器把某種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的能量。有兩類(lèi)：有源的和無(wú)源的。有源傳感器能將一種能量形式直接轉(zhuǎn)變成另一種，不需要外接的能源或激勵(lì)源。 無(wú)源傳感器不能直接轉(zhuǎn)換能量形式，但它能控制從另一輸入端輸入的能量或激勵(lì)能，傳感器承擔(dān)將某個(gè)對(duì)象或過(guò)程的特定特性轉(zhuǎn)換成數(shù)量的工作。其“對(duì)象”可以是固體、液體或氣體，而它們的狀態(tài)可以是靜態(tài)的，也可以是動(dòng)態(tài)(即過(guò)程)的。對(duì)象特性被轉(zhuǎn)換量化后可以通過(guò)多種方式檢測(cè)。對(duì)象的特性可以是物理性質(zhì)的，也可以是化學(xué)性質(zhì)的。按照其工作原理，它將對(duì)象特性或狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換成可測(cè)定的電學(xué)量，然后將此電信號(hào)分離出來(lái)，送入傳感器系統(tǒng)加以評(píng)測(cè)或標(biāo)示。 在一段特制的彈性軸上粘貼上雙面組合專(zhuān)用的測(cè)扭應(yīng)片并組成變橋，即為基礎(chǔ)扭矩傳感器；在軸上固定著：①、能源環(huán)形變壓器的次級(jí)線(xiàn)圈，②、信號(hào)環(huán)形變壓器初級(jí)線(xiàn)圈，③、軸上印刷電路板，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信號(hào)輸出電路。 在傳感器的外殼上固定著： ①、激磁電路，②、能源環(huán)形變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈(輸入)，③、信號(hào)環(huán)形變壓器次級(jí)線(xiàn)圈(輸出)，④、信號(hào)處理電路 本課題選用TE-SNC20C接近開(kāi)關(guān)傳感器。其檢測(cè)距離0—16mm，工作電壓DC10—30V。由高頻率振蕩器和放大器組成，有傳感器的檢測(cè)與大地間構(gòu)成一個(gè)電容器。參與振蕩器回路工作，起始處于震蕩狀態(tài)，當(dāng)物體接近傳感器檢測(cè)面，回路的電容器發(fā)生變化，使高頻振蕩器震蕩，震蕩與停頓這兒種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的開(kāi)關(guān)信號(hào)。 3.5 接觸器選擇 接觸器是用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通與斷開(kāi)交直流主電路及大容量控制電路的一種自動(dòng)切換電器。其主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，也可用于控制其他電力負(fù)載，如電熱器、電焊機(jī)等，接觸器不僅能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離集中控制而且操作頻率高、控制容量大，并具有低電壓釋放保護(hù)、工作可靠、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是接觸器控制系統(tǒng)最重要和最常用的元件之一。接觸器按其通過(guò)電流的種類(lèi)可分為交流接觸器和直流接觸器，因?yàn)楸菊n題是機(jī)床控制，所以選用交流接觸器CJ10-20、CJ10-10、CJ10-5系列。 交流接觸器常用于遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯妷褐?140V、電流至630A的交流電路，以及頻繁控制交流電動(dòng)機(jī)。由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、彈簧和支架底座等部分組成。 在選用接觸器時(shí)，應(yīng)遵循以下原則。 （1）根據(jù)被接通或分?jǐn)嗟碾娏鞣N類(lèi)選擇接觸器類(lèi)型。 （2）接觸器的額定電壓≥主電路的額定電壓。 （3）接觸器線(xiàn)圈的額定電壓（有36V，110V或127V，220V，380V四種）必須與接入此線(xiàn)圈的控制電路的額定電壓相等。 （4）接觸器觸頭數(shù)量和種類(lèi)應(yīng)滿(mǎn)足主電路和控制線(xiàn)路需要。 （5）接觸器的額定電流應(yīng)等于或稍大于負(fù)載額定電流。 3.6 繼電器的選擇 繼電器可分為中間繼電器、時(shí)間繼電器、壓力繼電器、速度繼電器。 壓力繼電器是將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的轉(zhuǎn)換元件，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制或安全保護(hù)等。用于氣動(dòng)控制系統(tǒng)或多機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)中，或用于氣路中做聯(lián)鎖裝置，也可用在機(jī)床上的氣動(dòng)卡盤(pán)、管道中。當(dāng)壓力低于整定值時(shí)，壓力繼電器使機(jī)床自動(dòng)停車(chē)，以保安全。在本課題中選用了壓力繼電器為YJ-0系列。 第4章 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 4.1 PLC的I/O分配 半精鏜雙面組合專(zhuān)用機(jī)床選用PLC的機(jī)型是FX2N 系列64點(diǎn)主控單元，該機(jī)32個(gè)輸人點(diǎn)，32個(gè)輸出點(diǎn)。具體I/O分配如下表4-1表4-2所示。 表4—1輸入分配 停止按鈕 SB1 X0 右鏜孔極限 SQ19 X15 液壓泵啟動(dòng) SB2 X1 左滑臺(tái)原位 SQ11 X20 滑臺(tái)手動(dòng)向前 SB3 X2 右工進(jìn)轉(zhuǎn)換 SQ12 X21 滑臺(tái)手動(dòng)后退 SB4 X3 左滑臺(tái)觸發(fā) SQ13 X22 手動(dòng)夾緊 SB5 X4 左后退轉(zhuǎn)換 SQ14 X23 手動(dòng)放松 SB6 X5 左滑臺(tái)前進(jìn)極限 SQ8 X24 潤(rùn)滑啟動(dòng) SB7 X6 左鏜孔極限 SQ18 X25 右滑臺(tái)原位 SQ1 X10 調(diào)整/半自動(dòng)轉(zhuǎn)換 SA1 X30 右工進(jìn)轉(zhuǎn)換 SQ2 X11 插銷(xiāo) SA2 X31 左滑臺(tái)觸發(fā) SQ3 X12 液壓壓力閥 SP0 X32 右后退轉(zhuǎn)換 SQ4 X13 夾緊到位壓力閥 SP1 X33 右滑臺(tái)前進(jìn)極限 SQ9 X14 拔銷(xiāo)到位壓力閥 SP2 X34 表4—2輸出分配 右主軸電機(jī) KM1 Y0 右后退 YV5 Y13 左主軸電機(jī) KM2 Y1 右工進(jìn) YV6 Y14 液壓泵 KM3 Y2 松開(kāi) YV7 Y15 潤(rùn)滑泵 KM4 Y3 夾緊 YV8 Y16 左向前 YV1 Y7 插銷(xiāo) YV9 Y17 左后退 YV2 Y10 指示燈（拔銷(xiāo)） L1 Y20 左工進(jìn) YV3 Y11 指示燈（夾緊） L2 Y21 右向前 YV4 Y12 報(bào)警指示 L3/HA Y22 4.2 PLC外部接線(xiàn)圖 4.3 半精鏜雙面組合專(zhuān)用機(jī)床PLC控制程序 下圖是半精鏜雙面組合專(zhuān)用機(jī)床的部分PLC控制梯形圖，控制程序是根據(jù)工藝過(guò)程、控制要求和流程圖編制而成的。 結(jié)束語(yǔ) 畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在指導(dǎo)老師的幫助下完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我遇到許多新的理論知識(shí)，到圖書(shū)館查找了有關(guān)的資料進(jìn)行整理并運(yùn)用到設(shè)計(jì)中。 整個(gè)設(shè)計(jì)選用PLC控制實(shí)現(xiàn)的，所以編寫(xiě)PLC程序尤其重要。本控制在過(guò)去都是用繼電器和接觸器控制方式控制的，但這種控制方式體積大，功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后想再改變或增加功能較為困難，PLC控制具有可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。 采用PLC對(duì)雙面專(zhuān)用精鏜床進(jìn)行電氣控制是一種行之有效的技術(shù)進(jìn)步手段。本機(jī)床采用機(jī)械、液壓、電氣相結(jié)合的控制方式，既可作手動(dòng)又可作自動(dòng)操作，液壓控制保證了工作臺(tái)的進(jìn)給和被加工夾緊放松，電氣控制設(shè)計(jì)起著神經(jīng)中樞的作用。實(shí)踐證明，它降低了雙面組合專(zhuān)用鏜床電控系統(tǒng)的故障率，大大提高了其工作的可靠性，改善了其控制性能，提高了機(jī)床的加工精度，與此同時(shí)，在一定程度上降低了設(shè)備能耗。極大程度的提高了半精鏜床控制系統(tǒng)的可靠性和半精鏜床的工作效率，大大減少了維修、維護(hù)的工作量與成本，有效的提高了發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車(chē)的性能指標(biāo)。在實(shí)際使用中，效果良好。 致 謝 本論文在胡老師的悉心指導(dǎo)下已完成，指導(dǎo)老師淵博的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹(shù)立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了指導(dǎo)老師大量的心血。在此，謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 還要感謝胡老師，在生活上、學(xué)習(xí)上、工作上無(wú)微不至地關(guān)心及指導(dǎo)，讓我深切地感受到了班級(jí)這個(gè)大家庭的溫暖。 參考文獻(xiàn) [1]程子華，PLC 原理與編程實(shí)例分析 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.10 [2]吳中俊， 可編程序控制器原理及應(yīng)用 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [3] 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