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

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購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目： 基于 床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院、 系： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 系 主 任： 年 月 日 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)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(dòng)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(lái)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(zhǎng)， 所以本次設(shè)計(jì)以普通車床為對(duì)象， 設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)，它以其編程方便、操作簡(jiǎn)單尤其是它的高可控性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)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(jì) 制系統(tǒng)的基本原則和步驟，根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計(jì)了制系統(tǒng)，其中包括 選型、硬件設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)等。最后連接西門(mén)子觸摸屏 置，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和控制操作。 本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是要在原繼電器控制電路的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)合理的轉(zhuǎn)換，從而設(shè)計(jì)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(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)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(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)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(jì)思路 ........................................................................................ 9 2 床總體設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 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(hào)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(jì)思路 ................................................................................ 12 3 床控制系統(tǒng)硬件設(shè) 計(jì) .......................................................................................... 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(jì) ......................................................................... 19 件設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 19 ............................................................................................... 19 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)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(wèn)題，是工程師們一直要解決的相互制約的兩個(gè)問(wèn)題，關(guān)于這兩個(gè)問(wèn)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(dòng)控制學(xué)，計(jì)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(guò)這些學(xué)科來(lái)解決或改進(jìn)上面兩大問(wèn)題，使機(jī)床的加工速度和加工精度同時(shí)提高。 在上個(gè)世紀(jì)，對(duì)機(jī)床的控制研究主要是使用接觸器 于交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速問(wèn)題未得到解決，在實(shí)際應(yīng)用中只能通過(guò)皮帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)等機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的有級(jí)調(diào)速，這樣使機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)過(guò)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(dòng)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(wú)法做到電動(dòng)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(dòng)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(duì)機(jī)床控制工藝要求很不適應(yīng)。 隨著社會(huì)科技的發(fā)展， 在機(jī)床的控制方面， 可編程控制器 越來(lái)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(lái)越受到歡迎，所以可編程控制器也將越來(lái)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(jiàn)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(dòng)其旋轉(zhuǎn)，包含主軸及其軸承、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、起停及換向裝置、制動(dòng)裝置、操縱機(jī)構(gòu)及滑潤(rùn)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(lái)的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)刀架進(jìn)給，控制刀架運(yùn)動(dòng)的接通、斷開(kāi)和換向等。刀架則用來(lái)安裝車刀并帶動(dòng)其作縱向、橫向和斜向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)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(dòng)是工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它是由主軸通過(guò)卡盤(pán)或頂尖帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)主軸箱傳給主軸，主軸一般只要單方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，只有在車螺紋時(shí)才需要用反轉(zhuǎn)來(lái)退刀。 車床的另一個(gè)運(yùn)動(dòng)則是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由溜板帶動(dòng)刀架的直線移動(dòng)。車床還有輔助運(yùn)動(dòng)，如溜板和刀架的快速移動(dòng)、尾架的移動(dòng)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(zhǎng)度 700/1000/1500(螺紋車削范圍 公制 制 2主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) 12 轉(zhuǎn)速范圍 45r/ 主軸通孔直徑 30（ 小刀架 175（ 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)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(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，它們的機(jī)床作為 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè) ，生意盎然，正處在黃金時(shí)代。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床研究 是個(gè) "永恒 "的課題。 在美國(guó)、日本、德國(guó)，用數(shù)控機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場(chǎng)，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線 的新的行業(yè)。在美國(guó)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(guó)得寶公司已在中國(guó)開(kāi)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(chǎng)上，銷售相當(dāng)紅火。據(jù)統(tǒng)計(jì)，早在 1998 年德國(guó) 機(jī)床銷售額就達(dá)到 25 億馬克。德國(guó)在機(jī)床數(shù)控化方面，不僅考慮了如何通過(guò)機(jī)床的數(shù)控化 來(lái)適應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展、勞動(dòng)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(shí)。因此，在德國(guó)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(duì)機(jī)床 的生產(chǎn)技術(shù)、勞動(dòng)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(mén)撥款支持該領(lǐng)域的研究工作。 目前我國(guó)機(jī)床市場(chǎng)的需求結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā) 生了很大變化，我國(guó)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(chǎng)需求的主體。 自改革開(kāi)放以來(lái)，很多企業(yè)從國(guó)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(jì)，從 1979，全國(guó)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(guó)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(guó)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(dòng)運(yùn)行，沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的作用。這些引進(jìn)項(xiàng)目不僅沒(méi)有創(chuàng)造財(cái)富，反而消耗著財(cái)富。這些不能使用的設(shè)備、生產(chǎn)線是個(gè)包袱，也是一批很大的存量資產(chǎn)，修好了就是財(cái)富。只要找出主要的技術(shù)難點(diǎn)，解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，就可以最小的投資盤(pán)活最大的存量資產(chǎn)，爭(zhēng)取到最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。這也是一個(gè)極大的改造市場(chǎng)。 2005 年，我國(guó)數(shù)控金屬切削機(jī)床生產(chǎn) 59639 臺(tái)，進(jìn)口 30746 臺(tái)。除部分出口外，總消費(fèi)數(shù)量約 85000 臺(tái)。 2006 年，我國(guó)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值和銷售收入保持較高的增長(zhǎng)速度，其中數(shù)控 金屬切削機(jī)床產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，全年生產(chǎn) 85756 臺(tái)，同比增長(zhǎng) 增幅高于金屬切削機(jī)床產(chǎn)量增幅的 國(guó)產(chǎn)機(jī)床市場(chǎng)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(guó)進(jìn)口金 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)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(zhǎng) 所占比例為 國(guó)內(nèi)的機(jī)床制造企業(yè)在努力開(kāi)拓高檔數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)的同時(shí)，一定要加速普及型數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化的步伐。通過(guò)生產(chǎn) 和進(jìn)口數(shù)控機(jī)床并不能滿足我國(guó)日益增長(zhǎng)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(huì)因?yàn)槿狈Y金購(gòu)買(mǎi)大量的數(shù)控機(jī)床來(lái)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(jì)思路 本文就是以普通車床為對(duì)象，基于 共分為幾個(gè)部分： 第一章為概述，對(duì)普通車床的結(jié)構(gòu)、主要運(yùn)動(dòng)以及技術(shù)參數(shù)做了簡(jiǎn)要介紹。 第二章為普通車床的電氣控制系統(tǒng)分析，對(duì)于車床的主電路、控制電路和照明電路進(jìn)行分析，說(shuō)明了電氣控制要求和總體設(shè)計(jì)。 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(duì)本次設(shè)計(jì)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(guò)程、組成部分通信聯(lián)網(wǎng)以及編程語(yǔ)言。并且對(duì)于各個(gè)部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析。 第五章則是 軟件設(shè)計(jì)， 析，并且做出了 I/O 端口、 部接線圖、梯形圖以及設(shè)計(jì)分析。 第六章為觸摸屏裝置的鏈接與調(diào)試，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器操作和監(jiān)控。 最后為結(jié)論部分。通過(guò)學(xué)習(xí)大量參考文獻(xiàn)和在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各種實(shí)際情況的研究和分析 ,得出結(jié)論。 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 2 床總體設(shè)計(jì) 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(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。圖 2 為該車床的電氣主電路圖。在主電路中 主軸電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)主軸的旋轉(zhuǎn)并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車刀的進(jìn)給。 冷卻泵電動(dòng)機(jī)。 交流接觸器， 熱繼電器的熱元件， 做 過(guò)載保護(hù)。熔斷器。按鈕 急停按鈕 ， 主軸電動(dòng)機(jī) 的旋鈕，可以控制主 軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止 ，手動(dòng)開(kāi)關(guān) 冷卻泵電動(dòng)機(jī) 啟動(dòng)按鈕。 電源總開(kāi)關(guān)。 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī) 常選用籠型異步電動(dòng)機(jī)， 完成主軸主運(yùn)動(dòng)和刀具給進(jìn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)。 電動(dòng)機(jī)采用直接起動(dòng)的方式起動(dòng)。主軸電動(dòng)機(jī) 控制要求： 將 向正轉(zhuǎn)方向， 接觸器 合，主軸電動(dòng)機(jī) 向 運(yùn)轉(zhuǎn)； 將 向反 轉(zhuǎn)方向 ，接觸器 合 ，主軸電動(dòng)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(guò)高、 延長(zhǎng)刀具使用壽命、 提高加工質(zhì)量， 車床附有一臺(tái)單方向旋轉(zhuǎn)的冷泵電動(dòng)機(jī) 提供冷卻液。冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制要求：主軸電動(dòng)機(jī) 動(dòng)后（ 動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)之前， 動(dòng)機(jī)是不能啟動(dòng)的），將手動(dòng)開(kāi)關(guān) 置閉合位置，接觸器 合，冷卻泵 動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)；將置斷開(kāi)的位置，接觸器 開(kāi)，冷卻泵電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)。 ( 3) 當(dāng)熱繼電器 閉觸點(diǎn) 斷開(kāi)時(shí)，接觸 器 電，電動(dòng)機(jī)止運(yùn)轉(zhuǎn)。熔斷器 別對(duì)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(guò)載保護(hù)。 號(hào)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(hào)燈的電源。 機(jī)床的低壓照明燈，由開(kāi)關(guān) 制； 電源的信號(hào)燈。 合上電源開(kāi)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(hào) 元件名稱 型號(hào) 規(guī)格 件數(shù) 作用 軸電動(dòng)機(jī) 工件的旋轉(zhuǎn)和刀具的進(jìn)給 卻泵電動(dòng)機(jī) 0 供給冷卻液 流接觸器 27 控制主軸電動(dòng)機(jī) 流接觸器 27 控制 主軸 電動(dòng)機(jī) 流接觸器 27 冷卻泵 電動(dòng)機(jī) S 低壓斷路器 80 電源總開(kāi)關(guān) 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 鈕 500 急停 換開(kāi)關(guān) 10A,三極 1 控 制主軸電動(dòng)機(jī) 換開(kāi)關(guān) 10A,三極 1 控制冷卻泵電動(dòng)機(jī) 換開(kāi)關(guān) 10A，三極 1 照明燈開(kāi)關(guān) 鑰匙式電源開(kāi)關(guān) 1 開(kāi)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(hào)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(jì)思路 本設(shè)計(jì)主要是采用西門(mén)子 摸屏裝置對(duì)普通車床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行控制的，采用西門(mén)子的可編程控制器對(duì)車床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。具體實(shí)際操作有： （ 1） 對(duì)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(kāi)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(dòng)， 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(jì)。 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 3 床控制 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 本控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)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(jì)組成。在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下原則 : 系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)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(duì)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(tái) 美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司誕生。 1975 ,德國(guó)、日本、美國(guó)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(chǔ)器改用了集成電路的存儲(chǔ)器，結(jié)合了微型計(jì)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?cè)酱螅_(kāi)關(guān)量高的達(dá)到了幾萬(wàn)。 在 經(jīng)新增了很多模塊，如 制、溫度以及運(yùn)動(dòng)模塊等等。 發(fā)展過(guò)程中，制造商為了壟斷和擴(kuò)大各自市場(chǎng)，都各自發(fā)展自己的標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)放是發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，各廠商都意識(shí)到這一點(diǎn)，并形成了長(zhǎng)時(shí)期的妥 協(xié)與競(jìng)爭(zhēng)，這一過(guò)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(dòng)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(dòng)控制、模擬量控制及驅(qū)動(dòng)控制上廣泛使用，已經(jīng)成為現(xiàn)在系統(tǒng)工作自動(dòng)化中最有效的工具之一。 我國(guó)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(kāi)放開(kāi)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(lái)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(guó)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(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入， 我國(guó)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(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)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(chǎng)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(lái) 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(dòng)化生產(chǎn)線控制工藝等。 開(kāi)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(shū)機(jī)械、 機(jī)床、 倉(cāng)庫(kù) 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(jì)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(jì)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析處理，具有很明顯優(yōu)勢(shì)。 4)程控制 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)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(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)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(gè)基本部分組成：外部輸入采樣單元、內(nèi)部邏輯計(jì)算處理單元、處理結(jié)果輸出執(zhí)行單元。可編程控制器的結(jié)構(gòu)框圖如圖 4 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)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(kāi)關(guān)、檢測(cè)器等外部輸入主令接口，可編程控制器在對(duì)外部 I/O 輸入單元收集的各種邏輯信號(hào)和模擬量采樣數(shù)據(jù)，以及主令臺(tái)的各種命令等信息進(jìn)行儲(chǔ)存和處理。可編程控制器根據(jù)所設(shè)計(jì)的程序?qū)@些輸入信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算，并將 結(jié)果通過(guò)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(guò)動(dòng)作來(lái)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(guò)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(jì)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(kāi)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(jì)的編程軟件，我門(mén)可以根據(jù)編程軟件對(duì)可編程控制器進(jìn)行硬件組態(tài)設(shè)計(jì)，輸入輸出點(diǎn)的分配設(shè)計(jì)，程序編寫(xiě)設(shè)計(jì)，可以通過(guò)在線連接進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)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(dòng)運(yùn)行后，我們可以根據(jù)外部動(dòng)作情況來(lái)判斷程序的錯(cuò)誤和需要完善的地方。這也是現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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?cè)诰幊虝r(shí)，一般要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，總體設(shè)計(jì)可以保證編程的思路清晰，明朗?？傮w設(shè)計(jì)完后進(jìn)行分布設(shè)計(jì)，對(duì)各種功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行單獨(dú)編程，有必要的時(shí)候?qū)Τ绦蜻M(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，節(jié)省編程空間和時(shí)間。分布設(shè)計(jì)完畢后，就進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試階段，在調(diào)試時(shí)，首先必須對(duì)系統(tǒng)調(diào)試步驟進(jìn)行了解，對(duì)系統(tǒng)工 藝進(jìn)行了解，以免調(diào)試時(shí)出現(xiàn)差錯(cuò)。 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(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 1．簡(jiǎn)易編程器 簡(jiǎn)易編程器就是很簡(jiǎn)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(shí)首先簡(jiǎn)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(guò)設(shè)置可以對(duì)可編程控制器進(jìn)行程序設(shè)計(jì)調(diào)試工作。在編程時(shí)，首先對(duì)各種按鍵進(jìn)行熟悉，在編程過(guò)程中必須進(jìn)行記錄，以便后面的調(diào)試修改。在編程的時(shí)候必須對(duì)輸入輸出點(diǎn)的地址分配進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以免編寫(xiě)程序過(guò)程中，思路混亂。在編寫(xiě)程序結(jié) 束后，就要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試的時(shí)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(duì)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(jiǎn)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(gè)大型的點(diǎn)陣式液晶顯示屏。除具有簡(jiǎn)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(lái)更方便，直觀。但它的價(jià)格較高，操作也較復(fù)雜。也有用 顯示器的臺(tái)式圖形編程器，它實(shí)質(zhì)是一臺(tái)專用計(jì)算機(jī)，它的功能更強(qiáng)，使用更方便，但價(jià)格也十分昂貴。 3．用專用編程軟件在個(gè)人計(jì) 算機(jī) (實(shí)現(xiàn)編程功能 隨著 日益普及，最新發(fā)展趨勢(shì)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(pán)、打印及各種功能軟件 )，大大降低了編程器的成本，同時(shí)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 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(tái)擴(kuò)展模塊 中斷輸入 4 脈沖數(shù)出 2（ 20k~100k） 性 8個(gè) 制器 最多 2個(gè)串行端口 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 運(yùn)行中編輯 浮點(diǎn)運(yùn)算 狀態(tài) 示 理時(shí)間 位處理： 序存儲(chǔ)器 4~25k 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 2~10k 定時(shí)器 256 溫度模塊 16 位分辨率 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展 串行通訊 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)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(gè) 入點(diǎn)， 16個(gè) 體管輸出點(diǎn)。訂貨號(hào)： 616用 選用 我國(guó)市場(chǎng)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(mén)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(jì)選用西門(mén)子 車床電氣控制系統(tǒng)只需要邏輯運(yùn)算 等簡(jiǎn)單功能 ， 西門(mén)子 列 常適用于單機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng) ?，F(xiàn)選擇西門(mén)子 制， 電， 點(diǎn)輸入，繼電器型交流 3 點(diǎn)輸出。 圖 門(mén)子 7編程控制器 是 小型化的 對(duì)于社會(huì)各種行業(yè)，各種場(chǎng)合的邏輯控制，自動(dòng)檢測(cè)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(dòng)化控制場(chǎng)合。 編程控制器提供了 4 個(gè)不同的型號(hào)， 8 中 型可以選擇使用。本次設(shè)計(jì)選擇的 是采用 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)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(jì) 40 個(gè) I/O 點(diǎn)?？梢詳U(kuò)展 7 個(gè)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(chǔ)空間， 6 個(gè)獨(dú)立的 30有 制器 ，具有 2 路獨(dú)立的 20速計(jì)數(shù)器輸出 。訊編程口 共有兩個(gè) ，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(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 4 件設(shè)計(jì) 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(kāi)發(fā)用戶程序的平臺(tái)，對(duì)實(shí)際應(yīng)用中的信號(hào)和信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行了可靠運(yùn)行的處理，以滿足現(xiàn)場(chǎng)工藝要求。用戶程序需要研發(fā)者根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體邏輯控制要求和運(yùn)算要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和研發(fā)，所以我們經(jīng)常講的可編程控制器軟件設(shè)計(jì)就是研發(fā)者根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(guò)程中，編程軟件是非常重要的工具，用戶只能利用這個(gè)工具來(lái)進(jìn)行 件編程。西門(mén)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(kāi)發(fā)工具。 7程軟件及編程系統(tǒng)