【正文】 。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)今世界 PLC生產(chǎn)廠家約 150家，生產(chǎn) 300多個(gè)品種。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目 :萬能升降臺銑床的 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 : 南方學(xué)院 專 業(yè) : 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 南京林業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開題報(bào)告 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師姓名 職 稱 所在學(xué)院 南方學(xué)院 選題來源 科研課題 √ 生產(chǎn)實(shí)踐 其它 選題類 型 畢業(yè)設(shè)計(jì) √ 畢業(yè)論文 選 題名稱 萬能升降臺銑床的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 研究的目的 及意義 我希望通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)到如下目的： 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 是對原來的繼電器接觸式模擬控制系統(tǒng)進(jìn)行 PLC 改造而成 ,經(jīng)實(shí)際運(yùn)行證明該 PLC 控制系統(tǒng)無論是硬件還是軟件 ,控制穩(wěn)定可靠 ,具有極高的可靠性與靈活性 ,更容易維修 ,更能適應(yīng)經(jīng)常變動(dòng)的工藝條件，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。 PLC在將來工控機(jī)市場中占有主要地位，并保持持續(xù)上升的勢頭。 研究計(jì)劃： 1周 1周 1周 1周 PLC I/O分配表 2周 PLC輸入、輸出接線圖 1周 PLC梯形圖 1周 PLC I/O分配表 2周 PLC輸入、輸出接線圖 1周 PLC梯形圖 1周 11編寫說明書 2周 、進(jìn)行答辯 1周 特色與創(chuàng)新 采用 PLC 控制系統(tǒng)，功能完善、使用方便、安裝簡單、抗干擾能力和可靠性能力都強(qiáng)。PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 PLC 的通信鏈路可分為有線和無線兩種，有線的數(shù)據(jù)鏈路有 RS485等，無線的數(shù)據(jù)鏈路有 MDS 數(shù)傳電臺等。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算 機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱 PC。這些行業(yè)所有設(shè)備的連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行，總存在許多的監(jiān)控點(diǎn)和大量的實(shí)時(shí)參數(shù)，而要監(jiān)視、控制、和采集這些流程參數(shù)和相關(guān)的工藝設(shè)備，也必須依靠 PLC 這個(gè)大腦來完成，當(dāng)然傳統(tǒng)叫法也有 DCS，盡管設(shè)計(jì)之初的理念不一樣，但現(xiàn)技術(shù)路線已逐漸融合。這是日常維護(hù)的主要內(nèi)容 現(xiàn)在，世界上有 200多家 PLC 生產(chǎn)廠家， 400多品種的 PLC 產(chǎn)品，按地域可分成美國、歐洲、和日本等三 個(gè)流派產(chǎn)品，各流派 PLC 產(chǎn)品都各具特色。 經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi) PLC 生產(chǎn)廠家約有三十家，國內(nèi) PLC 應(yīng)用市場仍然以國外產(chǎn)品為主。 PLC 是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，它采用可編程序的儲存器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過模擬的或數(shù)字的輸入和輸出接口，控制各種類型的機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過程。并且使用 PLC 控制 ,使其檢測過程穩(wěn)定 ,控制方便 ,提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，完全自動(dòng)化。Remould 目 錄 前 言 1 1 銑床簡介 2 銑床國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢 5 3 PLC 控制與電氣控制的區(qū)別 11 進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 的控制 12 冷卻泵電動(dòng)機(jī)及照明電路的控制 15 5 三菱 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 三菱 PLC 的選型 16 存儲器容 量的估算 25 存儲器容量的估算 銑床除能銑削平面，溝槽，齒輪，螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。近年來，我國在石油，化 工，機(jī)械，輕工，發(fā)電，電子，橡膠，塑料加工等行業(yè)工業(yè)設(shè)備的電氣控制中，越來越多的采用 PLC 機(jī)控制，并取得了顯著的效果，深受各行業(yè)的歡迎。經(jīng)過 95 自動(dòng)車床和加工中心包括自動(dòng)銑床的產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)基地的形成，所生產(chǎn)的中檔普及型自動(dòng)銑床的功能性能和可靠性方面已具有較強(qiáng)的市場競爭 力，但在中高檔自動(dòng)銑床方面與國外一些先進(jìn)產(chǎn)品相比仍存在較大差距 [ii]。一種新型的控制裝置，一項(xiàng)先進(jìn)的應(yīng)用技術(shù)，總是根據(jù)工業(yè)南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 3 生產(chǎn)的實(shí)際需要而產(chǎn)生的。 銑床簡單介紹 銑床的選型及其適用范圍 圖 11 X62W的含義圖 X62W 萬能銑床是一種通用的多用途機(jī)床，它可以進(jìn)行 平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，是一種較為精密的加工設(shè)備，它采用幾點(diǎn)接觸器電路實(shí)現(xiàn)電氣控制， PLC 轉(zhuǎn)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高， 抗干擾能力強(qiáng) ，將 X62W 萬能銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護(hù)，維修的工作量 [iv]。 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 4 2 X62W 萬能銑床的概述 X62W 萬能銑床電力拖動(dòng)的特點(diǎn)及控制要求 1. 機(jī)床要求有三臺電動(dòng)機(jī)，分別稱為主軸電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)。 工作臺面的移動(dòng)是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，它通過機(jī)械機(jī)構(gòu)使工作臺能進(jìn)行三種形式六個(gè)方向的移動(dòng)，即：工作臺面能直接在溜板上部可轉(zhuǎn)動(dòng)部分的導(dǎo)軌上作縱向（左、右）移動(dòng)；工作臺面借助橫溜板作橫向（前、后）移動(dòng)；工作臺面還能借助升降臺作垂直（上、下）移動(dòng) [vi]。系統(tǒng)連線 少、體積小、功耗小，而且 PLC所謂“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上式存儲器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點(diǎn)無限的， PLC 系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性好。而 PLC 通過程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時(shí)間在微秒級，且不會出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)問南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 8 題。而 PLC 大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，其壽命長、可靠性高，而 PLC 還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時(shí)顯示給操作人員，并能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)提供了方便 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 9 4 X62W 萬能銑床傳統(tǒng)繼電器的電氣控制原理 電氣原理圖 該銑床共用 3 臺異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，它們分別是主軸電動(dòng)機(jī) M進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2 和冷卻泵電動(dòng) 機(jī) M3。通過換向開關(guān) SA4 在加工前預(yù)先選擇，與接觸器 KM1 配合，能進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制；與接觸器 KM制動(dòng)電阻 R 及速度繼電器 KV的配合，實(shí)現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制，并通過機(jī)械裝置進(jìn)行變速。 控制電路分析 主軸電機(jī) M1的控制 將圖 42 的主軸電動(dòng)機(jī)的控制線路另畫于圖 43 中。 KM2 是反接制動(dòng)和主軸變速沖動(dòng)接觸器。主軸變速時(shí)，先將變速手柄壓下拉到前面，轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤選擇需要的轉(zhuǎn)速，然后將變速手柄推回原位。行程開關(guān) SQ7在變速手柄拉出時(shí)，在凸輪的作用下常閉觸 點(diǎn)先斷開，切斷接觸器 KM1 的線圈電路，主軸電動(dòng)機(jī) M1 斷電； SQ7 的常開觸點(diǎn)后閉合， KM2 得電，對主軸電動(dòng)機(jī) M1 進(jìn)行反接制動(dòng)， M1 的轉(zhuǎn)速迅速下降；將變速手柄推回時(shí)， SQ7 再次動(dòng)作一下，實(shí)現(xiàn)主軸的變速沖動(dòng)。 工作臺的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分為左右的縱向運(yùn)動(dòng)、前后的橫向運(yùn)動(dòng)和上下的垂直運(yùn)動(dòng)。 SQ SQ2 是 與縱向進(jìn)給機(jī)械操作手柄相聯(lián)動(dòng)的行程開關(guān)， SQ SQ4 是與橫向進(jìn)給及垂直進(jìn)給機(jī)械操作手柄相聯(lián)動(dòng)的行程開關(guān)。 當(dāng)將縱向操作手柄扳回到中間位置時(shí)，一方面工作臺脫離縱向移動(dòng)的傳動(dòng)裝置，另一方面行程開關(guān) SQ1（或 SQ2）復(fù)位，接觸器 KM2（或 KM3）失電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 斷電，工作臺停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 2. 工作臺橫向（前、后）及垂直（上、下）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制 工作臺橫向及垂直進(jìn)給由十字手柄控制，該手柄也有兩個(gè)，分別裝在工作南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 14 臺左側(cè)的前、后方。 當(dāng)將十字手柄扳向下或向前時(shí)，壓下行程開關(guān) SQ3， SQ31 常開觸點(diǎn)閉合，接觸器 KM3 得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 通電轉(zhuǎn)動(dòng)，拖動(dòng)工作臺向下或向前移動(dòng)。 4. 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的變速沖動(dòng) 為使齒輪易于嚙合，與主軸變速一樣，進(jìn)給變速也設(shè)有變速沖動(dòng)裝置。 5. 進(jìn)給控制的聯(lián)鎖 在銑床加工中，為安全起見，在多種運(yùn)動(dòng)間設(shè)置了相互的聯(lián)鎖。工作臺的照明電源是由照明變壓器 T2 將 380V 交流電壓降至 36V 安全電壓提供的，照明電路由轉(zhuǎn)換開關(guān) SA2 控制。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲器容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLC 和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。 本設(shè)計(jì)中選用三菱 FX2N32M 系列 PLC，輸入為 16 點(diǎn)，輸出為 16 點(diǎn)，繼電器輸出型。模擬量信號的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的 1/10。南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 19 圖 51 X62W萬能銑床主電路 在控制電路中，變壓器 TC 的輸出及整流器 VC 的輸出部分去掉 ， 用可編程控制器改造后的 PLC 輸入 / 輸出和電源分配 如圖 52 所示 。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存 儲器容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLC 和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。 安 裝與布線 1．動(dòng)力線、控制線以及 PLC 的電源線和 I/O 線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC 和 I/O 之間應(yīng)采用雙膠線連接。 4． PLC 基本單元與擴(kuò)展單元以及功能模塊的連接線纜應(yīng)單獨(dú)敷設(shè)，以防止外界信號的干擾。 由于本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的是整個(gè)控制電路用 PLC 控制，且 圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1 和換刀開關(guān) SA2 和 SA3 不能直接接到 PLC 的輸入端口來實(shí)現(xiàn)信