【正文】 3 第二章 可編程控制器概述 4 PLC基礎知識 5 PLC的基本組成 6 PLC的工作原理 7 PLC的特點及其優(yōu)越性 8 第三章 X62W萬能銑床電氣控制線路的 PLC改造 9 PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則與 PLC選型 10 三菱 FX2N— 32MR型 PLC對 X62W萬能銑床的改造 11 心得體會 12 參考文獻 13 第一章 X62W 萬能銑床電氣控制 X62W 萬能銑床是一種通用的多用途機床，它可以進行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，是一種較為精密的加工設備，它采用繼電接觸器電路實現(xiàn)電氣控制。 全設計說明書 主要內(nèi)容包括： X62W 萬能銑床電氣控制、可編程控制器概述、 X62W萬能銑床電氣控制線路的 PLC 改造。因而，受到各工業(yè)國家的重視，并投入大量的人力、物力加以研究和應用。今天的 PLC 不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領域也發(fā)揮著十分重要的作用，電氣控制與 PLC 應用技術在各個領域也得到越來越廣泛的應用，掌握電氣控制與 PLC 應用技術對提高我國工業(yè)自動化水平和生產(chǎn)效率具有重要的意義。 Mitsubishi FX2N32MR。最后在第三章 X62W 萬能銑床電氣控制線路的 PLC 改造中， 通過選擇 三菱 FX2N— 32MR 型 PLC 對 X62W 萬能銑床的改造進行了詳細說明。 畢業(yè)設計說明書 課題名稱： X62W 萬能銑床電氣控制線路的PLC 改造 內(nèi)容提要 本設計 說明書 針對 X62W 萬能銑床的電氣控制線路，進行 PLC 改造 ，在介紹了傳統(tǒng) X62W 萬能銑床電氣控制技術的基礎知識上，重點介紹了現(xiàn)代 PLC 基本原理及在X62W 萬能 銑 ￥ 能銑床電氣控制、可編程控制器概述、 X62W 萬能銑床電氣控制線路的PLC 改造。 關鍵字： X62W 萬能銑床 ； PLC； 三菱 FX2N— 32MR； 改造 。 transformation. 前言 自 20世紀 60年代美國推出可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller, PLC）取代傳統(tǒng)繼電 器控制裝置以來， PLC 得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應用。 銑床可以用來加工平面、斜面、溝槽，裝上分度頭可以銑切直齒 齒輪和螺旋面，裝上圓工作臺還可以銑切凸輪和弧形槽。在我國，近幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門的重視。通過對 X62W萬能銑床電氣控制線路 的認識和 PLC的基本知識及工作原理的了解，最后對 X62W 萬能銑床進行 PLC 改造說明。 PLC 專為工業(yè)環(huán)境應用而設計，其顯著的特點之一就是可靠性高，抗干擾能力強。在升降臺上面的水平導軌上，裝有可在平行主軸軸線方向移動（前后移動）的溜板。 銑床運動特點 主運動：主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動。 進給運動：加工中工作臺的上下、左右、前后運動及圓工作臺的運動。為防止刀具和機床的損壞，要求只有主軸旋轉(zhuǎn)后，才允許 有進給運動；同時為了減小加工件的表面粗糙度，要求進給停 止后，主軸才能停止或同時停止。它是通過快速移動電磁離 合器的 吸合，改變機械傳動鏈的傳動比實現(xiàn)的。主軸電動機 M1 的運行由接觸器KM1 控制，由換相開關 SA3 預選其轉(zhuǎn)向。 由控制變壓器 TC1 提供 110V 工作電壓， FU6 提供變壓器二次側(cè)的短路保護。對 M1 的控制包括有主軸的啟動、停止制動、換刀制動和變速沖動。 主軸轉(zhuǎn)換開關位置表 觸點位置 正轉(zhuǎn) 停止 反轉(zhuǎn) SA31 + SA32 + SA33 + SA34 + ②停車與制動：按下 SB5 或 SB6— SB5 或 SB6 動合觸點斷開（ 3— 5 或 1— 3）→ KM1線圈斷電， M1 停車→ SB5 或 SB6 動合觸點閉合（ 105— 107）制動電磁離合器 YC1 線圈通電→ M1 制動。在需要變速是，將變速手柄拉出，轉(zhuǎn)動變速盤至所 需的轉(zhuǎn)速，然后將變速手柄復位。只要將換刀制動開關 SA1 拔至“接通”位置，其動斷觸點 SA12（ 4— 6）斷開控制電路，保證在換刀時機床沒有任何動作；其動合觸點 SA11（ 105— 107）接通 YC1，使主軸處于制動狀態(tài)。工作臺在 6個方向上的進給運動是由機械操作手柄帶動相關的行程開關 SQ3~SQ6,通過控制接觸器KM KM4 來控制進給電動機 M2 正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)。 ① 工作臺的縱向進給運動：工作臺的縱向（左右）進給運動是由“工作臺縱向操縱手柄”來控制的。 若將操作手柄扳向左邊，則 SQ6 動作→ KM4 線圈通電→ M2 反轉(zhuǎn)→工作臺向左運動。當手柄在中間位置時， SQ3 和 SQ4 均不動作。進給變速沖動由行程開關 SQ2 控制，在操縱進給變速手柄和變速盤時，瞬間壓動了行程開關 SQ2，在 SQ2 通電的瞬間，其動斷觸點 SQ21(13— 15)先斷開而動合觸點 SQ22（ 15— 23）后閉合，使 KM3 線圈經(jīng)（ 13— 27— 29— 19— 17— 15— 23— 25）路徑通電， M2 正向點動。 在需要加工弧形槽、弧形面和螺旋槽時，可以在工作臺上加工裝圓工作臺。由 KM3 線圈的通電路徑可見，只要扳動工作臺進給操作的任何一個手柄， SQ3~SQ6 其中一個行程開關的動斷觸點斷開，都會切斷 KM3 線圈支路，使圓工作臺停止運動，這就實現(xiàn)了工作臺進給和圓工作臺運動的聯(lián)鎖關系。為適應市場的需要，工業(yè)產(chǎn)品的品種就要不斷更新?lián)Q代，從而要求產(chǎn)品的生產(chǎn)線及附屬的控制系統(tǒng)不斷地修改及更換。 （ 2） 維護方便，各部件最好采用插件方式； （ 3） 可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)； （ 4） 設備體積小于繼電器控制柜； （ 5） 數(shù)據(jù)可以直接送給管理計算機； （ 6） 成本可與繼電器控制系統(tǒng)相競爭； （ 7） 輸入電壓是 115V 交流電； （ 8） 輸出電壓也是 115V 交流電，輸出電流達 2A 以上，能直接驅(qū)動電磁閥； （ 9） 系統(tǒng)擴展 時，原系統(tǒng)只需做小的變動； （ 10） 用戶程序存儲容量可擴展到 4KB。 國際電工委員會 (IEC)于 1982 年頒布了 PLC 標準菜草案第一稿， 1987 年 2 月頒布了第三稿，對可編程控制定義如下：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專業(yè)在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。日本于 1971 年引進可編程控制器技術，德國于 1973 年引 進可編程控制器技術，中國于 1973 年開始研制可編程控制器，1977 年應用到生產(chǎn)線上。 的分類 可編程控制器已成為工業(yè)控制領域中最常見、最重要的控制裝置，它代表著一個國家的工業(yè)水平?？删幊炭刂破鞯?I/O 點數(shù)越多，其存儲容量也越大。模塊化結(jié)構(gòu)是將 PLC 各部分分成若干個單獨的模塊，如 CPU 模塊、 I/ O 模塊、電源模塊和各種功能模塊。由于梯形圖比較直 觀，容易掌握，因而很受普通技術人員的歡迎。 (1)用于開關邏輯控制。 (2)閉環(huán)過程控制。現(xiàn)代的 PLC 具有數(shù)學運算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表以及位 操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。 PLC 與其他智能控制設備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布控制系統(tǒng)。 1984年日本就有 30 多個 PLC 生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品達到 60 多種以上。 我國研制與應用 PLC 起步較晚， 1973 年開始研制， 1977 年開始應用， 20 世紀 80年代初期以前發(fā)展較慢， 20 世紀 80 年代隨著成套設備或?qū)Ｓ迷O備引進了不少 PLC，如寶鋼一期工程整個生產(chǎn)線上就是使用了數(shù)百臺 PLC，二期工程使用得更多。 PLC的基本組成 的硬件結(jié)構(gòu) PLC 型號品種繁多 ,但實質(zhì)都是一種工業(yè)控制計算機 .與通用計算機相比 ,可編程控制器不僅具有與工業(yè)過程直接相連的接口 ,而且具有更適應于工業(yè)控制的編程語言 .可編程控制器的編程大致上主要由中央處理單元 (CPU)\存儲器 \輸入 /輸出單元 (I/O)\電源和編程器等及部分組成 .其結(jié)構(gòu)方框圖如下圖所示： (CPU) CPU 是 PLC 的核心部件 ,起 著控制和運算的作用 .它能夠執(zhí)行程序規(guī)定的各種操作 ,處理輸入信號 ,發(fā)送輸出信號等 ,PLC 的整個工作過程都是在 CPU 的統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)下進行的 . 2． 存儲器 用于存放系統(tǒng)程序監(jiān)控運行程序 \用戶程序 \邏輯及數(shù)字運算的過程變量及其他所有信息 .PLC 的存儲器可分為三類 : （ 1） 系統(tǒng)程序存儲器 .系統(tǒng)程序存儲器由 POM 或 EPROM 組成 ,用以固化系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序 ,對用戶程序作編譯處理 .系統(tǒng)程序由廠家編寫 ,它決定了 PLC的基本功能 ,用戶不能更改 . （ 2） 用戶程序存儲器 .用戶程序存儲器通常采用低功率的 CMOSRAM,由后備電 池供電 ,在斷開電源后仍能夠保存 .目前比較先進的 PLC 采用可隨時讀寫的快閃存儲器 ,可不需要后備電池 ,斷電時存儲器的內(nèi)容也不會丟失 .在 PLC的產(chǎn)品說明書中給出的 ” 內(nèi)存容量 ” 或 ” 程序容量 ” 就是指用戶程序存儲容量 . （ 3） 數(shù)據(jù)存儲器 .數(shù)據(jù)存儲器按輸入、輸出和內(nèi)部寄存器、定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器等單元的定義序號存儲數(shù)據(jù)或狀態(tài) ,不同廠家出品的 PLC 有不同的定義序號 ,在PLC 斷電時能夠保持數(shù)據(jù)存儲器區(qū)稱數(shù)據(jù)保存區(qū) . 3． 電源 電源包括系統(tǒng)電源 \備用電源及記憶電源 .PLC 大多使用 220V 交流電源 ,PLC 內(nèi)部的直流穩(wěn)壓單元 用于為 PLC 的內(nèi)部電路提供穩(wěn)定直流電壓 ,某些 PLC 還能夠?qū)ν馓峁〥C0224V的問點電壓 ,為外部傳感器供電 .PLC一般還帶有后備電池 ,為防止因外部電源發(fā)生故障而造成 PLC 內(nèi)部主要信息意外丟失 . 4 輸入 \輸出單元 輸入 /輸出單元又稱為 I/O 接口電路 ,是 PLC 與外部被控對象聯(lián)系的紐帶與橋梁 .根據(jù)輸入 /輸出信號的不同 ,I/O 接口電路有開關量和模擬量兩種 I/O 接口電路 .輸入單元用來進行輸入信號的隔離濾波及電平轉(zhuǎn)換 。通常，輸入接口電路有直流 12~24V 輸入，交流輸入，交、直流輸入三種。輸出接口電路由輸出鎖存器、電平轉(zhuǎn)換電路及輸出功率發(fā)大電路組成。根據(jù)負載需要可接交流或主流電源。一般采用三端雙向晶閘管輸出，其耐壓較高，帶負載能力強，響應時間小于 1ms。一般有以下三種： （ 1） 手編程器。手編程器適用于小型機。但其價格較昂貴，且要用專門的機房，一般適用于大、中型機。系統(tǒng)軟件主要是系統(tǒng)的管理程序和用戶 指令的解釋程序，已固化在系統(tǒng)程序存儲器中，用戶不能更改。 （ 1）梯形圖與繼電控制電路原理圖區(qū)別。 3）在繼電器控制電路中，若要改變控制功能或增減電器及觸點，就必須改變電路，即重新安裝電器和接線；而對于 PLC 梯形圖而言，改變控制功能只需要改變控制程序。 3