【正文】 接地系統(tǒng)引入的干擾(1)控制系統(tǒng)與電網(wǎng)的接地方式。(2)控制系統(tǒng)的一般接地方式。(2)抑制輸出信號干擾的措施。 軟件抗干擾措施數(shù)字濾波對于較低信噪比的模擬量信號,常因現(xiàn)場瞬時干擾而產(chǎn)生較大波動,若僅用瞬時采樣植進行控制計算會產(chǎn)生較大誤差,為此可采用數(shù)字濾波方法。若延時后,信號仍不消失,再執(zhí)行相應(yīng)動作。調(diào)試手段由淺人深，有效避免了問題的發(fā)生，并與設(shè)備制造工期相配合，具有調(diào)試時間短、調(diào)試成本低的特點。為提高系統(tǒng)運行的可靠性,使ＰＬＣ在信號出錯情況下能及時發(fā)現(xiàn)錯誤,并能排除錯誤的影響繼續(xù)工作,在程序編制中可采用軟件容錯技術(shù)。3）集成電路或晶體管設(shè)備的輸入輸出信號線,必須使用屏蔽電纜。當控制器輸入直流信號時,在其輸入兩端并接續(xù)流二極管ＶＤ。但因系統(tǒng)浮地,機殼容易積累靜電,操作不太安全,這樣可采用機殼共地和電路浮地的方式,這種接地方式是上兩種方式的折衷?？刂破骱停?Ｏ系統(tǒng)分別由各自的隔離變壓器供電,并與主電源分開,這樣當輸入輸出供電斷電不會影響控制器的供電,各個變壓器的次級繞組的屏蔽層接點應(yīng)分別接入各繞組電路的地。（銑床PLC控制梯形圖及指令程序表見附錄）第6章 控制面板的設(shè)計控制面板是實現(xiàn)銑床手動操作的基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)計的要求和銑床運行的要求，經(jīng)分析銑床操作面板主要有以下幾個按鈕組成：銑床主軸電機的啟動及停止（SB0～SB3），進給運動的快慢轉(zhuǎn)換（SB5～SB6），器開始運行時按下“負載電源”按鈕，使KM線圈得電并自鎖，KM主觸點接及自動調(diào)整開關(guān)（SB4），為了保證在緊急情況下（包括可編程序控制器發(fā)生故障時）能可靠的地缺斷可編程序控制器的負載電源，設(shè)置了交流接觸器KM（見圖）在可編程序控制通，給外部負載提供交流電源，出現(xiàn)緊急情況時用“緊急剎車”按鈕斷開負載電源。其系統(tǒng)程序的示意框圖如圖7所示： 圖7系統(tǒng)程序示意框圖 控制系統(tǒng)的公共程序公用程序用于自動程序和手動程序相互切換的處理，當系統(tǒng)處于手動工作方式時，必須將除初始步以外的各步對應(yīng)的輔助繼電器復(fù)位，同時將表示連續(xù)工作的繼電器復(fù)位，否則當系統(tǒng)從自動工作方式切換到手動工作方式，然后又返回自動工作方式時，可能會出現(xiàn)同時有兩個活動步的異常情況，引起錯誤的動作。對電動機M2的具體控制要求是：M2的啟動控制：快速進給控制和過載、短路保護。3）、保護多臺電機時，則應(yīng)按下式計算 Ifu≥（~）INmax+∑IN （）式中，INmax為容量最大的一臺電機的額定電流；∑IN為其余電動機的額定電流的總和。熔斷器的容體與被保護的電路串聯(lián)，當電路正常工作時，容體允許通過一定大小的電流而不熔斷。JZ7系列，適用于交流電壓550V，電流5A以下的控制電路。選用熱繼電器主要應(yīng)考慮的因素有：額定電流或熱元件的整定電流要求均應(yīng)大于被保護電路或設(shè)備的正常工作電流。機床中應(yīng)用最多的是交流接觸器。行程開關(guān)的額定電壓：交流500V、直流440V，額定電流5A。它也可以起停5KW以下的異步電動機，但每小時的接通次數(shù)不宜超過15～20次，～。一般性的按鈕可選用LA1822型，其中常開常閉觸頭各兩個；緊急按鈕可選用LA1822J型；當按鈕作為選擇開關(guān)時可選用帶指示燈的按鈕，可選用LA1911B/D。電動機M3拖動冷卻泵，在銑削加工時提供切削液。 進給運動電動機容量的確定機床進給運動的功率也是由有效功率和功率損失兩部分組成的。以此為依據(jù)，我選用三菱公司的FX2N系列可編程序控制器。對于大、中規(guī)模的可編程序控制器，往往用于工藝比較復(fù)雜且多變的場合，程序改變較多，因此一般都使用CMOS RAM存儲器，且有后備電池，以便關(guān)機時存儲信息。整個系統(tǒng)的響應(yīng)速度還與輸入輸出有關(guān)，因為任何輸入輸出模板都有一定的時間滯后。對于模擬量控制的系統(tǒng)，特別是具有較多閉環(huán)控制的系統(tǒng)則必須考慮可編程序控制器的響應(yīng)速度。 I/O點數(shù)的確定I/O點數(shù)是可編程序控制器的一個簡單明了的性能參數(shù)，也是應(yīng)用計算機賽最直接的參數(shù)。實際上I/O點數(shù)，響應(yīng)速度和軟件功能都屬于CPU的能力，后面分點提出，這里只說明除此之外的CPU能力。在實際中適用于工程應(yīng)用的可編程序控制器種類繁多，性能各異，可編程序控制器PLC的選用在應(yīng)用設(shè)計的開始即可根據(jù)工藝提供的資料及控制要求等預(yù)先進行。圖2銑床工作流程圖 圖3 PLC控制系統(tǒng)圖第4章 硬件設(shè)計PLC工作可靠，抗干擾能力強，各功能模塊配套方便，可減少大量的繼電器，實現(xiàn)傳統(tǒng)繼電器控制難以實現(xiàn)的復(fù)雜控制，可充分利用PLC軟件，使電器控制嚴格執(zhí)行互鎖，對許多涉及安全問題或比較重要的互鎖不易采用軟件互鎖而應(yīng)盡量采用硬件互鎖，提高系統(tǒng)的可靠性。以此選擇PLC框架個數(shù)和I/O模塊數(shù)量；（3）控制系統(tǒng)的工藝流程，復(fù)雜程度?？删幊炭刂破髋c計算機通信的形式有多種多樣，如(1)PC/PPI網(wǎng)絡(luò)，利用西門子公司的PC/PPI電纜，將S7－200系列PLC與裝有STEP 7 Micro/WIN軟件的計算機連接起來，可方便地組成PC/PPI網(wǎng)絡(luò)。由于設(shè)計者的水平和設(shè)計要求等其他的原因，在此設(shè)計中并為牽涉PLC為計算機通信，只在此稍作敘述。AB公司的1771CFM可組態(tài)流量計模塊，可用于電力管理、自動化、食品飲料和石油與天然氣中各種流量的測試和控制。PC在執(zhí)行用戶程序的同時,更新輸出緩沖區(qū)的內(nèi)容。完成和外界通訊后,PC即開始掃描各輸入點,讀入各點的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并把這些數(shù)據(jù)按順序?qū)懭氲酱鎯ζ鞯臓顟B(tài)表中,供執(zhí)行用戶程序時使用。（1）自診斷階段。輸入、輸出部分是PC與被控設(shè)備連接起來的部件。實現(xiàn)一定功能的若干條指令組成一個程序,根據(jù)程序作用的不同,可編程序控制器的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器兩種。采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標準和一系列的事實上的標準。5)發(fā)展新的編程語言，增加容錯功能 改善和發(fā)展新的編程語言、高性能的外部設(shè)備和圖形監(jiān)控技術(shù)構(gòu)成的人/機對話技術(shù)，除梯形圖、流程圖、專用語言指令外，還增加了BASIC語言的編程功能和容錯功能。它們的CPU與PLC的主CPU并行工作，占用主機CPU的時間很少，有利于提高PLC的掃描速度。目前PLC與PLC的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的。4)數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代的PLC具有數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)傳遞、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。2)運動控制 PLC可用于對直線運動或圓周運動的控制。▼在編程語言上，文本化和圖形化的語言多樣性，創(chuàng)造了更具表達控制要求、文字處理、通信能力的編程環(huán)境。1995年后形成了大型PLC以歐美為主、中型PLC歐美和日本平分秋色、小型PLC則以日本為主、Siemens也步步緊逼的格局。此外自診斷功能及容錯技術(shù)發(fā)展迅速，使PLC系統(tǒng)的可靠性得到了進一步提高。在這個時期，PLC從有觸點不可編程的硬接線順序控制器發(fā)展成為小型機的無觸點可編程邏輯控制器，可靠性比以往的繼電器控制系統(tǒng)有較大提高，靈活性也有所增強。 PLC發(fā)展過程1968年，美國通用汽車公司(GM)為適應(yīng)汽車型號的不斷翻新，想尋找一種能減少重新設(shè)計控制系統(tǒng)和接線、降低成本、縮短時間的措施，并設(shè)想把計算機功能的完備、靈活通用和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，制成一種通用控制裝置，并把計算機的編程方法和程序輸入方式加以簡化，用面向控制過程、面向用戶的“自然語言”編程，使不熟悉計算機的人也能方便地使用。 、1450r/min的主電動機驅(qū)動，主軸旋轉(zhuǎn)方向的改變由主電動機正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。經(jīng)過九五自動車床和加工中心包括自動銑床的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地的形成，所生產(chǎn)的中檔普及型自動銑床的功能性能和可靠性方面已具有較強的市場競爭力。節(jié)省大量的繼電器元件,使機床的工作效率更高。 6月1日6 月14日 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）。 包括：總體方案的確定；PLC的選擇； 各模塊電路的設(shè)計；軟件設(shè)計；編寫設(shè)計說明書等。并完成控制軟件設(shè)計。5月21日5月30日 完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計。PLC控制的特點使原機床控制大大的簡單化,并且維修方便,易于檢查。 自動銑床的發(fā)展及現(xiàn)狀從上世紀80 年代起銑床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏但對自動控制技術(shù)和自動銑床床一直給予較大的關(guān)注。 傳動機構(gòu)主要由主軸傳動系統(tǒng)和進給傳動系統(tǒng)構(gòu)成。老式的繼電器控制系統(tǒng)已無法滿足這一要求，迫使人們?nèi)ふ乙环N新的控制裝置取而代之。1969—1973年是PLC的初創(chuàng)時期。在結(jié)構(gòu)上，PLC除了采用微處理器及EPROM，EEPROM，CMCSRAM等LSI電路外，還向多微處理器發(fā)展，使PLC的功能和處理速度大大提高；PLC的功能又增加了浮點運算、平方、三角函數(shù)、相關(guān)數(shù)、查表、列表、脈寬調(diào)制變換等，初步形成了分布式可編程控制器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有通訊功能和遠程I/O處理能力，編程語言較規(guī)范和標準化。1990年以后，Siemens、Allen Bradley以及其它知名品牌開始大舉進入中國市場，占據(jù)中、大型的PLC的較大份額。 PLC的現(xiàn)狀隨著PLC的國際標準IEC611313的正式頒布，推動了PLC在技術(shù)上發(fā)動新的突破：▼在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上，從傳統(tǒng)的單機向多CPU和分布式及遠程控制系統(tǒng)發(fā)展。例如：機床電氣控制，汽車配裝線、電視機和收音機的生產(chǎn)線控制等。PLC的模擬量控制功能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于塑料擠壓成型機、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設(shè)備，還廣泛地應(yīng)用于輕工、化工、機械、冶金、電力和建材等行業(yè)。PLC和計算機具有接口，用雙絞線、同軸電纜或光纜將其聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。2)開發(fā)各種智能模塊，增強過程控制功能 智能I/O模塊是以微處理器為基礎(chǔ)的功能部件。4)通訊聯(lián)網(wǎng)功能不斷增強 PLC的通訊聯(lián)網(wǎng)功能使PLC與PLC之間，PLC與計算機之間交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口等。存儲器是可編程序控制器的重要組成部分,有了它可編程序控制器才能有記憶功能,才能預(yù)先把待解決問題的一步步操作,用命令的形式——即一條條指令保存起來。另外CPU還對其內(nèi)部工作進行自動檢測,并協(xié)調(diào)PC各部分工作,如有差錯,它立即停止運行。為了提高運行的穩(wěn)定性和可靠性,并及時接收外來的控制命令,PC(在每次掃描期間,還進行故障自診斷和處理與編程器的通訊,其工作主要分以下五個階段。（3）讀入現(xiàn)場信號階段。（5）輸出控制信號階段。（2）閉環(huán)過程控制早期的PLC只具有簡單的邏輯控制功能，現(xiàn)代的PLC功能日益強大，大型PLC都具有模擬量控制單元，具有用于過程控制的各種專用模塊或子程序（如PID控制模塊等）。 可編程序控制器與計算機之間的通信確定了PLC的型號，還要考慮到PLC為計算機通信的問題。為了適應(yīng)聯(lián)網(wǎng)，幾乎所有地PLC都開發(fā)了與計算機通信的接口，例如S7－200系列PLC上都配備有專用于RS－485通信的標準插座。在本設(shè)計中的銑床控制系統(tǒng)的設(shè)計中應(yīng)考慮的因素有：（1）系統(tǒng)組成方案與網(wǎng)絡(luò)通信方式；（2）系統(tǒng)總的I/O點數(shù)。銑床工作流程見圖2，PLC控制系統(tǒng)框圖見圖3。 可編程序控制器PLC的選型從以上PLC的出現(xiàn)到PLC的發(fā)展過程，以及其自身的特點和與繼電器控制邏輯的比較，都充分體現(xiàn)了PLC控制系統(tǒng)代替繼電器控制的必然。 CPU的能力CPU的能力是可編程序控制器最重要的性能指標，也是機械選擇時首要考慮的問題。總之，CPU的能力是一種綜合的性能指標，而且要根據(jù)實際需要進行選擇，以滿足工作應(yīng)用的要求。 響應(yīng)速度對于數(shù)字量控制為主的工程應(yīng)用項目，可編程序控制器的響應(yīng)速度都可滿足實際需要，不必給以特殊的考慮。在有個特殊響應(yīng)速度要求的情況下，還要考慮系統(tǒng)中斷處理和直接控制I/O功能，這些功能可以隨時處理，而不變掃描周期的限制，當然這些功能都是有一定的具體要求的，有的也與系統(tǒng)硬件配置有關(guān)。作為單機小規(guī)模控制使用的場合，由于工藝簡單、程序固定，多數(shù)使用EPROM存儲器或EPROM+RAM存儲器。總之，在選擇系統(tǒng)機型時要依據(jù)前面所述的根據(jù)，按照可編程序控制器本身的性能指標對號入座，選擇合適的系統(tǒng)。主軸電動機M1，空載時直接啟動，為滿足順銑和逆銑工作方式的要求，能夠正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，為提高生產(chǎn)率，采用電磁制動器進行停車制動，同時從安全和操作方便考慮，換刀時主軸也處于制動狀態(tài)。從設(shè)備的安全考慮，各進給運動之間必須聯(lián)鎖，并由手柄操作機械離和選擇進給運動的方向。按鈕在系統(tǒng)中有啟動﹑停止﹑復(fù)位﹑清零﹑選擇等作用。 組合開關(guān)組合開關(guān)主要是作為電源引入開關(guān)，所以也稱為電源隔離開關(guān)。機床常用行程開關(guān)有LXLX1JKXK1及LXW1JLXK111型等系列產(chǎn)品。表2 JLXK1系列行程開關(guān)結(jié)構(gòu)特征與技術(shù)參數(shù)基本型號傳動結(jié)構(gòu)及復(fù)位方式動作力(kg)觸頭對數(shù)JLXK1111單輪防護式 能自動復(fù)位大于1動和動斷JLXK1111M單輪密封式 能自動復(fù)位 1 1JLXK1211雙輪防護式 非自動復(fù)位額定電壓(V)JLXK1211M雙輪密封式 非自動復(fù)位交流直流JLXK1311直動防護式 能自動復(fù)位大于2500440JLXK1311M直動密封式 能自動復(fù)位額定電流(A)JLXK1411直動滾輪防護式 能自動復(fù)位大于2 5JLXK1411M直動滾輪密封式 能自動復(fù)操作頻率1200次/h 接觸器接觸器分為直流、交流兩種。因此，凡電機長期運行時，都需要對其過載提供保護裝置。在機床上常用的中間繼電器型號有JZ7系列、JZ8系列兩種。在使用時，熔斷