【正文】 ，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。（5）減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計及施工的工作量由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計安裝接線工作量大為減少。既可控制一臺生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個生產(chǎn)過程。e對程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備——停電后，利用后備電池供電，有關(guān)狀態(tài)及信息就不會丟失。3）軟件措施： 有極強(qiáng)的自檢及保護(hù)功能。為此，各PLC的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施，使PLC除了本身具有較強(qiáng)的自診斷能力，能及時給出出錯信息，停止運行等待修復(fù)外，還使PLC具有了很強(qiáng)的抗干擾能力。 PLC的特點 為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝置相比較，PLC機(jī)有以下特點：（1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 工業(yè)生產(chǎn)對控制設(shè)備的可靠性要求：平均故障間隔時間長；故障修復(fù)時間（平均修復(fù)時間）短。（3）近期的PLC（80年代中、后期至今） 進(jìn)入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。因此，早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點包括簡單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指示，能重復(fù)使用等。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。除以上幾類外，還有研磨機(jī)、坐標(biāo)磨床和鋼坯磨床等多種類型。不過外圓磨床的自動化程度較低，只適用于中小批單件生產(chǎn)和修配工作。隨著近代工業(yè)特別是汽車工業(yè)的發(fā)展，各種不同類型的磨床相繼問世。 正在精磨軋輥的大型磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。 planet innerround grinder 目 錄1 引言 1 論文選題的目的和意義 1 有關(guān)磨床的歷史、現(xiàn)狀和前沿發(fā)展情況 1 行星內(nèi)圓磨床的工作原理 2 本課題研究的主要思路 3 本課題研究的主要內(nèi)容 32 PLC及變頻器在工業(yè)中的應(yīng)用 4 PLC的發(fā)展和特點 4 變頻調(diào)速的發(fā)展和特點 10 變頻調(diào)速原理 11 變頻器的運行功能 1顯示和預(yù)置 123 行星內(nèi)圓磨床的硬件設(shè)計 18 18 19 22 電路設(shè)計 244 行星內(nèi)圓磨床的軟件設(shè)計 27 27 自動循環(huán)功能的實現(xiàn) 295 PLC及變頻器的調(diào)試 37 PLC的調(diào)試 37 38結(jié)論 40致謝 41參考文獻(xiàn) 421 引言 論文選題的目的和意義 傳統(tǒng)的行星內(nèi)圓磨床電氣控制采用繼電器邏輯控制，有故障率較高，自動化水平低，精度差等缺點。采用變頻控制功能以提高行星內(nèi)圓磨床的精度。照此方式設(shè)計出的行星內(nèi)圓磨床系統(tǒng)提高了行星內(nèi)圓磨床的精度及自動化水平，從而提高了生產(chǎn)效率，保證了加工精度。故本論文設(shè)計出的行星內(nèi)圓磨床系統(tǒng)采用可編程序控制器PLC取代原系統(tǒng)的全部邏輯控制。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能進(jìn)行高效率的磨削，如強(qiáng)力磨削等。例如20世紀(jì)初，先后研制出加工氣缸體的行星內(nèi)圓磨床、曲軸磨床、凸輪軸磨床和帶電磁吸盤的活塞環(huán)磨床等。 內(nèi)圓磨床的砂輪主軸轉(zhuǎn)速很高，可磨削圓柱、圓錐形內(nèi)孔表面。 行星內(nèi)圓磨床的工作原理行星內(nèi)圓磨床磨削時，工件固定不轉(zhuǎn)，砂輪除了繞其自身軸線高速旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動外，同時還繞著被磨內(nèi)孔的軸線作公轉(zhuǎn)運動，即圓周進(jìn)給運動。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。其中PLC特有的編程語言—梯形圖一直沿用至今。而且，為了進(jìn)一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。 1) 任何電子設(shè)備產(chǎn)生的故障，通常為兩種： 偶發(fā)性故障。 2）硬件措施： 主要模塊均采用大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路，大量開關(guān)動作由無觸點的電子存儲器完成，I/O系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護(hù)和信號調(diào)理電路。a故障檢測——軟件定期地檢測外界環(huán)境，如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過低及強(qiáng)干擾信號等。 PLC的出廠試驗項目中，有一項就是抗干擾試驗。（4）編程簡單，容易掌握目前，大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。同時，PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場的調(diào)試工作量。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 （4）過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 變頻調(diào)速的發(fā)展和特點上世紀(jì)50年代末，由于晶閘管（SCR）的研究成功，電力電子器件開始運用于工業(yè)生產(chǎn)，可控整流直流調(diào)速便成了調(diào)速系統(tǒng)中的主力軍。除日本外，歐美等發(fā)達(dá)國家目前已形成了較完整的變頻器技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系。編碼器和現(xiàn)場總線接口可根據(jù)需要選用，可用PC機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。(2) 預(yù)置頻率通過程序預(yù)置的方法預(yù)置給定頻率。（3） 點動頻率 生產(chǎn)機(jī)械在調(diào)試過程中，以及每次新的加工過程開始前，常常需要“點一點、動一動”，以便調(diào)整各部位的運轉(zhuǎn)狀況。c 變頻器自身工作的不正常，如逆變橋中同一橋臂的兩個逆變器件在不斷交替導(dǎo)通的工作過程中出現(xiàn)異常。所以，對變頻器過電流的處理原則是，盡量不跳閘，為此而配置了防止跳閘的自處理功能(也稱防止失速功能)。c 在SPWM調(diào)制方式中，電路是以系列脈沖的方式進(jìn)行工作的。3）欠電壓保護(hù)產(chǎn)生欠電壓的原因a 電源方面b 電源電壓過低。b 欠電壓的另一個后果是電動機(jī)的電流增大，而變頻器又具有完善的過載保護(hù)功能。停電后，一般可繼續(xù)工作達(dá)數(shù)十秒之久。2) 突然停電的后果a 當(dāng)逆變器件是GTR時，主要矛盾是驅(qū)動電路的電源電壓及所提供的基極電流下降得較快，將可能使GTR因進(jìn)入放大狀態(tài)而迅速燒壞。不同變頻器能夠顯示的內(nèi)容不盡一致，顯示內(nèi)容的切換方法也很不相同。3）數(shù)據(jù)碼表示各種功能所需設(shè)定的數(shù)據(jù)或代碼。其中主軸運行、主軸箱升降運動以及工作臺前進(jìn)、后退運行都采用了這種控制方式。（1）預(yù)置循環(huán)數(shù) 機(jī)床電氣控制部分設(shè)置了一個預(yù)置循環(huán)數(shù)按鈕，在可編程序控制器PLC的內(nèi)部啟用了一個計數(shù)器。目前，可編程序控制器PLC的種類繁多，如美國的AB,德國的西門子、日本的OMROM及三菱等等，通過市場調(diào)研，從中選出性能價格比高的三菱FXIN系列的PLC。Y14, Y15與外部的可逆計器相連。R、S ——控制回路電源。B、 C ——異常輸出。 變頻器與PLC的配合使用可編程序控制器PLC的輸出點Y10(工作臺前進(jìn))、Y11(工作臺后退)、Y12(工作臺點動)COM4(公共端)分別接于變頻調(diào)速器的STF, STR, JOG和SD端，實現(xiàn)變頻器與PLC的配合使用。 電控系統(tǒng)主電路圖 控制電路圖在控制電路的設(shè)計中為了保護(hù)PLC設(shè)備，PLC輸出端口并不是直接和交流接觸器連接，而是在PLC輸出端口和交流接觸器之間引入中間繼電器，通過中間繼電器控制接觸器線圈的得電/失電，進(jìn)而控制電機(jī)的動作。微動功能就是在這種技術(shù)要求下產(chǎn)生的。X17為主軸箱下降點動輸入點，其動作原理與X16相同。 預(yù)置循環(huán)數(shù)梯形圖程序說明:M1為自動模式有效，此時按下循環(huán)預(yù)置數(shù)按鈕SB8即接通X10,其上升沿觸發(fā)M50,M52閉合自鎖，M57有效，PLC輸出繼電器Y14動作，100ms后，T21動作，驅(qū)動M58有效，PLC輸出繼電器Y15動作。PLC自動循環(huán)程序的總體說明:根據(jù)磨床的工作特點，砂輪必須首先起動即置位Y0,X 7為自動模式選擇，Y0, X7同時有效時，驅(qū)動Ml. M1置位為自動循環(huán)起動條件之一。 自動循環(huán)啟動梯形圖程序說明:根據(jù)磨床的工作特點，砂輪必須首先起動即置位Y0, X7為自動模式選擇，Y0, X7同時有效時，驅(qū)動Ml. M1置位為自動循環(huán)起動條件之一。 自動循環(huán)結(jié)束梯形圖程序說明:到達(dá)預(yù)定循環(huán)數(shù)后，M40動作，M41閉合自鎖，在自動模式M自動循環(huán)M90有效的前提條件下，M27動作驅(qū)動Y10, Y11使工作臺向前或向后運動停止，500ms后，時間繼電器T1了作，驅(qū)動M28及Y1停止主軸電機(jī)。完成了以上調(diào)試，繼而可進(jìn)行手動動作及手動控制邏輯關(guān)系調(diào)試。（6）自動工作。一般講，這個過程是比較長的。1）熟悉鍵盤，即了解鍵盤上各鍵的功能，進(jìn)行試操作，并觀察顯示的變化情況等。試驗步驟如下:1）先將頻率設(shè)置于0，合上電源后，微微增大工作頻率，觀察電動機(jī)的起轉(zhuǎn)情況，以及旋轉(zhuǎn)方向是否正確。如因起動電流過大而跳閘，則應(yīng)適當(dāng)延長升速時間。 致 謝本課題是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的，期間得到了多方面的幫助和支持，我的很多同學(xué)和院里的老師對我的論文提出了很多寶貴的意見，正是因為有了他們無私的幫助和支持我的論文才能完成得更快更好。在此，我向他們表示最衷心的感謝!參考文獻(xiàn)[1] 朱志紅,陳蔡濤．基于ARM的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)方案研究與應(yīng)用[M].制造業(yè)自動化．2002. [2] 任玉田,[M].北京：.[3] 王愛玲,張吉堂,[M].北京:.[4] Critial Review of sensors for Unmanned .[J] 2003.[5] David . Programmable Controllers for Factory Dekker.[J]2001.[6] Ayres R U. Computer integrated manufacturing. Chapman amp。a 停機(jī)過程中是否出現(xiàn)因過電壓或過電流而跳閘，如有，則應(yīng)適當(dāng)延長降速時間。2）將頻率上升至額定頻率，讓電動機(jī)運行一段時間。3）進(jìn)行功能預(yù)置。有的PLC，它的PID參數(shù)可通過自整定獲得。要多觀察幾個工作循環(huán)，以確保系統(tǒng)能正確無誤地連續(xù)工作。如有問題，立即解決。必要時，還可用標(biāo)準(zhǔn)儀器檢查輸入輸出的精度。5 PLC及變頻器的調(diào)試 PLC的調(diào)試（1）要查接線、核對地址。工作臺起始位置使限位開關(guān)S接通，此時X20, X21必有一個處于接通狀態(tài)，它們的接通使其相對應(yīng)的中間繼電器M20, M21接通，最終使M22接通，再次驅(qū)動Y0發(fā)出啟動砂輪的命令。X10點動輸入時，其預(yù)置數(shù)加一。如果按下循環(huán)預(yù)置數(shù)按鈕SB8的時間超過2s，則T24動作，觸發(fā)M57, PLC輸出繼電器Y14動作,100ms后，T21動作，驅(qū)動M58有效，PLC輸出繼電器Y15動作。它采用單片機(jī)程序控制，數(shù)碼開關(guān)設(shè)定，高速LED顯示，計數(shù)信號光電隔離，具有抗干擾能力強(qiáng)，計數(shù)準(zhǔn)確，計數(shù)范圍09999。具體地說，就是在PLC輸入點的點動按鈕接通時，PLC相應(yīng)的輸出點作一次為時一秒的輸出。 電控系統(tǒng)控制電路4 行星內(nèi)圓磨床的軟件設(shè)計行星內(nèi)圓磨床電氣控制系統(tǒng)中PLC的軟件設(shè)計是配合其硬件設(shè)