【正文】 可靠性能力都強(qiáng)。日本有許多 PLC 制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士等，韓國的三星（ SAMSUNG）、LG 等，這些生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品占有 80%以上的 PLC 市場份額。 在當(dāng)今的工業(yè)界，只要涉及控制的地方，都離不開 PLC這個(gè)大腦，簡單的講，可大概分為兩個(gè)領(lǐng)域： 其一為單機(jī)控制為主的一切設(shè)備自動(dòng)化領(lǐng)域，比如：包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、注塑機(jī)械、自動(dòng)焊 接設(shè)備、隧道盾構(gòu)設(shè)備、水處理設(shè)備、切割、多軸磨床、冶金行業(yè)的輥壓、連鑄機(jī)械 等 ，這些設(shè)備的所有動(dòng)作，加工都需要靠依據(jù)工藝設(shè)定在 PLC 內(nèi)的程序來指導(dǎo)執(zhí)行和完成，就如人的大腦； 其二為過程控制為主的流程自動(dòng)化行業(yè)，比如污水處理、自來水處理、樓宇控制、火電主控、輔控、水電主控、輔控、冶金行業(yè)、太陽能、水泥、石油、石化、鐵路交通 ... 也太多了。是工業(yè)控制的核心部分。 研究內(nèi)容 及計(jì)劃 研究內(nèi)容： ； ； 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目 :萬能升降臺(tái)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(hào) 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(tái)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。 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 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(tái)等。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。 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。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。 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 16 三菱 PLC 的選型 16 存儲(chǔ)器容 量的估算 25 存儲(chǔ)器容量的估算 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。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。 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(tái)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)。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(chǔ)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 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(tái)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。 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。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。 工作臺(tái)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)。 當(dāng)將縱向操作手柄扳回到中間位置時(shí)，一方面工作臺(tái)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(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 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(tái)向下或向前移動(dòng)。 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。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(chǔ)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)。 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。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 。 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。 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(hào)的干擾。 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 27 輸入信號(hào)： SB1~SB12， SQ1~SQ4， SQ6~SQ7， KV1~KV2。 該程序及 PLC 的硬接線不僅保證了原電路的工作邏輯關(guān)系，而且具有各種聯(lián)鎖措施，電氣改造的投資 較 少、工作量較小 [xii]。 左右進(jìn)給時(shí) ， SQ1 和 SQ2 被壓合，網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò) 5 中， 和 常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，其他觸點(diǎn)均處于復(fù)位狀態(tài)時(shí)， 和 得電且 得電接通 ， 電動(dòng)機(jī) M2 正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)向左或向右運(yùn)動(dòng) 。但是在電氣控制系統(tǒng)中，故障的查找與排除是非常困難的，這給生產(chǎn)與維護(hù)帶來諸多不便?？刂葡到y(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須嚴(yán)格按照系統(tǒng)分析，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)實(shí)施，系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)試的過程來進(jìn)行。 也 可以對以前所學(xué)的電機(jī)與電氣控制更系統(tǒng)更全面的復(fù)習(xí)一遍，對遺忘的知識(shí)點(diǎn)又有了更深一層的認(rèn)識(shí) ,經(jīng)過幾周的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有袁成榮導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細(xì)心地糾正設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。在設(shè)計(jì)過程中，要邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐，遇到新的問題就不斷探索和努力，即可使問題得到解決?；谶@些問題，本文提出了利用三菱 PLC 和西門子對 X62W 型臥式萬能銑床的繼電接觸式電控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造的方案 。 網(wǎng)絡(luò) 10 和網(wǎng)絡(luò) 11 分別表示照明控制和冷卻泵控制。 的輸出信號(hào)使主軸電動(dòng)機(jī) M1 啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 S7200 PLC 的 CPU 模塊按 I/O 點(diǎn)數(shù)多少不同而有五種不同結(jié)構(gòu)配置的品種 ， 即 CPU22 CPU22 CPU22 CPU224XP 和 CPU226。 綜上，鑒于西門子 S7200 系列的強(qiáng)大功能使得其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 10～ 15 倍，加上模擬 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100 倍，以此南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 26 數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（ 16 位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。 2． PLC 應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開關(guān)柜內(nèi)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產(chǎn)品特點(diǎn)，對輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。 冷卻泵電動(dòng)機(jī)及照明電路的控制 為 防止銑切加工時(shí)過熱，在銑床工作時(shí)，可以啟動(dòng)冷卻泵電動(dòng)機(jī) M3，提供冷卻液。 當(dāng)將十字手柄扳向上或向后時(shí)，壓下行程開關(guān) SQ4， SQ41 常開觸點(diǎn)閉合，接觸器 KM4 得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 通電反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)向上或向后運(yùn)動(dòng)。 為避免工作臺(tái)左、右移動(dòng)越過極限進(jìn)給位置發(fā)生事故，在工作臺(tái)的左、右兩端各有一塊擋鐵，當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)到極限位置時(shí)，擋鐵撞向縱向操作手柄 ，使手柄回到中間位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車。 接觸器 KM KM4 使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，用來改變工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向。 主軸變速可在主軸不轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行，也可在主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行。 圖 43 主軸電機(jī)控制線路 KM1 是主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)接觸器，需要啟動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)時(shí)，先將轉(zhuǎn)換開關(guān) SA4扳到主軸電動(dòng)機(jī)所需的旋轉(zhuǎn)方向；然后按下啟動(dòng)按鈕 SB1 或 SB2，接觸器 KM1得電且自鎖，電動(dòng)機(jī) M1 拖動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)；速度繼電器 KV 動(dòng)作， KV1 或 KV2中的一對常開觸點(diǎn)閉合，為主軸電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)作好準(zhǔn)備。 圖 41 X62W萬能銑床的電氣原理圖主電路圖 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢