【正文】 設(shè)計(jì)……………………………………………………………………28 銑床電力拖動(dòng)和控制要求 ………………………………………………28 輸入/輸出地址分配……………………………………………………28 控制系統(tǒng)的公共程序 ……………………………………………………29 銑床運(yùn)行的自動(dòng)程序 ……………………………………………………30第6章 控制面板的設(shè)計(jì)……………………………………………………………31第7章 PLC系統(tǒng)的抗干擾措施……………………………………………………32 硬件抗干擾措施 …………………………………………………………32 抑制電源系統(tǒng)引入的干擾 ………………………………………32 抑制接地系統(tǒng)引入的干擾 ………………………………………32 抑制輸出輸入電路引入的干擾 …………………………………33 ………………………………………33 軟件抗干擾措施 …………………………………………………………33第8章 PLC系統(tǒng)的程序調(diào)試………………………………………………………35第9章 銑床常見故障分析及處理…………………………………………………38結(jié)束語 ………………………………………………………………………………41致謝 …………………………………………………………………………………42參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………43附錄A 梯形圖………………………………………………………………………44附錄B 程序清單……………………………………………………………………45附錄C PLC外部接線圖 …………………………………………………………48附錄D 電動(dòng)機(jī)組啟動(dòng)接線圖………………………………………………………49歡迎下載計(jì)算機(jī)/單片/機(jī)械范文網(wǎng)()文檔. 今日已上傳64份范文 站長(zhǎng): 844511071自動(dòng)銑床PLC控制系統(tǒng)摘 要：本篇文章介紹了自動(dòng)銑床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并且敘述了銑床運(yùn)行的基本原理、PLC的基本原理、PLC的工程設(shè)計(jì)步驟。自動(dòng)銑床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)很傳統(tǒng)的課題，現(xiàn)在隨著各種先進(jìn)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，銑床控制的設(shè)計(jì)方案也越來越先進(jìn)，越來越趨于完美，各種參考文獻(xiàn)也數(shù)不勝數(shù)。表1以中擋銑床為例列出國內(nèi)外先進(jìn)產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)，由此可以看到效率精度和可靠性等方面均有明顯差。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，取代各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程的繼電器控制系統(tǒng)。1973—1974年，西德和法國也相繼研制出了自己的第1臺(tái)PLC。PLC除了原有功能外，又增加了數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)的傳遞和比較、模擬量的處理和控制等功能，可靠性進(jìn)一步提高，開始具備自診斷功能。遺憾的是，花了很大一筆外匯的這個(gè)項(xiàng)目并不曾形成良性的有后續(xù)的發(fā)展。近年來環(huán)保工業(yè)也有廣泛應(yīng)用，發(fā)展勢(shì)頭很猛；在國內(nèi)有一支龐大的PLC銷售、服務(wù)、應(yīng)用、系統(tǒng)集成隊(duì)伍，遍布全國大部分地區(qū)。PLC的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，可歸納為如下幾個(gè)方面。例如：金屬切削機(jī)床、金屬成型機(jī)械、配裝機(jī)械、機(jī)器人和電梯等。現(xiàn)在許多機(jī)器人制造公司，選用PLC作為機(jī)器人控制器來控制各種機(jī)械動(dòng)作。例如：美國GE公司推出的Genettwo工廠全自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，還具有數(shù)值運(yùn)算、模擬量控制、監(jiān)控、計(jì)算機(jī)接口、數(shù)據(jù)傳遞等功能，而且還能進(jìn)行中斷控制、智能控制、過程控制、遠(yuǎn)程控制等。3)與個(gè)人計(jì)算機(jī)相結(jié)合 目前，個(gè)人計(jì)算機(jī)主要用作PLC的編程器、操作站或人/機(jī)接口終端，其發(fā)展是使PLC具備計(jì)算機(jī)的功能。這些問題都成了制約傳統(tǒng)PLC發(fā)展的因素，工控領(lǐng)域的研究人員也一直在尋求解決這些問題的途徑。送入存儲(chǔ)器中的程序內(nèi)容就相當(dāng)于繼電——接觸器控制的各種線圈、觸點(diǎn)和接線,這種存儲(chǔ)程序的控制,當(dāng)需要改變控制要求時(shí),只要改變程序,而不用改變接線。用戶控制程序是根據(jù)生產(chǎn)過程和工藝要求編制的,可以通過編程器修改或增刪。PC需要用編程器輸入、檢查、修改、調(diào)試用戶程序,也用以監(jiān)視PC的工作情況。若自診斷正常,則繼續(xù)向下掃描。在無中斷和跳轉(zhuǎn)控制的前提下,按存儲(chǔ)器地址遞增的方向依次執(zhí)行(掃描)用戶程序。由于PC,采用了反復(fù)掃描的工作方式,使之與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器需要反復(fù)執(zhí)行一系列操作的工作方式相似。（4）機(jī)器人控制隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的形成，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，機(jī)器人的控制同樣可用PLC來實(shí)現(xiàn)，如美國JEEP公司焊接自動(dòng)生產(chǎn)線上使用的29個(gè)機(jī)器人，每臺(tái)都用一個(gè)PLC控制?？删幊绦蚩刂破髋c計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)時(shí)，計(jì)算機(jī)通常僅用于編程，修改參數(shù)，系統(tǒng)管理方面，而不直接參與控制過程，而可編程序控制器在第一線脫機(jī)運(yùn)行，即使計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，也不會(huì)影響生產(chǎn)過程的正常運(yùn)行。（4）DP網(wǎng)絡(luò)。由存儲(chǔ)器容量、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)和模塊類型、運(yùn)算功能和運(yùn)算速度等因素選擇合適的PLC機(jī)型；（6）根據(jù)輸入信號(hào)和輸出控制設(shè)備類型，選擇合適的I/O模塊；（7）按照模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序；硬件設(shè)計(jì)分析控制要求軟件設(shè)計(jì)確定I/O設(shè)備選擇PLC分配I/O點(diǎn)數(shù)繪制流程圖I/O接線圖的設(shè)計(jì)控制面板的設(shè)計(jì)主電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)梯形圖繪制程序指令表輸入程序并檢測(cè)調(diào)試試試選擇外部設(shè)備在保證系統(tǒng)性能和可靠性的前提下，組成性能價(jià)格比高的控制系統(tǒng)。免PLC主機(jī)直接受到震動(dòng)或撞擊，遠(yuǎn)離震動(dòng)、沖擊源。因此較復(fù)雜，要求較高的系統(tǒng)一般采用模塊式可編程序控制器。中間標(biāo)志的多少和類型對(duì)系統(tǒng)的使用性能具有一定關(guān)系，如果構(gòu)成的系統(tǒng)龐大，控制功能復(fù)雜，就需要較多的中間標(biāo)志。遠(yuǎn)程I/O的考慮，對(duì)于較大的控制系統(tǒng)，控制對(duì)象較為分散，一般都要采用遠(yuǎn)程I/O，在選擇機(jī)型時(shí)，要注意可編程序控制器是否具有遠(yuǎn)程I/O的能力和能驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I/O點(diǎn)數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中要注意邏輯處理指令和字處理主令所需時(shí)間是不同的，有的產(chǎn)品中給出每條指令的處理時(shí)間。由于本人編程水平有限，在考慮存儲(chǔ)器的容量時(shí)，多留了一些裕量。在機(jī)型選擇時(shí)，從指令系統(tǒng)方向應(yīng)注意下述內(nèi)容：指令系統(tǒng)的總語句數(shù)，這一點(diǎn)反映了整個(gè)指令所包括的全部功能；指令系統(tǒng)的種類，主要應(yīng)包括邏輯指令，運(yùn)算指令和控制指令，具體的要求則與實(shí)際要完成的控制功能有關(guān)；指令系統(tǒng)的表達(dá)方式，指令系統(tǒng)的表達(dá)方式有多種；應(yīng)用軟件的程序結(jié)構(gòu)圖，程序結(jié)構(gòu)有模塊化的程序結(jié)構(gòu)，有子程序式的程序結(jié)構(gòu)；軟件開發(fā)手段。然而機(jī)床的載荷是經(jīng)常變化的，而每個(gè)負(fù)載的工作時(shí)間也不盡相同，這就產(chǎn)生了使電動(dòng)機(jī)的功率如何經(jīng)濟(jì)的滿足機(jī)床負(fù)載功率的的問題。對(duì)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)沒有嚴(yán)格內(nèi)在聯(lián)系的車床，如銑床，為了使用方便和減少電能的消耗，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般采用單獨(dú)電機(jī)傳動(dòng)，該電機(jī)除傳動(dòng)進(jìn)給外還傳動(dòng)工作臺(tái)的快速移動(dòng)。 圖4 電動(dòng)機(jī)組啟動(dòng)原理圖 銑床常用電器的選型 按鈕按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛的主令電器。接線時(shí)，應(yīng)將電源接在上端，負(fù)載接在下端，作用在電弧上的電動(dòng)力和熱空氣的上升方向一致，就能使電弧迅速拉長(zhǎng)而且熄滅， 這樣拉閘后刀片與電源隔離，可防止意外事故的發(fā)生。 行程開關(guān)行程開關(guān)也稱限位開關(guān)。LW2型為組合行程開關(guān)，最多可備有5對(duì)動(dòng)和、5對(duì)動(dòng)斷公10對(duì)觸頭。雙金屬片是熱繼電器的感應(yīng)元件，它由兩種不同線膨脹系數(shù)的金屬機(jī)械輾壓而成。在此系統(tǒng)中選用JR1620型的熱繼電器。而且觸點(diǎn)簧片反裝可使常開、常閉觸點(diǎn)相互轉(zhuǎn)換，以滿足設(shè)計(jì)的要求。（2）熔斷器額定電壓的選擇 其額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。為了抑制電路斷開時(shí)產(chǎn)生的電弧對(duì)PLC的影響，在接觸器線圈兩端并聯(lián)阻容吸收電路．阻容吸收電路的電阻取100～120 Q，電容取0．1 pF，電容的額定電壓大于等于250 V． 圖6 PLC外部接線圖第5章 軟件設(shè)計(jì) 銑床電力拖動(dòng)和控制任務(wù) 主要對(duì)電機(jī)MMM3的控制。經(jīng)處理，引入PLC的輸入信號(hào)只剩下15個(gè)，需要PLC控制輸出的點(diǎn)數(shù)為5個(gè)．具體有以下輸入控制信號(hào)：主軸啟動(dòng)按鈕SB0、SB1，主軸停止按鈕SB2和SB3，快速進(jìn)/退開關(guān)SBSB6，以及自動(dòng)調(diào)整開關(guān)SB4，及各種限位開關(guān)SQ1～SQ7共15個(gè)輸入控制信號(hào)．輸出信號(hào)有分別驅(qū)動(dòng)接觸器KMl～KM5的6個(gè)輸出信號(hào)．所有的信號(hào)均為開關(guān)量．根據(jù)以上輸入輸出控制信號(hào)的分析，選用日本三菱公司的FX2N32MR型PLC來控制系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)工作方式時(shí)，必須將初始步以外的各步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器（M20M25）復(fù)位。同時(shí)要使屏蔽良好接地,次級(jí)連接線要使用雙鉸線,隔離變壓器的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組應(yīng)分別加屏蔽層,初次級(jí)間再加屏蔽層。共地接地方式是將控制系統(tǒng)中的電路的接地點(diǎn)Ｇｃ、機(jī)殼的接地點(diǎn)Ｇｂ與電網(wǎng)地線的接地點(diǎn)Ｇｏ連在一起,整個(gè)系統(tǒng)以大地為電位參考,是目前采用較多的一種方式。若不能做到專用接地,可采用共用接地方式即控制器與其它設(shè)備分別與同一接地體相接。②直流負(fù)載場(chǎng)合,在負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管ＶＤ。再利用數(shù)字濾波程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理,濾去噪聲部分獲得單純信號(hào),其在控制系統(tǒng)中的位置如圖11所示。以上幾種抗干擾措施,經(jīng)若干ＰＬＣ控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行表明,能夠基本消除現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)的影響,保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。就筆者掌握進(jìn)行修改和的情況來看，目前不少調(diào)試人員不是把程序調(diào)試作為一項(xiàng)系統(tǒng)性工作來對(duì)待，而是隨心所欲，未能對(duì)各種運(yùn)行情況給予全面考慮，給現(xiàn)場(chǎng)安全運(yùn)行帶來了隱患。此方法反應(yīng)速度快,具有很好的實(shí)時(shí)性,輸入信號(hào)經(jīng)過處理后用于信號(hào)顯示或回路調(diào)節(jié),有效地抑制了噪聲干擾。 抑制外部配線干擾的措施為防止或減少外部配線的干擾,可采取以下措施:1）交流輸入輸出信號(hào)與直流輸入輸出信號(hào)分別使用各自電纜。 抑制輸入輸出電路引入的干擾(1)抑制輸入信號(hào)干擾的措施。此方式是將控制系統(tǒng)中電路的接地點(diǎn)Ｇｃ與機(jī)殼的接地點(diǎn)Ｇｂ連在一起,但不與電網(wǎng)的接地點(diǎn)Ｇｏ相連。為抑制電網(wǎng)大容量設(shè)備起停引起的電網(wǎng)電壓波動(dòng),保持交流供電電壓的穩(wěn)定,對(duì)交流電源在濾波前,應(yīng)采用穩(wěn)壓,如圖10所示。在梯形圖的設(shè)計(jì)過程中，盡可能保持了梯形圖與原有線路形式的上一致性，梯形圖盡可能采用現(xiàn)場(chǎng)工人容易熟悉理解的程序語句，以便工人容易掌握理解，便于維修檢查。其I/O分配表如下：表4 I/O分配表I/O地址號(hào)輸入信號(hào)外部功能I/O地址號(hào)輸出信號(hào)外部功能X0SB0主軸停止Y1KM1主軸運(yùn)動(dòng)接觸器X1SB1主軸停止Y2KM2主軸制動(dòng)接觸器X2SB2主軸啟動(dòng)Y3KM3進(jìn)給反轉(zhuǎn)接觸器X3SB3主軸啟動(dòng)Y4KM4進(jìn)給正轉(zhuǎn)接觸器X4SB4自動(dòng)調(diào)整開關(guān)Y5KM5快速進(jìn)給接觸器X5SB5快速進(jìn)開關(guān)Y6M500沖動(dòng)記憶X6SB6快速退開關(guān)X7KS主軸制動(dòng)速度繼電器X10SQ1主軸變速?zèng)_動(dòng)限位X11SQ2進(jìn)給沖動(dòng)限位開關(guān)X12SQ3向下限位開關(guān)X13SQ4向上限位開關(guān)X14SQ5右行限位開關(guān)X15SQ6左行限位開關(guān)X16SQ7快速進(jìn)給限位開關(guān) 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)根據(jù)銑床控制線路我們?cè)O(shè)計(jì)出了系統(tǒng)的整個(gè)程序，系統(tǒng)程序的邏輯關(guān)系表明機(jī)床工作原理、動(dòng)作順序、操作方式等。FX2N系列基本單元如表3所示。（4）熔體的額定電流的選擇 熔體的額定電流可按以下幾種情況選擇：1）、對(duì)于電爐、照明等阻性負(fù)載的短路保護(hù)，應(yīng)使熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流，即 Ifu≥I （）式中，Ifu為熔體的額定電流；I為電路的工作電流。 熔斷器熔斷器是一種簡(jiǎn)單而有效的保護(hù)電器。中間繼電器觸點(diǎn)多，可擴(kuò)充其他電器的控制作用。電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，常遇到過載情況，過載時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，繞組溫升超過了允許值是將會(huì)加劇繞組絕緣老化，縮短電機(jī)的使用年限，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)闺姍C(jī)繞組燒壞。下表列出JL；JLXK1系列行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)形式及有關(guān)參數(shù)。據(jù)控制功能及安裝位置、控制路數(shù)，選擇觸頭種類、數(shù)量、結(jié)構(gòu)型號(hào)及安裝尺寸。根據(jù)系統(tǒng)的工作情況選用HR160型膠刀開關(guān)。按鈕是由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼組成，通常做成復(fù)合式，即具有常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)。工作臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2，直接啟動(dòng)，為滿足縱向、橫向、垂直方面的往返運(yùn)動(dòng)，要求電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，為提高生產(chǎn)率，要求行程時(shí)可快速移動(dòng)。因此通常采用通過調(diào)查統(tǒng)計(jì)類比或采用分析計(jì)算想結(jié)合的方法來確定電動(dòng)機(jī)的功率。 機(jī)型選擇的其他考慮在考慮上述性能后，還要根據(jù)工程應(yīng)用實(shí)際考慮其它一些因素，包括：性能價(jià)格比，毫無疑問，高性能的機(jī)型必然需要較高的價(jià)格，在考慮滿足需要的性能后，還要根據(jù)工作的投資狀況來確定機(jī)型；備品備件的統(tǒng)一考慮，無論什么樣的設(shè)備，投入生產(chǎn)以后都要具有一定數(shù)量的備品備件，在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于一個(gè)工廠來說應(yīng)盡量與原有設(shè)備統(tǒng)一機(jī)型們這樣就可減少備品備件的種類和資金積壓，同時(shí)還有考慮備品備件的來源，所選機(jī)型要有可靠的訂貨來源；計(jì)數(shù)支持，選定機(jī)型時(shí)還要考慮有可靠的計(jì)數(shù)支持，這些支持包括必要的技術(shù)培訓(xùn)，設(shè)計(jì)指導(dǎo)，系統(tǒng)維修等內(nèi)容。在選擇可編程序控制器的型號(hào)是不應(yīng)盲目追求過高的性能指標(biāo)，在I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量方面應(yīng)留有一定的裕量。在機(jī)型選擇時(shí)還應(yīng)該注意最大的掃描周期是否可以重新設(shè)定，如果可以重新設(shè)定，適應(yīng)性則更強(qiáng)。I/O點(diǎn)數(shù)的余量，無論如何，在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中要留有充分的I/O點(diǎn)數(shù)作為備用，這主要時(shí)基于二方面的考慮，一是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的更改，如果不留有充分的余量，一旦系統(tǒng)設(shè)備調(diào)整，控制功能增加，就要全部推翻原有設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)，造成不必要的損失；二是手冊(cè)上給出的最大I/O點(diǎn)數(shù)都是在理想情況下獲得的參數(shù)，一旦滿負(fù)荷運(yùn)行，就要影響