【文章內(nèi)容簡介】 KM5 主觸點閉合 M 停轉(zhuǎn)松開 SB5 KM3 線圈失電 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）8 KM3 復(fù)位砂輪下降 KM4 主觸點閉合 M4 反轉(zhuǎn) 按下 SB6 KM4 線圈獲電 KM4 聯(lián)鎖觸點分?jǐn)喈?dāng)砂輪下降到預(yù)定位置時 KM4 主觸點分?jǐn)? M4 停轉(zhuǎn) 松開 SB6 KM4 線圈失電 KM4 復(fù)位 ⑶ 電磁吸盤控制電路 電磁吸盤是固定加工工件的一種夾具，他是用通電導(dǎo)磁體產(chǎn)生磁場的特性吸牢鐵磁材料的工件，便便于磨削加工。它與機械夾緊裝置相比，具有加緊迅速，工作效率高，在加工過程中工件發(fā)熱可自由伸縮等優(yōu)點。整流裝置由整流變壓器 T 和橋式整流器 VC 組成，輸出 110V 直流電壓。當(dāng)需要電磁吸盤具有吸力時，可按沖刺按鈕 SB8，其沖刺過程如下： KM5 閉合自鎖 按 SB8 KM5 線圈獲電 KM5 主觸點閉合 電磁吸盤 YH 工作 KM5 聯(lián)鎖觸點分?jǐn)?充磁電流通路如下： VC（正極） FU4 KM5 主觸點 插座 XS1 YH 插座 XS1 KM5 主觸點 FU4 VC(負(fù)極)工件加工完畢需取下時，先按下 SB7，切斷電磁吸盤的電源，但由于吸盤和工件都有剩磁，所以必須對其進行去磁。去磁的方法是向磁盤線圈中通入一個反向電流，以消除剩磁。去磁控制如下： KM6 主觸點閉合 YH 線圈獲 按 SB9 KM6 線圈獲電 KM6 聯(lián)鎖觸點分?jǐn)嗟藭r通入磁盤線圈的電流與充磁時相反。去磁通路如下：青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）9 VC（正極） FU4 KM6 主觸點 插座 XS1 YH 插座 XS1 KM 觸點 FU4 (負(fù)極) 由于去磁時間太長將會使工件反向磁化，去磁采用點動控制。 電磁吸盤線圈是一個較大的電感 ，在電磁吸盤吸工件時，線圈中儲存著很大的磁場能量。當(dāng)線圈斷開電源瞬間，將會在線圈中產(chǎn)生很大的自感電動式。為消除自感電動式對其他電器的危害，在線圈兩端接有 R 和 C 組成的放電回路，在吸盤線圈斷電瞬間通過R 和 C 進行放電。 吸盤工作電路中，KA 是欠壓繼電器。當(dāng)電源電壓不足時，吸盤得吸力也不足，這樣，在加工過程中會導(dǎo)致工件飛離，造成事故，因此在線路中設(shè)置了欠壓繼電器 KA。將其線圈并聯(lián)在電磁吸盤的工作電路中，其常開觸點 KA 串聯(lián)在 KM1 KM2 控制電路中。當(dāng)電源電壓不足時吸力不足，從而是串聯(lián)在 KM1 KM2 控制電路中 KA 的常開觸點斷開，切斷 KM1 KM2 線圈電路，使液壓泵電動機 M1 和砂輪電動機 M2 停轉(zhuǎn)，確保安全生產(chǎn)。⑷ 照明與指示燈電路 圖中 HL 為指示燈，照明采用 36V 安全電壓，有變壓器 TC 控制：①主軸電動機控制 KM 觸點閉合自鎖 按啟動按鈕 SB2 KM 線圈獲電 KM 主觸點閉合 電動機 M1 運轉(zhuǎn) ②冷卻泵控制 當(dāng) M1 通電后將 QS2 合上，冷卻泵立即運轉(zhuǎn)。 要停止電動機，可按停止按鈕 SB1 即可。 M7120 型平面磨床電氣控制特點．電氣控制電路特點①采用三臺電動機拖動，尤其是車床溜板箱的快速移動單由一臺快速移動電動機 M3拖動②主電動機 MI 不但有正、反向運轉(zhuǎn)，還有單向低速點動的調(diào)整控制，MI 正反向停車時均具有反接制動停車控制。③設(shè)有檢測主電動機工作電流的環(huán)節(jié)。④具有完善的保護和聯(lián)鎖功能：主電動機 MI 正反轉(zhuǎn)之間有互鎖。熔斷器 FU1－FU6可實現(xiàn)各電路的短路保護；熱繼電器 FRFR2 實現(xiàn) MM2 的過載保護；接觸器KMKMKM4 采用按鈕與自鎖環(huán)節(jié)，對 MM2 實現(xiàn)欠電壓與零電壓保護。 M7120 型平面磨床的控制系統(tǒng)由于采用早期的繼電器接觸器控制和二極管組成的距陣控制，電氣元件多，且可靠性差，電氣故障頻繁。故采用 PLC 進行控制改造。用可編青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）10程控制器改造舊機床電氣系統(tǒng)，現(xiàn)有企業(yè)里是非常現(xiàn)實 技術(shù)改造方案，具有投資省、見效快 特點。使用 PLC 改造該系統(tǒng)后，使線路大大簡化，由于 PLC 的高可靠性，輸入輸出部分還有信號指示，不僅使電氣故障大大減少，而且還給判斷電氣故障和發(fā)生部位帶來方便。青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）11 3 PLC 介紹 際電工委員會（IEC）PLC 定義 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)。專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行內(nèi)部邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出控制各類型的機械和生產(chǎn)活動。 PLC 的特點 “PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。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，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。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，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。 ”? ? PLC 的特點? ?（1）可靠性高，抗干擾能力強? 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無故障時間高達 30 萬小時。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時間則更長。從 PLC 的機外電路來說，使用PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。?（2）配套齊全，功能完善，適用性強? PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。? （3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎? PLC 作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。? ?（4）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造? PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）12適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。? ? 體積小，重量輕，能耗低? 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備 PLC 的分類及原理 PLC 分類按 INPUT 和 OUTPUT 點數(shù)多少。 按結(jié)構(gòu)形式分：整體型和模塊型 PLC 工作原理 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，處理幾個階段。全過程掃描所須的時間稱為掃描周期。當(dāng)處于 RUN 狀態(tài)時，上述掃描周期為不斷循環(huán)過程。3. 5 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域? 目前，PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。?（1）開關(guān)量的邏輯控制? 這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。? ? （2）模擬量控制? 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。PLC 廠家都生產(chǎn)配套的A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。? ?（3）運動控制? PLC 可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要 PLC 廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。? ?（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。作為工業(yè)控制計算機，PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型 PLC 都有 PID 模塊，目前許多小型 PLC 也具有此功能模塊。PID 處理一般是運行專用的 PID 子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。? ?（5）數(shù)據(jù)處理? 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算） 、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無用青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）13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)。? ? 通信及聯(lián)網(wǎng)?PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便? PLC 的發(fā)展 轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征）中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。20 世紀(jì) 60 年代末期,在技術(shù)改造的浪潮的沖擊下，為使汽車結(jié)構(gòu)及外型不斷改進，品種不斷增加, 年,美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)首先研制出第一臺符合要求的控制器,即可編程控制器,并在美國 GE 1976 年開始研制，1977 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為 30~40%。目前，世界上有 200 多廠家生產(chǎn) 300 多品種 PLC 產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車（23%） 、糧食加工（%） 、化學(xué)/制藥（%） 、金屬/礦山（%） 、紙漿/造紙（%）等行業(yè)。 德國西門子（SIEMENS）PLC 選擇 德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在工控、冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。在眾多的 PLC 生產(chǎn)廠家中，西門子公司的 PLC 系列產(chǎn)品以其較高的性價比成為眾多客戶的首選。因此我們選擇西門子公司的PLC 作為本次設(shè)計的可編程序控制器青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）144 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 PLC的選型PLC 是控制系統(tǒng)的核心部件，正確的選擇 PLC 對整個控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟性指標(biāo)起著重要的作用。選型的基本原則是：所選的 PLC 應(yīng)能夠滿足控制系統(tǒng)的功能需要。選型的基本內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個方面：(1)PLC 結(jié)構(gòu)的選擇在相同功能和相同 I/O 點數(shù)的情況下，整體式 PLC 比模塊式 PLC 價格低。⑵ PLC 輸出方式的選擇 不同的負(fù)載對 PLC 的輸出方式有相應(yīng)