【文章內(nèi)容簡介】 G的作用是實現(xiàn)定位銷的伸縮運動，在每次轉(zhuǎn)位之前，需要將定位銷往下縮回，不要擋住定位塊，以便定位塊和工作臺一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)位到一定距離后，定位銷在 2G 的帶動下向上伸出，擋住下一工位上的定位塊，實現(xiàn)定位。 其向下縮回右路是：液壓泵，電磁閥 YV1左路， 2G 上腔，活塞桿克服彈簧下移。 伸出時是靠彈簧作用，將伸縮銷彈回復(fù)位。 3） 3G液壓回路。 3G的作用是通過 3G 活塞桿上的齒條帶動齒輪轉(zhuǎn)動，經(jīng)過離合器和工作臺下面的齒輪帶動工作臺轉(zhuǎn)動，當(dāng)活塞桿向右移動時，工作臺順時針轉(zhuǎn)動；當(dāng)活塞桿左移時，工作臺逆時針轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)反靠。 其右移液壓油路是：液壓泵，減壓閥 JF，電磁閥 YV3左位， 3G左腔，活塞桿右移。3G 右腔的油經(jīng)過節(jié)流閥 L 流回油箱，則活塞桿右移速度慢；經(jīng)過電磁閥 YV2流回油箱，則速度較快。 其左移液壓油路是：液壓泵，減壓閥 JF，電磁閥 YV3右位，節(jié)流閥 L， 3G 右腔，活塞桿左移，主要是實現(xiàn)反靠。 4） 4G液壓回路 .4G 的主要作用是把離合器分開或者結(jié)合。在正?；剞D(zhuǎn)時，離合器應(yīng)該結(jié)合， 4G 在彈簧作用下處于復(fù)位狀態(tài)。當(dāng)回轉(zhuǎn)結(jié)束后，為了讓液壓缸 3G 的活塞桿回到左端，又不至于帶動工作臺轉(zhuǎn)動，此時，需要將離合器分開。 分開時油路：液壓泵，減壓閥 JF，電磁閥 YV4左位， 4G 下腔，活塞桿上移，克服彈簧作用帶動離合器上把部分結(jié)構(gòu)移動，脫離嚙合。待 3G 復(fù)位之后， YV4處于右位， 4G在重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 六工位組合機床工藝要求及液壓系統(tǒng)說明 7 彈簧作用下下移，離合器又結(jié)合。 三個液壓滑臺的液壓回路是帶動對應(yīng)的滑臺做快進，工進，快退。分別用各 自液壓缸完成。以打中心孔液壓缸為例簡單介紹其液壓油路。 1）快進時：液壓泵，電磁閥 YV5左位，打中心孔缸左腔，活塞桿右移。進給液壓缸右腔的油經(jīng)過 YV5左位，再經(jīng)過 YV6左位流回進給液壓缸左腔，形成差動油路，速度較快。 2）工進時：流入進給液壓缸的油路和快進時一樣，不同之處是，從進給液壓缸流出的油不經(jīng)過 YV6，而是經(jīng)過節(jié)流閥 L1流回油箱。由于經(jīng)過節(jié)流閥的節(jié)流作用，所以液流速度慢，活塞桿移動速度慢。 3）快退時：液壓泵，電磁閥 YV5右位，液壓缸右腔，活塞桿左移。進給液壓缸左腔的油直接經(jīng)過 YV5流回油箱，流速較快 ，滑臺快速退回。 其他滑臺的液壓油路類似。 圖 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 8 3 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 的簡介 PLC 的定義 1980年可編程控制器問世后，美國電氣制造商協(xié)會對其做過如下定義 “是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲器來存儲指令，實現(xiàn)邏輯運算、順序運算、計數(shù)、計時和算式運算等功能，用來對各種機械或生產(chǎn)過程進行控制?！? 1982年，國際電工委員會頒布了可編程控制器標準草案第一稿，將其定義為“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、計數(shù)、計時和算式運算等操作的指令，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和生產(chǎn)過程。及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易與工業(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。 可見，是能直接運用于工業(yè)環(huán)境的一種數(shù)字電子裝置，具有與其它順序控制裝置明顯不同的特點。 目前，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 納為開關(guān)量的邏輯控制、模擬量控制、運動控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信及聯(lián)網(wǎng)這六類。正是由于的使用范圍廣泛，優(yōu)點眾多，才成為解決自動控制問題的最有效工具。 PLC 的特點 PLC 主要是用在自動化生產(chǎn)方面的控制器件，和計算機的控制方式十分相似。 PLC 和 PC 差不多，主要使用 CPU 來當(dāng)處理器，進行各種各樣的運算和控制。 PLC 具有以下描述的集中特點： ① 可靠性 對 PLC 來講，它的可維修性和有效性相當(dāng)重要。 1) PLC 用不著大量的各種其他元器件，這樣就使得線路十 分簡單，維修起來也就非常方便了； 2) PLC 的設(shè)計方法非常可靠，例如，冗余設(shè)計，斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復(fù)等，提高了 MTTR 等的。 3) PLC 上手十分容易，因為它的編程方法很簡單，操作方式也不復(fù)雜，維修容易，基本上不會發(fā)生故障； 4) PLC 是具有精簡編程語言的、專門為工業(yè)生產(chǎn)而制造的、非?？煽康囊环N控制器件，它十分的穩(wěn)定，發(fā)生故障的概率非常低。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 9 5) PLC 在制造的時候，硬件上面采用了很多先進的技術(shù)，來保障其可靠性，降低硬件出錯的可能性。 6) 在軟件的制作方面， PLC 也采用了很多先進的方法來保證他的穩(wěn)定可靠 。 ② 易操作性 1) 編程方便 它的編程語言的選擇很多，一般都是用梯形圖編程。 2) 維修方便 它在發(fā)生故障的時候會自我診斷，這樣就更方便維修。 3) 操作方便 它的操作很方便，可以通過編程軟件對程序進行修改，也可以根據(jù)屏幕的現(xiàn)實，直接按鍵來修改。 ③ 靈活性 1) 擴展的靈活性。 它可以根據(jù)用戶的需要，自由的增加或者減少各種模塊。 2) 操作的靈活性。 操作簡單靈活，方便監(jiān)控。 3) 編程的靈活性。 它有很多編程語言來選擇，編程人員可根據(jù)自身情況和實際需求來進行自由選擇。 ④ 能耗低、體積小、重量輕、使用方便 ⑤ 功能強，具有良好的通用性 PLC 系統(tǒng)集體積小、速度快、標準化、具有網(wǎng)絡(luò)通信能力等優(yōu)點于一身，功能強，可靠性高。模塊化、開放性設(shè)計的系統(tǒng)，各單獨模塊之間可進行廣泛組合構(gòu)成不同的系統(tǒng)更是能滿足各類不同性能要求的應(yīng)用。隨之而開發(fā)的人機界面軟件，開放性設(shè)計、界面友好、操作簡單，在一定程度上也助推了系統(tǒng)的開發(fā)利用，大大縮短了項目開發(fā)周期，其高可靠性的應(yīng)用表現(xiàn)得以在工業(yè)系統(tǒng)中迅速推廣使用。 PLC 控制系統(tǒng)以繼電器控制系統(tǒng)的比較 ① 繼電器控制的優(yōu)點 1) 所有信號處理和控制功能都由硬件實現(xiàn)，線路直觀，便于理解和掌握，易于被一般技術(shù)人員及技術(shù) 工人掌握 2) 系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修以及故障檢查等不需要較高的技術(shù)和特殊的工具與儀器 3) 大部分電器都是常用控制電器，便于更換并且價格較便宜 4) 技術(shù)成熟，這類機床已形成系列化產(chǎn)品，各項技術(shù)資料齊全，熟悉、掌握的人員較多 ② 繼電器控制的缺點 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 10 1) 接線多而復(fù)雜，體積大，功耗大，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后想再改變或增加功能都很困難 2) 繼電器觸點數(shù)目有限，且容易燒壞磨損，靈活性和擴展性很差，技術(shù)水平難以提高 3) 電磁機構(gòu)及觸點動作速度比較慢，機械和電磁慣性大，系統(tǒng)的控制精度難以得到提高且工作頻率低 4) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大、能耗較高、機械動作噪音大 5) 線路復(fù)雜，容易 出現(xiàn)故障且維修周期長，因此保養(yǎng)維修工作量大。費用高且檢查故障困難，費時費工 ③ PLC 控制的優(yōu)點 1) 采用對電梯進行控制，并且對電梯的自動控制通過軟件來實現(xiàn)，這樣做可大大提高電梯運行的可靠性 2) 可對故障進行自動檢測并顯示報警，大大提高了機床運行的安全性 3) 本身工作穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)死機問題 4) 由于除去了大部分繼電器及選層器，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得簡單，外部線路也得到了簡化 5) PLC 編程靈活，程序出了問題可以修改，適應(yīng)性強 6) 更改控制方案時無需對硬件連線進行改動。 7) 在軟件設(shè)計方面，同樣采取了一些提高系統(tǒng)可靠性的舉措。例如，采用軟件濾 波、軟件自診斷、簡化編程程序、信息保護和恢復(fù)、報警和運行信息的顯示等 主電路主要有五個電機以及 PLC 模塊接口和照明系統(tǒng)等 ,其中包括油泵電動機 M6,用來為五個動力滑臺和回轉(zhuǎn)工作臺提供液壓力 。M1 ～ M5分別為五個加工工位動力頭的驅(qū)動電機 。M7為冷卻泵電機 ,控制加工冷卻液的啟閉。每個電機支路上安裝有熱繼電器 ,對電機起到過載保護作用 。 在主電路中設(shè)有熔斷器起短路保護作用 。接觸器線圈需要交流 110V，電磁鐵為直流 24V， PLC 由外部提供 交流 220V 電壓進行工作。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 11 圖 電路圖 經(jīng)過統(tǒng)計和分配輸入、輸出元件端口 ；考慮指示燈和其他因素 選總點數(shù)為 80的三菱FX2N80MR。電源類型有： PLC需要交流 220V,接觸器線圈需要交流 110V，電磁鐵為直流24V。 FX2N80MR 簡單介紹 FX2n 系列是 FX系列 PLC 家族中最先進的系列。由于 FX2n 系列具備如下特點：最大范圍的包容了標準特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為你 的工廠自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力 。 FX2N 性能規(guī)格 如下表。 表 表 項目 規(guī)格 備注 運轉(zhuǎn)控制方式 通過儲存的程序周期運轉(zhuǎn) I/O控制方法 批次處理方法 (當(dāng)執(zhí)行 END指令時 ) I/O指令可以刷新 運轉(zhuǎn)處理時間 基本指令： 應(yīng)用指令： 181。s/指令 編程語言 邏輯梯形圖和指令清單 使用步進梯形圖能生成 SFC類型程序 程式容量 8000步內(nèi)置 使用附加寄存盒可擴展到 16000步 指令數(shù)目 基本順序指令： 27 最大可用 298條應(yīng)用指令 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 12 步進梯形指令： 2 應(yīng)用指令： 128 I/O配置 最大硬體 I/O配置點 256，依賴于用戶的選擇（最大軟件可設(shè)定地址輸入 25輸出 256） 輔助繼電器 （ M線圈） 一般 500點 M0至 M499 鎖定 2572點 M500至 M3071 特殊 256點 M8000至 M8255 狀態(tài)繼電器 （ S線圈） 一般 490點 S0至 S499 鎖定 400點 S500至 S899 初始 10點 S0至 S9 信號報警器 100點 S900至 S999 定時器（ T） 100毫秒 范圍： 0至 200點 T0至 T199 10毫秒 范圍： 0至 46點 T200至 T245 1毫秒保持型 范圍： 0至 4點 T246至 T249 100毫秒 范圍： 0至 6點 T250至 T255 計數(shù)器（ C） 一般 16位 范圍： 0至 32767數(shù) 200點 C0至 C199 類型： 16位上計數(shù)器 鎖定 16位 100點（子系統(tǒng)） C100至 C199 類型： 16位上計數(shù)器 一般 32位 15點 C200至 C219 類型： 16位上 /下計數(shù)器 鎖定 32位 15點 C220至 C234 類型： 16位上 /下計數(shù)器 高速計數(shù)器 （ C） 單相 范圍： 2147483648至 +2147483647數(shù) 一般規(guī)則：選擇組合計數(shù)頻率不大于20KHz的計數(shù)器組合 注意所有的計數(shù)器鎖定 C235至 C240 6點 單相 c/w起始 停止輸入 C241至 C245 5點 雙相 C246至 C250 5點 A/B相 C251至 C255 5點 數(shù)據(jù)寄存器 一般 200點 D0至 D199 類型： 32位元件的 16位數(shù)據(jù)存儲寄存重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 PLC 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 13 （ D） 器對 鎖定 7800點 D200至 D7999 類型： 32位元件的 16位數(shù) 據(jù)存儲寄存器對 文件寄存器 7000點 D1000至 D7999通過 14塊 500程式步的參數(shù)設(shè)置 類型： 16位數(shù)據(jù)存儲寄存器 特殊 256點 從 D8000至 D8255 類型： 16位數(shù)據(jù)存儲寄存器 變址 16點 V0至 V7以及 Z0至 Z7 類型： 16位數(shù)據(jù)存儲寄存器 指標 （ P） 用于 CALL 128點 P0至 P127 用于中斷 6輸入點、 3定時器、 6計數(shù)器 100*至 150*和 16*至 18* (上升觸發(fā) *=1，下降觸發(fā) *=0， *