【導(dǎo)讀】型表面的加工，它采用繼電接觸器電路實(shí)現(xiàn)電氣控制。專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。少維護(hù)、維修的工作量。第1-2周：資料準(zhǔn)備與借閱，了解課題思路，設(shè)計(jì)要求說(shuō)明及課題內(nèi)容輔導(dǎo)。第9周：檢查，了解設(shè)計(jì)完成情況。第10周：根據(jù)檢查情況進(jìn)行修改、優(yōu)化，完成說(shuō)明書。2020年元月5日：畢業(yè)答辯與綜合成績(jī)?cè)u(píng)定。交指導(dǎo)老師審閱，由指導(dǎo)老師寫出審閱意見(jiàn)。的原始資料或參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評(píng)價(jià)。算方法、實(shí)驗(yàn)方法、測(cè)試方法，鑒別學(xué)生獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力。合理，無(wú)錯(cuò)別字，不允許抄襲。接光滑，尺寸標(biāo)注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書寫。須按國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或工程要求繪制。及對(duì)電氣線路作了詳細(xì)的分析。在第二章可編程控制器的描述中，對(duì)PLC的基礎(chǔ)知識(shí)。關(guān)鍵字：X62W萬(wàn)能銑床；PLC；三菱FX2N—32MR；改造。

　　

【正文】 。PLC 采用無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)的邏輯運(yùn)算微電子技術(shù)，復(fù)雜的控制由 PLC 內(nèi)部運(yùn)算器完成，故壽命長(zhǎng)、可靠性高。 （ 2）觸點(diǎn)的數(shù)量不同。繼電器的觸點(diǎn)數(shù)目少，一般只有 4~8 對(duì)；而“軟繼電器”可供編程的觸點(diǎn)數(shù)有無(wú)限對(duì)。 （ 3）控制方法不同。繼電器控制系統(tǒng)是通過(guò)元件之間的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，控制功能就固定在線路中。 PLC 控制功能是通過(guò) 軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，只要改變程序，功能即可改變，控制非常靈活。 （ 4）工作方式不同。在繼電器控制系線路中，當(dāng)電源接通時(shí)，線路中繼電器都處于受制約狀態(tài)。在 PLC 中，各“軟繼電器”都處于周期性循環(huán)掃描接通中，每個(gè)“軟繼電器”受制約接通的時(shí)間是短暫的。 2 與集散控制系統(tǒng)比較 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 PLC 是由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的，而集散控制系統(tǒng)是由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的。不論是 PLC 還是集散系統(tǒng)，在發(fā)展過(guò)程中，二者始終是相互滲透、互為補(bǔ)充的。因此， PLC 與集散控制系統(tǒng)的發(fā)展越來(lái)越近，很多工業(yè)生產(chǎn)的控制過(guò)程既可以用PLC 實(shí)現(xiàn)，也 可以用集散系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。 3 與工業(yè)微機(jī)控制系統(tǒng)的比較 工業(yè)微機(jī)在要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模擬復(fù)雜的工業(yè)控制中占有優(yōu)勢(shì)。但是，使用工業(yè)微機(jī)的人員技術(shù)水平要求較高，一般應(yīng)具有一定的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)。另外，工業(yè)微機(jī)在整機(jī)結(jié)構(gòu)上尚不能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，抗干擾能力及適應(yīng)性差，這就是工業(yè)微機(jī)用在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制的致命弱點(diǎn)。工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的電磁輻射干擾、機(jī)械振動(dòng)、溫度計(jì)濕度的變化以及超標(biāo)的粉塵，每一項(xiàng)足以使工業(yè)微機(jī)不能正常工作。 PLC 針對(duì)工業(yè)順序控制，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有很高的可靠性。 PLC 在電路布局、機(jī)械結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)各方面決定了 PLC 的 高抗干擾能力。電路布局方面的主要模塊都采用大規(guī)模與超大規(guī)模的集成電路，在輸入、輸出系統(tǒng)中采用完善隔離等通道保護(hù)功能；在電路結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵及防震等各方面都做了周密的考慮；在電路硬件方面采用了隔離、屏蔽濾波及接地等抗干擾技術(shù)；在軟件上采用了數(shù)字濾波及循環(huán)掃描、成批輸入、成批輸出處理技術(shù)。這些技術(shù)都是 PLC 具有非常高的抗干擾能力。從而使 PLC 絕不會(huì)出現(xiàn)死機(jī)的現(xiàn)象。 PLC 采用梯形圖語(yǔ)言編程，使熟悉電氣控制的技術(shù)人員易學(xué)易懂，便于推廣。 隨著 PLC 功能不斷增強(qiáng)，越來(lái)越多地采用了微機(jī)技術(shù)，同時(shí)工業(yè)微機(jī)為了適應(yīng) 用戶需要，向提高可靠性、耐用性與便于維修的方向發(fā)展，兩者間相互滲透，差異越來(lái)越小。今后， PLC 與工業(yè)控制微機(jī)將繼續(xù)共存，在一個(gè)控制系統(tǒng)中，使 PLC 集中在功能控制上，時(shí)微機(jī)集中在信息處理上，兩者相輔相成。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第三章 X62W 萬(wàn)能銑床電氣控制線路的 PLC 改造 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與 PLC 選型 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程）的工業(yè)要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，確定選用 PLC 控制系統(tǒng)后，在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)遵循以 下基本原則。 最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求。 在滿足控制要求的前提下，力求使用權(quán)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇 PLC 容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。 的選型 PLC 是一種通用工業(yè)控制裝置，功能的設(shè)置總是面向大多數(shù)用戶的。眾多 PLC 產(chǎn)品給用戶提供了廣闊的選擇空間，也給用戶規(guī)定了一些使用環(huán)境和要求。 PLC 的選型與繼電器系統(tǒng)的元件選擇不同，繼電器控制系統(tǒng)元件的選用要在設(shè)計(jì)結(jié)束之后才能確定各元件的型號(hào)、規(guī)則和數(shù)量 及屏柜大小等，而 PLC 選用則要在設(shè)計(jì)開(kāi)始即可根據(jù)工藝和控制要求預(yù)先選擇。 PLC 的選擇一般考慮以下幾個(gè)方面。 PLC 的選型基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能需要，兼顧維修、備件的通用性。對(duì)于小型單機(jī)僅需開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備，小型 PLC 都能實(shí)現(xiàn)，而到了現(xiàn)在，大中小型 PLC 已普遍和 PLC、上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信和聯(lián)網(wǎng)，具有數(shù)據(jù)處理、模擬量控制等功能，還要特別注意的是特殊功能的需要，這就需要選擇能滿足控制系統(tǒng)要求的具有所需功能的主機(jī)和相應(yīng)的功能模塊。 點(diǎn)數(shù) 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)出被控對(duì)象所需 IO 點(diǎn)數(shù)是 PLC 選型的 基礎(chǔ)，把各輸入設(shè)備和被控設(shè)備詳細(xì)列出，然后在實(shí)際統(tǒng)計(jì)出的 IO 點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上加 15%20%的備用量以便今后調(diào)整和擴(kuò)充。 多數(shù)小型 PLC 為整體式，除了按點(diǎn)數(shù)分成許多檔次外，還要擴(kuò)展單元。模擬式的PLC 采用主機(jī)模塊與 IO 模塊、功能組合模塊組合使用的方法，用戶可以根據(jù)需要，選擇和靈活組合使用主機(jī)與 IO 模塊。 此外， IO 點(diǎn)數(shù)確定好后，還要注意 IO 信號(hào)的性質(zhì)、參數(shù)等，如輸入信號(hào)電壓的類型、等級(jí)，輸出信號(hào)的負(fù)載性質(zhì)是交流的，還是直流的等。 PLC 響應(yīng)時(shí)間的要求 對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)說(shuō)， PLC 的響應(yīng)時(shí)間不是主要 的問(wèn)題。響應(yīng)時(shí)間包括輸入濾波時(shí)間、輸出濾波時(shí)間和掃描周期。 PLC 的順序掃描工作方式使它不能可靠地接收持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸入信號(hào)，為此，需要選取高掃描速度的 PLC。 PLC 的程序存儲(chǔ)器容量通常以字或步為單位。 PLC 的程序步是由一個(gè)字構(gòu)成的，即每個(gè)程序步占一個(gè)存儲(chǔ)器單元。 用戶程序所需存儲(chǔ)器容量可以預(yù)先估算。對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)，用戶程序所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)等于 IO 信號(hào)總數(shù)乘以 IO 的系統(tǒng)，每一路模擬量信號(hào)大約需100 字的存儲(chǔ)器容量。 小型 PLC 控制系統(tǒng) 通常都選用價(jià)格便宜的簡(jiǎn)易編程器。若有現(xiàn)成的 PC，只需配一條通信電纜在計(jì)算機(jī)上裝上相應(yīng)的編程軟件，效果更好。 三菱 FX2N— 32MR 型 PLC對(duì) X62W萬(wàn)能銑床的改造 進(jìn)行電氣控制線路改造時(shí)， X62W 萬(wàn)能銑床電氣控制線路中的電源電路、主電路及照明電路保持不變，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，用可編程控制器實(shí)現(xiàn)，為了保證各種聯(lián)鎖功能，將 SQ1～ SQ6,SB1～ SB6分別接入 PLC 的輸入 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 端，換刀開(kāi)關(guān) SA1和圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA2分別用其一對(duì)常開(kāi)和常閉觸頭接入 PLC 的輸入端子。輸出器件分三個(gè)電壓等級(jí)，一個(gè)是接觸器使用的 110V 交流電壓，另一個(gè)是電磁離合器使用的 36V 直流電，還有一個(gè)是照明使用的 24V 交流電壓，這樣也將 PLC 的輸出口分為三組連接點(diǎn)。 硬件設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)對(duì) X62W 萬(wàn)能銑床的控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析可知，該系統(tǒng)需要輸入點(diǎn)數(shù)為 16點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為 7點(diǎn)，根據(jù)輸入輸出口的數(shù)量，可選擇三菱 FX2N— 32MR 型 PLC。所有的電器元件均可采用改造前的型號(hào)。 萬(wàn)能銑床各個(gè)輸入 /輸出點(diǎn)的 PLC I/O 地址分配 如 下表所示 序號(hào) 輸入器件 輸入地址 序號(hào) 輸出器件 輸出地址 1 SB SB2主軸啟動(dòng) X0 1 EL 照明 Y0 2 SB SB4快速進(jìn)給 X1 2 KM1主軸啟動(dòng) Y1 3 SB5 SB61停車 X2 3 KM2冷卻泵 Y2 4 SB5 SB62制動(dòng) X3 4 KM3正轉(zhuǎn) Y3 5 SA1換刀開(kāi)關(guān) X4 5 KM4反轉(zhuǎn) Y4 6 SA2圓工作臺(tái)開(kāi)關(guān) X5 6 YC1主軸制動(dòng) Y5 7 SA4 照明開(kāi)關(guān) X6 7 YC3快速進(jìn)給 Y6 8 SQ1 主軸沖動(dòng) X7 9 SQ2 進(jìn)給沖動(dòng) X10 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 SQ3 SQ51 X11 11 SQ3 SQ42 X12 12 SQ4 SQ61 X13 13 SQ5 SQ62左右進(jìn)給 X14 14 FR1 熱保護(hù)觸點(diǎn) X15 15 FR2 熱保護(hù)觸點(diǎn) X16 16 FR3 熱保護(hù)觸點(diǎn) X17 萬(wàn)能銑床的 I/O 接線 下 圖所示 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 程序設(shè)計(jì) 根據(jù) X62W 萬(wàn)能銑床的控制要求，設(shè)計(jì)該電氣控制系統(tǒng)的 PLC 控制梯形圖 ,（如下圖所示）； 該程序共有 10 條支路，反映了原繼電器電路中的各種邏輯內(nèi)容。在第 1 支路中，因 SQ1 和 SB SB6 都采用常閉觸頭分別接至輸入端子 X X2，則 X X2 的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，按下啟動(dòng)按鈕 SB1 或 SB2 時(shí)， X0 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合， Y M0 線圈得電并自鎖，第 4 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 支路中 Y1 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輔助繼電器 M1 線圈得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為第 5 支路以下程序執(zhí)行做好 準(zhǔn)備，保證了只有主軸旋轉(zhuǎn)后才有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 Y1 的輸出信號(hào)使主軸電動(dòng)機(jī)M1 啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)按停止按鈕 SB5 或 SB6 時(shí)， X2 常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位， Y1 線圈失電，主軸慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí) X3 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合， Y5 線圈得電接通電磁離合器 YC1，主軸制動(dòng)停轉(zhuǎn)。 第 2支路表達(dá)了冷卻泵電動(dòng)機(jī) M3 必須在主軸電動(dòng)機(jī) M1 啟動(dòng)運(yùn)行之后才能運(yùn)動(dòng)的工作邏輯。第 8 支路表達(dá)了工作臺(tái)六個(gè)方向的進(jìn)給、進(jìn)給沖動(dòng)及園工作臺(tái)的工作邏輯關(guān)系。向左進(jìn)給時(shí)， SQ5 被壓合，常閉觸點(diǎn) SQ52 先斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn) SQ51 后閉合， X11閉合， Y3 線圈得電，電動(dòng)機(jī) M2 正轉(zhuǎn)，工 作臺(tái)向左運(yùn)行。向右進(jìn)給時(shí)， SQ6 被壓合，常閉觸點(diǎn) SQ62 先斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn) SQ61 后閉合， X13 閉合， Y4 線圈得電，電動(dòng)機(jī) M2 反轉(zhuǎn)，工作臺(tái)向右運(yùn)行。當(dāng)需要向前或向下進(jìn)給時(shí)，壓動(dòng) SQ3，常閉觸點(diǎn) SQ32 先斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn) SQ31 后閉合， X11 閉合， Y3 線圈得電，電動(dòng)機(jī) M2 正轉(zhuǎn)，并通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)使工作臺(tái)分別向前或向下運(yùn)行。當(dāng)需要向后或向上進(jìn)給時(shí)，壓動(dòng) SQ4，常閉觸點(diǎn) SQ42 先斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn) SQ41 后閉合， X13 閉合， Y4 線圈得電，電動(dòng)機(jī) M2 反轉(zhuǎn)，并通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)使工作臺(tái)分別向后或向上運(yùn)行。當(dāng)圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換 開(kāi)關(guān) SA2 動(dòng)作，第 6 支路的X5 常開(kāi)觸點(diǎn)分?jǐn)?，?7 支路中 X5 閉合，輔助繼電器 M2 得電，使 Y3 線圈得電，電動(dòng)機(jī)M2 正轉(zhuǎn)，圓形工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)。當(dāng) SA2 復(fù)位時(shí)，輔助繼電器 M2 失電，使 Y3 線圈失電，圓形工作臺(tái)停止旋轉(zhuǎn)。第 9 支路中反映了在電動(dòng)機(jī) M2 正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)，只需按下 SB3 或 SB4,X1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，電磁離合器 YC2 失電， YC3 得電，工作臺(tái)沿選定方向快速移動(dòng)；松開(kāi) SB3或 SB4，則電磁離合器 YC2 得電， YC3 失電，快速移動(dòng)停止。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 少，工作兩較小。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 下圖為 X62W 萬(wàn)能銑床 PLC 控制梯形圖 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 X62W 型萬(wàn)能銑床 PLC 控制指令語(yǔ)句表 ： 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)心得 通過(guò)三四個(gè)月的辛苦，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下告一段落，而大學(xué)生活也即將結(jié)束了。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，有苦有甜，不過(guò)更多的是學(xué)到了不少東西，無(wú)論是理論上的還是實(shí)踐上的，都使我受益菲淺。 這是大學(xué)里第一次大型的設(shè)計(jì)，也是最后一次。當(dāng)我接到設(shè)計(jì)任務(wù)書時(shí)，頭腦里一頭霧水，不知道從何下手，后來(lái)我們指導(dǎo)老師張朝霞老師對(duì)我們進(jìn)行了輔導(dǎo)，并大致給我們描述了設(shè)計(jì)提綱以 及設(shè)計(jì)思路，使我對(duì)這一任務(wù)開(kāi)始有了一些思緒，我開(kāi)始去圖書館查閱資料，并且摘抄了一些有利用價(jià)值的材料。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息使我對(duì)本課題有了更深刻的了解。 雖然在過(guò)去的學(xué)年里我們只學(xué)過(guò)一點(diǎn)點(diǎn)與本課程相關(guān)內(nèi)容，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，碰到了很多的概念、原理以及方法方面的困難。我只好停下設(shè)計(jì)任務(wù)去學(xué)習(xí)與 PLC 有關(guān)的內(nèi)容，但還是困難重重，很多的問(wèn)題累積起來(lái)，使我感覺(jué)很吃力，幸好，時(shí)間還算多，我認(rèn)真的看與 PLC 有關(guān)的書籍，不斷積累相關(guān)知識(shí)，遇到問(wèn)題就求助老師或同學(xué)，終于，在理論上我已經(jīng)走出了迷茫。 接下來(lái)就是實(shí)踐了，當(dāng)我把資料收集好 后，就開(kāi)始把那些收集來(lái)的資料從頭到尾的理清一下，選材、分析，把所有材料按指導(dǎo)老師提供的提綱內(nèi)容進(jìn)行分類，確定章節(jié)、重點(diǎn)。接下來(lái)便是畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫作了，老師給我們下發(fā)了畢業(yè)設(shè)計(jì)模板及格式要求，并多次對(duì)我的畢業(yè)論文進(jìn)行幫助和點(diǎn)撥，提供給我一些有用的資料和建議。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我要感謝我的指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，感謝老師對(duì)我的嚴(yán)格要求。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我查閱了大量的相關(guān)資料，自學(xué)、與同學(xué)的交流以及向老師請(qǐng)教，使自己學(xué)到了很多知識(shí)，也經(jīng)歷了很多的艱辛；在前期收集資料的過(guò)程中，我體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)的力量，大家一起查找資料，一起 討論和學(xué)習(xí)，使我從團(tuán)隊(duì)中學(xué)到了很多，感觸也很深，當(dāng)大家為著同一個(gè)目標(biāo)而奮斗時(shí)，我的心態(tài)更加的舒坦，我不是一個(gè)人在戰(zhàn)斗。 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅培養(yǎng)了我的團(tuán)隊(duì)合作能力，也樹(shù)立我對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)我往后我學(xué)習(xí)工作生活有十分重要的影響，也讓我充分體會(huì)到了經(jīng)過(guò)重重困難后取得的成