【正文】 PLC 編程語言多種多樣，最常用編程語言有梯形圖、指令表、邏輯符號圖、順序功能圖、高級語言。 （ 2） 用戶程序編輯和指令解釋程序 編輯程序能將用戶程序變?yōu)閮?nèi)碼形式以便程序的修改、調(diào)試。 3） 人機(jī)界面 文本顯示區(qū)可顯示兩行信息的液晶顯示 LCD。 PLC 擴(kuò)展模塊內(nèi)不設(shè) CPU，僅對 I/O 通道進(jìn)行擴(kuò)展，不能脫離主機(jī)獨立實現(xiàn)系統(tǒng)的控制要求。 PLC 對電源的穩(wěn)定度要求不高，一般允許電源電壓在其額定值 +15%~15%的范圍波動。最大漏電流 ，接通到斷開的最大時間為 +AC 半周期。輸出信號送給內(nèi)部電路中的輸出鎖存器，再經(jīng)光電耦合器送給場效應(yīng)晶體管，后者的飽和 導(dǎo)通狀態(tài) 和截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于觸點的接通和斷開。輸出電流的典型值為 ，允許輸出電流額定值與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。 交流輸入方 式適合在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。 1M 是同組輸入點各內(nèi)部輸入電路的公共點。 點 數(shù)多、高密度的 I/O 模塊的外部接線一般用插座接線，用戶可選用連接插座的 電路 和端子板。 輸入、輸出模塊 它是 PLC 與現(xiàn)場 I/O 設(shè)備之間的聯(lián)系橋梁。 編 程 工 具 C P U 主 機(jī) 擴(kuò) 展 模 塊 人 機(jī) 界 面 通 信 設(shè) 備 功 能 模 塊 圖 52 PLC 系統(tǒng)組 PLC 的硬件結(jié)構(gòu) PLC 硬件簡化框圖入如圖 53 所示，各組成部分功能如下 : 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 特種功能 單元 P L C 輸入單元 C P U 電源 存儲器 擴(kuò)展接口 通信接口 輸出單元 系統(tǒng)程序存儲 用戶程序存儲 打印機(jī) 編程器 指示燈 擴(kuò)展單元 接觸器線圖 行程開關(guān) 按鈕 圖 53 PLC 的結(jié)構(gòu) 中央處理器 CPU 是 PLC 的總指揮，主要完成以下幾個功能。 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) PLC 主要由 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊和 編程 裝置組成（見圖 51）。 3) 閉環(huán)過程控制 對溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量閉環(huán)控制，通過模擬量模塊實現(xiàn)模數(shù)間轉(zhuǎn)換并對模擬量實行閉環(huán)比例、積分、微分控制。目前， PLC 在國內(nèi)外已廣泛用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保等各行業(yè)。大型 PLC 的軟、硬件功能極強(qiáng)、具有極強(qiáng)的自診斷功能。 2） 中型 PLC 中型 PLC 采用模塊化結(jié)構(gòu)，其 I/O 點數(shù)一般在 256~1024 點之間。通過簡單的組合可連成工業(yè)局域網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)間通訊。 （ 4）由于 PC 采用了大規(guī)模集成電路技術(shù)和微處理器技術(shù)，故可將其設(shè)計 的 緊湊、堅固、小體積，再加上它的可靠性， PC 易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，實現(xiàn)機(jī)電一體化。因為它采用了很多硬件措施（屏蔽、濾波、隔離等）和軟件措施（故障的檢測與處理、信息的保護(hù)與恢復(fù)等），以提高可靠性，適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場的要求 。比如，梯形圖、順序功能流程圖。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 對一些比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)來講，查找和排除故障往往十分困難。 PLC 在工業(yè)自動化控制提別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實際應(yīng)用時， 其 硬件需根據(jù)實際需要進(jìn)行選用配置， 其 軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計編制。它采用可編程序的存儲器，用來在存儲器內(nèi)部存貯 執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計算和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。但是，為了避免與個人計算機(jī)（ Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱 PLC。在每次進(jìn)刀完成后，讓拖動刀架的電動機(jī)反向轉(zhuǎn)動，是撥叉盤復(fù)位，以便為第二次自動進(jìn)刀作準(zhǔn) 備。 當(dāng)需要工作臺步退時，按下 68 區(qū)中的工作臺步退起動按鈕 SB12，工作臺不會；松開按鈕 SB12，工作臺也可迅速制動停止。 K T 1 0K T 4K M 1 2K 2S B 66 0 2S B 76 0 1K 26 0 5K M 1 16 0 4S T 76 0 66 0 76 0 8S T 96 1 0S T 8KM106 1 2KM116 1 1K M 1 06 0 9K 2K A 2K M 1 26 1 76 2 1K 2KM136 1 36 1 5KM12KM136 2 5K M 1 21 9 46 2 3K M 1 3K 2V C1 9 31 9 1K M 1 1K T 41 0 1K M △K A 11 0 5S B 1 01 0 7S T 2 11 0 9S B 1 1S B 8K 4 1 1 3K 5 1 1 5K 31 0 2K 4 K M 1 3K M 1 2S T 6S T 5S B 9K 61 3 1PS T 4 11 2 9K P1 1 91 2 1SB121 2 3K 4 1 3 31 3 51 3 71 3 9K 51 2 5K 3ST421 5 3K 6 K 71 5 5S T 2 2S T 3 1S A 61 6 1K 6K 31 6 3K 5S A 2 2S A 1 11 5 9K 9K 1 01 6 51 8 1K 81 0 2K M 1 31 6 9K R 41 6 7S A 7 1S T 1 1 S T 1 21 7 31 7 1K 3K 31 7 5K 9 K 1 01 0 21 8 3S A 81 7 9S B 1 2S B 8K 41 7 71 0 1橫 梁 升 降 控 制橫 梁 上 升 橫 梁 下 降 橫 梁 夾 緊 橫 梁 放 松 橫 梁 回 升刨 臺 步 進(jìn)前 進(jìn) 控 制刨 臺 自動 循 環(huán)刨 臺 步 進(jìn)后 退 控 制后 退換 向前 進(jìn)換 向快 速 切 入后 退 減 速前 進(jìn)減 速潤 滑 泵刨 臺 低速 運(yùn) 行磨 削 控 制4 9 5 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5 9 6 0 6 1 6 2 6 3 6 4 6 6 6 7 6 8 6 9 7 0 7 1 7 2 7 3 7 4 7 5 7 6 7 7 圖 44 B20xxA 型龍門刨床橫梁及工作臺控制電路圖 工作臺自動循環(huán)控制電路 工作臺自動循環(huán)控制主要有安裝在龍門刨床工作臺側(cè)面上的 4 個撞塊 A、 B、 C、 D按一定 的規(guī)律撞擊安裝在機(jī)床床身上的四個行程開關(guān) ST ST ST ST4，使行程開關(guān) ST ST ST ST4 的觸頭按照一定的規(guī)律閉合或斷開，從而控制工作臺按照預(yù)定運(yùn)功的要求進(jìn)行運(yùn)動。橫梁放松后，行程開關(guān) ST10 在 59 區(qū)中的常閉觸點斷開，接觸器 KM13 失電釋放，橫梁放松、夾緊電動機(jī) M9 停止反轉(zhuǎn)。電流繼電器 KA2 吸合動作，接觸器 KM12 失電釋放，使橫梁放松、夾緊電動機(jī) M9 停止正轉(zhuǎn)，完成橫梁上升控制過程。繼而接觸器 KM12閉合，交流電動機(jī) M9 正向起動運(yùn)轉(zhuǎn)，使橫梁夾緊。橫梁放松、 夾 緊電動機(jī)M9 通電 反轉(zhuǎn)，使橫梁放松。此時接觸器 KM1 和接觸器 KM△的主觸點將交流電動機(jī) M1 的定子繞組接成△接法全壓運(yùn)行，交流電動機(jī) M1 拖動直流發(fā)電機(jī) G 和勵磁發(fā)電機(jī) G 全速運(yùn)行，完成主拖動機(jī)組的啟動控制過程。其中 33 區(qū)中的按鈕 SB2 為交流電動機(jī) M1 的起動按鈕，按鈕 SB1 為交流電動機(jī) M1 的停止按鈕。直流電動機(jī) M 的主要作用是拖動刨床往返交替做直線運(yùn)動，對工件進(jìn)行切削加工。電機(jī)放大機(jī) AG 的主要作用是根據(jù)機(jī)床各種運(yùn)動的 需要，通過控制繞組 WC 的各個控制量調(diào)節(jié)其向直流發(fā)電機(jī) G 勵磁供電的輸出電壓，從而調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 4 B20xxA 型龍門刨的電氣控制 國內(nèi)外各型號的龍門刨床雖然 機(jī)械結(jié)構(gòu)、規(guī)格及性能指標(biāo)差異過大，但電氣原理大同小異。而且停車要迅速，越位不能超過允許值。在工作臺前進(jìn)和返回形成末尾，工作臺能自動調(diào)速，以保證刀具慢速離開工件，防止工件邊緣剝裂，同時可減小工作臺反向的沖擊和對電動機(jī)和其他機(jī)械的沖擊。工作臺在行程末尾可進(jìn)行減速、反向等運(yùn)動的自動變換。在低速檔或高速檔范圍內(nèi)，可實現(xiàn)電氣的無極調(diào)速，以便生產(chǎn)時能選擇最合適的切削速度。對于刀架的移動、進(jìn)刀、退刀、抬刀、橫梁放松與夾緊、橫梁上升與下降、工作臺步進(jìn)，步退等各種動作，都有電動機(jī)和各種控制器配合實現(xiàn)。 B20xxA 型龍門刨床加工工藝的特點 龍門刨床主要用來加工大型工件的各種平面、斜面、槽，特別適宜于加工大型的、狹長的機(jī)械零件，但加工精度要求不高， 是 機(jī)械加工制造業(yè)中廣泛使用的大型工件加工設(shè)備。刀架上的滑板（溜板）可使刨刀上、下移動，作切入運(yùn)動或刨削豎直平面。 t5 段為緩沖區(qū)。 t2 t3 t4 t5高速空車返回后退減速tv低速切入 前進(jìn)加工 低速切出t1 圖 31 龍門刨床工作臺自動運(yùn)行圖 圖中： t1 段表示刨臺起動，刨臺切入工件的階段，為了減小刨臺剛切入工件的瞬間，刀具所受的沖擊及防止工件被崩壞，此階段速度較低。工作臺在工作行程是進(jìn)行切削加工，工作臺返回時，刀具自動抬起，不進(jìn)行切削加工。橫梁用于安裝垂直刀架，刨削加工時嚴(yán)禁動作，只有在工作臺停止運(yùn)動時才能移動，以調(diào)整 刀架高度。龍門刨床工作臺是做往復(fù)直線運(yùn)動的，前進(jìn)時為工作行程，此時帶動工作臺的電機(jī)有負(fù)載。但變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用于龍門刨床的缺點是低速開環(huán)運(yùn)行時機(jī)械特性較軟，對維護(hù)人員的水平要求較高。 20 世紀(jì) 60 年代，龍門刨床廣泛采用 AGM 調(diào)速系統(tǒng)，目前該系統(tǒng)在國有大中型企業(yè)仍占有相當(dāng)大的比重， AGM 主要通過交換放大機(jī)控制直流發(fā)電機(jī)的勵磁電壓，勵磁電壓控制直流發(fā)電機(jī)的輸出電壓，從而控制直流電動機(jī)的電樞電壓，以達(dá)到控制直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，但是 AGM 龍門刨床的電氣系統(tǒng)占地面積大、噪音大、耗電量大、效率低，由 于采用的是繼電器邏輯控制系統(tǒng)，其故障率高、可靠性差、檢修難度大等不足。就目前而言，龍門刨床的主拖動系統(tǒng)可概括為四類： AGM 調(diào)速系統(tǒng)、晶閘管 直流電動機(jī)（ SCRD）模擬直流調(diào)速系統(tǒng)、全數(shù)字直流系統(tǒng)和交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。常用的專門刨床有包邊機(jī)和刨模機(jī)等。專用機(jī)床中有一種以標(biāo)準(zhǔn)的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量按工件特定形狀或加工工藝設(shè)計的專用部件組成的自動或半自動機(jī)床，稱為組合機(jī)床。狹義的機(jī)床 僅指使用最廣泛、數(shù)量最多的金屬切削機(jī)床。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4 2 龍門刨床的概念與發(fā)展 機(jī)床簡介 機(jī)床是對金屬或其他材料的坯料或工件進(jìn)行加工，使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機(jī)器。從整個 系統(tǒng)來看是一個多輸入多輸出的自動控制系統(tǒng)，而且輸入輸出大多為開關(guān)量，但由于本系統(tǒng)的主要被控量只有一個工作臺的速度，這就使得以主拖動系統(tǒng)局部優(yōu)化而使整個系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化成為可能， 應(yīng)用 PLC，可使各電機(jī)的運(yùn)行，各刀架的移動、抬刀、橫梁夾緊等，主傳動電磁制動器的動作實現(xiàn)程序控制。 5） 從可靠性和可維護(hù)性上看，由于電器控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點，其存在機(jī)械磨損、電弧燒傷等，壽命 短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護(hù)性較差。 3） 從控制速度上看，繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點的動作實現(xiàn)控制，工作頻率低，機(jī)械觸點還會出現(xiàn)抖動。系統(tǒng)連線少。 PLC 控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)的比較 PLC 控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)相比，有許多相似之處，也有許多不同。 課題的提出 本文以龍門刨床的電氣控制系統(tǒng)為研究對象。 關(guān)鍵字：龍門刨床控制 ， PLC 控制 ， 電 器控制 ， 直流調(diào)速 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 II THE RECONSTRUCTION OF MACHINE TOOL CONTROL SYSTEM ABSTRACT Cutting the main work of the machinery industry is one of the mother, in the industrial production has an important place. The earliest planer workbench adopt ac induction motor drive and realize the direction and the positive and the plan, and the use of ac motor general electromagic clutch and the positive and realize the plan, and the use of ac motor general hydraulic system and