【正文】 主要表現(xiàn)在更快的處理速度，多 PLC 結(jié)構(gòu)的容錯系統(tǒng)，故障診斷和 PLC 的編程語言與編程工具向標準化和高級化發(fā)展。 由于大規(guī)模集成工藝和計算機技術在上世紀 80 年代得到快速發(fā)展，使 PLC 獲得了發(fā)展和推廣應用的黃金時期。各制造廠家都有自己專有的聯(lián)網(wǎng)手段，即使數(shù)據(jù)通道各異，但都能構(gòu)成分散控制系統(tǒng)和遠程 I/O 系統(tǒng)。到上世紀 80 年 代末期，加強 PLC 的聯(lián)網(wǎng)能力卻成了 PLC的發(fā)展趨勢。 煙臺南山學院畢業(yè)設計（論文） 第 7 頁 上世紀 80 年代初期， PLC 發(fā)展的主要目標是提高性能和功能，如 I/O 總點數(shù)由幾十點發(fā)展到上千個點。 自從 1948 年控制器理論的創(chuàng) 始人 提出他的控制論，科學工作者經(jīng)過半個世紀的努力，自動控制裝置（或器件）有了飛速發(fā)展：從時間順序的角度來看，控制器經(jīng)過了繼電器裝置、電子管器件控制裝置、半導體器件控制裝置和可編程控制器的發(fā)展過程。 PLC 和變頻技術的發(fā)展現(xiàn)狀 第 一臺可編程控制器（ PLC）于 1969 年問世于美國 DEC 公司。可編程序控制器及其有關的外圍設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。在第三稿中，對 PLC 作了如下 煙臺南山學院畢業(yè)設計（論文） 第 6 頁 定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運算 [7][8]操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。 由于 PLC 至產(chǎn)生以來一直處于發(fā)展的過程中，所以至今尚未對其下最后的定義。這種微型化可編程序控制器的廣泛應用，使得控制系統(tǒng)的觸角延伸到了工廠的各個角落。因此， PLC 的綜合化控制趨勢已經(jīng)大大突破了原有可編程序控制器的概念和功能；二是 PLC 的微型化。它把工廠生產(chǎn)過程控制與信息管理系統(tǒng)緊密結(jié)合起來，甚至向上為 MES 和 ERP 系統(tǒng)準備了技術基礎。 進入 21 世紀以來， PLC 仍保持旺盛的發(fā)展勢頭，其應 用領域不斷擴大，如為用戶構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)（ FMS）和計算機集成制造系統(tǒng)（ CIMS）等。由于聯(lián)網(wǎng)功能的增強， PLC 既可與上位計算機聯(lián)網(wǎng)，也可以下掛 FLEX I/O 或遠程 I/O，能夠比較容易組成分布式控制系統(tǒng)（ DCS）。 上世紀 80 年代后期到 90 年代中期，伴隨著計算機和網(wǎng)絡技術的普及應用，超大規(guī)模集成電路、門陣列以及專用集成電路的迅速發(fā)展， PLC 的 CPU 已發(fā)展為 由 16 位或 32 位微處理器構(gòu)成，處理速度得到很大提高，中斷、 PID、高速計數(shù)、 運動控制等功能引入了可編程序控制器。 上世紀 70 年代后期和 80 年代初期，隨著微處理器技術的日趨成熟，單片微處理器和半導體存儲器進入了工業(yè)化生產(chǎn)，大規(guī)模集成 電路開始普遍應用。 1969 年，美國數(shù)字設備公司（ DEC）研制出了世界上第一臺 PLC。它內(nèi)部具 有存儲指令的可編程序的存貯器，允許 用戶采用編制程序的手段來設置控制功能從而滿足對被控生產(chǎn)設備的不同要求。在傳統(tǒng)龍門刨床中，這種現(xiàn)象尤其明顯，其機械部分剛性好，精度較高，一般其基本性能可達到現(xiàn)代同類機械的水平，但控制和驅(qū)動部分則顯得不同程度的老化，這對加工性能及成本有很大的影響，有的甚至無法在一些加工要求稍高的工 件場合下使用 [2]，本科題通過對原系統(tǒng)以及龍門刨床加工運行性能和要求進行分析研究，設計了一套低成本高性能的控制方案，已成功應用于實踐，可最大限度發(fā)揮龍門刨床的加工潛力，提高可靠性，降低運行成本，對老式龍門刨床的改造提高有很大的實際意義。 龍門刨床如控制和使用得當，不僅能提高效率，節(jié)約成本，還可大大延 煙臺南山學院畢業(yè)設計（論文） 第 3 頁 長使 用壽命。而且，由于現(xiàn)有龍門 [1]刨床大多數(shù)采用的是“電機擴大機一發(fā)電機一電動機 (K一 F 一 D)”主拖動系統(tǒng)，少數(shù)改進為可控硅直流調(diào)速系統(tǒng) (SCRD 系統(tǒng) )，因此都還存在投資大、用料多、耗電量大、占地面積寬、噪音大、難維護等一系列缺點。 本論文的研究目的及意義 在龍門刨床的工作過程中，對起動、制動特性要求很高，由于換向快，正反向起動、制動頻繁，其中有很大一部分時間是工作 在過渡過程中，為了提高生產(chǎn)效率，顯然必須盡量縮短換向過渡時間。左右垂直刀架可沿橫梁導軌在水平方向或沿滑板導軌在垂直方向作快速移動或工作進給。工作臺或稱刨臺，下面有齒條與傳動機構(gòu)齒輪相嚙合，可作往復運動。 龍門刨床的結(jié)構(gòu)特點 龍門刨床主要由七部分組成，如圖 1 所示。龍門刨床是工廠的大型關鍵設備之一，是制造重型機械不可缺少的工作母機 ，電氣設備較為復雜，生產(chǎn)工藝對刨床電力拖動自動控制系統(tǒng)的要求也越來越高。本文著重介紹了利用 PLC 及直流調(diào)速器對其電氣系統(tǒng)進行的設計。 23 參考文獻 21 第五章 結(jié)論 20 系統(tǒng)流程圖設計 19 第四章 軟件設計 17 PLC 控制系統(tǒng)設計 10 系統(tǒng)工作流程和控制功能實現(xiàn) 6 國內(nèi)外 PLC 和變頻技術的發(fā)展現(xiàn)狀 4 可編程序控制器的定義 2 第二章 可編程控制器工作原理 1 龍門刨床的結(jié)構(gòu)特點 關鍵詞： PLC，龍門刨床，控制系統(tǒng) Designthe Electric Control Systemof Planers 煙臺南山學院畢業(yè)設計（論文） II Basedon PLC Abstract The traditional control system of gantry planer has the shortings in reliability, maintenance,processing of quality and efficiency of production. Now as a result of the PLC technology unceasing development, designing the electrical control system with PLC is a simple and feasible paper presents the design of gantry planer with PLC for the electrical control system,which will satisfy the needs of control , under the premise of saveing money it is also simple, stable and easy to maintain operational its hardware is simple and reliable,and its software is rich and movement effect is system realizes zerospeed reversing of the work platform and eliminates the impact of original precise potentionmeters are in this system as the speed regulating can regulate the realtime rotational speed of the main electromotor accurately,and the disadvantages of the original system are hurdled in this realtime rotational speed and the armature current of the main electromotor can be shown accurately and digitally. The ways and means that designing gantry planer electrical control system with PLC provide a new approach for improving the machines design and promote industrial enterprises with a certain sense of technological progress. Key words: PLC， cantry planer， control system 目 錄 第一章 緒論 系統(tǒng)以數(shù)字顯示輸出主電機實時轉(zhuǎn)速和電樞電流值，顯示準確、直觀。以可編程控制器檢測速度過零為換向條件實現(xiàn)了工作臺的無沖擊換向。本文介紹的用 PLC 設計龍門刨床的電氣控制系統(tǒng)，不但滿足了所需的各種控制功能，而且在節(jié)省資金的前提下，還具有結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定和便于維護等特點。 煙臺南山學院畢業(yè)設計（論文） I 基于 PLC 的龍門刨床控制系統(tǒng)設計 摘要 傳統(tǒng)的龍門刨床控制系統(tǒng)可靠性差，維護困難，加工質(zhì)量及生產(chǎn)效率低。如今 PLC 技術的不斷發(fā)展，用 PLC 設計電氣控制系統(tǒng)是簡便可行的方法。特別是其硬件簡單可靠 ,軟件豐富靈活 ,運行效果好。以精密電位計為速度給定元件，可手動實時精確地調(diào)節(jié)主電機轉(zhuǎn)速，從根本上克服了龍門刨床換向 沖擊大、工作效率不高、耗電量大等一系列缺點。 利用 PLC 對龍門刨床電控系統(tǒng)進行設計的途徑和方法，為改進機床設計提供了新的思路 , 對促進工業(yè)企業(yè)技術進步具有一定意義。 1 煙臺南山學院畢業(yè)設計（論文） III 選題背景 1 本論文的研究目的及意義 9 第三章 系統(tǒng)硬件電路設計 10 系統(tǒng)總體方案和主要硬件配置 13 工作臺控制電路 設計 20 系統(tǒng)可靠性分析 22 致謝 24 附錄?????????????????????????????????? 25 煙臺南山學院畢業(yè)設計（論文） 第 1 頁 第 1 章 緒論 選題背景 傳統(tǒng)的龍門刨床可靠性差，維護困難，影響了加工質(zhì)量及生產(chǎn)效率。 本文以龍門刨床的電氣控制系統(tǒng)為研究對象。龍門刨床主要被用來加工大型狹長平面、斜面或槽，對主拖動系統(tǒng)有很高的要求 ,不僅要求有足夠大的切削功率和較寬的調(diào)速范圍，而且要求其在工作循環(huán)中能自動調(diào)節(jié)速度，以滿足不同的工作需要。 1763524 1— 床身 2— 工作臺 3— 橫梁 4— 左右垂直刀架 5— 左右側(cè)刀架及進給箱 6— 立柱 7— 龍門 煙臺南山學院畢業(yè)設計（論文） 第 2 頁 圖 1 龍門刨床結(jié)構(gòu)簡圖 床身是一個箱形體，其上有 V形和 U形導軌。橫梁平常加工時嚴禁動作，只在更換工件時才移動，以調(diào)整刀架的高度。左右側(cè)刀架及進給箱可沿立柱導軌上下快速移動或自動進給。但是換向的時間愈短，起、制動電流就愈大，這樣又容易損壞電機，而且換向時速度突變使刨床產(chǎn)生較大的機械沖擊，這對工作臺主拖動直流電機和傳動機構(gòu)都有很大的影響，導致傳動部件的快速磨損，降低刨削加工質(zhì)量。因此，平滑調(diào)速，提高調(diào)速精度和 工作效率，消除換向沖擊，保護主電機和傳動機構(gòu)，并改善操作性能，成為大型龍門刨床期待解決的技術問題。龍門刨床主要分為機械和電氣控制兩大組成部分，機械部分相對比較穩(wěn)定，使龍門刨床運行在最優(yōu)狀態(tài)主要取決于電氣控制系統(tǒng)控制方式。 第 2 章 可編程控制器工作原理 可編程序控制器的定義 可編程序控制器（ Programmable Controller，簡稱 PLC 或 PC）是以微電子技術為基礎的、專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的一種通用型工業(yè)控制設備。 煙臺南山學院畢業(yè)設計（論文） 第 4 頁 1968 年，美國最大的汽車制造商 —— 通用汽車公司（ GM）為建立柔性生產(chǎn)體系、取代落后的繼電器控制系統(tǒng)而提出了研制 PLC 的基本設想。特別是上世紀 70 年代初出現(xiàn)的微處理器很快被應用于 PLC，使這項技術得到了迅速發(fā)展 [5] [10]。 PLC 開始向多處理器發(fā)展，其功能和處理速度大為增強，具有了算、三角函數(shù)、列表、查表等，自診斷和容錯技術也得到迅速發(fā)展。這使得 PLC 已完全取代了傳統(tǒng)的邏輯控制裝置、模擬量儀表控制裝置和以小型機為核心的直接數(shù) 字控制（ DDC）裝置，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)過程的各個領域 [6]。同時，在這一時期內(nèi)， PLC 的梯型圖語言、語句表語言完全成熟并基本上標準化， 煙臺南山學院畢業(yè)設計（論文） 第 5 頁 順序功能圖（ SFC）語言逐步普及，專用編程器逐漸被個人計算機和相應編程軟件所替代，人機界面裝置日趨完善，已能實現(xiàn)對整個工廠的監(jiān)控和管理，并發(fā)展了冗余技術，使 PLC 的可靠性大大提高。目前， PLC主要向兩個方向擴展：一是綜合化控制系統(tǒng) [9]。這種發(fā)展趨勢還會讓舉步為艱的 ERP 系統(tǒng)有了堅實的技術基礎，從而會帶來工業(yè)控制的一場變革，實現(xiàn)真正意義上的電子信息化工廠。微型可編程序控制器異軍突起，體積小，價格低廉 ，但其功能仍可覆蓋單體設備及