課程設(shè)計(jì)論文-數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)的plc控制設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-01-08 22:04本頁(yè)面
【正文】 要求 通過(guò)對(duì) 某 數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)的 PLC 控制設(shè)計(jì)，使學(xué)生熟練掌握 PLC 在數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)的控制作用、 動(dòng)作順序與原理，并學(xué)會(huì)應(yīng)用 PLC。 主軸系統(tǒng)的 PLC控制 —— 主軸的 控制包括控制轉(zhuǎn)速、正反轉(zhuǎn)及步數(shù) 。 通過(guò)本課程設(shè)計(jì) ,完成 ： ①輸入輸出信號(hào)分析與 PLC I/O分配圖 ② PLC選型 ③主要元器件型號(hào)的選擇 ④程序 設(shè)計(jì) ⑤完成梯形圖設(shè)計(jì)并完成相應(yīng)指令。 二．步進(jìn)電機(jī)的工作原理 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機(jī)電元件。正常運(yùn)動(dòng)情況下，它每轉(zhuǎn)一周具有固定的步數(shù)；做連續(xù)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與 輸入脈沖的頻率保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ` 3 圖 1 三相反應(yīng)式 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 的結(jié)構(gòu)示意圖 1—— 定子 2—— 轉(zhuǎn)子 3—— 定子繞組 圖 1是最 常見(jiàn)的三相反應(yīng)式 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 的剖面示意圖。各磁極上套有線圈，按圖 1連成 A、 B、 C 三相繞組。所以每個(gè)齒的齒距為 θ E=360186。而定子每個(gè)磁極的極弧上也有 5個(gè)小齒，且定子和轉(zhuǎn)子的齒距和齒寬均相同。若以 A相磁極小齒和 轉(zhuǎn)子的小齒對(duì)齊，如圖 1，那么 B相和 C相磁極的齒就會(huì)分別和轉(zhuǎn)子齒相錯(cuò)三分之一的齒距，即 3186。若給 B相通電， B 相繞組產(chǎn)生定子磁場(chǎng)，其磁力線穿越 B相磁極，并力圖按磁阻最小的路徑閉合，這就使轉(zhuǎn)子受到反應(yīng)轉(zhuǎn)矩（磁阻轉(zhuǎn)矩）的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)，直到 B 磁極上的齒與轉(zhuǎn)子齒對(duì)齊，恰好轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò) 3186。接著停止對(duì) B 相繞組通電，而改為 C相繞組通電，同理受反應(yīng)轉(zhuǎn)矩的作用，轉(zhuǎn)子按順時(shí)針?lè)较蛟俎D(zhuǎn)過(guò) 3186。 的規(guī)律步進(jìn)式轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。的規(guī)律轉(zhuǎn)動(dòng)。單三拍運(yùn)行時(shí)的步矩角 θ b為 30186。六拍運(yùn)行時(shí)的步矩角將減小一半。/NEr (1)式中 Er—— 轉(zhuǎn)子齒數(shù)； N—— 運(yùn)行拍數(shù)， N=km， m為 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 的繞組相數(shù)， k=1 或 2。它采用可編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?！鄙?述是國(guó)際電工委員會(huì)于 1985 年 1月對(duì) PLC所作的權(quán)威性的定義。 以微處理技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用于以控制開(kāi)關(guān)量為主，或包括控制過(guò)程參量在內(nèi)的邏輯控制、機(jī)電運(yùn)動(dòng)控制或過(guò)程控制等工業(yè)控制領(lǐng)域的新型工業(yè)控制裝置。其主要功能體現(xiàn)在以下幾方面： 1．順序邏輯控制 順序邏輯控制在 PLC 應(yīng)用領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛，可以取代繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制和 順序控制。 PLC 根據(jù)操作按鈕、限位開(kāi)關(guān)及其他現(xiàn)場(chǎng)給出的指令信號(hào)和傳感器信號(hào)，控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行相應(yīng)的操作。很多 PLC 制造廠家已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模板。當(dāng)每個(gè)軸移動(dòng)時(shí)，位置控制模板將保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣?，以確保運(yùn)動(dòng)平滑。 3．定時(shí)控制 PLC為用戶提供了一定數(shù)量的定時(shí)器，并設(shè)置了定時(shí)器指令。定時(shí)精度高，定時(shí)設(shè)定方便、靈活。 4．計(jì)數(shù)控制 PLC 提供了多種計(jì)數(shù)器，如普通計(jì)數(shù)器、可逆計(jì)數(shù)器、高速計(jì)數(shù)器等，可以用來(lái)完成不同用途的計(jì)數(shù)控制。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值可以在 運(yùn)行中被讀出，也可以在運(yùn)行中進(jìn)行修改。在一道工序完成之后，自動(dòng)進(jìn)行下一道工序；一個(gè)工作周期結(jié)束后，自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)工作周期。 6．?dāng)?shù)據(jù)處理 大部分 PLC都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理功能，如 F2系列、 C系列、 S5系列 PLC 等可完成數(shù)據(jù)運(yùn)算（如加、減、乘、除、乘方、開(kāi)方等）、邏輯運(yùn)算（如與、或、異或、求反等）、移位、數(shù)據(jù)比較和傳送及數(shù)值的轉(zhuǎn)換等操作。過(guò)去，由于 PLC善于邏輯運(yùn)算控制，對(duì)于這些模擬量主要依靠?jī)x表（如果回路數(shù)較少）或分布式控制系統(tǒng) DCS（如果回路數(shù)較多）來(lái)控制。 8．通信及聯(lián)網(wǎng) 目前大多數(shù) PLC都具有了通信能力，能夠在 PLC與計(jì)算機(jī)之間同時(shí)進(jìn)行同位鏈接及上位鏈接。也可與打印機(jī)、 監(jiān)視器等外部設(shè)備相連，記錄和監(jiān)視有關(guān)數(shù)據(jù)。 I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加 10%～ 20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。 PLC選型原則： 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ` 7 （一） PLC的類型 PLC按結(jié)
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