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数控车床电气控制设计毕业论文

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数控车床电气控制设计毕业论文

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数控车床实习报告前 言机床是人类进行生产劳动的重要工具,也是社会生产力发展水平的重要标志。普通机床经经历了近两百年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化,精密机械与测量等技术的发展与综合应用,生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。数控机床一经使用就显示出了它独特的优越性和强大生命力,使原来不能解决的许多问题,找到了科学解决的途径。数控车床是数字程序控制车床的简称,它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身,是国内使用量最大,覆盖面最广的一种数控机床,也是是一种通过数字信息,控制机床按给定的运动轨迹,进行自动加工的机电一体化的加工装备,经过半个世纪的发展,数控机床已是现代制造业的重要标志之一,在我国制造业中,数控机床的应用也越来越广泛,是一个企业综合实力的体现。实 习 报 告 正 文自从走进了大学,就业问题就似乎总是围绕在我们的身边,成了说不完的话题。在现今社会,招聘会上的大字报都总写着“有经验者优先”,可还在校园里面的我们这班学子社会经验又会拥有多少呢?为了拓展自身的知识面,扩大与社会的接触面,增加个人在社会竞争中的经验,锻炼和提高自己的能力,以便在以后毕业后能真正真正走入社会,能够适应国内外的经济形势的变化,并且能够在生活和工作中很好地处理各方面的问题,在这个假期里我开始了自己的校外实习。.,把所学的理论知识,运用到客观实际中去,使自己所学的理论知识有用武之地。只学不实践,所学的就等于零,理论应该与实践相结合.另一方面,实践可为以后找工作打基础.通过这段时间的实习,学到一些在学校里学不到的东西。因为环境的不同,接触的人与事不同,从中所学的东西自然就不一样了。要学会从实践中学习,从学习中实践.而且在中国的经济飞速发展,又加入了世贸,国内外经济日趋变化,每天都不断有新的东西涌现,在拥有了越来越多的机会的同时,也有了更多的挑战,中国的经济越和外面接轨,对于人才的要求就会越来越高,我们不只要学好学校里所学到的知识,还要不断从生活中,实践中学其他知识,不断地从各方面武装自已,才能在竞争中突出自已,表现自已。1. F功能F功能指令用于控制切削进给量。在程序中,有两种使用方法。(1)每转进给量编程格式 G95 F~F后面的数字表示的是主轴每转进给量,单位为mm/r。如:G95 表示进给量为 mm/r。(2)每分钟进给量编程格式G94 F~F后面的数字表示的是每分钟进给量,单位为 mm/min。如:G94 F100 表示进给量为100mm/min。2. S功能S功能指令用于控制主轴转速。编程格式 S~S后面的数字表示主轴转速,单位为r/min。在具有恒线速功能的机床上,S功能指令还有如下作用。(1)最高转速限制设定加工坐标系编程格式 G50 S~S后面的数字表示的是最高转速:r/min。如:G50 S3000 表示最高转速限制为3000r/min。(2)恒线速控制编程格式 G96 S~S后面的数字表示的是恒定的线速度:m/min。如:G96 S150 表示切削点线速度控制在150 m/min。(3)恒线速取消编程格式 G97 S~S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速,如S未指定,将保留G96的最终值。如:G97 S3000 表示恒线速控制取消后主轴转速3000 r/min。3. T功能T功能指令用于选择加工所用刀具。编程格式 T~T后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有T后面用四位数字,前两位是刀具号,后两位是刀具长度补偿号,又是刀尖圆弧半径补偿号。例:T0303 表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。T0300 表示取消刀具补偿。4. M功能M00: 程序暂停,可用NC启动命令(CYCLE START)使程序继续运行;M01:计划暂停,与M00作用相似,但M01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效;M03:主轴顺时针旋转;M04:主轴逆时针旋转;M05:主轴旋转停止;M08:冷却液开;M09:冷却液关;M30:程序停止,程序复位到起始位置。5. 加工坐标系设置G50编程格式 G50 X~ Z~式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。G50使用方法与G92类似。在数控车床编程时,所有X坐标值均使用直径值,如图所示。如:按图设置加工坐标的程序段如下:G50 . 快速定位指令G00G00指令命令机床以最快速度运动到下一个目标位置,运动过程中有加速和减速,该指令对运动轨迹没有要求。其指令格式:G00 X(U)____ Z(W)____;当用绝对值编程时,X、Z后面的数值是目标位置在工件坐标系的坐标。当用相对值编程时,U、W后面的数值则是现在点与目标点之间的距离与方向。如图所示的定位指令如下:G50 ; 设定工件坐标系G00 ; 绝对值指令编程A→C或G00 ; 相对值指令编程A→C因为X轴和Z轴的进给速率不同,因此机床执行快速运动指令时两轴的合成运动轨迹不一定是直线,因此在使用G00指令时,一定要注意避免刀具和工件及夹具发生碰撞。如果忽略这一点,就容易发生碰撞,而快速运动状态下的碰撞就更加危险7. 直线插补指令G01G01指令命令机床刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置。指令格式:G01 X(U)____Z(W)____F ;其中F是切削进给率或进给速度,单位为mm/r或mm/min,取决于该指令前面程序段的设置。使用G01指令时可以采用绝对坐标编程,也可采用相对坐标编程。当采用绝对坐编程时,数控系统在接受G01指令后,刀具将移至坐标值为X、Z的点上;当采用相对坐编程时,刀具移至距当前点的距离为U、W值的点上。如图所示的直线运动指令如下:G01 Z20. ; 绝对值指令编程G01 ; 相对值指令编程8. 圆弧插补指令G02、G03圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧插补运动,用于加工圆弧轮廓。圆弧插补命令分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03两种。其指令格式如下:顺时针圆弧插补的指令格式:G02 X(U)____Z(W)____I____K____F____;G02 X(U)____Z(W)___R___ F____;逆时针圆弧插补的指令格式:G03 X(U)____Z(W)____ I____K____F____;;G03 X(U)____Z(W)___R___ F____;使用圆弧插补指令,可以用绝对坐标编程,也可以用相对坐标编程。绝对坐标编程时,X、Z是圆弧终点坐标值;增量编程时,U、W是终点相对始点的距离。圆心位置的指定可以用R,也可以用I、K,R为圆弧半径值;I、K为圆心在X轴和Z轴上相对于圆弧起点的坐标增量; F为沿圆弧切线方向的进给率或进给速度。当用半径R来指定圆心位置时,由于在同一半径R的情况下,从圆弧的起点到终点有两种圆弧的可能性,大于180°和小于180°两个圆弧。为区分起见,特规定圆心角α≤180°时,用“+R”表示;α>180°时,用“-R”。注意:R编程只适于非整圆的圆弧插补的情况,不适于整圆加工。例如,图3-13中所示的圆弧从起点到终点为顺时针方向,其走刀指令可编写如下:G02 ; 绝对坐标,直径编程,切削进给率 ; 相对坐标,直径编程,切削进给率 X 50. 0 ; 绝对坐标,直径编程,切削进给率 ; 相对坐标,直径编程,切削进给率. 暂停指令G04G04指令用于暂停进给,其指令格式是:G04 P____或G04 X(U)____暂停时间的长短可以通过地址X(U)或P来指定。其中P后面的数字为整数,单位是ms;X(U)后面的数字为带小数点的数,单位为s。有些机床,X(U)后面的数字表示刀具或工件空转的圈数。该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工,在车槽、钻镗孔时使用,也可用于拐角轨迹控制。例如,在车削环槽时,若进给结束立即退刀,其环槽外形为螺旋面,用暂停指令G04可以使工件空转几秒钟,即能将环形槽外形光整圆,例如欲空转时其程序段为: G04 或G04 或G04 P2500;G04为非模态指令,只在本程序段中才有效。10. 英制和米制输入指令G20、G21G20表示英制输入,G21表示米制输入。G20和G21是两个可以互相取代的代码。机床出厂前一般设定为G21状态,机床的各项参数均以米制单位设定,所以数控车床一般适用于米制尺寸工件加工,如果一个程序开始用G20指令,则表示程序中相关的一些数据均为英制(单位为英寸);如果程序用G21指令,则表示程序中相关的一些数据均为米制(单位为mm)。在一个程序内,不能同时使用G20或G21指令,且必须在坐标系确定前指定。G20或G21指令断电前后一致,即停电前使用G20或G21指令,在下次后仍有效,除非重新设定。11. 进给速度量纲控制指令G98、G99在数控车削中有两种切削进给模式设置方法,即进给率(每转进给模式)和进给速度(每分钟进给模式)。(1)进给率,单位为mm/r,其指令为:G99; 进给率转换指令G01X____Z____F____; F的单位为mm/r(2)进给速度,单位为mm/min,其指令为: .G98; 进给速度转换指令G01X____Z____F____; F的单位为mm/minG98和G99都是模态指令,一旦指定就一直有效,直到指定另一方式为止。车削CNC系统缺省的进给模式是进给率,即每转进给模式,只有在用动力刀具铣削时才采用每分钟进给模式。12. 参考点返回指令G27、G28、G30参考点是CNC机床上的固定点,可以利用参考点返回指令将刀架移动到该点。可以设置最多四个参考点,各参考点的位置利用参数事先设置。接通电源后必须先进行第一参考点返回,否则不能进行其它操作。参考点返回有两种方法:(1)手动参考点返回。(2)自动参考点返回。该功能是用于接通电源已进行手动参考点返回后,在程序中需要返回参考点进行换刀时使用的自动参考点返回功能。自动参考点返回时需要用到如下指令:(1)返回参考点检查G27G27用于检验X轴与Z轴是否正确返回参考点。指令格式为:G27 X(U)____ Z(W)____X(U)、Z(W)为参考点的坐标。执行G27指令的前提是机床通电后必须手动返回一次参考点。执行该指令时,各轴按指令中给定的坐标值快速定位,且系统内部检查检验参考点的行程开关信号。如果定位结束后检测到开关信号发令正确,则参考点的指示灯亮,说明滑板正确回到了参考点位置;如果检测到的信号不正确,系统报警,说明程序中指令的参考点坐标值不对或机床定位误差过大。(2)参考点返回指令G28、G30G28 X(U) ____ Z(W) ____; 第一参考点返回,其中X(U)、Z(W)为参考点返回时的中间点,X、Z为绝对坐标,U、W为相对坐标。参考点返回过程如图3-14所示。G30 P2 X(U)____ Z(W)____; 第二参考点返回,P2可省略G30 P3 X(U)____ Z (W)____; 第三参考点返回G30 P4 X(U)____ Z(W)____; 第四参考点返回第二、第三和第四参考点返回中的X(U)、Z (W)的含义与G28中的相同。刀具返回参考点的过程,刀具从当前位置经过中间点(190,50)返回参考点,其指令为:G30 X190 Z50;G30 U100 W30。数控机床一般由输入装置、数控系统、伺服系统、测量环节和机床本体(组成机床本体的各机械部件)组成。如数控机床组成示意图所示。数控机床组成示意图1) 输入输出装置操作面板它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具组成:按钮站/状态灯/按键阵列/显示器。下图为西门子的一款数控系统的操作面板,控制介质人与数控机床之间建立某种联系的中间媒介物就是控制介质,又称为信息载体。常用的控制价质有穿孔带、穿孔卡、磁盘和磁带。人机交互设备数控机床在加工运行时,通常都需要操作人员对数控系统进行状态干预,对输入的加工程序进行编辑、修改和调试,对数控机床运行状态进行显示等,也就是数控机床要具有人机联系的功能。具有人机联系功能的设备统称人机交互设备。常用的人机交互设备有键盘、显示器、光电阅读机等。通讯 现代的数控系统除采用输入输出设备进行信息交换外,一般都具有用通讯方式进行信息交换的能力。它们是实现CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技术。采用的方式有:串行通讯(RS-232等串口)自动控制专用接口和规范(DNC方式,MAP协议等)网络技术(internet,LAN等)。DNC是Direct Numerical Control或Distributed Numerical Control英文一词的缩写,意为直接数字控制或分布数字控制。2) 计算机数控(CNC)装置数控装置是数控机床的中枢。CNC装置(CNC单元)组成:计算机系统、位置控制板、PLC接口板,通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。作用:根据输入的零件加工程序进行相应的处理(如运动轨迹处理、机床输入输出处理等),然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等),所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合,合理组织,使整个系统有条不紊地进行工作的。CNC装置是CNC系统的核心3) 进给伺服驱动系统进给伺服驱动系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成。伺服驱动的作用,是把来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床工作部件的运动,使工作台按规定轨迹移动或精确定位,加工出符合图样要求的工件,即把数控装置送来的微弱指令信号,放大成能驱动伺动电动机的大功率信号。常用的伺服电动机有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。根据接收指令的不同,伺服驱动有脉冲式和模拟式,而模拟式伺服驱动方式按驱动电动机的电源种类,可分为直流伺服驱动和交流伺服驱动。步进电动机采用脉冲驱动方式,交、直流伺服电动机采用模拟式驱动方式。4) 机床电气控制机床电气控制包括两个方面,可如图所示箭头所指的内容。PLC(可编程的逻辑控制器)用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制,而机床I/O电路和装置则是用来 实现I/O控制的执行部件,由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路;5) 测量装置数控机床中的测量装置数控机床中的反馈系统的工作,反馈系统的作用是通过测量装置将机床移动的实际位置、速度参数检测出来,转换成电信号,并反馈到CNC装置中,使CNC能随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致,并发出相应指令,纠正所产生的误差。在其它的控制领域,测量装置也有其应用机械手中的控制电机与测量装置测量装置安装在数控机床的工作台或丝杠上,按有无检测装置,CNC系统可分为开环和闭环系统,而按测量装置安装的位置不同可分为闭环与半闭环数控系统。开环控系统无测量装置,其控制精度取决于步进电机和丝杠的精度,闭环数控系统的精度取决于测量装置的精度。因此,检测装置是高性能数控机床的重要组成部分。6) 机床本体数控机床的机械部件包括:主运动部件,进给运动执行部件,如工作台、拖板及其传动部件,床身、立柱等支承部件;此外,还有冷却、润滑、转位和夹紧等辅助装置。对于加工中心类的数控机床,还有存放刀具的刀库,交换刀具的机械手等部件。数控机床是高精度和高生产率的自动化加工机床,与普通机床相比,应具有更好的抗振性和刚度,要求相对运动面的摩擦因数要小,进给传动部分之间的间隙要小。所以其设计要求比通用机床更严格,加工制造要求精密,并采用加强刚性、减小热变形、提高精度的设计措施。辅助控制装置包括刀库的转位换刀以上是一般数控车床的组成结构,在实习的过程中,我了解了一下公司生产的CJK0620型的数控机床,它由以下单元组成:变频器(型号lnovance),两个全数字交流伺服单元(型号 SD20B),控制变压器(型号BK1500,容量,频率50-60HZ,机级电压380V,次级电压220V),控制变压器(型号BK150,容量150V/A,频率50-60HZ,绝缘等级B,机级电压380V,次级电压11-12:36V;11-13:220V),风扇一个,丝杆两个,工作台,两个交流伺服电机,刀架,润滑装置,拖板等等尾 声时光如流水,两周的时间转眼即逝,这次实习给我的体会是:① 通过这次实习我们了解了现代数控机床的生产方式和工艺过程。熟悉了一些材料的成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解了数控机床方面的知识和新工艺、新技术、新设备在机床生产上的应用。② 在数控机床的生产装配以及调试上,具有初步的独立操作技能。③ 在了解、熟悉和掌握一定的数控机床的基础知识和操作技能过程中,培养、提高和加强了我的动手能力、创新意识和创新能力。④ 这次实习,让我们明白做事要认真小心细致,不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质,不到最后一秒决不放弃的毅力!⑤培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,提高了我们的整体综合素质。是的,课本上学的知识都是最基本的知识,不管现实情况怎样变化,抓住了最基本的就可以以不变应万变。如今有不少学生实习时都觉得课堂上学的知识用不上,出现挫折感,可我觉得,要是没有书本知识作铺垫,又哪应付瞬息万变的社会呢?经过这次实习,虽然时间很短,可我学到的却是我一个学期在学校难以了解的。就比如何与同事们相处,相信人际关系是现今不少大学生刚踏出社会遇到的一大难题,于是在实习时我便有意观察前辈们是如何和同事以及上级相处的,而自己也尽量虚心求教。要搞好人际关系并不仅仅限于本部门,还要跟别的部门例如市场部的同事相处好,那工作起来的效率才高,人们所说的“和气生财”在我们的日常工作中也是不无道理的。而且在工作中常与前辈们聊聊天不仅可以放松一下神经,而且可以学到不少工作以外的事情,尽管许多情况我们不一定遇到,可有所了解做到心中有底,也算是此次实习的其中一个目的了。很快我们就要步入社会,面临就业了,就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们,更多的是需要我们自己去观察、学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展,新技术的广泛应用,会有很多领域是我们未曾接触过的,只有敢于去尝试才能有所突破,有所创新。就像我在实习中接触到的零件的加工,虽然它的危险性很大,但是要亲自去操作而且要作出成品,这样就锻炼了我敢于尝试的勇气。

车床电气控制系统毕业论文

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在电气行业的实际工作中,PLC技术的加入对其发展起到了很大的促进作用,在改进完善电气系统的同时更提高了电气控制的工作质量,对电气行业今后的发展有着重大影响。 下面是我整理的电气控制与plc技术论文,希望你能从中得到感悟!

电气控制与PLC技术研究

在现今高科技水平的带动下,所有技术设备都在不断的升级,对电气控制系统的要求也变得越来越高。在电气行业的实际工作中,PLC技术的加入对其发展起到了很大的促进作用,在改进完善电气系统的同时更提高了电气控制的工作质量,对电气行业今后的发展有着重大影响。

【关键词】电气控制 PLC技术 探析

PLC从外观来讲,具有体积小质量轻的特点,小型的PLC底部尺寸一般不超过100mm,质量不超过150g,所以在安装方便,和电气系统组装容易。PLC应用范围广泛,一般的电气控制场所都可以使用,尤其是数据应用能力在数字控制方面的运用更为广泛。另外,抗干扰技术的应用更使电气控制系统运行的安全性和可靠性提供了有力保障。PLC外部检测系统的设置,为自身内部和系统外部的故障检验提供了良好的条件。而且,PLC的安装操作简单易懂,对于从事电气控制方面的人员来说掌握起来也比较容易。储存逻辑是PLC技术在实际应用中所使用的,接线比较简单,这样也方便日后维修和改造,在减少工作量的同时又提高了工作效率。

1 PLC技术与电气控制融合后的工作流程

电气控制主要是通过对电气设备一次和二次回路控制来确保设备正常运行,其在现代工业自动化方面已经成为一个不可缺少的重要角色,更是推进工业自动化发展的重要武器。而PLC技术的实质就是一个控制器,专门用于专业控制,主要利用计算机、通讯技术、自动化等技术发展起来的通讯控制器。PLC技术与电气控制技术融合可以生成强大的抗干扰能力和自我诊断能力,完善电气的控制系统的同时有效排除系统中故障。

目前,PLC技术在电气控制行业的应用十分广泛,很多企业开始逐渐重视这些外来技术的引进,作为现代电控行业中的重要角色,PLC技术的应用将会在很大程度上推动电气控制行业的发展。同时,想要PLC技术与电气控制合理融合就必须要对PLC技术有一定的掌握和了解,这是PLC技术能够更好的运用于实际的前提条件和重要基础。此外,PLC技术在工业体系中也有着广泛应用,如石油、建材、钢铁、化工、电力、机械制造、汽车、交通运输等。

结合PLC的工作流程,根据实际工作经验,将PLC技术与电气控制融合后的工作流程划分为三个阶段。主要有收集和输入原始数据、用户程序执行、刷新输出。

(1)采取收集数据是PLC工作进程的第一步。通过扫描的方式依次读取并存储输入状态点和数据,同时存入I/O映像区中的相应单元。完成后,进入用户程序执行和输出的刷新阶段。在这一阶段,I/O映像区中相应单元的状态和数据不发生改变。

(2)在第一步完成的基础上,对用户程序按照由上到下的顺序扫描。用户程序是执行阶段,具体的实施中,先扫描用户程序左边的控制线路,同时依然遵守由上到下和由左到右的顺序对触点构成的的控制线路进行逻辑运算。同样,在I/O映像区内单元中的状态和数据也不会发生变化,但其他输出点和软设备在I/O映像单元区域或系统RAM存储区域的状态和数据都可能会发生变化。

(3)PLC工作流程的最后阶段,即输出刷新阶段。在用户程序扫描结束后,PLC就会进入输出刷新阶段。此阶段中,CPU按照I/O映像区相应的状态和数据刷新所有输出锁存电路之后再由输出电路完成相应设备的驱动设置是PLC的最后输出过程。

PLC的工作流程与大部分其他的机械设备相似,是一个周期循环的过程。这三个工作阶段是循环运行的,每进行三个阶段为一个周期。PLC技术与电气控制技术的融合在提高工作效率的同时又节省了故障和开发研究的开销。

2 PLC技术在电气控制应用中常见的问题

系统控制出现故障。可能由于线路老化、周围环境破坏等原因造成控制出现故障,进而无法将信号传递给系统内部,也就无法完成对数据的接收、加载和转换,同时对系统发出的其他执行命令也没办法接收。

数据收集和传输故障也可能是由于开关一类的设备操作不到位造成的,例如打开、闭合不彻底,致使无法接收或接收错误信息,造成控制运作出现错误,系统无法正常运行,即造成了PLC无法接收信号控制系统出现故障。

设备开关和现场变送器的自身故障也是使PLC技术无法正常工作的原因,引发故障的原因可能是接线接触不良,出现破损等,同样也会造成以上PLC控制分析系统无法接收数据和进一步的处理。此外,人为操作出错也是造成系统故障的原因之一。

3 PLC技术问题相应的解决方法

对输入PLC控制系统信号的可靠性加强注意。保证所有的现场设备和相关部件的性能完好,杜绝由于设备自身零部件问题造成信号无法正常传送和接收的现象发生。此外,更新改进主界面功能模块设置也有利于减少控制的出错。

完善系统设置,使其更加具有可靠性、自动化、网络一体化。在PLC电气控制系统遭受破坏或出错时,起到预警系统的报警作用,这项功能在PLC系统控制里十分重要,能够有效的对工作情况进行监控,减少了由于指令出错带给系统的损失。确保PLC周围的运行环境,及时排除干扰因素,实施24小时监控。

加强人员的技术培训,提高业务能力和自身素质修养,鼓励员工学习新技术、新的方法和技巧来提高工作质量。

4 总结

面对如今高科技迅猛发展的形势,在任何领域如果想要健康长远的发展,就必须不断的学习掌握新的技术,只有对新技术和设备做好充分的了解和学习并合理应用,才会真正的有所收获。PLC在电气控制方面发挥着巨大的推动作用,二者的融合将会在很大程度上促进电气控制行业的进步发展。

参考文献

[1]牛云.先进飞机电气系统计算机控制与管理系统主处理机关键技术研究[D].西北工业大学,2006.

[2]陈实. MW级风力发电系统单机电气控制技术研究――无功补偿和偏航控制系统[D].南京航空航天大学,2004.

[3]周石强,郭强,朱涛,刘旭东.电气控制与PLC应用技术的分析研究[J].中华民居(下旬刊),2014,01:199.

[4]付焕森,李元贵.基于工程应用型人才培养的项目驱动教学与研究――以电气控制与PLC技术项目课程为例[J].大众科技,2012.

作者简介

张车(1981-),男,江苏省张家港市人。本科学历。中级工程师。研究方向为电气自动化控制。

作者单位

张家港沙钢集团 江苏省张家港市 215600

电气控制与PLC技术的应用

摘 要:针对传统数控车床在自动化控制功能方面的薄弱,以CK6140普通数控车床为对象,详细探讨了数控车床的电气控制,基于PLC实现了数控车床的自动化改造功能,给出了详细的电气化、自动化改造的方案和控制结构,对于进一步提高PLC自动化控制技术在电气控制领域中的应用具有较好的借鉴意义。

关键词:电气控制;PLC技术;自动化;无人值守

1 引言

随着可编程逻辑控制器(PLC)技术的逐渐发展,很多工业生产要求实现自动化控制的功能,都采用PLC来构建自动化控制系统,尤其是对于一些电气控制较为复杂的电气设备和大型机电装备,PLC在电气化和自动化控制方面具有独到的优势,如顺序控制,可靠性高,稳定性好,易于构建网络化和远程化控制,以及实现无人值守等众多优点。基于此,PLC技术逐渐成为工业电气自动化控制的主要应用技术。

本论文主要结合数控机床的电气化功能的改造,详细探讨数控机床电气化改造过程中基于PLC技术的应用,以及PLC技术在实现数控机床自动化控制功能上的应用,以此和广大同行分享。

2 数控机床的电气化改造概述

数控机床的主要功能

数控机床是实现机械加工、制造和生产中应用的最为广泛的一类机电设备。数控机床依托数控化程序,实现对零部件的自动切削和加工。但是目前我国仍然有超过近1000万台的数控机床,主要依靠手动控制完成切削加工,无法实现基本的电气化和自动化控制。为此,本论文的主要的目的是基于PLC控制技术,实现数控机床的电气化改造,主要实现以下功能:

(1) 数控机床的所有电机、接触器等实现基于PLC的自动化控制;

(2)数控机床的进给运动由PLC控制自动完成,无需人工手动干预;

(3) 自动检测零部件切削过程中的相关参数,如加工参数、状态参数等等;

(4) 结合上位机能够实现对数控机床的远程控制,以达到无人值守的目的。

电气化改造的总体方案

结合上文对于数控车床的电气化、自动化改造的功能要求,确定了采用上位机与下位机结合的自动化改造方案。该方案总体结构分析如下:

(1) 上位机借助于工控机,利用工控机强大的图像处理能力,重点完成数控车床的生产组态画面显示,以及必要的生产数据的传输、保存、输出,同时还要能够实现相关控制指令的下达,确保数控车床能够自动完成所有切削加工生产任务。

( 2)下位机采用基于PLC技术的电气控制模式,由传感器、数据采集板卡负责采集数控车床的生产数据、环境数据、状态数据等所有参数,由PLC实现对相关数据的计算,并传输给上位机进行相关数据的图形化显示和保存;另一方面,PLC控制系统还接收来自于上位机的控制指令,实现对数控车床的远程控制。

(3) 对于数控车床最为关键的控制――进给运动的控制,利用PLC+运动控制板卡的模式实现电气化和自动化的控制。具体实现方式为:选用合适的运动控制板卡,配合PLC的顺序控制,对进给轴电机实现伺服运动控制,从而实现对数控车床进给运动的自动化控制。

3 数控车床电气化自动控制改造的实现

系统改造结构设计

数控车床的电气化自动控制改造,其整体结构如下图1所示,其整体结构主要由以下几个部分构成:

底层设备

底层设备主要包括两个方面,首先是实现数控车床自动切削加工运转等基本功能的必要电气、机电设备,如电源模块、电机模块等,这些机电设备能够保证数控车床的基本功能的稳定可靠的实现;其次,底层设备还包括各类传感器,比如监测电机转速、温度的速度传感器和温度传感器,监测进给轴运动进给量的光栅尺等,这些传感类和数据采集类设备为实现数控车床自动化控制提供了基础数据源。

本地PLC站

本地PLC站主要负责接收底层传感设备传送过来的传感参数、状态参数及其他检测参数,通过内部程序的运算,判断整个数控车床的工作状态,并将其中的重点参数上传到远程控制终端进行数据的图形化显示、存储、输出打印等操作;另一方面,本地PLC站同时还接收来自于远程控制终端所下达的控制指令,比如停机、启动等控制指令,PLC站通过对相应执行器(比如电机)的控制,从而实现自动化控制的功能。

远程控制终端

远程控制终端主要是依赖于工控机实现的上位机数据管理和状态监控,需要专门开发一套面向数控车床加工、生产和自动控制的软件程序,以实现对数控车床的远程化、网络化、自动化控制,真正实现无人值守的功能。

PLC电气控制系统的设计实现

本研究论文以CK6140普通数量机床为具体研究对象,详细探讨其电气化、自动化控制的改造。通过上文对机床改造方案和结构功能的分析,可以确定整个机床电气化、自动化改造,一共需要实现14个系统输入,9个系统输出。结合控制要求,这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC,输入回路采用24V直流电源供电方式。根据对数控机床的各模块控制功能的分析,选用合适的接触器、继电器、开关、辅助触点等电气控制元件,与PLC共同实现对电气设备的控制,比如PLC通过接触器控制电机模块,PLC通过继电器控制电磁阀等部件,从而完成基于PLC控制的数控车床电气化改造。

4 结语

随着电气设备的越来越复杂,工业生产对于电气控制的要求也越来越高,基于PLC的自动化控制技术得到了广泛的应用,逐渐成为了当前工业自动化生产控制中的主流技术之一。采用PLC技术最大的优势在于实现自动化控制同时具有较高的可靠性和抗干扰能力,极大的避免了由于采用单片机技术而造成的系统不稳定现象。本论文结合电气控制详细探讨了PLC自动化技术的应用,给出了具体的系统设计实例,对于进一步提高PLC自动化技术的工业化应用具有很好的指导和借鉴意义。

参考文献:

1.车床加工论文 2.《如何控制切削量有关方面的论文》 3.数控机床的论文 4.数控编程的论文 5.数控机床的检测与维修的毕业论文 6.稀沥青喷刷机设计开题报告 车床数控化改造 8.模具设计毕业论文 9.《六工位卧式镗铣专用加工机床的控制系统设计》 其设计任务如下: 1> 分析六工位卧式镗铣专用加工机床的工艺流程和机床的动作流程 2> 设计其控制系统的硬件 3> 编写其控制系统的软件 要求如下: 1> 画出其硬件原理图 2> 画出PLC接线图 3> 调试系统(这个由我来) 4> 编写毕业设计论文 (1万字以上) 10.《和面机的设计》 11.设计S195柴油机中“最终传动箱壳体”的加工工艺和其中某道工序的专用夹具 12.工程机械的主动减振系统研究 13.关于模具设计油笔笔筒或矿泉水瓶盖的毕业设计论文 14.汽车减震器的论文 15.机械零件加工或车床加工 16.关于印刷机械的工艺与发展 冲天炉热风炉胆的设计 18.从公差标准的发展看中国工业标准化的发展概况及趋势 19.影响数控加工质量的分析 20.数控中心技师论文 21.矿山机械类毕业设计 22.关于机电数控机床 23.机电一体化方面的论文 24.机械产品设计"的论文 25.数控车床加工零件方面的论文 手机外壳注塑模设计 说明书.doc(29页) 8210手机上壳装配图.dwg 顶杆固定板零件图.dwg 动模零件图.dwg 主装配图 主装配图 型滚动轴承压装机设计 说明书.doc(29页) A1液压系统原理 总装配图1(A0) 总装配图2(A0) 定位缸(a2) 定位缸前缸盖(A2) 防尘压盖(a4) 法兰盖A4纸 后端盖(A4) 活塞(A4) 活塞杆A4纸 夹紧缸 导向套A4纸 顶尖A4纸 压装缸 压装缸活塞A4纸 压装缸活塞杆 轴承托架a4纸 数控立式升降台铣床自动换刀设计 说明书.doc(21页) 1刀库装配图 2自动换刀装置的安装示意图 3机械手装配图 4机械手液压控制图 5蜗杆零件图 机械手换刀过程传动演示.mpg 设计答辩演示文稿.ppt 29.Φ90磨球群铸金属型复合模具设计及制造工艺设计 说明书.doc(46页) 动画演示.mpg 实际生产 实际生产 设计答辩演示文稿.ppt 上模 上砂芯 胎具图.dwg 下模 下砂芯 装配图.dwg 30.安全帽注塑模具设计及模腔三维造型CADCAM 说明书.doc(24页) 设计答辩演示文稿.ppt 开合模过程.avi 装配过程.avi 抽芯机构.dwg 定模 动模 动模垫板 零件图 推杆固定板 斜导槽 异型推杆 装配图 31.笔筒抽屉注射模实体设计及数控加工 说明书.doc(22页) 侧型芯 抽屉注射模装配.dwg 定模板兼型腔 零件图 型芯 32.拨叉加工自动线设计 说明书.doc(27页) A0中间底座装配图(A0).dwg A3中间底座---零件图(A3).dwg 倒挡拨叉(A3).dwg 电机控制系统工作原理图.dwg 电气图(A2).dwg 副变速拨叉(A3).dwg 刚性主轴(A2).dwg 滑台装配图(A0).dwg 集中控制图(A2).dwg 加工示意图(A3).dwg 快挡拨叉(A3).dwg 随性夹具输送系统图(A3).dwg 自动线工艺过程图(A3).dwg 自动线总体布置图(A0).dwg 加工动画.avi 33.长度计数器盖模具设计 说明书.doc(21页) 凹模 模具整体图 凸模 型腔设计图 制品 主流道衬套 34.充电器外壳注塑模具设计及型腔CADCAM 说明书.doc(22页) 注塑模拟.mpg 装备动画.mpg 设计答辩演示文稿.ppt 零件图.dwg 零件图 零件图 装备图 35.抽屉注塑模具设计 说明书.doc(22页) 侧型芯 侧型芯.dwg 抽屉注射模装配 导轨块 定模板兼型腔 定模板兼型腔.dwg 定位圈 零件图 零件图.dwg 斜导柱 型芯 型芯.dwg 36.大口杯盖注塑模设计 说明书.doc(24页) 杯盖.DWG 顶杆.dwg 定位环.DWG 上模零件图.DWG 下模零件图.DWG 主流道衬套.DWG 装配图.dwg 37.大型管材相贯线切割机设计 说明书.doc(26页) 设计答辩演示文稿.ppt 两轴联动.avi 手动调节割炬.avi 四轴联动.avi 支架装配.avi 相贯线切割机软件系统.exe A0Z轴方向工作滑台装配.dwg A0割炬支架装配.dwg A1相贯线切割机总体布局图.dwg A1硬件连接线路图.dwg 38.多功能甘蔗中耕田管机改进设计 说明书.doc(26页) 端盖(A3).dwg 驱动轮(A2).dwg 驱动轮装配(A1).dwg 行走系(A0).dwg 张紧轮装配图(A1).dwg 支架(A0).dwg 支重轮轴(A4).dwg 支重轮装配(A2).dwg 39.甘蔗收获机剥叶和集拢环节的设计 说明书.doc(26页) 甘蔗剥叶机和集拢装置 剥叶片 扫叶片 橡胶棒 橡胶棒依附圆筒 装配图俯视图.dwg 装配图右视图.dwg 装配图主视图.dwg 40.甘蔗种植机机构设计 说明书.doc(26页) 机架装配图 四张A2图纸.dwg 行走机构装配图 41.高硬度辊筒注塑模设计 说明书.doc(25页) 设计答辩演示文稿.ppt 浇口套零件图 零件图 零件图 装配图 42.海工码头工字钢数控切割设备 说明书.doc(24页) 布局零件图 回转机构装配图 回转零件图 液压缸装配图 整体布局图 43.渐开线斜齿轮注塑模设计 说明书.doc(22页) 斜齿轮注塑模装配图.dwg 斜齿轮型腔.dwg 型腔衬套.dwg 渐开线斜齿轮.dwg 主流道衬道.dwg 定模型腔.dwg 44.经济型数控系统研究与设计 说明书.doc(62页) A1数控操作面板外形图.dwg A1系统连接图.dwg A3板式结构图.dwg 数控机床操作面板 系统电气原理图 45.沐浴露瓶盖注塑模具结构设计 说明书.doc(28页) 定模板.dwg 定模型芯.dwg 动模板.dwg 动模型芯.dwg 上瓶盖.dwg 下瓶盖.dwg 装配图.dwg 46汽车发动机连杆称重去重自动线设计 说明书.doc(21页) 设计答辩演示文稿.ppt 布局图 分类机 进退液压缸零件图 连杆部件总成图 连杆零件图 连杆上端盖 输送装置 专用部件输送装置液压缸 自动线工作循环时间表 自动线控制框图 47.汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 说明书.doc(25页) 动画.mpg 答辩演示幻灯片.ppt A0汽车连杆大小头平行度自动检测装置设计装配图.dwg 测试箱装配图 连杆总成图 数控系统控制电路图 液压夹紧系统原理图 支座零件图 48.全液压多功能甘蔗收获机设计收割输送装置设计 说明书.doc(16页) 割梢去头刀片 甘蔗收获机收割去头机构装配图.dwg 喂入机构部件图.dwg 割蔗头蔗梢部件图.dwg 49.三自由度圆柱坐标型工业机器人设计 说明书.doc(24页) 答辩演示幻灯片.ppt 工作空间图.dwg 机构简图.dwg 导向套.dwg 支架.dwg 支座.dwg 转动壳体.dwg 支座和手臂装配图.dwg 终端执行器.dwg 实体.mpg 动画.mpg 50.洗衣机波轮注射模设计 说明书.doc(26页) A2定位圈.dwg A0 装配图.dwg A1凹模.dwg A2凹模套板.dwg A2动模固定板.dwg A3浇口套.dwg A3凸模.dwg A4浇口套.dwg 制品.dwg 51.相机壳下盖注塑模具设计 说明书.doc(27页) 模具组合动画.avi 脱模动画.avi 凹模.DWG 零件.DWG 模具装配图.dwg 凸模.DWG 52.行星齿轮的注塑模具设计及其模腔三维造型CADCAM 说明书.doc(24页) 垫板 垫块 定模板.dwg 定模固定板 动模板.dwg 浇口套 推杆固定板 行星齿轮零件 装配图 53.扬声器模具设计 说明书.doc(31页) 盖板.dwg 上垫板.dwg 凸模固定板.dwg 下垫板.dwg 下模固定板.dwg 卸料板.dwg 上顶块.dwg 下顶块.dwg 冲孔凸模.dwg 二模凹模.dwg 二模凸模.dwg 拉深冲孔凸凹模.dwg 落料凹模.dwg 落料拉深模凸凹模.dwg 凸模(二模).dwg 模柄.dwg 第二模具总装配图.dwg 总装配图.dwg 54.液压控制阀的理论研究与设计 说明书.doc(29页) A0溢流阀装配图.dwg A1溢流阀先导阀体.dwg A1溢流阀主阀体.dwg A1溢流阀主阀芯.dwg A4溢流阀调节杆.dwg A4溢流阀调压螺帽.dwg A4溢流阀先导阀芯.dwg A4溢流阀先导阀座.dwg A4溢流阀主阀座.dwg 55.运送铝活塞铸造毛坯机械手设计 说明书.doc(26页) 答辩演示幻灯片.ppt 实体.mpg 动画.mpg 装配图 末端执行器 传动轴 底座 底座上端盖 齿轮轴 底座转盘 工作空间图 传动轴底部端盖 导向杆前支架 导向套 机构简图 上下导向杆 楔块 支承端盖 56.发动机三维设计 说明书.doc(45页) 发动机.mpg 剖视.mpg 气门相位.mpg 发动机总装配图.dwg 30多张三维设计图 PRO/E 0 引言 X62W万能铣床是一种高效率的加工机械,在机械加工和机械修理中得到广泛的应用。万能铣床的操作,是通过手柄同时操作电气与机械,以达到机电紧密配合完成预定的操作,是机械与电气结构联合动作的典型控制,是自动化程度较高的组合机床。但是在电气控制系统中,故障的查找与排除是非常困难的,特别是在继电器接触式控制系统,由于电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长,给生产与维护带来诸多不便,严重地影响生产。时随着工业自动化的发展,对工业智能化程度的要求越来越高,以及市场经济要求制造业对市场需求做出迅速反应—生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为满足这一要求,生产设备和自动生产线的控制系统必需具有极高的可靠性与灵活性,这就需要使用智能化程度高的控制系统来取代传统的控制系统,使电气控制系统的工作更加灵活、可靠,更容易维修,更能适应经常变动的工艺条件。基于这些问题,本文提出了利用西门子S7-200和触摸屏对X62W 型卧式万能铣床的继电接触式电控系统进行技术改造的方案。1 X62W万能铣床工作原理及继电器接线图 工作原理 主电路中有三台电动机,M1是主电动机,拖动主轴带动铣刀进行铣削加工;M2是进给电动机,拖动升降台及工作台进给;M3是冷却泵电动机,供应冷却液。三台电动机共用一组熔断器FU1作短路保护。每台电动机均有热继电器FR作过载保护。其中以主电动机的热继电器FU1和冷却泵电机的热继电器FU2作总的保护,它们的常闭触头串在控制电路的总线上,而进给电动机的热继电器FR3只作进给系统的保护,其常闭触头接在进给控制电路中。因为主电动机要求不频繁的正反转,用组合开关SA5控制倒相。进给电动机的正反转频繁,用接触器KM3和KM4进行倒相。冷却泵在主电动机起动后方可开动,另有手动开关SA1控制。主电机采用两组起动按钮SB3和SB4并联,两组停止按钮SB1和SB2串联.接触器KM1是电动机M1的控制接触器,SQ7是位置开关,用作主轴变速的冲动开关。主轴的起动,按下起动按钮SB3或SB4,接触器KM1通电吸合并自锁,主电动机M1起动.当主电动机起动后,KM1的辅助触头接通控制电路的进给控制部分,才可以开动进给电动机。 电机的转速达到一定速度时接通速度继电器,当按下停止按钮SB1或SB2时,接触器KM2得电,主轴电机反转。 工作台向右进给,当主轴起动后,工作台控制电源接通.将位置开关SQ1旋转,SQ1-1常开触头闭合,接触器KM3通电吸合,电动机M2正转.当运行到预定位置时,位置开关SQ1复位,电动机M2停止转动。 工作台向左进给,将位置开关SQ2旋转,SQ2-1闭合,SQ2-2断开,接触器KM4通电吸合,电动机反转,工作台向左移动。 当SA3-1、SA3-3闭合SA3-2断开时,电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SA3-1、18、SQ1-1(或11、SA3-3、21、SQ2-2、22、SQ1-2、17、SA3-1、18、SQ3-1)、19、KM4、20 ,KM3得电M2正转,工作台向下运动。 当SA3-1、SA3-3闭合SA3-2断开时,电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SA3-1、18、SQ2-1(或11、SA3-3、21、SQ2-2、22、SQ1-2、17、SA3-1、18、SQ4-1)、24、KM3、25, KM4得电M2反转,工作台向上运动。 当SA3-2闭合 SA3-1、SA3-3断开时,电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SQ1-2、22、SQ2-2、21、SA3-2、19、KM4、20, KM3得电。当SA3-2闭合,SA3-1、SA3-3断开时,进给电机M2正反转就组成了互锁,SQ1,SQ2,SQ3,SQ4位置开关控制圆盘旋转不同的位置。 不论电动机正反转,接触器KM3和KM4的线圈电流都由SQ1-2和SQ3-2接通.若机床正在向左进给 机床的联锁问题,当SQ2或SQ4被旋转时,它们的常闭触头SQ2-2或SQ4-2是断开的,所或向右进给时,发生误操作,压着上下前后手柄,则一定使SQ3-2或SQ4-2中的一个断开,使KM3或KM4断电释放,电动机M2停止运转,以确保安全。位置开关SQ6为进给变速冲动开关。 冷却和照明控制,冷却泵只有在主电动机起动后才能起动,所以主电路中将M3接在主接触器KM1触头后面, SA1控制冷却泵。照明电路用安全电压36伏用开关SA4控制。2 X62W 型万能铣床控制系统的硬件构成 PLC 的选择和硬件设计。 根据X62W万能铣床电气控制要求,输入输出均为开关量,需要PLC监测的输入信号有8个按钮,5个行程开关,两个选择开关,输入点为 21点,PLC输出控制信号有6个继电器,1个照明灯,共7点。因此,选用了西门子S7-200PLC,具体配 置 如 下 :CPU226CN AC/DC/DC型(6ES7 216-2BD23-0XB8),自带24点输入,16点输出,自带两个接口2个RS-485接口 PORT0和POT1,一个通讯接口,能满足控制要求。PLC的I/O口分配是根据其控制对象的特点和控制要求,将I/O口的输入输出口与相应的电气设备相连,达到控制和检测的功能,具体I/O分配如表1。进行完I/O分配后,进行PLC硬件设计,PLC外接硬件电路如图1。I/O分配表表1 内部寄存器I/O分配表表2 PLC编程: 根据机床控制要求,PLC语句表如程序1,在程序设计过程中,用了6个内部辅助继电器来简化程序设计,主轴电机正反转互锁和进给电机正反转互锁提高了系统运行的可靠性。在程序中将不同的控制方式均分开设计,这样程序结构简洁、清晰。由于整个系统用触摸屏控制,它可替代物理按钮和开关及其指示灯,所以在编程序是这些按钮和开关均使用了内部寄存器, 把下面程序的输入寄存器改成相应的内部寄存器即可。内部寄存器程序,如程序2 程序1 手动控制程序程序2 自动控制程序3、触摸屏选择及设计 触摸屏越来越多的用在了工业中,方便,易于远程控制。根据X62W铣床的控制要求,我们用NTOUCH触摸屏和MCGS组态软件配合PLC来替代控制柜上的按钮和选择开关等物理元器件,并且还可以通过触摸屏来监视铣床运行动作情况。 MCGS组态编辑 通过对系统的分析,在本系统中,依靠MCGS系统设计组态画面,实现对系统操作和监控。如图2图2 系统控制总体画面 以上提到此系统的输入和输出均是开关量,所以在MCGS组态的实时数据库中定义的名字类型也要为开关型的,如图3图3 实时数据库 通讯连接 既然用MCGS控制此系统,那么怎么才能让其与西门子PLC相互通讯,起到监控的作用?MCGS组态软件在设备窗口中建立系统与外部硬件设备的连接关系,使系统能够从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态,实现对工业过程的实时监控。根据此系统的控制要求以及控制方式,可以利用PPI电缆,相互传数据,以便实现监控。 在设备窗口中需要设置设备0-[通用串行口父设备]属性和设备1-[西门子S7-200PPI]属性,此时,还需要设置设备内部属性增加相应的PLC通道,和通道读写类型,输入通道多数用到的是内部寄存器,读写类型是只读类型,输出寄存器~读写类型,.和只读类型值读取SA313和SA32的开关信号,在实际通讯过程中,在设备属性设置中“串口端口号”设为0-COM1,通讯波特率设为:6-9600,数据位位数:3-8位,数据校验方式:偶校验,一位停止位,数据采集方式:同步采集。设置完后单击“确认”按钮返回。 为了西门子S7-200PLC与MCGS更好的通讯,必须在设备属性设置:[设备1]对话框中设置属性设备注释为:西门子S7-200PPI,初始工作状态为:启动,最小采样周期为:1000ms,PLC地址为:2,内部属性设置PLC通道要与实施数据库中所定义的名字相对应。如图4。图4 PLC通道属性设置 编辑完毕组态画面,在上位机上试验成功,便可以通过上位机的网线接口用一根网线和触摸屏上的网线借口相连接,并且在MCGS嵌入式组态软件菜单栏中“工具”\“下载配置”设置好IP地址,便可以下载到触摸屏中,如图8,然后,用PPI电缆连接触摸屏和PLC,母头连接触摸屏COM5口,公头连接在PLC接口上,即可实现丢掉控制柜面板上的按钮控制,用触摸屏的软按钮控制,画面生动,清晰。4 结束语 本文所述方案是对原来的继电接触式模拟控制系统进行 PLC与触摸屏改造而成,已在实验室控制柜予以实施。运行结果表明,该 PLC 控制系统无论是硬件还是软件,控制稳定可靠,且尽大限度降低了操作的危险性。参考文献: [1]、陈远龄.机床电气自动控制[M] 重庆大学出版社,1997 [2]、吕景泉.可编程序控制器及其应用[M] 北京:机械工业出版社,2001 [3]、杨长能,张光毅.可编程序控制器基础及其应用[M] 重庆大学出版社,1992 [4]、MCGS嵌入式用户手册 北京昆仑通态自动化软件科技有限公司 [5]、廖常初,PLC编程及应用[M] 北京:机械工业出版社,2005,5我先给你目录,你要的话先给分 我再发你邮箱 谢谢

数控车床的电器设计毕业论文

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数控机床电气设计字数:8717,页数:22 论文编号:JX076摘 要数控技术是机械加工自动化的基础,是数控机床的核心技术,其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合国力的水平,近年来,PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广,它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。随着PLC技术的发 展, 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。在机床的实际设计和生产过程中,为了提高数控机床加工的精度,对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC更精准,且程序的设计和调试相当方便。本文提出的是如何应用PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求,在实际运行中是切实可行的。整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强,具有良好的性能价格比等显著优点,其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴。 关键词: 数控机床、 电气控制系统、 控制软件总体结构设计、 机电一体化、机电传动、 电子技术、 传感器技术、数控加工、 CAD/CAM技术、 电力电子技术、 机械设计原理、 电气控制系统、 单片机、PLC;目 录第一章 绪 论 课题的来源 目的和意义 机电一体化系统的简介 机电传动概述 数控加工的概述 数控加工的设备 国内外动态 国内研究的状况 国外研究的状况 机电一体化技术的发展与展望 9第二章 系统的总体设计 机械部分 电气控制系统方案 11 注:附图(共七张;元器件清单1份) 以上回答来自:

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转眼间大学生活即将结束,毕业生要通过最后的毕业论文,毕业论文是一种比较正规的、比较重要的检验学生学习成果的形式,毕业论文我们应该怎么写呢?以下是我整理的电气自动化的毕业论文,欢迎阅读与收藏。

伴随着时代进步的浪潮,我国的社会和经济出现了快速发展的新景象,科学技术也在不断的进步与更新,这给工业化发展带来了可靠支持。随着信息时代的来临,特别是科学技术的不断发展,给工业化发展提供了更好的条件和环境。

PLC技术具体指的是可编程逻辑控制器,这是一种在工业环境中完成数字化运算并实现电子操作系统的控制技术,经过存储器的可编程序来做到内部存储的记录、运行和控制等指令,同时在实际的工业工作中,通过使用数字以及模拟量等手段完成对已储存内容的输出以及输入的控制。电气自动化控制应用PLC可编程逻辑控制器,是PLC系统、计算机技术和继电接触控制技术等相互结合而进行运行的,它给电气控制自动化提供支持和可靠的保障,不但使电气控制系统的自动化水平得到提高,也解决了传统电气控制系统的内接线复杂、耗能高和可靠性低等问题,给工业化发展奠定了基础。

1、PLC技术的特点分析

(1)抗干扰能力强劲,且具有很高的可靠性。

在以往的控制系统里,继电器的使用非常的普遍,继电器的大量使用使得故障出现的可能大大的提高。而PLC技术与其相比较,对触电因接触问题而发生的故障实现了有效的解决。PLC在使用较少的导入导出相关硬件的同时完成对系统的良好运行,这种做法对处在运行状态中的系统发生故障的概率实现了极大的降低。这是因为PLC控制器,从硬件到软件都具备了极强的抗干扰能力,并且对系统运行的可靠性有着极大的提升。

(2)编程简单,方便运用。

PLC系统,仅需对编程语言有一定的理解就可以对其进行使用,不强行要求具备专业的计算机相关知识。而且PLC系统的另一大优势就在于降低工作量,PLC系统的开发周期短,同时在调试、安装、操作等方面都非常的简便。而且只要修改在线程序就可以完成对整个系统的改变,不需对硬件再进行拆装和改进。

(3)硬件配套设施完善,具有很强的适应能力。

在硬件配置上,PLC控制器装备有标准化以及模块化两种硬件装置。而通过不同硬件配置,就可以对PLC系统进行符合现实使用情况的改进以及不同功能的实现。这些都可以在用户程序中进行操作,这样就可以满足各种工艺条件。因此可以称PLC具备很强的.适应能力。

(4)有很高的性价比,且功能全面。

PLC控制器可以为使用者提供各种各样的编程元件,控制功能强大。PLC系统可以实现通信联网,对控制进行分散,并且完成集中管理。

(5)维修简易。

PLC其自身就具有一定的诊断功能和显示功能,所以故障出现的可能性极低。在发生问题的时候,系统会显示其故障信息。与此同时,诊断功能就开始查找故障的所在,此后,只需简单的更换模块,就可以对故障问题进行排除。

2、PLC在电气自动化控制方面的应用

起初,只有在其开关量的控制运用中才有PLC技术的身影,因科技的限制,当时的数据处理以及监控能力都处在较低的水平,服务效能需要不断的提高和完善,如今随着工业改革的深化和科学技术的发展,PLC技术在这中间实现了自身的蜕变,完成了自身的进步与发展,PLC技术具体应用有以下几个方面:

(1)顺序控制方面。

开关量控制和顺序控制是电气自动化辅助系统中的主要技术控制方式,增效降耗是电力行业生产随节能减排要求而要重视的内容,因此使自动控制水平的要求也不断提升。PLC技术代替继电控制器在电气自动化控制方面起着主要作用,不但做到了控制单独工艺流程,并且在信息模块和通信总线连接的配合协调下,也做到了协调与控制全部的生产工作。电力自动化系统从人力控制开始到计算机技术等支撑下,做到了自动化控制,采用PLC的电力自动化系统主要有远程IO站以及与现场传感器的网络结构,在远程IO站和主站层由通信总线进行连接,经过远程IO站和二次电缆做到连接传感器。经过主站层的PLC系统,只用经过室内显示屏,就可以做到监控系统的运作。

(2)开关量的控制应用。

具有电磁性的继电器是过去广泛使用的元件,因此,大量触点事故的发生,使得系统的可靠性大大降低,另外其自身的控制系统也存在着一定的问题,但在电气自动化控制上应用PLC技术后,只用取消一些元件的继电器就可以完成,对系统的可靠性进行提升,另外具有完整的系统并且维修简单,在二次接线简化的前提下,还取缔了闪光电源配置。

(3)闭环控制方面。

泵类电机的启动可以使用PLC实现自动启动,其顺控模块可以对泵的运作时间等实现自主选择,而工作人员只需对现场开关进行调节就可以了。同时在现场进行操作时,必须将开关调成手动挡。而如今,常规控制和PLC控制相结合是常用的控制方式。电液执行单元和转速测量单元以及电子调节单元这三个单元组成PLC技术的控制系统,同时他们又分别对其他系统有着控制作用。

3PLC应用中的注意事项

在现实操作中,需要对工作时的通风、温度等因素进行控制。就温度来说,PLC应该在一个温度变动不大的环境中进行使用,对于大型的矿区应尽可能的远离。而对PLC造成负面影响的还有其他干扰因素。如在干扰源的作用范围内使用PLC,发生故障的可能性会增加,带来不必要的经济损失,而且会对工作进程造成一定的影响。最后要说的是,PLC需要有独立的电源,并保持接地线良好的连接状态,防止发生突发事件时产生较大的危险。

4、结束语

综上,由于PLC可编程逻辑控制器的特征和优势使其广泛应用在工业控制领域中,经过闭环控制和开关质量控制以及顺序控制等应用实现了对电气自动化控制的改良,大幅提高了其自动化水平,对工业生产效率的提升和质量提供有力且可靠的帮助。如今在我国科技水平蓬勃发展的今天,工业生产的改革也在朝着其自身的目标不断发展,而PLC控制系统也要在这种背景下继续进行自身的更新与改善,在电气自动化发展的控制方面起更多的作用。

参考文献:

[1]王爽,徐建.分析PLC技术在电气自动化中的应用[J].电力发展,2015(01):63-65.

[2]张冬阳.PLC技术在电气工程自动化控制中应用研究[J].科技进步,2014(09):31-32.

[3]陈思国.试论PLC在电气自动化控制的应用和发展[J].科技导读,2013(06):13-15.

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