基于组态软件的数控机床电气控制系统设计 开题报告

1毕业设计（论文）开题报告概述表学生姓名班级学号指导教师毕业设计论文题目基于组态软件的数控机床电气控制系统设计选题的目的和意义数控机床电气控制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。基于PLC和触摸屏的机床控制系统设计可以把PLC与触摸屏很好地结合在一起,组成多功能监视控制系统，用来监视并控制数控机床的进刀,加工，退刀等加工工序及伺服电机的旋转,提高系统的可靠性和抗干扰性，并且有利于操作者在可视化的操作界面下，及时地了解现场环境，方便生产过程的自动化，从而有提高劳动效率。国内外研究现状及存在的问题随着现代电子技术的发展，应用可编程序控制器PLC控制生产工艺过程的工业生产领域愈来愈多。可编程序控制器是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。可编程序控制器在我国的发展与应用已有40多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域，成为提高传统工业装备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。可编程序控制器问世于20世纪60年代，当时的可编程序控制器功能都很简单，只有逻辑、定时、计数等功能。80年代初期，微处理器技术曰趋成熟，单片微处理器、半导体存储器进入工业化生产，大规模集成电路开始普遍应用。可编程序控制器开始向多处理器发展，使可编程序控制器的功能和处理速度大为增强，并具有通信和远程I0能力，增加了多种特殊功能，如浮点运算、三角函数、查表、列表等，自诊断和容错技术也迅速发展。随着计算机和网络技术的普及应用，超大规模集成电路、门阵列以及专2用集成电路的迅速发展，可编程序控制器的CPU已发展为由16位或32位微处理器构成，处理速度得到很大提高，高速计数、中断、PID、运动控制等功能引入了可编程序控制器。使得可编程序控制器能够满足工业生产过程的各个领域，可编程序控制器已完全取代了传统的逻辑控制装置，模拟量仪表控制装置和以小型机为核心的DDC直接数字控制控制装置。由于联网能力增强，既可和上位计算机联网，也可以下挂FLEXIO或远程IO，从而组成分布式控制系统DCS已无困难。梯型图语言和语句表语言完全成熟，基本上标准化，SFC顺序功能图语言逐步普及，专用的编程器已被个人计算机和相应编程软件所替代，人机界面装置日趋完善，已能进行对整个工厂的监控、管理。并发展了冗余技术，大大加强了可靠性。进入2L世纪，可编程序控制器仍保持旺盛的发展势头，并不断扩大其应用领域，如为用户配置柔性制造系统FMS和计算机集成制造系统CIMS。目前可编程序控制器主要向两个方向扩展一是综合化控制系统，它已经突破了原有的可编程序控制器的概念，将工厂生产过程控制与信息管理系统密切结合起来，甚至向上为MES和ERP系统准备了技术基础，这种发展趋势会使得举步为艰的ERP系统有了坚实的技术基础，从而会带来工业控制的一场变革，实现真正意义上的电子信息化工厂；二是微型可编程序控制器异军突起，体积如手掌大小，功能可覆盖单体设备及整个车间的控制功能，并具备联网功能，这种微型化的可编程序控制器使得控制系统可将触角延伸到工厂的各个角落。目前，在我国随着企业加速进行现代化技术改造，PLC及其应用技术越来越多的应用到企业的设备改造和技术更新之中。近几年在大型机床的电气化改造中PLC技术的应用得到了长足发展，有许多成功范例。金堆城钼业公司于2005年3月对5235立式车床和B2016龙门刨床进行电气改造，弃除原来老式继电器和开关按钮控制方式，代之以PLC为核心的数字控制系统，减少了故障维护，提高加工效率与精度，取得良好效益。2005年12月通过金钼集团公司机动处组织有关人员的验收，认为改造后机床性能得到提升，运行稳定可靠，效益显著。3主要研究内容基于PLC和触摸屏的机床控制系统设计1、该系统主要由显示部分和控制部分组成，显示部分由触摸屏实现信号的给定和输出状态的显示，控制部分由PLC完成控制信号的采集和对外输出；2、主要的硬件组成部分有触摸屏、PLC、FX2N1PG、A/D转换模块及伺服电机、步进电机。主要用到的软件为GTDESINGER2、GXDEVELOPER；3、各部分功能A、伺服电机、步进电机分别控制加工中心三坐标的六个方向上的运动；B、触摸屏通过人机界面对控制模块输出电机正反转信号、启停信号并对伺服电机的工作状态进行显示和报警；C、FX2N1PG为伺服电机驱动器提供脉冲，方向信号，控制伺服电机的运转；D、A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号，并通过触摸屏显示输出并作为PLC的控制电机的信号；研究方法、步骤和措施等1熟悉和掌握目前数控机床控制系统的基本方法和手段；2基于三菱PLC和触摸屏完成数控机床电气控制系统设计和相应的硬件选型；3根