【JP090】锯片刀具工具磨床plc控制系统设计[RW]
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【JP090】锯片刀具工具磨床plc控制系统设计[RW],jp090,刀具,工具,磨床,plc,控制系统,设计,rw
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湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 锯片刀具工具磨床 制系统设计 学号： 2008963336 姓名： 张哲豪 专业： 机械设计制造设计及其自动化 指导教师： 张高峰 系主任： 周友行 一、主要内容及基本要求 本课题完成对锯片刀具工具磨床控制系统的分析设计，主要完成 控制系统的控制步骤确定，电气系统的设计，步进电机及其驱动器的选取，程序的编写与分析。需编写相应的设计说明书，并用二维软件绘制 I/O 分配表，及电气线路图，程序图。 二、重点研究的问题 控制动作的分析与设计，电气元件的选择与设计， 选择，步进电机及其驱动器的选择，并完成程序设计及其分析。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 查阅相关文献资料 2012 年 2 月中旬 2 通过阅读文献资料完成开题报告 2012 年 3 月中旬 3 研究机床控制系统的基本工作原理，完成方案设计、论证 2012 年 4 月上旬 4 完成总体设计，及其设计图的绘制 2012 年 4 月下旬 5 撰写 毕业设计说明书，准备论文答辩 2012 年 5 月下旬 6 答辩 2012 年 5 月 31 日 四、应收集的资料及主要参考文献 【 1】 王永华现代电气控制及 用技术【 M】北京航空航天大学出版社， 2008 【 2】 齐占庆机床电气自动控制【 M】机械工业出版社， 1987 【 3】 常斗南可编程序控制器【 M】北京：机械工业出版社， 2005 【 4】 夏国伟机床电器与维修【 M】山西科学技术出版社， 1980 【 5】 张万奎机床电气控制技术【 M】中国林业出版社， 2006 【 6】 马应用 王阿根电气可编程控制原理【 M】清华大学出版社， 7】 漆汉宏 气控制技术【 M】机械工业出版社， 8】 李国厚 理与应用设计【 M】化学工业出版社， 2005 【 9】 王炳实 机床电气控制 【 M】 机械工业出版社 ,1995 【 10】 郑瑜平 可编程序控制器 【 M】 北京航空航天大学出版社 ,1992 目 录 第一章 绪论 1 第二章 锯片刀具工具磨床的介绍 3 床的介绍 3 界工具磨床的发展 3 本在于创新 4 第三章 可编程控制器的概况 5 介绍 5 组成及特点 5 国内外状况 6 用途 7 用语言 8 课题的主要任务 9 第四章 总体方案的选择 10 体功能介绍 10 制要求 10 器说明 10 护装置 10 第五章 硬件系统设计 11 路功率元件参数的选择 11 动空气开关的选择 11 路器的选择 11 流接触器的选择 11 制变压器的选择 12 继电器的选择 12 助继电器的选择 12 断器的选择 12 流电机的介绍 13 流电机的介绍 13 进电机介绍 14 进电机驱动器的选择 16 型的选择步骤与原则 18 件系统设计 20 制电路 21 第六章 软件部分设计 24 令系统简介 24 形图的设计 25 形图分析 27 序指令表 31 第七章 性能测试与分析 33 参考文献 34 致谢 35 附录 电气接线图 36 附录 电器元件表 37 附录 外文文献翻译 38 摘要 由于现在企业用工困难和聘请工人费用的提高，因此，有必要实现对锯片刀具工具磨床的 动控制，以可编程序控制器取代常规的继电器，以达到磨床的自动化控制，实现磨床工作安全可靠，系统运行情况良好，磨削精度更高 制的特点使磨床控制大大简化，并且维修方便，易于检查。节省大量的继电器元件，使机床的工作效率更高。 关键词：锯片刀具工具磨床、控制系统、启动 it is to LC to in to of in is LC of to a of is 湘潭大学兴湘学院 毕业设计说明书 题 目： 锯片刀具工具磨床 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2008963336 姓 名： 张哲豪 指导教师： 张高峰 完成日期： 2012 年 05月 25 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 锯片刀具工具磨床 制系统设计 学号： 2008963336 姓 名： 张哲豪 专业： 机械设计制造设计及其自动化 指导教师： 张高峰 系主任： 周友行 一、主要内容及基本要求 本课题完成对锯片刀具工具磨床控制系统的分析设计，主要完成控制系统的控制步骤确定，电气系统的设计，步进电机及其驱动器的选取，程序的编写与分析。需编写相应的设计说明书，并用二维软件绘制 I/O 分配表，及电气线路图，程序图。 二、重点研究的问题 控制动作的分析与设计，电气元件的选择与设计， 选择，步进电机及其驱动器的选择，并完成程序设计及其分析。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 查阅相关文献资料 2012 年 2 月中旬 2 通过阅读文献资料完成开题报告 2012 年 3 月中旬 3 研究机床控制系统的基本工作原理，完成方案设计、论证 2012 年 4 月上旬 4 完成总体设计，及其设计图的绘制 2012 年 4 月下旬 5 撰写毕业设计说明书，准备论文答辩 2012 年 5 月下旬 6 答辩 2012 年 5 月 31 日 四、应收集的资料及主要参考文献 【 1】 王永华现代电气控制及 M】北京航空航天大学出版社 ， 2008 【 2】 齐占庆机床电气自动控制【 M】机械工业出版社， 1987 【 3】 常斗南可编程序控制器【 M】北京：机械工业出版社， 2005 【 4】 夏国伟机床电器与维修【 M】山西科学技术出版社， 1980 【 5】 张万奎机床电气控制技术【 M】中国林业出版社， 2006 【 6】 马应用 王阿根电气可编程控制原理【 M】清华大学出版社， 7】 漆汉宏 气控制技术【 M】机械工业出版社， 8】 李国厚 理与应用设计【 M】化学工业出版社， 2005 【 9】 王炳实 机床电气控制 【 M】 机械工业出版社 ,1995 【 10】 郑瑜平 可编程序控制器 【 M】 北京航空航天大学出版社 ,1992 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）评阅表 学号 2008963336 姓名 张哲豪 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 锯片刀具工具磨床 制系统设计 评价项目 评 价 内 容 选题 现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的； 量是否得 当； 研、社会需要等实际相结合。 能力 合归纳资料的能力； 究方法和手段的运用能力； 论文 （设计）质量 述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范； 无观点提炼，综合概括能力如 何； 无创新之处。 综 合 评 价 本选题反映了学科前沿动态，符合本专业培养目标，难度切实可行。 该生态度端正，对相关的文献阅读广泛，对该领域的各种理论知识理解正确，运用合理。具有独立查阅文献，合理加工、利用各种信息，获取新知识的能力。研究、设计、完成本课题的方法科学合理；较好的实现了研究的目的；对该学科基础理论知识有较好的掌握，对学科前沿的发展动态有较全面的了解；并在设计中有较好的运用。 遵守了毕业设计的具体规定，图纸、注释清晰明确，书写打印规范，符合要 求。具有一定的应用价值和创新性。 评阅人： 2012 年 5 月 31 日 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 2008963336 姓名： 张哲豪 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 37 页 图 表 3 张 论文（设计）题目： 锯片刀具工具磨 床 制系统设计 内容提要： 本论文主要内容：工具磨床发展趋势， 可编程控制器的概况 ， 介绍 ， 组成及特点 系统的总体设计 ， 控制线路的设计 ， 电器控制线路分析，程序设计，梯 形图，语句表分析。 本论文首先叙述了工具磨床的发展趋势，依照设计要求选取了 使用语言 接着根据选取的参数和要求做出了对锯片刀具磨床的电气设计。同时阐述了 锯片刀 具工 具磨床的加工原理。 所设计的锯片刀具工具磨床 制系统，主要用于 单件 、 小批 和 成批 锯片刀 具的加工， 结构简单紧凑，控制方便，便于操作，实现锯片刀具加工的自动控制、加工。 设计的 制系统满足、安全性、工艺性与经济性等方面的要求，满足加工要求， 保证加工精度，并使机床运行平稳，工作可靠，结构合理，装卸方便，便于维修与调整。 指导教师评语 指导教师： 年 月 日 答辩简要情况及评语 答辩小 组组长： 年 月 日 答辩委员会意见 答辩委员会主任： 年 月 日 目 录 第一章 绪论 1 第二章 锯片刀具工具磨床的介绍 3 3 3 4 第三章 可编程控制器的概况 5 5 5 6 7 8 9 第四章 总体方案的选择 10 体功能介绍 10 制要求 10 器说明 10 护装置 10 第五章 硬件系统设计 11 路功率元件参数的选择 11 11 11 11 12 12 12 12 13 13 进电机介绍 14 进电机驱动器的选择 16 18 件系统设计 20 制电路 21 第六章 软件部分设计 24 24 25 27 31 第七章 性能测试与分析 33 参考文献 34 致谢 35 附录 电气接线图 36 附录 电器元件表 37 附录 外文文献翻译 38 摘要 由于现在企业用工困难和聘请工人费用的提高，因此，有必要实现对锯片刀具工具磨床的 动控制，以可编程序控制器取代常规的继电器，以达到磨床的自动化控制，实现磨床工作安全可靠，系统运行情况良好，磨削精度更高 控制大大简化，并且维修方便，易于检查。节省大量的继电器元件，使机床的工作效率更高。 关键词：锯片刀具工具磨床、控制系统、启动 it is to LC to in to of in is LC of to a of is 1 第一章 绪论 随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日益激烈，产品更新速度越来越快，复杂形状的零件越来越多，精度要求越来越高，多品种、中小批量生产的比重明显增加。激烈的市场竞争使产品研制生产周期越来越短。传统的加工设备和制造方法已难于适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高效高质量加工要求。因此近几十年来，世界各地十分重视发展能有效解决复杂、精密、小批多变零件的数控加工技术，在加工在设备中大量采用微电子技术和计算机技术为基础的数控技术。目前，数控技术正在发生根本性 变革，它集成了微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术与一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。 目前生产的机械产品发生改变时，普通机床与工艺装备均需作相应的变换和调整。通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难于提高生产效率和保证产品质量，特别是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助化纤和样板用手工操作的方法来加工，加工精度和产生效率受到很大的限制。数控机床就是为了解决单件，小批量、特别是复杂型面零 件加工的自动化并保证质量要求而产生的，它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化加工手段。数控机床的有点有：加工对象改型的适应性强，加工精度高，生产效率高，自动化程度高，良好的经济效益，有利于生产管理的现代化。 众所周知，机床是受固定资产投资影响在较大的投资类产品。在目前国内固定资产投资大幅增加的情况下，为机床行业的发展提供了又一次难得的基于。其中数控磨床是很多行业精密生产加工必备的设备，尤其是随着客户对产品的加工精度及交换时间要求越来越严格的情况下，各行业对数控磨床的采购及使用逐年增加。所以这就使得数 控磨床成为不仅是技术先进，也要是一种经济上合理的机床。 磨削交工是零件加工和超精加工的一种主要切削加工方法。在磨床上采用各种类型的磨具，可以完成内外圆柱面、平面、螺旋面、花键、齿轮、导轨和成形面等各种表面的加工。它初能磨削普通材料外，还常使用与一般刀具难以切削的高硬度材料的加工，如猝硬钢、硬质合金和各种宝石等，应用十分广泛。 机械加工的高精度不光取决于数控机床的高精度，还受刀具的精度有关。无乱在何种切削条件下，刀具都将有磨损，其磨损量都将随时间的增长而增长。所以在磨损量超过允许范围时，需要进行对刀具的刃磨。 而圆柱形洗到、立铣刀及螺旋齿铰刀这类刀具的刃磨一般是在工具磨床上借助附件手工操作，根据火花判断砂轮与刀齿接触与否，凭手感掌握吃到深度，而且一个刀齿必须一次连续刃磨完成。因此，对操作者的要求很高，且难以保证刃磨质量，刃磨效率低。而工厂内讲究的就是效率与精度，鉴于以上情况，研制一种能刃磨多种刀具的小型经济型数控工具磨床，刃磨位置参数螺旋齿刀具是十分重要的。 现代工业生产中，中、小批量零件的生产占产品数量的比例越来越高，零件的复杂性和精度要求迅速提高、，传统的普通磨床已经越来越难以适应现代化生产的要求，知道也的竞 争已从早期降低劳动成本、产品成本，提高企业整体效率和质量的竞争，发展到全面满足顾客要求、积极开发新铲平的竞争，讲面临只是 技术 产品的更新周期越来越短，产品批量越来越小，面对质量、性嫩嫩的要求更高，同时社会对环境保护、绿色制造的意识不断加强，因此先进的制造技术奖成为企业赢得竞争和生存、发展的主要手段。计算机信息技术和制造自 2 动化技术的结合越来越紧密，作为自动化柔性生产重要基础的数控机床在生产机床中所占比例越来越多。 采用最新的控制技术，提高生产效率。可根据技术革新的发展速度，及时的提高生产设备的自动化水平 和效率，提高设备质量和档次，实现加工的自动化，效率比传统机床提高。对复杂零件而言，难度越高，功效提高得越多，且可以不用或少用工装，不仅节约了费用，而且可以缩短生产准备周期，提高产品质量，零件的加工精度高，尺寸分散小，使装配方便灵活，英雌继电器本身固有的缺陷，给磨床的安全和经济运行带来了不理影响，使用 性能稳定可靠，使用 量好，能长期使用，有利于使用和维护、 20世界 20年代起，人们把各种继电器。定时器。接触器及其出点按一 定的逻辑关系连接起来组成控制系统， 控制各种生产机械，这就是大家所熟悉的传统继电器控制系统，由于它结构简单。容易掌握。价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，婴儿使用面甚广，在工业控制领域中一直占主导地位。但是几点接触器控制系统有明显的缺点：设备体积大，可靠性差，动作速度慢，功能少，难以实现较复杂的控制，特别是由于它是靠硬连线罗技构成的系统，界限复杂，当生产工艺或对象改变时，原有的界限和控制盘就要更换，所以通用性和灵活行较差。 20世纪 60年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，各生产厂家的汽车型号不断更新，它比绕要求生产线的控制系统亦随之改变，以及 对整个开展系统重新配置，为抛弃传统的几点接触器控制系统的舒服，适应白热化的市场竞争要求，1968年美国通用汽车公司公开向社会招标，对汽车流水线控制系统提出具体要求，归纳起来是：编程方便，可现场修改程序，维修方便，采用插件式结构，可靠性高于继电器控制装置，体积小于继电器控制盘，数据可直接送入管理计算机，成本可与继电器控制盘竞争，输入为交流 150V 以上，输出为交流 115V，容量要求在 2直接驱动接触器，电磁阀等，扩展是原系统改变最小用户储存器至少可能扩张到 4想指标的核心要求是采用软布线方式代替机 电控制的硬接线方式，实现大规模生产线的流程控制。 3 第二章 工具磨床的概述 磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用石油、砂带等其他磨具和有力磨料进行加工，如绗磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。 磨床能加工硬度较高的材料，如粗硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行较高效率的磨削，如强力磨削等。 随着高精度、高硬度机械 零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展，磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。 磨床是各类金属切削机床中品种最多的一类，主要类型有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、工具磨床等。 界工具磨床的发展 目前，世界上越来越多的复杂零件采用复合工具磨床进行综合加工。不久前在美国芝加哥举办的国际制造技术展览会，复合加工工具磨床已成为工具磨床发展的一个重要方向。因为复合加工工具磨床突出体现了工件在一次装卡中完成大部分或全部加工工序，从而达到减少工具磨床和夹具，免去工序间的搬运和储存 ，提高工件加工精，缩短加工周期和节约作业面积的目的。芝加哥国际制造展展出的几种复合加工工具磨床，基本代表了世界工具磨床今后的发展方向，下面介绍 一下这几种复合加工工具磨床。 以车削为基础的复合加工工具磨床 这类工具磨床在卧式车削中心和立式车削中心的基础上集成了铣削、钻削和攻丝、镗削、磨削以及滚齿和插齿等工艺方法，成为卧式或立式车铣复合加工工具磨床。具有代表性的有奥地利 司的 本 00、 200、 300系列， 250350国 以铣削为基础的复合加工工具磨床其它复合加工工具磨床 除以上两类较流行的复合加工工具磨床外，在本届展会上还有许多其它类型的复合加工工具磨床，如用于棒料加工的 士 司的磨削为基础的和磨头回转式 (或可换式 )复合加工工具磨床，其他还有将激光加工、冲压、热处理等各种工艺组合而成的复合加工工具磨床。 总之，本届展会 上复合加工工具磨床规模较大、品种众多和水平较高，可以看出复合加工工具磨床的发展方兴未艾。未来的复合加工工具磨床将结合数控技术、软件技术、信息技术、可靠性技术的发展，向构件简约化、结构紧凑化、配置模块化和部件商品化方向发展。复合加工工具磨床的性能也会根据用户的加工要求向多样化发展，有为适合于多品种、单件和小批量生产条件的全功能性复合 4 加工工具磨床，也有为适合于提高生产效率、较大批量生产条件的专用的功能适宜的复合加工工具磨床。同时，复合加工技术也在重型、大型工具磨床上有着广泛的开发前景，复合加工是未来工具磨床发展 的重要方向。 本在于创新 工具磨床发展潜力巨大，模块化设计将是贯穿产品设计全过程的一条主线，无论是机床技术发展的潮流还是市场竞争的要求；无论是降低成本的需要，还是提高产品治疗的需要，都要求我们在今后产品的开发设计中，切实做好模块化设计工作 传统的金属切削，用全新的现代设计理念，正在推动机床技术发生重大变化。 5 第三章 可编程序控制器（ 概述 介绍 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透， 导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 机械电气化的过程中起着很大的作用，现在还是这样，随着的应用范围越来越广，功能越来越强的。 可编程序控制器（ 一种数字运算 操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。 国内外的状况 在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现 的。 1968年美国 用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（ 制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称 是世界上公认的第一台限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的 以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。 20世纪 70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使 加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正 具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的 人计算机（简称 展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为 20世纪 70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其 功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、 能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。 20世纪 80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系 6 列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 上世纪 80年代至 90年代中期，是 展最快的时期，年增长率一直保持为 30 40%。在这时期， 字运算能力、人 机接口能力和网络能力得到大幅度提高， 某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用 都得到了长足的发展。 我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了 应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的 州机床电器厂生产的 连组合机床研究所生产的 州电子计算机厂生产的 外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的 以预期，随着 我国现代化进程的深入， 组成及特点 从结构上分， 为固定式和组合式（模块式）两种。固定式 I/示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式 块、 I/存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 通过输入输出部分（ I/O）完成的。 I/，其输入暂存器反映贿赂的接输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成 数字信号进入 出模块相反。 I/,开关量输出（ 模拟量输入（ ，模拟量输出 (模块。 常用的 I/ 开关量：按电压水平分，有 22011024隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 模拟量：按信号类型分，有电流型（ 40、电压型（ 0010，按精度分，有 1246。 除了上述通用 I/有特殊 I/热电阻、热点偶、脉冲等模块。 7 按 I/I/O 模块可多可少，单其最大数受 受最大的底板或几家草书限制。 时，有的还为输入电路提供 24源输入类型有：交流电源（ 22010直流电源（常用的为 24 神经中枢的作用，每套 按 扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和 入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。 制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成， 线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是 使用者看来，不必要详细分析 对各部分的工作机制还是应有足够的理解。 它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。 们决定着 此限制着控制规模。 用途 使其应用受到限制。但近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降 ,使 同时又由于 使 应用越来越广泛 ,广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、 纺织、环保等行业。 应用通常可分为五种类型： （ 1）顺序控制 这是 以取代传统的继电器顺序控制。 机群控、生产自动线控制等。如注塑机、印刷机械、订书机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。 （ 2）运动控制 多数情况下， 输出移动一轴或数轴到目标位置。每个轴移动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，确保运动平 滑。相对来说，位置控制模块比计算机数值控制（ 置体积更小，价格更低，速度更快，操作方便。 （ 3）闭环过程控制 温度、压力、速度和流量等。 块的提供使 即一个具有 用于过程控制。当过程控制中某 8 一个变量出现偏差时 ,把变量保持在设定值上。 （ 4）数据处理 在机械加工中，出现了把支持顺序控制的 计算机数值控制（ 备紧密结合的趋向。著名的日本 1、 12系列，已将 了实现 公司采用了窗口软件。通过窗口软件，用户可以独自编程，由 国 司的 计今后几年 （ 5）通信和联网 他使 成一个统一整体，实现分散集中控制。 多数 有一些内置有支持各自通信协议的接口。 数据通讯、 工业以太网进行联网。为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化（ 统、柔性制造系统（ 集散控制系统（ 发展的需要，必须发展 间， 为实时控制系统，不仅 且要考虑出现停电故障时的对策。 用语言 可编程控制器中有多种程序设计语言 ,它们是梯形图语言、布尔助记符语言、功能表图 语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等。梯形图语言和布尔助记符语言是基本程序设计语言，它通常由一系列指令组成，用这些指令可以完成大多数简单控制功能，例如，代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等，扩展或增强指令集，它们也能执行其它基本操作。功能表图语言和语句描述语言是高级程序设计语言，它可需要去执行更有效操作，例如，模拟量控制，数据操纵，报表报印和其他基本程序设计语言无法完成功能。功能模块图语言采用功能模块图形式，软连接方式完成所要求控制功能，它可编程序控制器中到了广泛应用，集散控制系统编程和 组态时也常常被采用，它具有连接方便、操作简单、易于掌握等特点，为广大工程设计和应用人员所喜爱。 可编程器应用范围，程序设计语言可以组合使用，常用程序设计语言是： 梯形图程序设计语言； 布尔助记符程序设计语言（语句表）； 功能表图程序设计语言； 功能模块图程序设计语言 ； 结构化语句描述程序设计语言； 梯形图与结构化语句描述程序设计语言 ； 布尔助记符与功能表图程序设计语言； 布尔助记符与结构化语句描述程序设计语言。 9 课题的主要任务 本文主要是利用 求逻辑控制的 正确性，机械能在 靠性好，可操作性好，操作更加安全、方便，实现锯片刀具的自动刃磨。 此图为控制系统设计步骤 10 第四章 总体方案的选择 体功能介绍 锯片刀具工具磨床采用 现锯片刀具的自动刃磨。它具备控制器结构简单、价格低廉、控制方式直观、容易掌握、工作可靠易维护等优点。 锯片刀具工具磨床由主电机、步进电机、冷却电机、移动电机组成。主电机控制砂轮转动，步进电机提供锯片刀具的转动，冷却电机提供机械的冷却循环系统，使得机械的温度不至于过高，控制在一定 的范围里，移动电机用于装置的快速移动，提高整体的效率。 制要求 1、砂轮电机和冷却泵电机、步进电机都只要求单向运转。 2、冷却泵电机随砂轮电动机开动。 3、当锯片位于切削位置时，步进电机不能转动。 4、在这些电机中有一定的启动顺序，只有满足一定的启动要求后才能确保机械的安全使用，保证它的稳定性，砂轮、液压泵先启动，移动电机控制机架移动，当机架返回后，步进电机动作，锯片刀具转动，机架再移动至砂轮，以此实现自动加工。交流电机正反转实现互锁功能。 器说明 1、先启动总开关，只有当总开关打开时， 才能执行其他动作。 2、启动砂轮电动机（ 同时冷却泵电动机（ 动。 3、交流电机（ 转，带动刀架靠近砂轮，到达限位后，交流电机（ 转，刀架往回行走。 4、到达限位后，步进电机（ 收脉冲，转动一小格，同时交流电机（ 转。 护装置 1、短路保护：本机采用自动空气断路器，作为电源开关。砂轮电机和冷却泵电机用 流电机用 进电机用 短路保护。 2、过载保护：交流电动机用 过载保护，砂轮电机用 过载保护，冷却泵电机用 进电机用 过载保护。 11 第五章 硬件系统设计 路功率元件参数的选择 自动空气开关又称自动空气断路器，主要用于低压动力线路中，它能够手动或自动接通动力电源，并且除了能够手动断开动力电源外，还能自动切断短路、过载和欠压故障，对系统起保护作用。自动空气开关不能连续频繁地进行通断操作。为了能迅速切断短路电流，它具有较强大的熄灭电弧的能力和开断机构。自动空气开关具有多种保护功能，可以对电动机实现无熔丝保护，动作后不需要更换元件，因此工作可靠、安 装方便且分断能力强，故而应用广泛。 其结构由出点系统、灭弧系统、及操作机构和保护装置（脱扣器）四部分组成。电磁脱扣器的线圈和热脱扣器的发热元件与主电路串联，失压脱扣器的线圈并联在电路中。扳动操作手柄，自动空气开关合上，钩子钩住使三对触电闭合， 电路保持在接通状态。当电路发生短路故障时，短路电流超过电磁脱扣器的整定值，大电流产生的强磁力是衔铁像铁心吸合，顶开钩子，弹簧拉开主触电，使电路迅速分断；当电路过载时，较大的电流流过热脱扣器的发热元件使电路迅速分断；当电路个过载时，较大的电流流过热脱扣器的发热元 件使双金属片向上弯曲，顶开钩子切断过载电流；当电源电压为额定电压时失压脱扣器的线圈合衔铁吸合，使开关保持合闸状态，而当电源电压下降到低于整定值或为零时，电磁吸力减少或消失，衔铁被释放，顶开钩子而切断电源。根据被控制的电器设备的额定电流选择空气开关的额定电流，应使两者的额定电流相等，空气开关的电压应大于或等于所用的电源的额定电压。根据主电路系统对保护的要求，选择脱扣器的形状和额定电流表。本系统选用的自动空气开关型号为： 302。 断路器是重要的开关电器，它不仅能安全地切断负荷电 流，而且还能可靠和迅速的切除短路电流，因此，短路器的额定遮断容量 额定的断流能力 须大于或等于安装处的短路电流。 交流接触器是利用电磁吸力来操纵的自动开关，通常用来通断或断开电动机或其他设备的主电路，是电力拖动系统中最主要的控制电器之一。 我国生产的交流接触器常用的有 理地减少触点开距和行程，运动系统布置合理，结构紧凑，结构 连接不用螺钉，维修方便。 适宜于频繁地启动及控制交流电机。 选用交流接触器通常参考一下几个技术参数： 1、额定电压 12 接触器铭牌额定电压是指主触电上的额定电压，常用电压等级为：220V,380V,500V。 2、额定电流 接触器铭牌额定电流是指主触电的额定电流，常用电流等级为：5A,10A,20A,40A,60A,100A,150A,250A,400A,600A。 上述电流是指接触器安装在敞开式控制屏上，触点工作不超过额定温升，负载为间断 长期工作制时的电流值。 3、线圈额 定电压 常用电压等级为： 36V,127V,220V,380V。 4额定操作频率 额定操作频率是指每小时接通次数，最高为 600次 /小时。 本系统选用的交流接触器型号为： 主交流接触器： 交流接触器： 10 4控制变压器 控制变压器按容量进行选择。 本系统选用的控制变压器型号为： 000 对于长期运行的设备，当热继电器与被控制设备的环境温度相同时，可按该设备的额定电流值选定热继电器的加热元件的额定电流；当被控制设备的环境温度比热继电器搞 15度时，按设备的额定电流选用小一个等级的加热元件热继电器；反之，当被控制设备的环境温度比热继电器低 15按设备的额定电流选用大一个等级加热元件的热继电器。本系统选用热继电器型号为： D 额定电流： 20A; 热元件规格：额定电流 流调节范围： 额定电流 流调节范围： 额定电流 流调节范围： 6辅助继电器（ M） 电器，由 各种器件的触点驱动。作用同继电器控制中的中间继电器相类似。它有许多动合、动断触电供编程使用。辅助继电器不能直接驱动外部负载，要通过输出继电器才能驱动负载。 7熔断器 13 熔断器的作用是切断短路电流和预防电流过大造成的事故。它结构简单、价格便宜、作用方便、控制有效，是电器线路中一种常用的保护元件。 熔断器的熔体与被保护的电器串联。当被保护的电路短路时，短路电流流过熔体，熔体被加热，部分熔体溶解气化而被熔断，于是产生电弧，电弧使熔体熔化范围不断扩大，知道间隙足够大时，电弧才熄灭，从而将保护的电 路与电源切断，打到保护目的。 熔体一般要求伏在电流为其 出现过大电流和短路电流时，熔体熔断。一般电器设备在通过电流时产生的热量与电流平方和电流通过的时间成正比。因此，电流越大，则要求熔断时间越短。从而才能保证被保护的设备不超过允许的温升。 熔断器的选用原则是保证设备正常工作（包括设备启动电流的影响）时不熔断，只有当过大电流和短路电流时熔断。根据被保护的熔体熔断速度的要求选择合适型号本系统选用的熔断器型号为：快速熔断器 5; 小熔断器 0 等。 8直流电机的介绍 直流电机广泛用作各类机械的传动源，诸如冶金工业轧机传动，金属切削机床、造纸、印刷、纺织、印染、水泥、塑料挤出机械等等。其调速方法有： 1、 调节电枢供电电压 U 2、 2减弱励磁磁通 3、 改变电枢回路电阻 R 对要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢电压的方式最好。改变电阻只能实现有级调速：减弱磁通调速范围过小。 直流电机有很多优点，比如调速特性很好、启动转矩较大等等，特别是调速特性为交流电机所不及。因此在对电动机的调速性能和启动性能要求高的生产机械上，大都使用 直流电动机进行拖动；但是直流电动机的构造工艺复杂，生产成本较高，维护较困难，可靠性差，逐步被交流电机取代。 具有技术性能先进、寿命长、分断能力强、操作频率高、体积小、安全可靠等特点，广泛应用于各种交流电机驱动系统，特别适用于冶金、实话、起重、造船、重型机械、化工、采矿、电力机车、路灯等频繁操作及恶劣环境条件下工作。通常用于三个方面： 1、一般性能的节能调速和按工艺要求调速 2、高性能交流调速系统和伺服系统 3、特大容量极高转速的交流调速 其主要调速系统可分为三类： 1、转差功率不变型调 速系统 14 2、转差功率消耗型调速系统 3、转差率馈送型调速系统 80V,15/415 步进电机是一种专门用于位置和速度精确控制的特种电机。步进电机的最大特点是其 “ 数字性 ” ，对于控制器发过来的每一个脉冲信号，步进电机在其驱动器的推动下运转一个固定角度 (简称一步 )，如下图所示。如接收到一串脉
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