组合机床液压系统设计与PLC控制【优秀毕业课程设计含CAD图纸+说明书论文】
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!【包含文件如下】【机械设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc[14000字，54页]【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat
外文翻译液压.zip
设计说明书.doc[14000字，54页]
控制框图.dwg
（液压原理图）.dwg
（输入输出接线图）.dwg
摘要
文章以三面铣组合机床为研究对象,通过对主要结构和运动形式的探究以及对机床的工作过程和控制要求分析,给出了机床动作循环图、液压元件动作表，并采用PLC控制系统的设计方法, 进行了软硬件设计,列出了PLC的I/O地址分配表,绘制了PLC的I/O分配图和单循环自动工作流程图，编写PLC控制程序的梯形图和指令表。
可编程控制器(PLC)是以微处理器为核心的通用工业控制装置,它将传统的继电器接触器控制系统与计算机控制技术紧密结合 ,集计算机、控制、通讯于一体,具有可靠性高、通用性强、易于使用、维修方便、价格便宜等优点,为工业自动化提供了近乎完美的自动控制装置。
根据我国当前的情况，继电器-接触器控制系统依然是机械设备最常用的电气控制方式，许多企业和高校实习工厂的机床和设备仍采用传统的继电器-接触器控制系统。随着科学技术发展，可编程控制器的出现，许多以继电器-接触器控制系统的组合机床通过电路改进，采用可编程控制系统，无论在性能上或者效率上都能得到很大提升。因此,采用PLC对机床电气控制系统进行技术改造,很有益处。
本课是以三菱电机公司的FX2N系列PLC作为组合机床的主控制器，同时连接PC端，通过PLC控制液压系统，实现一个全新的自动控制系统。
关键词:可编程控制器(PLC)；组合机床；液压控制系统。
目录
引言 1
第一章 组合机床及其概述 2
1.1 机床简介 2
1.2 发展历史 2
1.3 加工方式 3
1.4 部件分类 3
1.5 机床发展 4
1.6 工艺范围与设计类型 4
1.7 三面铣组合机床概述 5
1.7.1 机床主要结构部件 5
1.7.2 机床加工工件示意图 5
1.7.3 机床工作过程 5
第二章 液压传动设计 7
2.1液压传动概述 7
2.1.1基本原理 7
2.1.2 理论应用 7
2.1.3 液压机械系统 8
2.1.4 液压传动的优缺点 8
2.1.5 液压系统设计原则 9
2.2工况分析 9
2.3拟定液压原理图 14
2.4液压元件的选择 16
2.5液压系统性能验算 19
第三章 PLC控制系统设计 22
3.1 PLC概述 22
3.1.1 基本结构 22
3.1.2 功能特点 23
3.2 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 25
3.3 PLC的选型 25
3.4 PLC的I/O接口与主电路设计 27
3.4.1 PLC的I/O分配表与接线图 27
3.4.2 主电路设计 29
3.5 PLC控制系统程序设计 31
3.5.1 程序流程图设计 31
3.5.2 程序设计 32
参考文献 35
致谢 36
附录一 梯形图 37
附录二 指令表 42
- 内容简介：
-
沈阳化工大学科亚学院 本 科 毕 业 设 计 题 目： 组合机床液压系统设计及 制 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制 1203 学生姓名： 钱神华 指导教师： 王志成 论文提交日期 ： 2016 年 5 月 30 日 论文答辩日期： 2016 年 6 月 8 日 I 毕业设计任务书 机械设计制造及其自动化专业 机制 1203 班 学生： 钱神华 毕业设计题目： 组合机床液压系统设计与 制 毕业设计内容： 选择组合机床的液压系统设计和机床的 制两部分内容为设计对象，是要考核学生的液压传动知识和 制知识，体现机械、液压与电气控制的结合。主要设计包括液压原理图设计，工况参数计算，液压元件选择，液压缸机械结构设计， 型，控制方案选择， 件电路设计，形图设计与仿真等。主要技术参数：驱动质量 9800进快退速度 进速度 作负载 28程 200紧力 36紧行程 20 毕业设计专题部分： （ 1）组合机床的结构原理和工作要求分析。 （ 2）工况分析，工艺参数确定。 （ 3）液压原理图设计。 （ 4）液元件选择，性能验算，动态性能仿真。 （ 5）控制方案选择， 型， 件电路设计。 （ 6）梯形图设计与仿真，有条件时在液压实验台上验证。 起止时间： 导教师： 王志成 签字 2015 年 12 月 4 日 要 文章以三面铣组合机床为研究对象 ,通过对主要结构和运动形式的探究以及对机床的工作过程和控制要求分析 ,给出了机床动作循环图、液压元件动作表 ， 并采用 制系统的设计方法 , 进行了软硬件设计 ,列出了 ,绘制了 ，编写 可编程控制器 (以微处理器为核心的通用工业控制装置 ,它将传统的继电器接触器控制系统与计算机控制技术紧密结合 ,集计算机、控制、通讯于一体 ,具有可靠性高、通用性强、易于使用、维修方便、价格便宜等优点 ,为工业自动化提供了近乎完美的自动控制装置。 根据我国当前的情况，继电器 多企业和高校实习工厂的机床和设备仍采用传统的继电器 着科学技术发展，可编程控制器的出现，许多以继电器 用可编程控制系统，无论在性能上或者效率上都能得到很大提升。因此 ,采用 很有益处。 本课是以三菱电机公司的 列 为组合机床的主控制器，同时连接 ，通过 制液压系统，实现一 个全新的自动控制系统。 关键词 :可编程控制器 (组合机床；液压控制系统。 of of is LC of , , LC is a as of It be to a to in is a is of of of of V by in or be LC to of nc a LC as of C at LC a V 目录 引言 . 1 第一章 组合机床及其概述 . 2 床简介 . 2 展历史 . 2 工方式 . 3 件分类 . 3 床发展 . 4 艺范围与设计类型 . 4 面铣组合机床概述 . 5 床主要结构部件 . 5 床加工工件示意图 . 5 床工作过程 . 5 第二章 液压传动设计 . 7 压传动概述 . 7 本原理 . 7 论应用 . 7 压机械系统 . 8 压传动的优缺点 . 8 压系统设计原则 . 9 况分析 . 9 定液压原理图 . 14 压元件的选择 . 16 压系统性能验算 . 19 第三章 制系统设计 . 22 述 . 22 本结构 . 22 能特点 . 23 制系统设计的基本原则和步骤 . 25 选型 . 25 I/O 接口与主电路设计 . 27 I/O 分配表与接线图 . 27 电路设计 . 29 制系统程序设计 . 31 序流程图设 计 . 31 序设计 . 32 参考文献 . 35 致谢 . 36 附录一 梯形图 . 37 附录二 指令表 . 42 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 引言 1 引言 本次毕业设计选题是组合机床液压系统设计及 制。组合机床是当今机床发展的大势所趋，在机械行业高速发展的今天，一些复杂，繁琐的加工工件需要用专用的机床进行加工，然而专用机床的加工面 较窄，不利于一些微小企业投入与使用，这就迫使组合机床的诞生，组合机床具备专用机床的优点，而且应用范围比较广。 液压传动是属于机械传动，它可以具有传动平稳和传动的力矩大的优点，现在在传动领域的使用率高达 63%，技术成熟，使用范围广。 电气机械行业控制领域不可或缺的技术，它的出现与应用促使机床的发展更进一步，导致现今机械加工过程中的操作者人得到了大大的解放，同时也提高的整个机床行业的生产率。 因此，基于以上的现状，我选择了涉及组合机床、液压传动和 术的毕业设计，在接下来的设计中，着重按上述要点进 行设计与介绍，让自己的知识点的到更全面的提升与发展。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 组合机床及其概述 2 第一章 组合机床及其概述 组合机床 (在通用部件的基础上，按工件特殊的形状和加工工艺要求配备相应的专用部件及特定夹具后，组成的自动或半自动满足特殊需要的专用机床。 表 1 组合机床基本信息 中文名称 组合机床 外文名称 工方式 多刀、多轴、多工序 定义 自动或半自动专用机床 床简介 组合机床 (以系列化和标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件对一种或多种工件按预先确定的工序进行切削加工的机床。兼有万能机床和专用机床的优点。通用零部件通常占整个机床零部件的 70 90，只需要根据被加工零件的形状及工艺改变极少量的专用部件就可以部分或全部进行改装，从而组成适应新的加工要求的设备。 因为在组合机床上我们可以同时从多个方向采用多把刀具对一个或几个工件予以加工，所以可以通过减少物体的挪运与占地面积，来实现工序的集中，从而改良劳动条件，最终提高效率、降低成本。把数台组合机床组合在一起，就变成自动的生产线。组合机床被广泛的运用在需要大量生产加工的零部件上，就像汽车及其行业的箱体等。其次在中小型批量生产加工中也可以运用成组的技术把结构与工艺类似的零部件合并到一起，从而使在组合机床上加工时更加方便。 展历史 1911 年最早用于加工汽车零部件的组合机床是在美国 设计 制造成功的。美国通用沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 组合机床及其概述 3 汽车公 司与福特汽车公司在 1953 年和美国的机床制造厂协调商定，明确商定了组合机床的通用部件的标准化原则。最早，所以机床制造厂全部都具有其自己的通用部件的标准。为了加强制造厂自己通用部件在不同制造厂之间的互换性，这样有利于用户的使用与维修。国际标准化组织（ 1973 年颁布了全球第一批组合机床通用部件的标准。中国第一机械工业部于 1975 年公布了中国第一批组合机床通用部件的标准。 从 1970 年以来，随着密齿铣刀、可转位刀具、刀具自动补偿和镗孔尺寸自动检测这几项技术的发展，使组合机床加工的精确度得到了很大的提高。 铣削平面的表面粗糙程度可以低至 米，平面度可以达到 米 100 厘米；孔距精确度可以达到 米，镗孔精度可以达到 6 级。 随着汽车工业的兴起，专用机床开始发展起来。由于有些部件在专用机床中反复的被使用，因此渐渐发展为了通用的部件，从而组合机床产生了。 工方式 组合机床通常采用多面、多轴、多刀、多工位或多工序一起进行加工的模式，生产的效率是通用机床的几倍甚至几十倍。因为通用部件已系列化和标准化，可以按照需求灵活的进行配置，从而使设计与制造的周期大大缩短 。所以组合机床具有成本低效率高的优点，则在大量的生产中组合机床可以组成自动生产线。 组合机床一般在加工箱体类或特殊形状的零件等方面用途较多。加工时，通过刀具的旋转运动以及刀具与工件的相对进给运动，来实现镗孔、铰孔、锪孔、扩孔、钻孔、铣削平面、切削内外螺纹与加工端面和外圆等，而工件一般不进行旋转运动。有的组合机床则采取车削头夹持工件令其旋转的方式，由刀具作进给运动，来实现一些回转体类零件 (如飞轮、汽车后桥半轴等 )的端面和外圆加工。 件分类 按功能可以将组合机床的通用部件分为以下 5 类，即：支承部件、 输送部件、辅助部件、控制部件和动力部件。 1、支承部件 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 组合机床及其概述 4 支撑部件是用来安装动力滑台的，它包括各种支架和底座；输运部件是用以输送主轴箱或工件到加工工位；控制部件是用来控制机床工作的自动循环的。 2、输送部件 按软硬件方式分类传输部件可以分为控制信号传输和机械零件传输这两种。 3、辅助部件 辅助部件包括冷却、排屑和润滑等装置。按照配置的型式可以将组合机床分为多工位和单工位两大类。其中多工位的组合机床又可分为以下 4 类，即：中长立柱式、回转鼓轮式、回转工作台式和往复工作台式；单工位的组合机床按照被加工面的数量不同可 分为单面、双面、三面和四面这 4 类。 4、控制部件 控制机床自动工作循环的部件便是控制部件，包括电气柜、液压站和操纵台等。 5、动力部件 为机床提供进给运动和主运动的是动力部件，主要有动力滑台（用于切削头或安装动力箱，从而实现进给运动），动力箱（把电动机的旋转运动传递到主轴箱）、切削头（装在各个主轴上，动力箱（把电动机的旋转运动传递到主轴箱）用于各单一工序的加工）。 床发展 转塔式组合机床和可 换主轴箱式组合机床在中小批量生产中得到了很好的应用，这两类组合机床能将工艺与结构相类似的零件集中在一台组合机床上进行加工，从而大大啊提高了机床的利用率。 采用滚珠丝杠和调速电动机等传动将是组合机床今后发展的趋势，它可以缩短生产节拍、简化结构；另外使用主轴箱和数字控制系统以及夹具自动更换系统，来提高工艺的可调性；还有纳入柔性制造系统等。 艺范围与设计类型 一般组合机床可以完成的工艺范围如下：车端面、刮平面、车锥面、铣平面、切槽、钻孔、铰孔、镗孔、扩孔、倒角、还有就是加工滚压、螺纹、拉削、抛光、磨削沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 组合机床及其概述 5 等 。 【注】本次设计选取机床为三面铣组合机床的液压传动与 制。 面铣组合机床概述 三面铣组合机床是用来对 台式钻床主轴箱的 80、 90孔端面及定位面进行铣销加工的一种自动加工设备。 床主要结构部件 底座、床身、铣削动力头、液压动力滑台、液压站、工作台、工件松紧油缸等组成。机床底座上安放有床身，床身上一头安装有液压动力滑台，工件及夹紧装置放于滑台上。床身的两边各安装有一台铣销头，上方有立铣头，液压站在机床附近。 床加工工件示意图 图 1 80、 90孔端面及定位面 床工作过程 操作者将要加工的零件放在工作台的夹具中，在其他准备工作就绪后，发出加工沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 组合机床及其概述 6 指令。工件夹紧后压力继电器动作，液压动力滑台（工作台）开始快进，到位转工进，同时起动左和右 1 铣头开始加工，加工到某一位置，立铣头开始加工，加工又过一定位置右 1 铣头停止，右 2 铣头开始加工，加工到终点三台电机同时停止。待电机完全停止后，滑台快退回原位，工件松开，一个自动工作循环结束。操作者取下加工好的工件，再放上未加工的零件，重新发出加工指令重复上述工作过程。 将上述文字的叙述部分转化成直线箭头流程图，便可让人一目了然。具体加工过程如图 2 所示。 图 2 机床动作循环图沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 液压传动系统设计 7 第二章 液压传动设计 用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式称为液压液压传动，另外它又与气压传动统称为流体传动。流体传动是 17世纪发展起来的一门新兴技术，该技术在工农业生产中广为应用。现在，流体传动技术水平的高低是衡量一个国家工业发展水平的重要依据。 表 2 液压传动基本信息 中文名称 液压传动 外文名称 用学科、适用领域 物理、机械加工 原理 机械能转化为液体的压力能 本原理 液压传动的基本原理：液压系统可以利用液压泵把原动机的机械能转换成液体的压力能，进而利用液体压力能的变化来传递能量，通过多种控制阀和管路的传递，借助的液压执行元件来将液体的压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，来实现直线回转运动和往复运动。其中工作介质为液体，该液体一般为矿物油，其作用与机械传动中的链条、齿轮和皮带等传动元件差不多。 在液压传动中，液压油缸既是一个最简单又比较完整的液压传动系统，分析其工作过程，可以很好的了解液压传动的基本原理。 论应用 液压传动应用非常广泛，例如一般工业用的压力 机械、机床、塑料加工机械等；还有就是行走机械中的建筑机械、工程机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的提升装置、冶金机械、轧辊调整装置等；土木水利工程用的河床升降装置、防洪闸门及堤坝装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的船头门、甲板起重机械、船尾推进器、舱壁阀等；特殊技术用的测量浮标、沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 液压传动系统设计 8 升降旋转舞台、巨型天线控制装置等；军事工业用的船舶减摇装置、火炮操纵装置、飞机起落架的收放装置、飞行器仿真和方向舵控制装置等。 压机械系统 液压机械系统主要是由 :以下五个部分组成：执行元件 、动力元件、工作介质、控制元件和辅助元件。 1、液压缸与液压马达称为执行元件。液压缸主要包括摆动液压缸、柱塞液压缸、组合液压缸、活塞液压缸；液压马达主要包括叶片液压马达、轮式液压马达、柱塞液压马达。 2、油泵属于动力元件。它是液压传动中的动力部分，因为它可以利用液体将原动机的机械能转换成液压力能。 3、液压油或乳化液被称为工作介质，它可通过油泵与液动机实现能量转换。 4、控制元件主要包括流量阀、压力阀与方向阀等。它可按照需求无级调节液动机的速度，同时对液压系统中工作液体的流量、压力与流向进行调节控制。 5、 除以上三部分元件以外的其它元件便是辅助元件，主要有蓄能装置、压力表、冷却器、滤油器、高压球阀、管件各种管接头、软管总成、快换接头、测压接头、加热器、管夹、油管、压力计、流量计等。 压传动的优缺点 1、优点： （ 1） 体积小、重量轻。 （ 2）能在在一定的范围内自动而平稳地调节牵引的速度，并可实现无级调速。 （ 3）易换向，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换。 （ 4）液压泵和液压马达之间连接不受严格限制。 （ 5）自行润滑，磨损小，使用寿命长 ; （ 6）控制简单，自动化程度高。 （ 7）易实现过载保护。 （ 8）液压元件实现了系列化、标准化、便于设计、通用化、制造和使用。 2、缺点： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 液压传动系统设计 9 （ 1）维护的要求高，工作油需始终保持清洁。 （ 2）元件制造的精度要求高，工艺复杂，成本较高。 （ 3）维修需较高的技术水平。 （ 4）因为液压传动对油温变化较敏感，所以它不适合在很高或很低的温度下工作。 （ 5）在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中系统效率较低。 （ 6）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。 压系统设计原则 组合机床被 看作是一种高效、专用的机床，它是由必不可少的通用部件和一些特定的专门用处的部件构成成。其中通用部件一般是由支撑件、滑台、动力箱和输送机构等组成，然而专用部件一般都是由多轴传动箱和专用夹具组成。它一般是采用多刀、多轴、多工位和多面加工，能完成扩、镗孔、钻、攻丝、铰、铣、车、磨削以及其它必要的精加工工艺顺序。组合机床具有生产效率高、加工范围广、自动化程度高、加工精度较高、设计制造周期短、通用部件可以被重复安装使用等很多优点，所以，组合机床被广泛的应用在大批、大量生产的机械流水线加工或自动线加工中。 机床的主运动 可由动力头或者动力箱来获得，进给运动则是由工作滑台的运动来获得，动力滑台通常与动力箱或动力头配套起来使用，在滑台上可以安装动力箱，刀具主运动便可由动力箱上的电机来带动，而滑台是用来实现刀具进给运动的。滑台是由液压驱动，可以实现自动的工作循环。若出现多种进给则可一根据工艺顺序和加工要求安排在同一个工序中进行，在组合机床上还可以实现多个滑台同时工作。本篇设计中液压系统是由一台液压泵作为动力源向两个液压缸提供油压，所以，这次设计的液压系统应该满足各工位在加工过程之中不会发生相互干涉这一前提，并力求功率损失最小。 工况分析一般都是对液压执行元件的工作情况进行分析，分析工况之后我们就沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 液压传动系统设计 10 可以得到一些设计时必须参考的参数以及设计过程中必须考虑的因素，例如：工作过程中负载的变化、压力流量以及功率的变化和执行元件的速度变化等等。将这些作为设计的依据，完成之后的设计。 1、工作负载 对于不同的机械它的工作负载是不一样的。如果是加工机床的话，切削负载就是它的工作负载；对于起货机来说其中的重物就是工作负载。工作负载取值的正负性是根据液压缸运动的方向与受力方向是否相同，若方向相同时则为正值，若方向相反时则为负值。工作负载的确定一般有两种方法： 根据相关的公式可以计算出来； 根据主机参数然后确定。 = = (04 +04) = 05 2、摩擦负载 摩擦负载顾名思义是摩擦阻力（是指在液压缸的驱动下运动部件和导轨之间所受到的摩擦力）。它的计算是根据导轨形状、导轨运动间隙和运动形式等，再去查阅有关设计计算手册额得到结果。 = / 工作台上水平放置着工件， 由于工件的主运动为垂直上升运动，滑台采用常用的 V 形导轨，两导轨面之间的夹角相互垂直为 90 度，滑台、导轨之间的最大间隙是 2此，导轨上垂直作用力可根据间隙大小和结构尺寸求出 = 208N， = 45。查表可得静摩擦系数 为 = 动摩擦系数为 = 则有 静摩擦负载： = (08 ) = 动摩擦负载： = (08 ) = 3、惯性负载 惯性负载是由于惯性的作用，运动部件在启动加速和减速制动时的惯性力，按下式求出。 = g 快速度 = ，快退速度 ， G = ， g = ， 取 进速度 之间， . 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 液压传动系统设计 11 快 进： 1 = g = 03. 工进： 2 = g = = 03. 快退： 3 = g = 03. 【注】夹紧缸的重力负载不需要考虑。 综上，液压缸各阶段的最大负载为加速过程中，即为： 总负载 = 工作负载 +动摩擦负载 +惯性负载（加速阶段） 得： F = + + = 05 +03 = 05； 快进总负载：总负载 = 工作负载 +动摩擦负载 进 = + = 05 + 05； 工进总负载：总负载 = 工作负载 +动摩擦负载 工进 = + = 05 + 05 快退总负载：总负载 = 动摩擦负载 退 = = 二、进给油缸主要参数确定 1、液压缸额定工作压力的初步选定 由于以上计算可得，该机床的负载不是很大，按照分类属于机床类，所以初步选定的液压缸额定工作压力为 2、 液压缸缸筒尺寸的计算 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 液压传动系统设计 12 A = = 05 130105 42104 = 4 = 44210m = 02m 表 3 液压缸的缸筒内径参考尺寸系列表（ 单位： 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （ 90） 100 （ 110） 125 （ 140） 160 （ 180） 200 （ 220） 250 320 400 500 630 【注】 带括号的数值为非优先考虑； 若超出本系列最大的 630筒的内径尺寸可按 先数和优先系数中 列选出。 对比计算结果和表 3标准可得： D = 80 活塞杆的直径是根据速度的比值（即：快进和快退的速度比）来计算 22 2 =： 802802 2 =87 即： = 比算结果和表 4标准可得： = 28 表 4 液压缸的活塞外参考径尺寸系列表（ 单位： 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 液压传动系统设计 13 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 【注】若超出本系列最大值 400活塞杆外径尺寸可按 先数和优先系数中 按有无杆来计算液压缸的有效作用面积： 无杆腔面积： 1 = 142 = 4 82 杆腔面积： 2 = 14(2 2) = 4 (82 、校核活塞杆的稳定性 因为活塞杆总行程为 200活塞杆直径为 28 = 200 28 = 总压力损失为 足设计要求。 【注】由于压力计损失算时，压力损失值没有高于预定的压力损失值，故卸荷阀的调定值为 液压设计中，取溢流阀的调定压力为 2、系统的升温与发热 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 液压传动系统设计 21 根据前面的计算得，快进时电动机的输入功率为： = = 06 03 (60 W = 工进时电动机输入功率为： P1 = 11 = 06 03 (60 W = 而快进时其有用功率为： 1 = 06 03 60 W = 工进时的有效功率为 103W，实际电机输入功率为 所以工进时的功率损失为： 03 = 快进时的有效功率为 际电机输入功率为 以快进时的功率损失为： 以选用较大的损失值来校核其热平衡，求出发热温升。 设油箱的三个边长在 1： 1： 11： 2： 3范围内，则散热面积为： A = 23 = 6023 2 = 2 假设通风良好，取 h = 15103 W (2 ) ，所以油液的温升为： = 03 = 室温为 20，热平衡温度为 65，没有超出允许范围。沈阳 化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 制系统设计 22 第三章 制系统设计 本章主要从系统设计结构和硬件设计角度，介绍该项目的 制系统设计步骤、主电路设计等。 用一类可编程的存储器，通过数字或模拟式输入 /输出控制各种类型的机械或生产过程，并用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令。 表 10 本信息 中文名 可编程逻辑控制器 外文名 称 基本结构 质上是一种硬件结构基本上与微型计算机相同的专用于工业控制的计算机，基本构分为以下六部分： 一、电源 因为 电源在整个系统中起着很重要的作用，如果没有一个良好而可靠的电源系统 无法正常工作的，所以 制造商对电源的设计和制造也特别的重视。一般交流电压波动在 +10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将 二、中央处理单元 (控制中枢，它根据 统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据，检查存储器、电源、警戒定时器以及 I/O 的状 态，同时还可诊断用户程序中的语法错误。当 入运行时， 过用扫描的工作方式来接收信息，这些信息是必要输入设备中的数据和状态，然后将扫描的结果存放进待处理区（ I/O 映象区），之后 利用计算机语言从用户程序中读取数据，然后再沈阳 化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 制系统设计 23 按解释后的命令指令将处理的用户数据存取数据寄存器内。在上述工作完成后，待处理区（ I/O 映象区）就会将数据寄存器内的数据传送到相应必要的输出装置，照此循环，直到工作全部完成之后停止。 提高设备的可靠性是老生常谈的一项指标，提高 靠性就是不避免的任务，例如：对于大型 说，我们可以采用双 成的冗余系统，也可以采用三 成的表决式系统。这样做的目的的是若一个 工作了，整个设备可以用好的 统工作。 三、存储器 系统程序存储器为存放系统软件的存储器。 用户程序存储器为存放应用软件的存储器。 四、输入输出接口电路 1、微机的输入接口电路和光耦合电路组成了现场输入接口电路，它是现场控制的接口界面与可编程逻辑控制器的输入通道。 2、选通电路、输出数据寄存器和中断请求电路组成了现场输出接口电路，使可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制 信号。 五、功能模块 有计数功能模块，定位功能模块等。 六、通信模块 能特点 1、使用方便，编程简单 只需利用简单明了的语句表、梯形图或逻辑图等编程语言，而无需计算机知识，因而现场调试容易，系统开发的周期短。此外还可以在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。 2、 功能强，性能价格比高 即使是一台小型的 的内部可供用户使用的编程元件都有成百上千个，这些元件的功能都很强，可实现相当复杂的控制功能。另外它与继电器系统相比，有很高的性能价格比。 3、 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 沈阳 化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 制系统设计 24 作为已经模块化、标准化、系列化的 品，它提供给用户选用的各种硬件装置已非常齐全，在系统配置中用户能灵活方便地进行，从而组成功能与规模均不相同的系统。另外 用接线端子连接外部接线，该接线方法非常方便。同时 直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器，具有很强的带负载能力。 当硬件配置确定后，可通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。 4、 可靠性
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