电气控制系统的设计

第1章绪论1.1选题的目的和意义由于现代加工技术的日益提高，对加工机床特别是工作母机的要求也越来越高，由此人们也将注意力集中到机床上来，数控技术是计算机技术、信息技术、现代控制技术等发展的产物，他的出现极大的推动了制造业的进步。机床的控制系统的优劣与机床的加工精度息息相关，特别是PLC广泛应用于控制领域后，已经显现出它的优越性。可编程控制器PLC已广泛应用于各行各业的自动控制。在机械加工领域，机床的控制上更显示出其优点。由于镗床的运动很多、控制逻辑复杂、相互连锁繁多，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多、接线复杂，因此故障多维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响设备的功效。采用PLC控制可使接线大为简化，不但安装十分方便而且工作可靠、降低了故障率、减小了维修量、提高了功效。1.2关于课题的一些介绍和讨论1.2.1设计目标、研究内容和拟定解决的关键问题完成对T6113机床的整个控制系统的设计改造，控制核心是PLC，并使其加工精度进一步提高，加工范围扩大，控制更可靠。研究内容：（1）T6113的电气系统（PLC）硬件电路设计和在机床上的布局。（2）PLC程序的编制。解决的关键问题：PLC对机床各个工作部分的可靠控制电气电路的安全问题的解决题目的可行性分析虽然目前数控机床以其良好的加工性能得到了人们的肯定，但是其昂贵的价格是一般用户望尘莫及的，所以改造现有的机床以达到使用要求是比较现实的，也是必须的。经过实践证明这样的改造是可以满足大多数情况下的精度和其他加工要求，并且在实践中已取得的相当好的效益。1.2.3本项目的创新之处利用PLC作为控制核心，替代传统机床的继电器控制，使得机床的控制更加灵活可靠，减少了很多中间的机械故障的可能。利用PLC的可编程功能使得变换和改进控制系统成为可能。1.2.4设计产品的用途和应用领域镗床是一种主要用镗床刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔。特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体，汽车发电机缸体等零件的孔。一般镗刀的旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。在镗床上除镗孔外，还可以进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔、锪平面等工件。因此镗床的工作范围较广。它可以应用于机械加工的各个领域，但因其价格比一般机床贵好多，所以在比较大的加工车间才可见到。1.3电气控制技术的发展电气控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求而迅速发展的，从最早的手动控制到自动控制，从简单的控制设备到复杂的控制系统，从有触点的硬接线控制系统到以计算机为中心的存储系统。现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。作为生产机械的电机拖动，已由最早的采用成组拖动方式，发展到今天无论是自动化功能还是生产安全性方面都相当完善的电气自动化系统。副继把电接议触式岁控制燃系统确主要柿由继碧电器首、接画触器村、按疫钮、荐行程症开关未等组票成，券其控孔制方绑式是谦断续姨的，小所以抢又称顷为断申续控京制系欲统。葵由于津这种砖系统差具有怖结构巴简单咽、价京格低境廉、奔维护拘容易轿、抗熄干扰甜能力蔑强等狐优点内，至芽今仍残是机伴床和需其他秒许多剧机械乐设备障广泛术采用裁的基群本电仔气控成制形荡式，哑也是挽学习欲先进旨电气猾控制酷的基依础。柱这种霜控制银系统垒的缺怠点是季采用修固定熟的接胸线方借式，栏灵活外性差国，工蜓作频姻率低劈，触草点易题损坏罗，可金靠性滔差。往从于20就世纪哈30悲年代琴开始冻，生袖产企追业为至了提哄高生哥产率妇，采乞用机君械化佩流水秆作业携的生罚产方届式，鸡对不枝同类兰型的晕产品闹分别可组成荷生产趣线。虏随着卖产品毙类型栽的更射新换趴代，赛生产善线承前担的经加工猫对象退也随刺之改杠变，幸这就亮需要嗽改变陵控制捞程序砖，使协生产伞线的绿机械装设备卡按新荷的工间艺过抽程运羡行，果而继歌电接帝触器纽控制倒系统煤采取羡固定悄接线夜方式伯，很超难适省应这驾个要祖求。百大型捷生产络线的寸控制夏系统流使用敲的继踢电器拣的数逐量很酱多，泰这种吩有触危点的钉电器僻工作矮频率呆很低泼，在体频繁右动作捞的情泽况下民寿命奋较短释，从澡而造甚成系蛾统故翼障，价使生昆产线梳的运该行可歉靠性甲降低什。为砍了解逆决这馆个问失题，姑20贱世纪瘦60屈年代僻初期您利用程电子训技术卵研制别出矩膀阵式装顺序场控制熟器和节晶体维管逻蚊辑控皆制系刑统来胀代替乡继电乳接触黑式控前制系拢统。炼对复劈杂的缴自动岸控制励系统夺则采各用计还算机贪控制升，由病于这多些控铲制装等置本谱身存乖在不临足，你因此量均未基能获陶得广报泛应兔用。愿19挡68床年美晓国最雀大的劈汽车是制造殃商通圾用汽议车（列GM惹）公窄司，衣为适恐应汽洲车型公号不倒断更俘新，肯提出畅把计糠算机纪的完罩备功功能以艇及灵明活性适、通缘用性鼻好等席优点胡和继妨电接逢触器伪控制滴系统握的简并单易敞懂、率操作康方便庙、价翁格低径等优烈点结错合起绸来，彩做成稼一种加能适船应工垃作环芝境的洪通用元控制央装置命，并文把编椒程方复法输累入方弄法简想化。惯美国卸数字猛设备涌公司孤（D殿EC恢）于烟19搜69熊年率颂先研锤制出所第一龙台可根编程遮控制瑞器（规简称正PL爽C）甜，并捧在通地用汽州车公躺司的丑自动古装配贵线上屈试用暴获得章成功知。从借此以散后，雀许多颜国家迷的著凑名厂叶商竟辉相研家制，蛮各自炕成为荐系列奉，而重且品电种更先新很墓快，胃功能率不断杠增强卡，从脾最初效的逻胡辑控标制为兵主发周展到叙能进票行模防拟量胃控制争，具饲有数察字运的算、砖数据苍处理挣和通泳信联辱网等说多种尖功能阀。P尚LC页另一获个突挺出的贤优点耗是可超靠性难很高溪，平再均无过故障纯运行警可达歼10疑万小怖时以熔上，顶可以翁大大端减少羊设备产维修恢费用牙和停敢产造嫂成的粉经济嗽损失染。当欣前P雾LC呢已经念成为堡电气蜂自动肤化控零制系迅统中崇应用而最广饿泛的爸核心涌控制梨装置弦。茫电刷气控贝制技驴术的误发展具始终扮是伴巧随着将社会压生产晋规模欺的扩泽大，蜻生产洁水平挤的提览高而能前进衬的。榜电气盛控制典技术兽的进狡步反彩过来网又促青进了堂社会耳生产加力的怠进一增步提舰高。衡同时耍，电俘气控影制技闪术又搅是与歌微电疗子技傲术、冤电力培电子割技术南、检甩测传冈感技系术、豪机械洁制造则技术未等紧暗密联刊系在酷一起蜘的。翼21怪世纪拖电气犹控制贷技术锦必将灯给人集类带建来更苏加繁胆荣的踪明天锅。翠1.偷4捐PL锁C的诚发展顾史、台优势吹及特另点对1.纵4.骡1拨发够展史细可编泪程控泡制器续PL溜C桂诞生决之前海，工柳业电准气控姑制主鲜要使浆用低晓压电承器构捕成的挡继电浸接触饥器电驻路，涨它是优以接某线逻蛛辑实骆现控郑制功馅能的厌。这挺样的零控制痰设备材一经摔生产除出来佛，功丛能就壤固定楼了，横若要毫改变伟就必穴须改胸变控永制器备内部否的硬皮件接喘线，印使用卧起来夕不灵雾活，莫也很已麻烦阶。1梳96泉8年沫，美般国最肆大的责汽车枪制造婚商禾——液通用街汽车合公司惜（G券M）姿为了碧适应胡生产叛工艺堵不断甚更新携的需携要，蔬要寻约找一汤种比财继电分器更临可靠观，功踪能更离齐全勾，响电应速改度更袖快的秘新型群工业担控制畏器，性并从圆用户黎角度峡提出办了新虑一代孤控制知器应登具备珠的十穿大条懂件，勉立即狼引起犯了开俭发热帖潮。威19展69尿年，堵美国宿数字茂设备夕公司脸（D仆EC忽）研喝制出俭了第吸一台樱可编裂程控泥制器每PD铸P避——榨14诸，在冤美国限通用肃汽车证公司狼的生盘产线某上适省用成宴功，原并取能得了铲满意本的效躺果，慈可编尘程控默制器顷由此闪诞生瓶。巧可编趋程控呆制器具自问浆世以彼来，累发展钻极为甚迅速耕。1捞97箱1年扶，日扰本开间始生稻产可忌编程注控制威器，触19收73种年，桥欧洲隶开始忘生产懂可编猜程控颤制器匠，到形现在祸，世扣界各秩国的嗓一些狗著名玻的电淋器工候厂几好乎都歇在生找产可颗编程么控制训器。凑可编袋程控突制器式已作脱为一越个独望立的澡工业或设备钳被列槽入生柏产中约，成穗为当器代电渡控装钉置的嗽主导炮。堂早期螺的可药编程啄控制鞠器主甚要由趣分立厘元件钟和中孙小规朋模集美成电叛路组恨成，奉它采晚用了孝一些种计算术机技候术，鸟但简醋化了扒计算纤机的讯内部商电路瞎，对狱工业敬现场趟环境期适应欢性较闪好，油指令泛系统羡简单崇，一闸般只烧具有地逻辑院计算堪的功尺能。身随着驰微电画子技肯术和凡集成讲电路略的发盲展，我特别样是微膀处理呼器和燥微计牌算机全的迅礼速发恋展，都在2俭0世芳纪7扁0年树代中逐期，赖美、跪日、费德等律国的宝一些值厂家情在可涌编程屋控制柿器中翠开始辞更多侍地引赤入微侍机技炮术，及微处千理器选及其豆他大晶规模毅集成判电路愧芯片茎成为芒其核飞心部郊件，植使可汁编程报控制于器具因有了恐自诊盈断功得能，觉可靠羽性有笛了大腰幅提矩高，采性能塑价格阅比产阔生了岂新的启突破扬。到比20昌世纪恩80荣年代袄，可铁编程伞控制肃器都党采用白了微晚处理西器（胜CP歼U）什、只挖读存汇储器煮（R冈OM袜）、枣随机炊存储毁器（称RA歪M）午或是谢单片摩机作服为其锯核心膀，处什理速体度大送大提座高，释不仅昼增加抬了多援种特闯殊功吴能，漠体积场还进妹一步傅缩小亦。2鼻0世茅纪9软0年汪代末首，P隐LC许几乎险完全涝计算调机化交，其先速度森更快拢，各雅种智怖能模拐块不盒断被疮开发阀出来纳，使春其不捐断地周扩展毫着它狸在各剃类工芽业控抢制中警的作左用。匙现在味，P锯LC缓不仅物能进徒行逻窗辑控团制，充在模败拟量芳闭环华控制背、数宴字量棋的智饮能控渴制、遵数据侦采集次、监狱控、奴通信顺联网嘱及集右散控塘制系掌统等澡各方热面都赞得到哭了广刃泛应灭用。搭如今求，大田、中继型，助甚至诵小型梯PL社C都奥配有酿A/披D、咏D/予A转站换及不算术吨运算虑功能赵，有绕的还胞具有霉PI醋D功漫能。型这些络功能他使P榜LC拐在模成拟量熟闭环包控制萄、运翅动控扭制、司速度掘控制历等方鄙面具冻有了逆硬件键基础百；许面多P匀LC旗具有疤输出似和接搂收高边速脉扛冲的突功能占，配评合相铁应的灵传感跳器及蜡伺服民设备孩，P疫LC卡可实莲现数参字量闷的智额能控位制；锣PL花C配学合可此编程钓终端毕设备疯，可摆实时矛显示岗采集善到的蒸现场退数据皮及分租析结镰果，滤为系盏统分吩析、节研究暴工作尝提供巷依据叛，利羡用P店LC门的自晶检信采号还露可以肺实现良系统誓监控炭；P恋LC葛具有塔较强之有利据的通辉信功同能，吩可以目与计惜算机卷或其寇他智逃能装珠置进表行通柱讯及恭联网筝，从壶而能锤方便婆地实将现集丈散控妄制。迁功能为完备膏的P袍LC汉不仅孙能满亏足控杆制要秧求，订还能球满足膜现代茶化大思生产受管理就的需飘要。唱近年蠢来，呜可编己程控章制器花的发卵展更戴为迅免速。苗展望郑未来扮，可槐编程墙控制摇器在磨规模疏和功侮能上注将向肺两大败方向饱发展诸：一票是大宋型可羊编程杯控制帮器向疗高速生、大顿容量植和高盛性能碌方向怪发展础；二诞是发晨展简僻易经率济的秘超小虫型可椅编程因控制长器，载以适挂应单答机控懒制及底小型据自动招化设替备的诊需要刊。另扩外，唇不断剥增强偶PL盛C工膛业过躲程控过制的斗功能虽（模挠拟量硬控制改能力欲），愧研制佩采用派工业然标准各总线堆，使姐同一亮工业我控制乖系统凡中能辞连接局不同拉的控注制设尘备，东增强扭可编钥程控众制器毕的联艰网通最信功否能，裂便于境分散词系统捐与集尾中控炒制的沿实现荷，大拆力开台发智鸡能I销/O粪模块单、增繁强可棚编程杏控制佛器的王功能牵等也踪具有看重要蜂意义江。蚂1.祝4纠.2鸭PL馅C的激优势柴和导特点芳1.辜可靠昏性高咳，抗刺干扰床能力我强。屿高可剂靠性北往往斑是用饿户选苍择控定制装每置的愁首要留条件件。在妥继电猫器接缓触器文控制应系统捏中，最由于厌器件溉的老杠化、祝脱焊哲、触瓣点的贿抖动础以及多触点车电弧似等现熄象大蜓大降办低了锹系统长的可歪靠性尿。而然在P娱LC膨系统虹中，卷大量座的开母关动多作是抚由无台触点白的半竭导体宝电路拍来完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