基于PLC的金属切削机械控制系统的设计.docVIP

PLC控制技术课程设计说明书 题 目： 基于PLC的动力头控制系统设计: 夏阳 学 号: 09032130138 指导教师: 张海燕 2012年 6 月 2 日 目 录 1 绪论 1 1.1 控制系统在动力头机床中的作用与地位 1 1.2 控制系统的类型、特点及应用场合 1 1.2.1 继电器控制系统 1 1.2.2 计算机控制系统 2 1.2.3 可编程序控制器控制系统 2 2 控制系统方案论证与选择 4 2.1电动机拖动部分 5 2.2液压拖动部分 5 3 控制系统硬件设计 6 3.1电动机电器控制线路的设计 6 3.1.1电动机和电器元件的配置 6 3.1.2电动机型号的选择 7 3.1.3电器元件型号的选择 8 3.1.4主电路和控制电路电源的确定 10 3.1.5主电路设计 10 3.1.6控制电路设计 11 3.1.7其他电路的设计 12 3.2攻丝电机及液压拖动部分的PLC控制系统硬件设计 13 3.2.1系统输入元件和输出元件型号的确定。 13 3.2.2 PLC机型的选择 13 3.2.3 PLCI/O元件的分配 14 3.2.4 PLC的I/O接线图 17 4 控制系统软件设计与调试 17 4.1 PLC程序的总体结构 17 4.2各部分程序的作用及设计过程 18 4.2.1公用程序 18 4.2.2全机半自动程序 20 4.2.3单机单步程序 29 4.2.4全机自动回原点程序 33 5 总结与展望 36 6 参考文献 37 绪论 可编程控制器(Programmable logic Control-ler,简称PLC)是以微处理机为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置, 其具有逻辑控制、计时、计数、数据处理、联网与通信等强大功能,用来替代传统的继电—接触控制系统。同时,由于PLC具有很高的可靠性和极大的应用灵活性,在各行各业的控制领域都得到了广泛的应用,并与CAD/CAM和机器人技术一起被誉为现代工业自动化的三大支柱之一。大量采用传统继电—接触控制系统 的设备通过改造更新,成为PLC控制的自动化系统,而且具有改造成本低、周期短和可靠性高等特点。本文介绍PLC的动力头控制系统的设计与应用。 目前就控制系统来说,有三种可供选择：继电器控制系统；计算机控制系统；可编程序控制器控制系统。PLC程序控制器以其可靠性高、适应性强、设计调试方便等优点，在很多工业部门已经取代前两种控制系统。 1.2.1 继电器控制系统 继电器是一种用弱电信号控制强电信号的电磁开关[3]。继电器控制系统的控制功能是用硬件继电器（或称物理继电器）实现的。多年来，人们用电磁继电器控制顺序型的设备和生产过程。 就单台继电器控制系统而言，其工作可靠性是比较高的。而且继电器本身也不贵。所以对于小型的、要求不复杂的控制对象来说，采用继电器控制系统是可行的。 但是对于复杂的控制系统来说，所需的继电器很多。任何一个继电器的故障都会影响到整个系统的正常运行，查找和排除故障往往是非常困难的；由于该控制系统靠硬件接线，所以程序的更改比较困难，所以它的适应性比较差，不适应经常要求变更程序的产品的设计。当要求生产小批量、多品种的产品时，继电器控制系统是不能够满足要求的。 1.2.2 计算机控制系统 计算机控制系统的程序采用指令编程，程序可以替代一部分硬件，而且程序便于维修。与继电器控制系统相比较，其控制电路的故障点相应减少；其适应性、通用性与灵活性都有提高；而且因为它是由电子器件组成，所以比继电器控制系统体积小、重量轻而且耗能少。 但是计算机控制系统对环境的要求比较高，其抗干扰能力不强；在制作中还需要印刷电路板，其外部I/O接线需要用插座从一双电路板上引出，既不方便也不可靠；在编程的时候用的是汇编语言或C语言，比较麻烦，不易被工厂的电气人员掌握。因此计算机控制系统的应用范围还是很受限制。 1.2.3 可编程序控制器控制系统 可编程序控制器的特点： (1) 可靠性高，抗干扰能力强 PLC是专为工业控制而设计的，在硬件方面采用了电磁屏蔽、光电隔离、模拟量和数字量滤波、优化电源电路等措施，并对元件进行了严格的筛选；在软件方面则采取了警戒时钟、故障诊断、自动恢复等措施，利用后备电池对程序和动态数据进行保护。因此，PLC是有其他工业控制设备无可比拟的高可靠性。 (2) 编程方法简单易学 梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，梯形图语言形象直观，易学易懂。梯形图语言实际上是一种面向用户的高级语言，可编程序控制器在执行梯形图程序时，用结实程