基于PLC的組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組態(tài)【圖紙丟失，只有論文】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘  要  文章以三面銑組合機(jī)床為研究對象 ,通過對主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動形式的探究以及對機(jī)床的工作過程和控制要求分析 ,給出了機(jī)床動作循環(huán)圖、液壓元件動作表 ;并采用 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 , 進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì) ,列出了  I/O 地址分配表 ,繪制了  I/O 分配 圖和單循環(huán)自動工作流程圖 ，編寫 制程序的梯形圖和指令表 ;由組態(tài)王設(shè)計(jì)的人機(jī)界面（ 使整個控制系統(tǒng)的操作變得簡單，方便，大大提高了系統(tǒng)的自動化程度和實(shí)用性。  關(guān)鍵詞 :可編程控制器 ( 三面銑組合機(jī)床 ； 控制系統(tǒng) ； 組態(tài)王 ； 人機(jī)界面（ 。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of of is LC of , , LC By   ；     買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 引言  可編程控制器 (以微處理器為核心的通用工業(yè)控制裝置 ,它將傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)緊密結(jié)合  ,集計(jì)算機(jī)、控制、通訊于一體 ,具有可靠性高、通用性強(qiáng)、應(yīng)用靈活、易于使用  維修方便、價格便宜等優(yōu)點(diǎn) ,為工業(yè)自動化提供了近乎完美的自動控制裝置。  根據(jù)我國當(dāng)前的 情況，繼電器 許多企業(yè)和高校實(shí)習(xí)工廠的機(jī)床和設(shè)備仍采用傳統(tǒng)的繼電器 由于采用物理電子器件和大量而又復(fù)雜的硬接線 ,使得系統(tǒng)的可靠性差 ,工作效率低 ,故障診斷和排除困難 ,嚴(yán)重影響了工廠的生產(chǎn)效率。 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，可編程控制器的出現(xiàn)，許多以繼電器 用可編程控制系統(tǒng)，無論在性能上或者效率上都能得到很大提升。因此 ,采用 機(jī)床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造 ,很有益處。  本課題介紹了一種 全 新的自動化控制 理 念，以三菱 電機(jī)公司的 列 時連接 通過工業(yè)組態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控 功能 ，實(shí)現(xiàn)一個 全新的 自動控制系統(tǒng)。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 i 目錄  一、三面銑組合機(jī)床概述  . - 1 - 床主要結(jié)構(gòu)部件  . - 1 - 床加工工件示意圖  . - 1 - 床工作過程  . - 1 - 床動作循環(huán)圖與液壓系統(tǒng)原理圖  . - 2 - 面銑組合機(jī)床的液壓元件動作表  . - 2 - 機(jī)、滑臺、電磁閥參數(shù)  . - 3 - 面銑組合機(jī)床的電氣控制要求  . - 3 - 二、 制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)  . - 4 - 概述  . - 4 - 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則和步驟  . - 6 - 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 . - 6 - 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 . - 7 - 選型 . - 9 -  I/O 分配表 . - 12 -  I/O 分配圖 . - 13 - 頻調(diào)速器  . - 14 - 頻器的概述  . - 14 - 頻器原理  . - 14 - 頻器的選型  . - 16 - 電路設(shè)計(jì)圖  . - 18 - 三、 制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)  . - 19 - 編程語言與編程方法  . - 19 - 編程語言 . - 19 - 編程方法 . - 20 - 制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)  . - 23 - 序設(shè)計(jì)  . - 24 - 四、基于組態(tài)王的人機(jī)界面（ 計(jì) . - 21 - 機(jī)界面（ 計(jì)  . - 22 - 義設(shè)備和連接變量  . - 23 - 據(jù)變量定義  . - 24 - 畫連接與命令語言  . - 24 - 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 、總結(jié) . - 28 - 參考文獻(xiàn) . - 29 - 致  謝 . - 30 - 附錄 A、梯形圖  . - 31 - 附錄 B、指令表  . - 36 - 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 1 - 一、 三面銑組合機(jī)床概述  三面銑組合機(jī)床是用來對 臺式鉆床主軸箱的 80、 90 孔端面及定位面進(jìn)行銑銷加工的一種自動加工設(shè)備。  床主要結(jié)構(gòu)部件  底座、床身、銑削動力頭、液壓動力滑臺、液壓站、工作臺、 工件松緊油缸等組成。機(jī)床底座上安放有床身，床身上一頭安裝有液壓動力滑臺，工件及夾緊裝置放于滑臺上。床身的兩邊各安裝有一臺銑銷頭，上方有立銑頭，液壓站在機(jī)床附近。  床加工工件示意圖  圖   80、 90 孔端面及定位面  床工作過程  操作者將要加工的零件放在工作臺的夾具中，在其他準(zhǔn)備工作就緒后，發(fā)出加工指令。工件夾緊后壓力繼電器動作，液壓動力滑臺（工作臺）開始快進(jìn)，到位轉(zhuǎn)工進(jìn)，同時起動左和右 1 銑頭開始加工，加工到某一位置，立銑頭開始加工，加工又過一定位置右 1 銑頭停止，右 2 銑頭開始加工，加工到終點(diǎn)三臺電機(jī)同時停止。待電機(jī)完全停止后，滑臺快退回原位，工件松開，一個自動工作循環(huán)結(jié)束。操作者取下加工好的工件，再放上未加工的零件，重新發(fā)出加工指令重復(fù)上述工作過程。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 2 - 床動作循環(huán)圖 與液壓系統(tǒng)原理圖  圖         圖 面銑組合機(jī)床的液壓元件動作表  元  件  工  序     位  - （ +）  - - - - - 夾   緊  + - - - - - + 快   進(jìn)  （ +）  - + - - - + 工   進(jìn)  （ +）  - + - + - + 死擋鐵停留  （ +）  - + - + + + 快   退  （ +）  - - + - - + 松   開  - + - - - - - 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 3 - 機(jī)、滑臺、電磁閥參數(shù)  1、 左 銑， 右 銑 2 削頭電動機(jī)  41 4 440 轉(zhuǎn) /分  380V 、 右 銑 1，立銑削頭電動機(jī)  32 4 430 轉(zhuǎn) /分  380V 、 液壓泵電動 機(jī)  22 4 410 轉(zhuǎn) /分  380V 、 液壓滑臺 磁閥型號  二位二通閥  25 直流 24V 位四通閥  25 直流 24V 位二通閥  25 直流 24V 面銑組合機(jī)床的電氣控制要求  三面銑組合機(jī)床有液壓泵、左銑削頭、右銑 1 削頭、右銑 2 削頭和立銑削頭五臺電機(jī) ,均采用三相交流籠型異步電動機(jī)  ,設(shè)計(jì)要求如下 : (1)五臺電機(jī)均為單向旋轉(zhuǎn)。  (2)機(jī)床要求有單循環(huán)自動工作、單動力頭自動循環(huán)工作、點(diǎn)動三種工作方式 ,油泵電機(jī)在自動加工一個循環(huán)后不停機(jī)。  (3)單循環(huán)自動工作過程 詳 見機(jī)床動作循環(huán)圖。  (4)單動力頭自動循環(huán)工作包括 :左銑頭單循環(huán)工作、右 1 銑頭單循環(huán)工作、右 2 銑頭單循環(huán)工作、立銑頭單循環(huán)工作。要求考慮各銑頭單循環(huán)工作的加工區(qū)間。  (5)點(diǎn)動工作包括 :四臺主軸電機(jī)均能點(diǎn)動對刀、滑臺快速 (快進(jìn)、快退 )點(diǎn)動調(diào)整、松緊油缸的調(diào)整  (手動松開與手動夾緊  )。  (6)電源、油泵工作、工件夾緊與放松和加工等信號指示。  (7)照明電路  (8)必要的聯(lián)鎖環(huán)節(jié)與 保護(hù)環(huán)節(jié)。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 4 - 二、 制系統(tǒng)硬件 設(shè)計(jì)  本章主要從系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)計(jì)角度，介紹該項(xiàng)目的 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟、系統(tǒng)的硬件配置、主電路設(shè)計(jì)等。  概述  可編程邏輯控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，簡稱 它使用了可編程序的記憶以存儲指令，用來執(zhí)行諸如邏輯、順序、計(jì)時、計(jì)數(shù)和演算等功能，并通過數(shù)字或模擬的輸入和輸出，以控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過程。  以下特點(diǎn)：  （ 1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)  高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 均無故障時間高達(dá) 30 萬小時。一些使用冗余  平均無故障工作時間則更長。從 機(jī)外電路來說，使用 成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外， 有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 外的電 路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。  （ 2） 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)  展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來 功能單元大量涌現(xiàn)，使透到了位置控制、溫度控制、 各種工業(yè)控制中。加上 信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。  （ 3） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎  為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 5 - 編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。   （ 4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造   存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改 變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。   （ 5） 體積小，重量輕，能耗低   以超小型 例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。  目前， 國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)， 領(lǐng)域使用情況大致可歸納為如下幾類。   （ 1） 開關(guān)量的邏輯控制   這是 基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序 控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。   （ 2） 模擬量控制   在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（ 數(shù)字量（ 間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。 家都生產(chǎn)配套的 A/，使可編程控制器用于模擬量控制。   （ 3） 運(yùn)動控制   以用于圓周運(yùn)動或直線運(yùn)動的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說 ，早期直接用于開關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動控制模塊。如可驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 6 - 梯等場合。   （ 4） 過程控制   過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， 編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型 有 塊，目前許多小型 理一般是運(yùn)行專 用的 程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。  （ 5） 數(shù)據(jù)處理   現(xiàn)代 有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。   （ 6） 通信及聯(lián)網(wǎng)   信 含 的通信及 其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 商都十分重視 通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的 具有通信接口，通信非常方便。  制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則和步驟  無論是用 成集散控制系統(tǒng)，還是獨(dú)立控制系統(tǒng)， 制部分的設(shè)計(jì)都可以參考圖 示的步驟。  制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則  任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象(生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程 )的工藝要求，以提高生產(chǎn)效圖  制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 7 - 率和產(chǎn)品質(zhì)量。而在實(shí)際設(shè)計(jì) 過程中，設(shè)計(jì)原則往往會涉及很多方面，其中最基本的設(shè)計(jì)原則可以歸納為 4 點(diǎn)。  1、 設(shè)計(jì)原則  (1)完整性原則 最大限度的滿足工業(yè)生產(chǎn)過程或機(jī)械設(shè)備的控制要求。  (2)可靠性原則 確保計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性。  (3)經(jīng)濟(jì)型原則 力求控制系統(tǒng)簡單、實(shí)用、合理。  (4)發(fā)展性原則 適當(dāng)考慮生產(chǎn)發(fā)展和工藝改進(jìn)的需要，在 I/O 接口、通信能力等方面留有余地。  2、 評估控制任務(wù)  根據(jù)系統(tǒng)所需完成的控制任務(wù)，對被控對象的生產(chǎn)工藝及特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，特別是從以下幾個方面給以考慮。  (1)控制規(guī)模：一個控制系統(tǒng)的控制規(guī)?？捎?該系統(tǒng)的 I/O 設(shè)備總數(shù)來衡量。當(dāng)控制規(guī)模較大時 ,特別是開關(guān)量控制的 I/O 設(shè)備較多時，最適合采用 制。  (2)工藝復(fù)雜程度：當(dāng)工藝要求較復(fù)雜時 ,采用 制具有更大的優(yōu)越性 . (3)可靠性要求：目前 ,當(dāng) I/O 點(diǎn)數(shù)在 20 甚至更少時，就趨向于選擇 制了。  (4)數(shù)據(jù)處理速度：若數(shù)據(jù)處理程度較低，而主要以工業(yè)過程控制為主時，采用 制將非常適宜。  制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟  制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。所謂硬件設(shè)計(jì)，是指 部設(shè)備的設(shè)計(jì)，而軟件設(shè)計(jì)即 用程序的 設(shè)計(jì)。整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分以下 5 步進(jìn)行。  1、 熟悉被控對象  深入了解被控系統(tǒng)是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)人員必須深入現(xiàn)場，認(rèn)真調(diào)查研究，收集資料，并于相關(guān)技術(shù)人員和操作人員一起分析討論，相互配合，共同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題。這一階段必須對被控對象所有功能全面的了解，對對象的各種動作及動作時序、動作條件、必要的互鎖與保護(hù) ;電氣系統(tǒng)與機(jī)械、液壓、氣動及各儀表等系統(tǒng)間的關(guān)系 ;其他設(shè)備的關(guān)系， 間是否通信聯(lián)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 8 - 網(wǎng) ;系統(tǒng)的工作方式及人機(jī)界面，需要顯示的物理量及顯示方式等。  2、 硬件選擇  (1) 系統(tǒng) I/O 設(shè)備的選 擇。輸入設(shè)備包括按紐、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)及各種傳感器等。輸出設(shè)備包括繼電器、接觸器、電磁閥、信號指示燈及其它執(zhí)行器等。  (2) 選擇 擇包括對 機(jī)型、容量、 I/O 模塊、電源等的選擇。  (3)  I/O 端口分配。在進(jìn)行 I/O 通道分配時應(yīng)給出 I/O 通道分配表，表中應(yīng)包含 I/O 編號、設(shè)備代號、名稱及功能等。  (4) 繪制 圍硬件線路圖。畫出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進(jìn)入 控制電路等。由  I/O 連接圖和 圍電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖。到此為止系統(tǒng)的 硬件電氣線路已經(jīng)確定。  (5)計(jì)數(shù)器、定時器及內(nèi)部輔助繼電器的地址分配。  3、 編寫應(yīng)用程序   根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，采用合適的設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì) 序。程序要以滿足系統(tǒng)控制要求為主線，逐一編寫實(shí)現(xiàn)各控制功能或各子任務(wù)的程序，逐步完善系統(tǒng)指定的功能。程序通常還應(yīng)包括以下內(nèi)容：     (1)初始化程序。在 電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動作必要的準(zhǔn)備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動作。初始化程序的主要內(nèi)容有：對某些數(shù)據(jù)區(qū)、計(jì)數(shù)器等進(jìn)行清零，對某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，對某些繼電器進(jìn)行置位或復(fù)位，對某些初始狀 態(tài)進(jìn)行顯示等等。     (2)檢測、故障診斷和顯示等程序。這些程序相對獨(dú)立，一般在程序設(shè)計(jì)基本完成時再添加。     (3)保護(hù)和連鎖程序。保護(hù)和連鎖是程序中不可缺少的部分，必須認(rèn)真加以考慮。它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂。     4、 程序調(diào)試  程序調(diào)試分為 2 個階段，第一階段是模擬調(diào)試、第二階段是現(xiàn)場調(diào)試。程序買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 9 - 模擬調(diào)試是，以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場實(shí)際狀態(tài)，為程序的運(yùn)行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。  根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場信號的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式。   (1)硬件模擬法是使用一些硬件設(shè)備 （如用另一臺 一些輸入器件等）模擬產(chǎn)生現(xiàn)場的信號，并將這些信號以硬接線的方式連到 統(tǒng)的輸入端，其時效性較強(qiáng)。     (2)軟件模擬法是在 另外編寫一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場信號，其簡單易行，但時效性不易保證。模擬調(diào)試過程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。  現(xiàn)場調(diào)試 ： 當(dāng)控制臺及現(xiàn)場施工完畢，程序模擬調(diào)試完成后，就可以進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試，如不能滿足要求，須重新檢查程序和接線，及時更正軟硬件方面的問題。  5、 編寫技術(shù)文件  技術(shù)文件包括設(shè)計(jì)說明書、硬件原理圖、安裝接線圖、電氣元件 明細(xì)表、  選型  本 機(jī)床控制 系統(tǒng)采用 的是 日本三菱公司的  編程控制器 ， 根據(jù)設(shè)計(jì)的機(jī)床控制系統(tǒng)對輸入輸出的要求，本機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的 列可編程控制器中的 80型號的輸入點(diǎn)數(shù) 40 個，輸出點(diǎn)數(shù) 40 個，輸出形式是 接點(diǎn)，交流、直流負(fù)載兩用）。不但滿足本設(shè)計(jì)中的輸入輸出點(diǎn)數(shù)的基本要求，而且為日后本機(jī)床控制系統(tǒng)的升級改造保留有一定的系統(tǒng)擴(kuò)展空間。  圖  列可編程控制器中的 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 10 - 基本性能規(guī)格 如下 圖 a）。 圖 b） 所示 。  圖 基本性能規(guī)格圖 （ a）  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 11 - 圖 基本性能規(guī)格圖 （ b）  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 12 -  I/O 分配表  本控制系統(tǒng)的 輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的確定 是 根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和所需控制的現(xiàn)場設(shè)備數(shù)量加以確定。  （ 1） 輸入端口包括 自動循環(huán)工作按鈕 、 點(diǎn)動按鈕、 油泵啟動、總停按鈕 、 ，還包括電動機(jī)的熱保護(hù)繼電器輸入，輸入形式是熱繼電器的常開觸點(diǎn)。  （ 2） 輸出端口包括 運(yùn)行 指示 燈、交流接觸器、繼電器等。   I/O 分配表如下所示：  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 13 -  I/O 分配圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 14 - 變頻調(diào)速器  頻器 的概述  變頻器是把工頻電源 (50 60換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說，有時還需要一個進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的 及一些相應(yīng)的電路。  變頻器的分類 按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關(guān)方式 分類，可以分為 制變頻器、 制變頻器和高載頻 制變頻器；按照工作原理分類，可以分為 V/f 控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。  頻器原理  1、變頻器的基本構(gòu)成  變頻器分為交 直  壓均可控制的交流，交 交變頻器則是先把工頻交流通過整流器轉(zhuǎn)換成直流，然后再把直流轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流，其基本構(gòu)成如圖 6 所示 。主要由主電路（包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器）和控制電路組成。  整流器主要是將電網(wǎng)的交流整流成直流；逆變器是通過三相橋式逆變電路將直流轉(zhuǎn)換成任意頻率的三相交流；中間環(huán)節(jié)又叫中間儲能環(huán)節(jié)；由于變頻器的負(fù)載一般為電動機(jī)，屬于感性負(fù)載，運(yùn)行中中間直流環(huán)節(jié)和電動機(jī)之間總會有無功功率交換，這種無功功率將由中間環(huán)節(jié)的儲能元件（電容器或電抗器）來緩沖；控制電路主要是完成對逆變器的開關(guān)控制，對整流圖 交 直 交變頻器的基本構(gòu)成  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 15 - 器的電壓控制以及完成各種保護(hù)功能。  2、變頻器的調(diào)速原理  三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式： )1(60)1(0 sp  式中 0n 同步轉(zhuǎn)速 ;f 電源頻率，單位為 Hz;p 電動機(jī)極對數(shù) ;s 電動機(jī)轉(zhuǎn)差率。  從公式可知，改變電源頻率即可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。  對異步電動機(jī)實(shí)行調(diào)速時，希望主磁通保持不變，因?yàn)榇磐ㄌ酰F芯利用不充分，同樣轉(zhuǎn)子電流下轉(zhuǎn)矩減小，電動機(jī)的負(fù)載能力下降；若磁通太強(qiáng)，鐵芯發(fā)熱，波形變壞。  如何實(shí)現(xiàn)磁通不變？根據(jù)三相異步電動機(jī)定子每相電動 勢的有效值為 : 111 式中 1f 電動機(jī)定子頻率，單位為 1N 定子相繞組有效匝數(shù) ; m 每極磁通量，單位為  從公式可知，對 1E 和 1f 進(jìn)行適當(dāng)控制即可維持磁通量不變。  因此，異步電動機(jī)的變頻調(diào)速必須按照一 定的規(guī)律同時改變其定子電壓和頻率，即必須通過變頻器獲得電壓和頻率均可調(diào)節(jié)的供電電源。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 16 - 頻器的選型  根據(jù)設(shè)計(jì)的機(jī)床控制系統(tǒng)對電機(jī)的功率 、性能等等的 要求，本機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 選 擇 了 日 本 三 菱 公 司 生 產(chǎn) 的 列 通用 變頻器中的 變頻器的參數(shù) 變頻器用于單純可變速運(yùn)行時，可按出廠設(shè)定的參數(shù)運(yùn)行即可，若考慮負(fù)荷、運(yùn)行方式時，必須設(shè)定必要的參數(shù)。對于三菱頻器的性能參數(shù)，可以根據(jù)實(shí)際需要來設(shè)定，文中僅介紹一些 常用的參數(shù)，有關(guān)其他參數(shù)，請參考附錄或有關(guān)設(shè)備使用手冊。  簡單參數(shù)一覽表 如下 ：  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 17 - 變頻器 的 端子 變頻器的主接線一般有 6 個端子，其中輸入端子 R（  S（  T（ 三相電源；輸出端子 U、 V、 W 接三相電動機(jī)，切記不能接反，否則，將損毀變頻器，其接線如變頻器端子接線圖所示。  變頻器端子接線 如 圖 示 ：  圖 頻器端子接線 圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 18 - 電路 設(shè)計(jì) 圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 19 - 三、 制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)  制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)兩部分，在上一章已經(jīng)介紹了本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。本章在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將介紹本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，主要包括軟件設(shè)計(jì)的基本步驟、方法，編程軟件 介紹以及本系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)等。  編程語言與編程方法  編程語言  編程語言與一般計(jì)算機(jī)語言相比，具有明顯的特點(diǎn)，它既不同于高級語言，也不同與一般的匯編語言，它既要滿足易于編寫，又要滿足易于調(diào)試的要求。目前，還沒有一種對各廠家產(chǎn)品都能兼容的編程 語言。如三菱公司的產(chǎn)品有它自己的編程語言， 司的產(chǎn)品也有它自己的語言。但不管什么型號的其編程語言都具有以下特點(diǎn)： 1、圖形式指令結(jié)構(gòu) 、 2、明確的變量常數(shù) 、 3、簡化的程序結(jié)構(gòu) 、 4、簡化應(yīng)用軟件生成過程 、 5、強(qiáng)化調(diào)試手段 。  總之， 編程語言是面向用戶的，對使用者不要求具備高深的知識、不需要長時間的專門訓(xùn)練。  的 程語言標(biāo)準(zhǔn)中有五種編程語言：順序功能圖編程語言、梯形圖編程語言、功能塊圖編程語言、指令語句表編程語言、結(jié)構(gòu)文本編程語言。   最常用的就是梯形圖編程語言和指令語句表編程 語言。  1、梯形圖編程語言：是在原繼電器 接觸器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來的一種圖形語言。它是目前用得最多的 程語言。   注意：梯形圖表示的并不是一個實(shí)際電路而只是一個控制程序，其間的連線表示的是它們之間的邏輯關(guān)系，即所謂 “ 軟接線 ” 。它們并非是物理實(shí)體，而是“軟繼電器”。每個“軟繼電器”僅對應(yīng) 儲單元中的一位。該位狀態(tài)為“ 1”時，對應(yīng)的繼電器線圈接通，其常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開；狀態(tài)為“ 0”時，對應(yīng)的繼電器線圈不通，其常開、常閉觸點(diǎn)保持原態(tài)。     梯形圖編程格式：  （ 1）梯形圖按 行從上至下編寫，每一行從左往右順序編寫。 序執(zhí)行買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 20 - 順序與梯形圖的編寫順序一致。  （ 2）梯形圖左、右邊垂直線稱為起始母線、終止母線。每一邏輯行必須從起始母線開始畫起，終止于繼電器線圈或終止母線（有些 止母線可以省略）。  （ 3）梯形圖的起始母線與線圈之間一定要有觸點(diǎn)，而線圈與終止母線之間則不能有任何觸點(diǎn)。  2、 指令語句表編程語言：助記符語言類似于計(jì)算機(jī)匯編語言，用一些簡潔易記的文字符號表達(dá) 各種指令。同一廠家的 品，其助記符語言與梯形圖語言是相互對應(yīng)的，可互相轉(zhuǎn)換。  助記符語言常用于手持編 程器中，梯形圖語言則多用于計(jì)算機(jī)編程環(huán)境中  。  編程方法  在設(shè)計(jì) 序時，可以根據(jù)自己的實(shí)際情況，采用下列不同的方法。  1、經(jīng)驗(yàn)法  即是運(yùn)用自己的或別人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)前選擇與設(shè)計(jì)要求相類似的成功的例子，并進(jìn)行修改，增刪部分功能或運(yùn)用其中部分程序，直至適合自己的情況。在工作過程中，可收集與積累這樣成功的例子，從而可不斷豐富自己的經(jīng)驗(yàn)。  2、解析法  可利用組合邏輯或時序邏輯的理論，并運(yùn)用相應(yīng)的解析方法，對其進(jìn)行邏輯關(guān)系的求解，然后再根據(jù)求解的結(jié)果，畫成梯形圖或直接寫出程序。解析法比 較嚴(yán)密，可以運(yùn)用一定的標(biāo)準(zhǔn)，使程序優(yōu)化，可避免編程的盲目性，是較有效的方法。  3、圖解法  圖解法是靠畫圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。常用的方法有梯形圖法、時序圖（波形圖）法及流程圖法。  梯形圖法是基本方法，無論是經(jīng)驗(yàn)法還是解析法，若將 序轉(zhuǎn)化成梯形圖后，就要用到梯形圖法。  時序圖（波形圖）法適合于時間控制電路，將對應(yīng)信號的波形畫出后，再依時間邏輯關(guān)系去組合，就可很容易把電路設(shè)計(jì)出。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 21 - 流程圖法是用框圖表示 序執(zhí)行過程及輸入條件與輸出關(guān)系，在使用步進(jìn)指令的情況下，用它設(shè)計(jì)是很方便的。  圖解法和解析法不是彼此獨(dú)立的。解 析法要畫圖，圖解法也要列解析式，只是兩種方法的側(cè)重點(diǎn)不一樣。  4、技巧法  技巧法是在經(jīng)驗(yàn)法和解析法的基礎(chǔ)上，運(yùn)用技巧進(jìn)行編程，以提高編程質(zhì)量。還可以使用流程圖做工具，講巧妙的設(shè)計(jì)形式化，進(jìn)而編制所需要的程序。該方法是多種編程方法的綜合應(yīng)用。  5、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用 過上位鏈接單元與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)鏈接，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程。該方法需要有相應(yīng)的編程軟件。  程軟件概述  三菱 程軟件 三菱通用性較強(qiáng)的編程軟件，它能夠完成 Q 系列、 列、 A 系列（ 包括運(yùn)動控制  列 形圖、指令表、的編輯。該編程軟件能夠?qū)⒕庉嫷某绦蜣D(zhuǎn)換成 式的文檔，當(dāng)選擇 列時，還能將程序存儲為  式的文檔，以實(shí)現(xiàn)與 件的文件互換。該編程軟件能夠?qū)?軟件編輯的說明性文字、數(shù)據(jù)，通過復(fù)制、粘貼等簡單操作導(dǎo)入程序中，使軟件的使用、程序的編輯更加便捷。  此外， 程軟件還具有以下特點(diǎn)。  （ 1）操作簡便  標(biāo)號編程。用標(biāo)號編程制作程序的話，就不需 要認(rèn)識軟元件的號碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。用標(biāo)號編程做成的程序能夠依據(jù)匯編從而作為實(shí)際的程序來使用。  功能塊。功能塊是以提高順序程序的開發(fā)效率為目的而開發(fā)的一種功能。把開發(fā)順序程序時反復(fù)使用的順序程序回路塊零件化，使得順序程序的開發(fā)變得容易，此外，零件化后，能夠防止將其運(yùn)用到別的順序程序使得順序輸入錯誤。  宏。只要在任意的回路模式上加上名字（宏定義名）登錄（宏登錄）到文檔，然后輸入簡單的命令，就能夠讀出登錄過的回路模式，變更軟元件就能夠靈買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 22 - 活利用了。  （ 2）能夠用各種方法和可編程控制器 接   經(jīng)由串行通信口與可編程控制器 接；  經(jīng)由 口與可編程控制器 接；  經(jīng)由 0（ H）與可編程控制器 接；  經(jīng)由 可編程控制器 接；  經(jīng)由 可編程控制器 接；  經(jīng)由 可編程控制器 接；  經(jīng)由計(jì)算機(jī)接口與可編程控制器 接；  （ 3）豐富的調(diào)試功能  由于運(yùn)用了梯形圖邏輯測試功能，能夠更加簡單的進(jìn)行調(diào)試作業(yè)。通過該軟件可進(jìn)行模擬在線調(diào)試，不需要與可編程控制器連接。  在幫助菜單中有 錯信息、特殊繼電器 /特殊寄存器的說明等內(nèi)容，所以對于在線調(diào)試過程中發(fā)生錯誤，或者是程序編輯中想知道特殊繼電器 /特殊寄存器的內(nèi)容的情況下，通過幫助菜單可非常簡便的查詢到相關(guān)信息。  程序編輯過程中發(fā)生錯誤時，軟件會提示錯誤信息或錯誤原因，所以能大幅度縮短程序編輯的時間。  程軟件的操作界面為圖 7所示 ，該操作界面大致由下拉菜單、工具條、編程區(qū)、工程數(shù)據(jù)列表、狀態(tài)條等部分組成。這里需要特別注意的是在程軟件里稱編輯的程序?yàn)槲募? 程軟件中稱之為工程。  與 程軟件的操作界面相比，該軟件取消了功能圖、功能鍵，并將這兩部分內(nèi)容合并，作為梯形圖標(biāo)記工具條；新增加了工程參數(shù)列表、數(shù)據(jù)切換工具條、注釋工具條等。這樣友好的直觀的操作界面使操作更加簡便。  圖 菱 程軟件 程軟件操作界面  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 23 - 圖 7 中引出線所示的名稱、內(nèi)容說明如下表所示：  序號  名稱  內(nèi)容  1 下拉菜單  包含工程、編輯、查找 /替換、交換、顯示、在線、診斷、工具、窗口、幫助，共 10 個菜單  2 標(biāo)準(zhǔn)工具條  由工程菜單、編輯菜單、查找 /替換菜單、在線菜單、工具菜單中常用的功能組成。  3 數(shù)據(jù)切 換工具條  可在程序菜單、參數(shù)、注釋、編程元件內(nèi)存這四個項(xiàng)目中切換  4 梯形圖標(biāo)記工具條  包含梯形圖編輯所需要使用的常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、應(yīng)用指令等內(nèi)容  5 程序工具條  可進(jìn)行梯形圖模式，指令表模式的轉(zhuǎn)換；進(jìn)行讀出模式，寫入模式，監(jiān)視模式，監(jiān)視寫入模式的轉(zhuǎn)換  6 具條  可對 序進(jìn)行塊變換、塊信息設(shè)置、排序、塊監(jiān)視操作  7 工程參數(shù)列表  顯示程序、編程元件注釋、參數(shù)、編程元件內(nèi)存等內(nèi)容，可實(shí)現(xiàn)這些項(xiàng)目的數(shù)據(jù)的設(shè)定  8 狀態(tài)欄  提示當(dāng)前的操作：顯示 型以及當(dāng)前操作狀態(tài)等  9 操作編輯 區(qū)  完成程序的編輯、修改、監(jiān)控等的區(qū)域  10 號工具條  包含 序編輯所需要使用的步、塊啟動步、選擇合并、平行等功能鍵  11 編程元件內(nèi)存工具條  進(jìn)行編程元件的內(nèi)存的設(shè)置  12 注釋工具條  可進(jìn)行注釋范圍設(shè)置或?qū)?/各程序的注釋進(jìn)行設(shè)置  制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)  一、設(shè)計(jì)思路  三面銑組合機(jī)床有單循環(huán)自動工作、單動力頭自動循環(huán)工作、點(diǎn)動三種工作方式 ,下面以一個自動工作循環(huán)為例分析單循環(huán)自動工作過程控制。  首先 將轉(zhuǎn)換開關(guān) 至“單循環(huán)自動工作 置 ,當(dāng)操作者將要加工的 零件放在液壓滑臺的夾具中后 (其他準(zhǔn)備工作就緒 ),按 加工指令按鈕 ,工件開始夾緊 ,夾緊后 工件 壓力繼電器觸點(diǎn)動作 ,滑臺開始快進(jìn) ,原位開關(guān) 當(dāng)滑臺壓下 滑臺快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)位置開關(guān) 轉(zhuǎn)工進(jìn) ,同時起動左銑頭 和右 1銑頭開始加工 ;當(dāng)加工到指定位置 銑頭開始加工 ;又過一定 右 1銑頭停止 ,右 2銑頭開始加工 ,直到終點(diǎn)三臺電動機(jī)同時停止。此時 ,當(dāng) 死擋鐵停留壓力繼電器 點(diǎn)動作后滑臺自動快速退回原位 ,壓 ,工件松開 ,一個自動工作循環(huán)結(jié)束。  二、程序流程圖設(shè)計(jì)  程序流程圖 如圖 示  圖 序流程圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 24 - 程序設(shè)計(jì)  利用主控指令來實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床的熱繼電器過載和總停的時候停止機(jī)床工作。  組合機(jī)床的三種工作方式：單循環(huán)自動工作、單動力自動循環(huán)工作和點(diǎn)動工作。有相應(yīng)的指示燈來顯示工作狀態(tài)。  除了在點(diǎn)動工作方式下，當(dāng)加工指令按鈕按下時，油泵電機(jī)就會自動運(yùn)行，同時指示燈也會亮。另外在前兩種工作方式下，油泵電機(jī)在自動加工一個循環(huán)后不停機(jī)。在點(diǎn)動工作方式下完成加工后就停機(jī)。  當(dāng)工件在滑臺原位位置且油泵電機(jī)正在運(yùn)行的時候，才能對工件進(jìn)行“夾緊”和“放松”的操作。在點(diǎn)動工作方式下，需按下“工件夾緊點(diǎn)動工作按鈕” 才能操作。在另外兩種工作方式下，按下“加工指令按鈕”就會自動完成相應(yīng)的操作。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 25 - 當(dāng)工件完成“夾緊”的操作之后才能進(jìn)行滑臺的移動。在點(diǎn)動工作方式下，需按下“滑臺快進(jìn)點(diǎn)動工作按鈕”進(jìn)行滑臺快進(jìn)的點(diǎn)動操作。在另外兩種工作方式下，工件夾緊壓力繼電