基于PLC的兩工位鉆孔攻絲組合機床控制系統(tǒng)設計基于PLC的兩工位鉆孔攻絲組合機床控制系統(tǒng)設計34/34基于PLC的兩工位鉆孔攻絲組合機床控制系統(tǒng)設計基于PLC的兩工位鉆孔攻絲組合機床控制系統(tǒng)設計大綱隨著機床行業(yè)和控制技術的不斷發(fā)展與進步，依照生產(chǎn)的實質需要，機床的升級改造已成為一種新興的行業(yè)。經(jīng)過對現(xiàn)有機床的所有或局部結構進行改造，來提升機床的各項技術指標，對于實現(xiàn)資源的合理利用和促進經(jīng)濟增加起到重要的作用。本課題主要研究的是采用PLC控制兩工位鉆孔攻絲組合機床的動作。兩工位鉆孔攻絲組合機床通電后能自動達成工件的鉆孔和攻絲加工。在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的設施中，平時采用的是繼電器控制，這種控制系統(tǒng)可靠性低，而采用PLC進行控制改造后，系統(tǒng)可靠性顯然提升。本次設計的要點在于控制系統(tǒng)的硬件設計，依照工藝要求選擇了控制系統(tǒng)所需要的電氣元件，繪出電力拖動系統(tǒng)的主回路電路圖、PLC的外面接線圖。論文依照機床的加工要求設計了PLC控制的程序，以及對機床的調試進行了簡要的歸納。要點詞：PLC控制程序設計調試組合機床TheDesignOfTheControlSystemOftwoworktablesdrillingtappingcombinationmachineBasedOnThePLCABSTRACTAlongwiththedevelopmentofmachinetoolindustryandtechnologycontinuestoprogressaccordingtotheactualneedsoftheproductionmachine,upgradinghasbecomeanewgrowthindustrybasedontheexistingmachinetoolsinwholeorinpartthestructureupgradestoimprovemachinetooltechnologyindex.Toachieverationaluseofresourcesandpromoteeconomicgrowthplaysanimportantrolein.ThistopicmainresearchistousePLCtocontroltwoworktablesdrillingtappingmodularmachinetooloperation.Twoworktablesdrillingtappingmodularmachinetoolbythesystemcanautomaticallycompletetheworkpiece.Inthecontrolsystemofthetraditionaliscommonlyusedintherelaycontrol,andthiscontrolsystemreliabilityislow,butwhenitiscontrolledbyaPLCtransformation,systemreliabilityisobviouslyimproved.Thefocusofthisdesignisthatthecontrolsystemhardwaredesign,accordingtotheprocessrequirementsofelectricalcomponentscontrolsystemrequiresthechoice,DrawingtheexternalwiringdiagramofmaincircuitdiagramandthePLCelectricdrivesystem.ThispaperdesignsaPLCcontrolprogramaccordingtothemachineprocessingrequirements,andcommissioningofthemachinearesummarized.KEYWORDS:PLCcontrolTheprogramdesigndebugCombinationmachinetools前言兩工位鉆孔攻絲組合機床主要用來給工件鉆孔和攻絲的，是人類經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要工具之一。當前，好多工廠的兩工位鉆孔攻絲組合機床都還是用接觸器的邏輯關系控制的。由于繼電器系統(tǒng)接線比較復雜，故障的診斷與消除較難，造成這些企業(yè)的生產(chǎn)率低下，效益差。隨著科學技術的不斷發(fā)展，PLC在工業(yè)控制領域的應用越來越廣，若是試一試著將PLC應用在機床上，這樣不但提升了系統(tǒng)的精度，而且還可以夠為國家節(jié)約大量的資源。組合機床是以通用部件為基礎的，再配以按工件特定形狀和加工工藝來設計的專用部件和夾具，組成半自動和自動的專用機床。一般多采用多軸、多工序、多刀、多工位或多面同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。而加入了PLC則使組合機床抗攪亂能力增強，提升了可靠性，使得功能完滿，控制系統(tǒng)的設計、安裝、調試方便，控制系統(tǒng)結構簡單化，通用性增強，應用更加靈便，編程更加方便。經(jīng)過對原有資料的查閱和好多人不斷的實踐證了然用PLC進行兩工位鉆孔攻絲組合機床的控制系統(tǒng)改造是可行的。PLC是整個機床電氣控制系統(tǒng)的核心，也是重要路子。結合我國現(xiàn)有機床建設的實質，掌握PLC的要點支持技術，這對于提升制造業(yè)重要意義。為了能將該系統(tǒng)成功的改造，第一應該明確PLC的特點?？删幊炭刂破魇且环N特地為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的進行數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用能夠編制程序的儲藏器，用來在其內部儲藏執(zhí)行邏輯運算、次序運算、準時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能經(jīng)過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種種類的機械或生產(chǎn)過程。當前，我國正處在全面建設小康社會和大力提升經(jīng)濟發(fā)展的重要時期，若是將這一改造技術在機床改造進步行實行，這將對我國經(jīng)濟的發(fā)展做出重要的貢獻。本次課題設計的主要功能是實現(xiàn)兩工位鉆孔攻絲組合機床在加工過程中的控制。我采用的是PLC程序控制方法。機床主要由鉆孔滑臺、攻絲滑臺、搬動工作臺、夾具、鉆孔動力頭、攻絲動力頭、床身、滑臺搬動控制凸輪和液壓系統(tǒng)組成。工作臺的搬動包括左移和右移以及夾具的動作包括夾緊和放松，鉆孔滑臺和攻絲滑臺的搬動包括前移和后移，都由液壓系統(tǒng)控制與執(zhí)行的，其中鉆孔滑臺和攻絲滑臺的搬動是經(jīng)過控制凸輪來控制滑臺搬動液壓系統(tǒng)的液壓閥實現(xiàn)的,電氣系統(tǒng)不參加，只要啟動控制凸輪電機即可，控制過程不在本次設計范圍之內。論文簡要介紹了PLC的發(fā)展、特點與應用，要點介紹PLC的編程特點和方式。第一章緒論1.1課題的提出和控制系統(tǒng)要求課題的提出當前，好多工廠用的兩工位鉆孔攻絲組合機床都是以接觸器的邏輯關系來控制的。隨著制造行業(yè)的不斷進步與發(fā)展，用這種老式機床進行加工已經(jīng)達不到工藝精度要求。隨著科技的不斷創(chuàng)新，

PLC

在工業(yè)控制領域的應用已越來越廣泛，而我對

PLC控制有必然的認識，就想若是試著將

PLC應用在老式機床上，系統(tǒng)的可靠性應該能夠顯然提升，因此就確定了這個題目。兩工位鉆孔攻絲組合機床的工藝流程對控制系統(tǒng)的要求兩工位鉆孔攻絲組合機床的歸納機床主要由鉆孔滑臺、攻絲滑臺、搬動工作臺、夾具、鉆孔動力頭、攻絲動力頭、床身、控制滑臺搬動的凸輪和液壓系統(tǒng)等組成。以以下列圖

1-1

所示。圖

1-1

為兩工位鉆孔攻絲組合機床的結構表示圖，機床的左、右分別為鉆孔和攻絲的刀具，中間為工作臺，左側為

I工位也就是鉆孔工位，右側為工位即為攻絲工位，能夠達成對工件鉆孔攻絲的工作。工藝流程工件推入夾具按啟動按鈕→夾緊工件→左側鉆孔→工作臺右移→右側攻絲→工作臺左移→放松工件，手動拉出工件達成一個工作循環(huán)。刀架的控制工作臺的動作要與鉆孔滑臺和攻絲滑臺互相配合，只有鉆孔與攻絲滑臺在原位時，工作臺才能夠運動。設置必要的連鎖為了保證機床的各部位能夠安全可靠的工作，而且動作互相協(xié)調，需要設置必要的保護裝置，來防范由于機床誤動作而引起的損壞甚至人身事故等。圖1-1兩工位鉆孔攻絲組合機床電氣控制部分的要求系統(tǒng)通電后，自動啟動液壓電機。若機床各部分在原位（工作臺在鉆孔工位，鉆孔滑臺在SQ2地址、攻絲滑臺在SQ3地址），液壓系統(tǒng)的壓力吻合要求，壓力繼電器動作，此時原位指示燈亮。把要加工的部件放在工作臺上，按下啟動按鈕，夾緊工件的電磁閥接通，夾具由液壓系統(tǒng)控制著將工件夾緊，當SQ4動作后，說明工件被夾具夾緊，與此同時控制凸輪的電動機開始動作。鉆孔的動力頭電動機啟動運轉，且由于控制凸輪的電動機運轉，用凸輪控制使鉆孔滑臺前移的液壓閥，來進行工件的鉆孔加工。當鉆孔滑臺運動到SQ5時，鉆孔滑臺自動退回原位，到SQ2時停止退后，同時鉆孔動力頭的電機停止。等到鉆孔滑臺到達SQ2地址后，控制工作臺向右搬動的電磁閥得電，液壓系統(tǒng)控制工作臺向右搬動，當工作臺運動到攻絲工位SQ6的地址時，限位開關工作，停止工作臺向右運動。攻絲的動力頭電機開始正轉，與此同時凸輪與液壓系統(tǒng)控制攻絲滑臺向前搬動，開始給部件進行攻絲，當攻絲滑臺運動到SQ7的地址時，限位開關動作，制動電磁閥DL得電，攻絲的動力頭開始制動，0.3秒后控制攻絲動力頭的電機開始反轉，此時控制凸輪與液壓系統(tǒng)控制攻絲滑臺自動退后。攻絲滑臺退回到本來的地址SQ3時，凸輪正好運動一個周，控制凸輪轉動的電機停轉，同時用來攻絲的動力頭電機停止，延時3秒后控制工作臺向左搬動的電磁閥得電，工作臺開始向左運動，當運動到鉆孔工位SQ1的地址停止左移。同時放松使工件放松的電磁閥通電，夾具開始放松工件，當放松限位SQ8動作后，停止放松，系統(tǒng)回到原位，此時原位指示燈亮，取下工件，達成了整個加工的過程。在加工過程中要啟動冷卻泵電機，供給冷卻液。論文的主要工作（1）對兩工位鉆孔攻絲組合機床的電氣控制系統(tǒng)進行整體方案設計;（2）設計PLC的外面硬件接線圖；3）研究次序控制設計法在PLC程序設計中的應用；4）依照兩工位鉆孔攻絲組合機床的工藝流程，設計工作臺、刀具、滑臺運轉和控制梯形圖；（5）對該機床的調試進行簡要的歸納。第二章PLC及組合機床控制系統(tǒng)介紹在設計控制系統(tǒng)的整體方案時，要兼顧全局。既要使系統(tǒng)工作可靠牢固，又要提升系統(tǒng)的性價比。本章的要點為兩工位鉆孔攻絲組合機床采用控制系統(tǒng)的方案，這要結合其控制歷程及其加工工藝綜合考慮。2.1兩工位鉆孔攻絲組合機床控制系統(tǒng)的發(fā)展由于科技的不斷發(fā)展與進步，兩工位鉆孔攻絲組合機床的控制系統(tǒng)也在不斷變化。若是對其系統(tǒng)進行更新，就能提升它的制造性能，否則，它的控制系統(tǒng)將會逐漸被裁汰。機床以前的控制系統(tǒng)兩工位鉆孔攻絲組合機床是一種廣泛使用的給機械部件鉆孔和攻絲的機床，是好多大型企業(yè)不能缺少的設施之一。該機床的電氣系統(tǒng)部分主要由控制系統(tǒng)和主拖動系統(tǒng)組成。主拖動系統(tǒng)的調速方式有以下四種：最原始的是利用人工變換皮帶調速法，這種調速屬于有級調速；其次是利用變極調速電機調速，這種調速也是有級調速；再者是利用電磁調速電機調速，這種屬于無級調速，最后一種是溝通變頻調速，這種也屬于無級調速。無級調速是可以連續(xù)的調速，有檔位的調速方式稱為有級調速。控制系統(tǒng)有以下兩種方式：一種是利用接觸器的邏輯關系來控制的，另一種是讓可編程序控制器和繼電器相結合來控制。當前，好多工廠用的兩工位鉆孔攻絲組合機床都是以接觸器的邏輯關系來控制的，而大多數(shù)的電氣系統(tǒng)存在以下問題：較高的故障率，可靠性很差，但是保護檢修的工作量又較大。電氣控制系統(tǒng)接線復雜，判斷出現(xiàn)故障原因和查找故障都很困難，即耗資了精力又浪費了時間。由于在不斷的加工，繼電器和接觸器的觸點頻頻的接通和斷開，簡單造成觸點的損壞或著出現(xiàn)接觸不良等現(xiàn)象。用機械方式來控制觸點動作反響速度比較慢。(5)繼電器邏輯控制部分的功能是固定在線路中的，這樣不僅功能單一，而且靈便性極差。調治速度的部分不僅噪音大、效率低、體積還特別大、耗資電能也比很多。(7)慣性較大，調治速度的部分靜態(tài)性能及動向性能都不理想。2.2PLC的介紹2.2.1PLC的出現(xiàn)及其特點PLC中文是可編程序控制器，它是一種擁有微辦理機的數(shù)字電子裝置，專為在工業(yè)環(huán)境下能夠進行數(shù)字運算的操作而設計的。它的內部有可編程序的儲藏器，它是用來達成計數(shù)、準時、算術、次序和邏輯運算等操作指令的儲藏與執(zhí)行，而且能夠經(jīng)過模擬式、數(shù)字式的輸入與輸出，來控制各種機械的運轉或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破鲹碛泻枚鄡?yōu)點，大體能夠歸納為以下幾個：性價比高，功能較富強一臺小型的PLC內部就有幾百或幾千個用來編寫程序的元件供用戶使用，這樣能夠控制比較復雜的系統(tǒng)，與擁有相同控制功能的繼電器對照，可編程序控制器擁有較高的性價比。它還采用了模塊化結構，這樣系統(tǒng)的規(guī)模和功能能夠依照用戶的需求組合，即靈便又方便。設計編寫程序簡單，有利于理解和學習編寫PLC的程序使用最多的語言是梯形圖，它的表達方式和元件符號與接觸器邏輯控制的原理圖基本一致。梯形圖的編寫語言特別直觀，有利于理解和學習。熟練掌握繼電接觸器控制圖的工程技術人員只要用幾天就可以完全掌握梯形圖的編程語言，并能夠編寫用戶所需要的程序，這也是能夠迅速普及以及實行的重要原因。PLC一般情況下采用設計法來編寫梯形圖程序，這種方法很簡單,簡單理解和學習。電氣控制較復雜的系統(tǒng)，用可編程序控制器的次序控制設計所需要的時間要比繼電接觸器邏輯系統(tǒng)設計少得多。PLC在運轉編寫達成的梯形圖程序時，第一要用其他程序將梯形圖程序轉變成匯編語言后再去運轉。體積較小，耗資的能量也比較少當系統(tǒng)的控制部分較復雜時，使用PLC后，能夠減少好多時間繼電器、接觸器和中間繼電器。小型PLC的體積差不多與幾個繼電器加在一起相同這樣的話控制柜的體積就可以減少本來的一半以上。由于可編程序控制器的接線要比接觸器控制系統(tǒng)的接線少得多，一般情況下只要要用接線的端子連

大，接外面接線即可，好多部件和配線都用不到，故能夠縮短大量的安裝與接線時間，使效率提升。再加上控制柜的體積減少很多，使整體的花銷也大量減少。當前，有很多可編程序控制器的生產(chǎn)廠家，但在實質的工業(yè)控制過程中使用很多的是德國的西門子、日本的三菱。擁有較齊全的硬件，通用性很強，方便用戶的使用現(xiàn)在的可編程序控制器產(chǎn)品己系列化、標準化和模塊化了，而且還配有供用戶采用的各種硬件設施，方便用戶進行系統(tǒng)的配置，組成各種規(guī)模和功能的系統(tǒng)。可編程序控制器使用模塊化設計了每個部件，

包括輸入

/輸出接口、CPU、輸入

/輸出通道、電源等。

PLC

的帶負載能力也比較強，它能夠直接驅動一般的接觸器與電磁閥的線圈。確定硬件部分后，能夠經(jīng)過更正程序，來適應工藝條件的各種變化。工作可靠，有很強的抗攪亂能力傳統(tǒng)的繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)中應用了好多KT和KA，由于繼電接觸器控制系統(tǒng)部分的觸點動作頻頻，簡單出現(xiàn)接觸不良或燒壞。PLC利用軟件代替了大量的KA與KT，僅留下與I/O相關的少量硬件部分，使系統(tǒng)的接線可減少為本來繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)的十分之一到百分之一，大大降低了由觸點的接觸不良和損壞造成的故障。PLC采用了大量的軟件和硬件措施來提升抗攪亂的能力，如：輸入/輸出采用RC濾波器和光電藕合器進行隔斷，其他，PLC自己擁有優(yōu)異的自診斷功能，一般PLC的安全運轉時間平均可達幾萬小時以上，若工業(yè)生產(chǎn)控制現(xiàn)場的攪亂信號較強也能夠直接使用可編程序控制器。當前，PLC是工業(yè)生產(chǎn)過程使用最多的設施之一。6.維修簡單而且工作量不大一般情況下PLC自己的故障率極低，它自己還擁有特別富強的自診斷能力。當PLC自己或與它相連的輸入部分和執(zhí)行部發(fā)散生故障時，能夠依照PLC上的發(fā)光二極管的顯示所供給的信息很快地查明故障發(fā)生的原因，若是可編程序控制器自己的原因，此時可更換模塊來一一消除所發(fā)生的故障，這樣極大地提升了保護的工作效率，使故障的影響降到最低?？刂葡到y(tǒng)的設計、調試簡單，安裝方便在各種工業(yè)控制過程中PLC都能夠運轉。只要要在使用時將可編程序控制器得輸入/輸出端子與現(xiàn)場的各個設施相連，系統(tǒng)即可投入正常的運轉。用PLC所編的程序能夠先用仿真軟件進行仿真，若是程序無誤再在實驗室進行模擬調試，用開關的通斷來代替信號的輸入，經(jīng)過PLC控制板上的發(fā)光二極管能夠認識到輸出信號的狀態(tài)。若是控制系統(tǒng)的接線和安裝達成今后，在現(xiàn)場調試時發(fā)現(xiàn)問題能夠經(jīng)過更正所編寫的程序來解決，用可編程序控制器控制的系統(tǒng)調試所用的時間要比繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)少得多，也簡單的多。2.2.2PLC的工作原理PLC采用“循環(huán)掃描”的工作方式：、每次掃描工作過程，輸入信號采樣，執(zhí)行程序，爾后進行刷新輸出的信號；、在執(zhí)行程序過程中，要關閉輸入端口，此時若有新狀態(tài)要輸入，新狀態(tài)則不能夠被可編程序控制器讀入，只有等到進行下一次掃描程序時，新的狀態(tài)才贊同被讀入PLC；、PLC內部程序執(zhí)行的過程分為三步：輸入掃描（采樣），程序執(zhí)行，輸出刷新；4、輸入映象存放器的內容不是隨著程序的執(zhí)行變化而變化，而元件映象存放器是的；5、有以下三條原因來決定一次掃描所用的時間：第一，掃描指令自己所用的時間；第二，所編指令的長短；第三，中央微辦理器執(zhí)行指令的快慢。6、由于PLC以不斷循環(huán)掃描方式進行工作，存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應延緩。2.3PLC和變頻器在機床中的應用從1996年前后，我國開始將可編程序控制器和全數(shù)字直流調速應用于兩工位鉆孔攻絲組合機床的主拖動和電氣控制系統(tǒng)部分。此系統(tǒng)的特點以下：(1)用可編程序控制器控制系統(tǒng)代替的原有的控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)的配線大大減少，也比較方便對系統(tǒng)進行保護，可靠性也大大提升。系統(tǒng)自己擁有自適應功能，保證了鉆孔和攻絲加工的要求。(3)用可靠性高、編程簡單且使用方便的可編程序控制器代替本來繼電器控制系統(tǒng)中大量的KA和KT，能完好無誤地操作全數(shù)字直流調速系統(tǒng)，不僅提高了加工質量還加快了工作效率。但是，全數(shù)字直流調速系統(tǒng)其實不是沒出缺點的，它的低速性能不是很好，而且所有的電氣參數(shù)顯示的都是用英文，這樣對電氣保護人員的英語水平要求較高，使保護和檢修的難度大大增加。在1996年左右，溝通變頻器獲得很大的發(fā)展，它性能也完滿了好多，而且使用極為方便、可經(jīng)過其外面的少量幾個端子進行全范圍的控制，內部還有完滿的保護措施，不用在其外面線路中設計各種保護電路，因此開始嘗試著將變頻器運用于拖動系統(tǒng)。好多企業(yè)和大學研究院結合試制，將PLC和變頻器成功地應用兩工位鉆孔攻絲組合機床上，使該機床的電氣性能和各項技術指標都獲得了極大的改進。比方機床的調速范圍寬，一般的通用型變頻器都可實現(xiàn)0-400HZ范圍內無級調速；機械特點好，節(jié)能收效顯著提升，能夠滿足各種工藝要求，該系統(tǒng)的另一大優(yōu)點是變頻器的故障代碼顯示為消除故障供給了大量的信息，大大縮短了故障消除時間。當前，變頻器應用在組合機床的發(fā)展趨勢表現(xiàn)為：一是高性能：基本上所有的變頻器都要求矢量掌握方式；二是易掌握性不斷提升：好多變頻器在結構上考慮到現(xiàn)場安裝的要求，同時在軟件上加入起動設置工具，經(jīng)過用戶操作從而簡化調試進度；三是功能模塊化以及智能化，方便了選型、安裝、調試等。2.4改造方案的采用改造方案的采用直接影響整個機床的工作情況。在選擇時，要綜合解析機床的整體結構,多查閱相關資料，并和相關的工作人員進行談論，最后確定方案。依照前面的解析，改造兩工位鉆孔攻絲組合機床的主拖動部份一般采交流變頻調速系統(tǒng)，控制部份采用PLC。由于變頻調速系統(tǒng)的各種運轉情況和故障情況都能夠經(jīng)過顯示器顯示，因此獲得電氣設計人員和保護人員的尊敬和喜愛。因此在本設計中對電機的轉速控制用溝通變頻調速技術。第三章兩工位鉆孔攻絲組合機床電氣控制系統(tǒng)的硬件設計3.1電力拖動系統(tǒng)主回路設計在該控制系統(tǒng)中，依照工藝的要求，共選擇電機五個，其中M1作為液壓電機;M2為控制凸輪電機：M3為鉆孔動立頭電機；M4為攻絲動力頭電機；M5作為冷卻泵電機。QS空氣開關一個，KM溝通接觸器六個，F(xiàn)U熔斷器二十一個，F(xiàn)R熱繼電器五個，變壓器一臺。依照控制要求繪制出主回路電路原理圖，如圖3-1所示。在圖3-1中，QS空氣開關一般處于閉合狀態(tài)，設施運轉時合上空氣開關，非工作時斷開。在該控制電路中旋轉閉合手動開關

SA，HL3指示燈亮，此后可進行手動操作，

KA1常閉觸點起保護作用；斷開手動開關

SA此后才能閉合SB，KA1線圈得電，達成自鎖同時自動指示燈亮，系統(tǒng)自動對工件進行加工。3.2變頻器及PLC的選型當前，變頻器在我國的使用已經(jīng)越來越多，平時所應用的變頻器是指能適用于工業(yè)中平時所用得電機和一般的變頻電機、一般情況下供電的電壓是：單相220v、三相380v，頻率是50hz，用來作為調速控制的變頻器。由于這種變頻器廣泛應用在工業(yè)控制領域，因此成為變頻器的主流。調速的基本源理本源于以下公式:式中:n1—同步轉速(r/min);f1—定子供電電源頻率(HZ);?p—磁極對數(shù)。在選擇變頻器的時候，必然要注意變頻器輸出電流和功率必然要等于或大于被驅動的異步電動機的電流和功率。由于變頻器的超負荷能力趕不上異步電動機的過載能力，若是異步電動機出現(xiàn)過載現(xiàn)象，第一變頻器就會被損壞。應用變頻器前就要理解變頻器的調速原理和過程與機械調速之間存在很大的差別，絕對不能夠夠將異步電動機的機械調速部分變成擁有相等功率的變頻器，主若是由于功率是由轉矩與轉速的乘積獲得的。采用機械變速時(如皮帶變速、齒轉變速)，若它們的變比為k，在不改變電動機功率情況下，電機轉速就會降底k倍，同時轉矩就高升了k倍，這種屬于恒定功率的負載。但是變頻器的轉速與轉矩之間的關系是：當頻率不高于它的額定頻率時，運轉過程轉矩不變，電動機輸出轉矩也不能夠被提升；當頻率高于它的額定頻率時，隨著轉速的高升轉矩就會下降。當電動機在運行過程中低于它的額定頻率時，沒有增加負載力矩，因此，當電機運轉在額定頻率以下時，能夠依照電動機的功率大小來配置變頻器的功率。一些功率不變的負載，轉速較低時力矩會有所增加，但是電動機和變頻器在低于額定頻率時它們的電流都會被限制，也不能夠增加力矩，因此當用變頻器將電機轉速調低時可能會造成電動機帶不動負載。選擇時必然要依照減速時增加力矩的比率，選擇的電機和變頻器要比本來的電機功率大。比方本來1.5kw電機，負載轉矩1kgm,轉速1460r/min，機械變速后轉速降到720r/min，轉矩即可達2kgm，但本來的電機和變頻器不能能輸出2kgm的轉矩。因此，要改變電機和變頻器都是1.5×2=3kw，采用標準功率3.7或4kw的電機和變頻器才行。變頻器的采用型號還應依照使用要求而仔細考慮以下要素：?考慮內容是使用是電網(wǎng)電壓、所處環(huán)境條件、負載的大小以及性質。(2)電網(wǎng)電壓處于不正常時，變頻器可能會受害。電壓過高，如對380v的線電壓如上升到450v就會造成損壞，因此電網(wǎng)電壓高出使用手冊規(guī)定范圍的場合，要使用變壓器調整，以保證變頻器的安全為使變頻器正常的工作，不僅要配置標準的冷卻通風系統(tǒng)，而且在選擇上要有所增大，這樣做是為了對付在額定運轉時的溫起落落。同時也考慮了，使用時溫度素來較高，若是安裝在不能夠通風冷卻優(yōu)異的機柜內時，那么變頻器壽命必然會縮短。更壞的情況是，那些電子精美器件、最典型是電容電解等器件、在大于必然的標準溫度后，壽命會隨著每高升10℃而下降一半。(4)使用于不相同用途時，選擇變頻器的系列型號應作解析，對于一般用途的變頻器而采用v/f常數(shù)得控制模式已可滿足，但是對那些數(shù)控機床等精美傳動等所對應的變頻器，顯然就不能夠滿足了，要采用閉環(huán)控制方式，自然也要包括對應的接口。整體來說這些變頻器變化范圍大，而且要求比較高運轉精度的時候，典型的是低速而且要求保持必然的速度和負載得能力，那就要選擇矢量控制的方式的變頻器。整體來說就要綜合考慮。當變頻器為降低電動機噪聲而將調制頻率重新設置得較高并高過出廠時設置的頻率時,那么會使變頻器的耗費加大。設置頻率越高，耗費越大，因此要合適減載，不相同企業(yè)、不相同系列會有差別，但趨勢是相似的。若是一味增加調制頻率，則會造成變頻器的過熱損壞，也許變頻器輸不出額定功率。。電動機容量之和必然要小于變頻器的容量，所對應的情況是一臺變頻器來驅動好幾臺電動機時候，而且只能選擇v/f控制模式，矢量控制模式不予采用。能夠比較正確地運用矢量控制的方式，那么驅動前，對應的變頻器對這些電機的一些參數(shù)進行自動輸入也許自動鑒別還是有必要的。矢量控制方式卻只能對應一臺變頻器而驅動一臺電機，電動機的額定電流必然不能夠太大于在實質運用的電流(不低于變頻器額定電流的1/8)。經(jīng)過對各主要生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品的性能價格比解析，采用無錫富士電機公司的變頻器。富士的變頻器有以下4種控制方式：無PG（脈沖編碼器）矢量控制。帶PG矢量控制。無PGV/f控制。帶PGV/f控制。V/f是壓頻比的縮寫，變頻器一般用PG作為速度反響裝置，來實現(xiàn)速度閉環(huán)控制，其收效比測速發(fā)電機好得多，而且價格適中，安裝方便，測量精度完好能滿足要求。矢量控制分別獨立控制磁場電流和力矩電流，能夠像直流電動機調速相同，對電磁力矩進行控制。對調速范圍要求不高的主拖動系統(tǒng)，能夠選擇無PG的開環(huán)控制。調速范圍要求寬的系統(tǒng)，應選擇速度閉環(huán)控制。帶PG矢量控制方式的調速范圍寬廣，速度控制精度高，能夠用于各種伺服驅動、高精度速度控制和力矩控制。但是帶有PG矢量控制功能的變頻器的價格相當高，其價格是沒有這一功能的系列的價格的1.5倍。為減少成本，而且鉆孔攻絲機床對于速度的要求不是太高，因此能夠用開環(huán)控制方式。基于一上各種要素，本次設計決定采用變頻器的型號為FRENIC-MEGA系列無PGV/f控制方式。本次采用的變頻裝置是用于控制三相異步電動機的變速運轉裝置。變頻器在控制時只要對其參數(shù)進行設定即可，鉆孔攻絲組合機床所用的參數(shù)設置以下：（1）F00設置為3。功能為有數(shù)據(jù)保護，有數(shù)字設定保護。（2）F01頻率設定為1。功能為模擬電壓輸入（DC0－±10v）。（3）F02設置為1。外面信號時，運轉，操作。3.2.2PLC的選型PLC的電源應選擇220VAC電源，與國內電源電壓一致。依照所需的PLC的輸入/輸出點數(shù)，并留有必然的余地。選擇PLC時，應該考慮性能價格比，輸入輸出點數(shù)對價格有直接的影響，每增加一塊輸入輸出卡件就需要增加一定的花銷，因此在估計和選擇時應充分考慮這一點。本次設計的機床所用的輸入為10點，輸出為13點，選擇PLC的基本單元的型號為FX2N-32MR-001，輸入輸出點數(shù)總和為32，其中16點輸入，16點輸出，M是基本單元，R表示繼電器輸出，001表示適用于中國，采用該型號的PLC已足夠。3.3控制柜及控制面板的設計依照控制部分的電路原理圖和所需要的的電氣元件來組裝電氣控制柜。在組裝過程中元件的排列次序必然要合理，否則會使控制系統(tǒng)紛亂無序，操作和檢修都很困難。由于可編程序控制器是整個控制系統(tǒng)的核心部分，且在運轉過程中會產(chǎn)生熱量，因此將可編程序控制器放在控制柜的左上角，裝在這個地址除了有利于程序的讀寫之外，散熱收效還特別好，降低了PLC工作時產(chǎn)生的熱量。在電氣控制原理圖中，電氣元件的連接是有必然次序的，平時是依照以下順序排列的：保險、空氣開關、接觸器、中間繼電器、因此只要將上述原件按次次排列。由于變壓器和變頻器的體積和重量都較大，因此在安裝時將其布置在控制柜的中間地址。與外界相連接的輸入輸出端子要放在柜子的下側，這樣有利于這些端子與外界的導線相連。其他輸入、輸出的端子的數(shù)量要多些，以便為公共端留下地址。在選線時，為了易于劃分，主電路的配線所有采用黑色。而且線的型號要依照所帶電動機的功率采用，而且還要留有必然的余量，防范當有較大電流流過導線時，導線承受不了而燒壞。在控制回路中，火線采用紅色的；零線采用藍色的；可編程序控制器上的輸入、輸出為信號線，一般采用細藍線就可以；地線用黃色的。在接主電路的線路時，必然要將線頭壓緊，由于主電路產(chǎn)生的電流很大，若是線頭壓的不緊，當通電時可能會由于產(chǎn)生的電火花而使該點燒壞。在接PLC的輸入/輸出線時必然要小心，由于這部分的線好多，若是因粗心而將線接錯會給調試帶來很大的困難。在接PLC的輸出線時必然要注意以下要素：輸如部分的+24V電源端子不能夠與外界電源相連，否則會造成PLC的燒壞。輸出部分的黑點端子代表內部公共端子，必然不能夠與外面相連，否則可能損壞PLC。(2)在配接觸器和中間繼電器的線時必然要分清常開、常閉、線圈端子的地址，若是不清楚必然要盤問說明書，切不能憑感覺而接線。依照電氣原理圖和以上的接線要求，將配電柜即可安裝好。本控制面板是依照加工工藝的過程以及機械生產(chǎn)過程對機床性能的指標要求，利用可編程序控制器設計開發(fā)的，整個控制過程的設計用的是梯形圖程序的次序控制設計法來達成的?？刂泼姘逶O置了電源的啟動和停止自著手動選擇開關及對應的指示燈，各種控制按鈕等輸入輸出信號。這個控制面板有利于操作者靈便方便地控制機床的各種動作，實現(xiàn)了機床的手動操作，該控制面板還可以夠顯示機床的各個工作狀態(tài)。在配置控制面板時，第一依照機床的功能確定所用按鈕的型號及數(shù)量。其次，要依照PLC的地址表及控制柜上的接線，將相應的線引到控制面板上的控制按鈕上。在接線時要嚴格依照地址表進行，否則會造成控制按鈕所示功能與機床的實質功能不符。其他，在配線時，還要留出備用的線，由于操作面板上的信號線是最簡單壞的，以便在更換導線時能夠方便的進行。為了障蔽外界信號的攪亂，在連接控制面板和控制柜的接線時，要采用電纜線，而且要給相應的導線用導線管標出線號，以方便檢修。控制面板部分信號功能介紹:總停：該按鈕控制著整個操作過程的電源的接通和斷開后，往上拉下該按鈕，控制面板控制操作過程上電;該按鈕，操作過程會馬上停止運動。

，當控制柜上電當碰到緊急情況時，按下電源指示：當打開操作面板上的總停開關時，電源指示燈亮。表示系統(tǒng)已經(jīng)上電，能夠進行加工操作。手動-自動：該按鈕在手動時，能夠單獨的對機床的單個動作進行操作；在自動時，按下SB系統(tǒng)啟動，即可達成所有的機床動作。圖3-1兩工位鉆孔攻絲組合機床主電路圖3.3I/O分配I/O的分配有助于我們更好的理解工作過程，使編程簡單易懂。表3-1:I/O分配表輸入元件輸入點編號輸出元件輸出點編號壓力檢測PVX000原點指示HL1Y000系統(tǒng)啟動鈕SBX001液壓泵電機M1(KM1)Y001夾緊限位SQ4X002凸輪電機M2(KM2)Y002鉆孔滑臺終點SQ5X003夾緊電磁閥YV1Y003鉆孔滑臺原位SQ2X004鉆孔動力頭M3(KM3)Y004攻絲工位SQ6X005工作臺右移電磁閥YV2Y005攻絲滑臺終點SQ7X006攻絲動力頭電機M4正轉Y006(KM4)攻絲滑臺原位SQ3X007制動DLY007SQ1X010攻絲動力頭電機M4反轉Y010鉆孔工位(KM5)放松限位SQ8X011工作臺左移電磁閥YV3Y011液壓泵啟動SB1放松電磁閥YV4Y012凸輪電機啟動SB2冷卻泵電機M5(KM6)Y013鉆孔SB3手動控制電源Y014攻絲正轉SB4攻絲反轉SB5手動控制冷卻泵啟動SB6夾緊SB7工作臺右移SB8工作臺左移SB9放松SB103.4硬件接線圖的設計由兩工位鉆孔攻絲組合機床的加工工藝的要求可知，其加工過程為一順序控制過程，因此可運用狀態(tài)編程的思想，采用步進控制法對其進行控制。誠然該控制為自動循環(huán)次序控制，考慮到詳細情況，還需要設置手動控制環(huán)節(jié)，為了減少輸出點，簡化程序，將按鈕或變換開關接在驅動回路上，可實現(xiàn)各工步的手動操作。在PLC外面輸出電路的電源供電線路上裝設電源接觸器，用按鈕SB21/SB20控制接通/斷開，當外面負載需重要急斷開時，只要按下按鈕SB20即可將電源斷開，與PLC沒關。其他，電源在停電后回復，PLC不能夠馬上啟動，只有在按下啟動按鈕SB21才會啟動。當輸出端的負載短路時，PLC的輸出元件和印刷電路板將被燒壞，因此應該在輸出線路中加裝熔斷器，熔絲電流應入選擇合適大于負載電流。當輸出端接的是感性元件時，要加裝保護，直流輸出時，元件兩端并接續(xù)流二極管；溝通輸出時，元件兩端并接阻容吸收電路，這樣能夠控制由于輸出觸點斷開時電感線圈感覺出的尖峰電壓對輸出觸點的危害及對PLC的攪亂，電路可選0.5W、100-120的電阻和0.1pF的電容。圖3-1:PLC的外面接線圖第四章PLC控制程序設計4.1PLC控制系統(tǒng)的設計流程圖圖4-1：PLC系統(tǒng)設計步驟4.2PLC程序設計方法4.2.1PLC程序設計方法歸納現(xiàn)在，PLC程序的設計有3種方法：經(jīng)驗設計法、次序控制設計法和邏輯設計法。經(jīng)驗設計法是在已有的一些典型圖形圖的基礎上，依照被控對象對控制系統(tǒng)的詳細要求，進行不斷的更正和完滿，還有頻頻調試梯形圖，最后獲得一個比較滿意的結果。這種設計方法實際上是沒有規(guī)律能夠依照的，設計者的能力和經(jīng)驗關系到整個設計的質量和所用的時間，因此這種方法一般只用于一些簡單的梯形圖設計。依照繼電器的電路圖設計梯形圖的程序是用于將繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)改造為可編程序控制器控制系統(tǒng)。在編寫程序以前要認識被控對象的加工工藝過程以及電氣元件的動作情況，爾后再解析繼電接觸器控制系統(tǒng)的電路圖，熟練掌握這種控制系統(tǒng)的工作原理。將這種控制系統(tǒng)直接改寫成梯形圖，即用可編程序控制器的梯形圖程序和它的外面硬件接線圖實現(xiàn)繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)的功能.次序控制設計法也稱為是步進控制設計法，這種設計方法比較先進，不但設計速度快，有利于程序的更正與調試，而且簡單易學易懂。對于那些被控對象的控制系統(tǒng)比較復雜的，使用這種設計方法能夠節(jié)約大量的時間，設計收效相當不錯。次序功能圖的介紹SFC為次序功能圖簡稱，它是采用次序控制設計法的思想來描述控制系統(tǒng)的整個控制過程、特點和功能的一種圖形，也是一種經(jīng)常使用的技術語言，是設計可編程序控制器的次序控制程序的工具之一，能夠供不相同專業(yè)的人員之間進行編程方面的技術溝通之用。SFC主要由步、動作、有向連線、變換條件、變換5個基本要素和組成。步把控制系統(tǒng)的一個工作周期分成若干個依次序相連的部分，每一個部分稱為步。它是依照輸出量的狀態(tài)劃分的，一般表示某一個執(zhí)行元件的狀態(tài)變化，能夠用編程元件(比方狀態(tài)存放器S和輔助繼電器M)代表各步。在任何一步工作時，步內的輸出量ON/OFF狀態(tài)保持不變，但是工作步與相鄰兩步的輸出量狀態(tài)總是相反的。采用這種方式使編程元件運轉狀態(tài)與輸出量運轉狀態(tài)之間的邏輯關系變得極為簡單。在SFC中用一個方框表示一步，一般情況下用表示該步的編程元件的元件號作為這一步的代號。初始步初始步就是與控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應的步，是整個控制系統(tǒng)運轉的起點。初始步用兩個方框表示，每一個控制系統(tǒng)最少要有一個初始步。工作步依照系統(tǒng)可否正在執(zhí)行，每一個工作步都是有兩種狀態(tài)的：活動步和靜止步?；顒硬骄褪窍到y(tǒng)正在運轉的階段，若是步處于活動狀態(tài)下，那么與步相應的動作都被執(zhí)行；靜止步就是指當前沒有運轉的步，處于靜止步時，與步相對應的不擁有儲藏功能的動作會被停止執(zhí)行。有向連線在繪制次序功能圖時，按控制次序把表示各步的方框排列起來，并用帶有方向的線段將它們連接起來。控制系統(tǒng)的工作過程在次序功能圖中的進展方向一般都是從上到下或從左至右，依照這兩個次序的有向連線上的箭頭能夠不畫。變換用一個有向連線來表示變換的方向，用有向連線中間的一段橫線表示轉換，變換實際上是將相鄰的兩步分開的?？刂葡到y(tǒng)運轉的進展是由變換來完成的。變換條件在次序功能圖中，由當前運動步進入下一步的條件稱為變換條件，它可能是可編程序控制器內部產(chǎn)生的信號，也可能是外面的輸入信號；如控制按鈕、準時器、限位開關的常開觸點的接通等，其他變換條件還有可能是好多個信號的邏輯控制組合。利用變換條件來控制表示每一步的編程元件，使它們的運轉狀態(tài)按設計好的次序變化，此后用表示各步的編程元件來控制可編程序控制器的各種輸出量，這是次序功能控制的要點之一。實現(xiàn)變換的條件在SFC中，控制系統(tǒng)運轉狀態(tài)的進展是由實現(xiàn)變換來達成的。達成變換必定同時要滿足以下兩個條件：第一是此變換所有的前級步是活動步；第二是滿足活動步與下一步之間的變換條件。實現(xiàn)變換達成的部分有向連線上端或左端由活動步變成靜止步，有向連線下端或右端由靜止步變成活動步。實現(xiàn)變換的基本規(guī)則是依照利用SFC設計梯形圖，在該梯形圖中，使用表示每一步的編程元件來代表每一步，當某一步為活動步時，與這一步相對應的編程元件的狀態(tài)置1。程序設計方法的選擇用次序控制設計法設計出的程序很簡單一試、更正和閱讀，而且設計簡單，對于控制要求很復雜的系統(tǒng)，使用該方法能夠節(jié)約大量的時間，獲得滿意的設計收效。次序控制系統(tǒng)的程序設計常用方法有四種：邏輯方程法、步進控制法、位移控制閥和以變換為中心法，本次設計采用的是步進控制法。步進梯形指令簡稱為STL指令，在可編程序控制器中RET指令是使STL指令復位的。利用STL與RET這兩條指令，能夠很簡單地編制出次序控制的梯形圖程序。SFC中的每一步都一段程序與之相對應，每一步都是獨立的，與其他各步都不相連。在運轉過程中，活動狀態(tài)轉移到下一步，上一步就會自動復位。4.3機床加工工步次序表在整個加工過程中，組合機床依照必然的次序進行加工，組合機床的加工工步次序如表4-1所示：表4-1：機床加工工步次序表工步1234567891011攻進鉆攻絲行絲滑孔工放夾到滑攻臺滑作松通緊攻臺絲到各臺臺完電后絲到工原部鉆退到成啟啟工終作位分孔原鉆原動動位端頭延在加位孔位液機攻制反時原工工3s工指壓床絲動轉位作位示泵凸臺加延后工放燈輪工時退作右松亮電0.臺移機3s左移液壓壓力檢測PV1鉆孔工位SQ111111鉆孔滑臺原位11111111SQ2輸入鉆孔滑臺終點1SQ5及檢攻絲滑臺原位1111111SQ3測元啟動按鈕SB1件夾緊限位SQ41111111攻絲工位SQ61111攻絲滑臺終點1SQ7放松限位SQ811驅液壓泵電機M11111111111動凸輪電機M21111111元夾緊電磁閥YV11111111件鉆孔動力頭M31冷卻泵電機M511111工作臺右移電磁1閥YV2攻絲動力頭電機1M4正轉攻絲動力頭制動1DL攻絲動力頭電機1M4反轉工作臺左移電磁1閥YV3放松電磁閥YV41原位指示HL1114.4次序功能圖的設計次序功能圖是一種簡單理解，易于構思的設計程序的工具之一，它有著流程圖的直觀，又有利于比較復雜的邏輯控制系統(tǒng)的分解與綜合，它擁有以下幾個特點：、能夠將復雜的控制過程分解成若干個簡單的程序；、各工序的任務明確而詳細；、各工序間的聯(lián)系清楚，工序間的變換條件直觀；、簡單理解，可讀性很強，能清楚的反響整個控制過程，能帶給編程人員清楚的編程思路。以下即是該設計的次序功能圖，見圖4-2：圖4-2次序功能圖4.5梯形圖設計梯形圖的設計整體反響了編者的思想，使我們更清楚的理解程序的作用及用途，它是由狀態(tài)圖進一步轉變而來，結合PLC控制將會使程序簡易易懂，以下即是該設計的梯形圖：原理：系統(tǒng)上電后，給M8002一個初始脈沖，使M8002變成ON狀態(tài)，激活初始步S0,輔助繼電器M01變成ON狀態(tài)；S20變成活動步，自動啟動液壓泵電機M1并保持，當鉆孔滑臺在原位,工作臺在鉆孔工位,攻絲滑臺在原位，夾具在放松限位(即SQ2、SQ1、SQ3、SQ8動作)，而且液壓系統(tǒng)壓力正常，壓力繼電器PV動作時，S21變成活動步，原點指示燈HL1亮，將要加工的工件放到工作臺上，此后按下系統(tǒng)啟動按鈕SB，S22變成活動步，夾緊電磁閥得電并保持，夾具由液壓系統(tǒng)控制著將待加工工件夾緊，當夾緊限位SQ4動作即表示工件已經(jīng)被夾緊，緊接著S23變成活動步，控制凸輪的電機M2啟動運轉并保持，鉆孔動力頭電機M3得電并保持，冷卻泵電機M5也啟動運轉并保持，鉆孔滑臺是由控制凸輪的電機M2運轉前移進行鉆孔加工的。當SQ5動作時表明鉆孔滑臺已達到終點，此時S24變成活動步，鉆孔滑臺由凸輪控制著自動退后，同時鉆孔動力頭電機M3復位停止。等到鉆孔滑臺回到原位SQ2后，S25變成活動步，右移電磁閥YV2得電，工作臺由液壓系統(tǒng)控制著右移，當SQ6動作時表示工作臺已到達攻絲工位，此時工作臺停止右移。接著S26變成活動步，啟動攻絲動力頭電機電機M4正轉，同時攻絲滑臺由凸輪控制前移，進行攻絲加工，當攻絲終點限位SQ7動作時，S27變成活動步，制動電磁閥DL得電，攻絲動力頭開始制動，同時計時器T1開始計時，0.3S后S28變成活動步，M4開始反轉，同時攻絲滑臺將自動退后。退到本來的地址時，SQ3動作，S29變成活動步，凸輪電機M2復位停止，冷卻泵電機也復位停止，同時計時器T2開始計時，3S后進入S30步，控制工作臺向左移的電磁閥YV3通電，工件臺開始左移，同時加緊電磁閥復位，鉆孔工位SQ1動作時左移停止，放松工件的電磁閥得電后開始放松工件，當放松限位SQ8動作后，停止放松。原位指示燈亮時即可取下工件，整個加工過程到此達成。4.6程序的仿真本次對程序進行仿真采用的是與GXDeveloper編程軟件相對應的GXSimulator6-C仿真軟件。詳細過程以下：按下梯形圖的邏輯測試啟動按鈕后，PLC開始寫入，當完好寫入后，開始進行測試，內部給M8002一個初始脈沖，滿足變換條件，SO置1.步進指令SO也置1.當M1滿足轉變條件時，S20步變成ON狀態(tài)，SO步變成OFF狀態(tài)，此時液壓泵得電并保持。手動閉合X000、X010、X004、X007、X011，使變換條件滿足，

S21步變成ON狀態(tài)，S20步變成OFF狀態(tài)，但是在S20步中表示液壓泵的輸出由于有SET指令，素來保持ON狀態(tài)。在S21步中表示原點指示燈的

Y001Y000得電。按下啟動按鈕X001，S22步變成ON狀態(tài)，S21步變成OFF狀態(tài)，這時候表示夾緊電磁閥的輸出Y003通電并保持。當表示夾緊限位SQ4的X2閉合時，S23步變成ON狀態(tài)，S22步變成OFF狀態(tài)。此時，冷卻泵電機、鉆孔動力頭電機、控制凸輪電機都得電并保持。表示鉆孔滑臺終點SQ5的X4閉合后，S24步變成ON狀態(tài)，S23步變成OFF狀態(tài)，但冷卻泵電機、控制凸輪電機依舊運動，由于S24步中有一條讓Y4復位的指令RSTY004，因此Y004的狀態(tài)變成OFF。鉆孔滑臺到達原位SQ2,也就是X4閉合，S25步變成ON狀態(tài)，S24步變成OFF狀態(tài)。工作臺開始右移。以下仿真部分不再一一講解,在仿真過程中，輸入部分的信號都是有開關的通斷控制，若輸出狀態(tài)是ON時，程序中就會有藍色表示。此次仿真不但是對程序的一種檢測，還使我對整個控制過程有了進一步的認識。第5章機床調試5.1機床調試的工作過程調試準備依照相關的資料和技術指標達成實質操作的主電路與控制回路之間的接線,必然要保證接線沒有錯誤;依照設計對電氣元件要求的通電次序，把所用到的電動機還有輔助元件都安裝到組合機床，對所有需要的設施進行聯(lián)機調試。依照機床使用說明書中的技術要求來給機床各個需要潤滑的部分加入規(guī)定型號的潤滑油，其他還要將潤滑油油箱加滿。打開電源開關，給機床通電時，為了防范出現(xiàn)故障造成損壞,應時辰準備按下急停按鈕，隨時都能夠關閉電源。若檢查線路完好正確后，能夠進行通電試車，通電后第一看看各部分是否正常，爾后再操作手動控制的各個按鈕進行一步一步的運轉，觀察每一步可否依照設計的過程來運轉，還有各個主軸可否能正常運轉，其他安裝的各種保護裝置可否能起到保護作用，仔細聽聽系統(tǒng)各部分運轉的聲音可否在正常范圍內等。對于液壓系統(tǒng)檢查，第一要觀察液壓管道中可否有油壓的形成，爾后是查察各個管道接頭有無滲漏現(xiàn)象等。若是所有正常就可以進行下一步工作。5.2控制系統(tǒng)調試的主要步驟系統(tǒng)調試分為兩個階段：第一階段為模擬調試，一般在實驗室進行；第二階段為聯(lián)機調試，一般在現(xiàn)場進行。先檢查編寫達成的程序，看看在拼寫上和正語法可否有錯誤，若發(fā)現(xiàn)問題及時更正，爾后寫入可編程序控制器，在模擬調試過程中，實質上的輸入元件與輸出負載一般情況下都不連接，一般都是用模擬開關代替輸入信號，而輸出負載則借助PLC輸出端的發(fā)光二極管來顯示。模擬調試的目的是檢驗設計的程序可否吻合控制系統(tǒng)的要求，因此必然考慮到可能出現(xiàn)的各種情況，應該先對控制系統(tǒng)次序功能圖的所有分支一一進行測試，若發(fā)現(xiàn)問題及時更正控制系統(tǒng)的程序，直至完好吻合控制要求。在調試過程中，若是控制系統(tǒng)是由幾個部分組成，則應該先作局部調試，再進行整體調試，若是控制程序的步序很多，則可先進行分段調試，在連接起來調試。程序模擬調試通過后，將PLC安裝在控制現(xiàn)場進行聯(lián)機調試。開始時，先帶上輸出設施(接觸器線圈等)，不帶負載進行調試，各部分都調試正常后，再帶上實質負載運轉，如不吻合要求，則對付硬件和程序作調整，平時只要更正部分程序即可。系統(tǒng)調試達成今后，為防范程序碰到損壞和扔掉，要注意程序的保存和固化。5.3機床試運轉進行機床試運轉即考機，在考機過程中應包括PLC系統(tǒng)的主要的功能使用，變頻器在控制電機轉速方面的使用情況，各接觸器的動作情況及液壓站的供油特點。此時能夠全面檢查機床的功能及工作可靠性。在機床試運轉時要先試手動功能，再試自動功能。當試行一段時間發(fā)現(xiàn)機床的工作牢固可靠后方可進行部件的加工的試運轉，否則簡單造成事故。在試機的過程中，工作人員必然要注意安全，并派專人守在急停按鈕旁，一旦出現(xiàn)不正常情況，馬上按下急停按鈕進行斷電。若是機床在自動和手動下的空運轉都正常，能夠經(jīng)過整機在帶必然負載的條件下，經(jīng)過48h的連續(xù)自動運轉進行測試機床的性能，在測試的過程中要有工作人員監(jiān)察機床的運轉情況并作下記錄。如無故障出現(xiàn)，則表示機床的牢固性達到要求，經(jīng)過對兩工位攻絲機床加工中心的試運轉，考據(jù)了機床的可靠性與牢固性。5.4調試結果控制機床運轉的梯形圖程序和機床的主回路及控制部分之間的接路正確。將變換開關變換到自動時，組合機床能夠依照預定的加工過程進行加工，而且加工出來的部件吻合要求。經(jīng)過調整液壓系統(tǒng)和各種機械傳動裝置的參數(shù)，使機床的性能獲得進一步的優(yōu)化。解決了在調試過程中碰到的各種問題，進一步完滿了機床的操作功能。經(jīng)過此次試運轉，兩工位鉆孔攻絲組合機床加工中心的各種操作功能的設置都又精準了很多、正個運轉過程沒有什么問題了，考據(jù)了機床加工中心的可靠性與牢固性，實現(xiàn)了用PLC對整個加工過程有效控制的目標。事實證明，采用三菱的可編程序控制器編寫的次序功能圖變換成的梯形圖能夠正確有效地達成兩工位鉆孔攻絲組合機床加工中心的控制要求，改造后的機床功能比較完滿，通用性也很強，牢固性能也極好，簡單被大多機床用戶所接受。結論基于PLC的兩工位鉆孔攻絲組合機床控制系統(tǒng)設計是在機床更新理論及基本源則的指導下，提出了用溝通變頻調速技術和可編程控制器對老舊機床電氣系統(tǒng)進行改造的思路，要點研究了變頻器和PLC基本源理及PLC的編程部分，還有在機床電氣系統(tǒng)改造中的應用這兩技術大體過程及注意事項。本次設計的主要工作和結論以下：對主拖動的調速和控制部分的現(xiàn)狀進行了簡單的介紹，而且對機床設施更新提出了可行的方法，將溝通變頻調速和可編程控制器這兩項技術應用在機床中。對溝通變頻調速技術和可編程控制器技術進行了詳細的解析和研究，并總結出兩項技術的應用要點。在上述研究的基礎上，結合該機床的電氣控制特點要點研究了可編程控制器技術及變頻調速技術在電氣改造中的應用方案及步驟，主要包括裝置選型、主電路的設計、程序設計、調試等。兩項技術對兩工位鉆孔攻絲組合機床電氣系統(tǒng)改造收效進行了比較解析。解析表示兩項技術的成功應用使電氣故障率降低了好多，改造后機床運轉牢固性大大提升，為企業(yè)創(chuàng)立了較好的經(jīng)濟效益。用可編程控制技術和變頻調速技術來對重型機床電氣系統(tǒng)改造達到了理想的投入產(chǎn)出，而且擁有對故障的自診斷能力，維修方便，值得在一般機床和一些電氣控制中進行電氣控制系統(tǒng)改造實行。配線時要縱觀全局，當接某一個點的線時要看下原理的其他地方有沒有與該點相連的地方，若是有把它們一次性接在一起；否則，要拆掉重接，會造成好多麻煩和重復性的工作。(7)機床的調試是一項復雜的工作，必然要有耐心，且要依照機床的實質動作與設計要求進行比較。比較后要解析是硬件的原因還是PLC程序的原因，得出結論后進行相應的更正。在本次設計和現(xiàn)場的工作中，我也進行了獨立的思慮。下面是我的一些建議，僅供大家參照。電氣控制系統(tǒng)，做完后要為控制系統(tǒng)寫一個簡單的說明書和注意事項，以供廠家在生產(chǎn)時使用。當改造后的系統(tǒng)送到廠家后，要與他們多溝通，接收他們所反響的建議，這樣能夠提升改造的水平。當液壓站上的線接完后再給液壓站供油，若是先供油再接線，這樣在電工操作時會影響他們的工作。不足之處：由于所掌握的知識有限，好多問題沒有解決，致使于機床的加工范圍受限；報警裝置沒有介紹；PLC的擴展部分也沒有考慮等，不足之處有待今后進一步研究解決。參照文件廖常初.PLC基礎及應用.北京：機械工業(yè)初版社，2005.4何衍慶.可編程序控制器原理及應用技巧.北京：化學工業(yè)初版社.2000高安邦等編.新編機床電氣與PLC控制技術.北京：機械工業(yè)初版社，2008鐘肇新.可編程序控制器原理及應用.北京：華南理工大學初版社2001[5]賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護原理.北京：中國電力初版社，2010.6陶權.PLC控制系統(tǒng)設計、安裝與調試.北京：北京理工大學初版社，2011.7黃曉紅.工廠電氣控制與可編程序控制器.北京：中國科學初版社，2003.10Troys,Dougalas.DevelopmentEnvironmentforBatchProcessControlComputersinIndustry,1996,31(1):61-84[9]謝云敏，郭貴中，黨保華主編.電氣與可編程控制技術.上海：上海交通大學初版社，2012[10]曾令宜主編.AutoCAD2008工程繪圖技術訓練教程.北京：高等教育初版社，2009.2[11]張鶴鳴，劉耀元主編.可編程控制器原理及應用教程.北京：北京大學初版社，2007.2李士勇.模糊控制和智能控制理論與應用.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學初版社,1990丁莉主編.溝通與調速技術應用.北京：化學工業(yè)初版社，2006.7鄭華耀主編.檢測技術.北京：機械工業(yè)初版社，2004.7[15]Hogenson,DavidC.FourApproachestoBatchControl.AdvancesinInstrumentationProceeding,1995,48(6):26-28雷冠軍，孔祥偉主編.電氣控制與PLC應用.北京：北京理工大學初版社，2010.2任杰.數(shù)控機床的調試和維修.西安：西安機床廠，2009-12-02丁莉主編.溝通與調速技術應用.北京：化學工業(yè)初版社，2006.7附錄由梯形圖變換成的指令表以下：外文資料翻譯TransformationofmachinetoolMachineToolsOverviewModificationsofmachinetoolistheuseofpreviouslyunusedoldequipment,thenecessarytechnology,tomeetnewProductionfortheneedofatechnicalinnovationmeans.Itisreported,insomedevelopedcountries.Theaverageagelimitcontrolinbetween15-20years,equipment"aging"periodisshorterthan10year.AboveNationaloldmachinemodifiedrateofmorethan80%.Atpresentourcountrymostmanufacturersuseareold.Thereexistobviouslackofpreparation,process,technologytheproblemofaging,butalsoontheoldmachinetoolordeviceadaptedrelatively.Later,thenumberofconversionless.Withtherapiddevelopmentofcomputertechnology,goupcenturyseventytimedeveloptheuseofprogrammablecontroller.PLCautomaticcontrolsystem,isnotaffectedbyenvironmentconditions,highreliability,strongfunction,flexibleandgeneral.Characteristics,bytheindustry'sfavor.PLCtechnologyhasundergoneanunprecedenteddevelopment,andnumericalcontroltechnology,industrialmachine.Forpeopleareknownasthethreepillarsofindustryautomaticcontrol.Modifiedmachineimprovesthemachiningaccuracyandautomationdegree,sothattheproductionefficiencygreatly.Change,whichhastheadvantagesofsmallinvestment,quickeffect,modifiedlessworkload,manufactureandthedebuggingcycleshort,oldequipmentutilizationrate.High,andfutureprocessingofsuchpartscanbeeasilyrestoredtheoriginalmachineworkperformance,tothesmallandmedium-sizedtypeofproductionenterprisesofprocessinghascertainpracticalsignificance.ProgrammablelogiccontrollerProgrammablelogiccontrollerisessentiallyadedicatedtoindustrialcontrolcomputer,thehardwarestructureandmicromachinesimilarto,basicform:Aprogrammablelogiccontroller,powersupplyinthesystemplaysaveryimportantrole.Theabsenceofagood,reliablepowersupplysystemisnotworkingproperly,therefore,programmablelogiccontrollerofthemanufacturersofpowersupplydesignandmanufactureisalsoveryseriously.GeneralACvoltagefluctuationin+10%(+15%)range,cannottakeothermeasureswillbedirectlyconnectedtotheACpowernetworkPLCuptwo,acentralprocessingunit(CPU)centralprocessingunit(CPU)isaprogrammablelogiccontrollercontrolsystem.Accordingtotheprogrammablelogiccontrollersystemtofunctionreceivesandstoresfromtheprogrammertypeduserprogramsanddata;checkthepower,memory,I/Oandwarningtimerstate,andcandiagnosetheuserprogramsyntaxerrors.Whentheprogrammablelogiccontrollerwhenputintooperation,itfirsttoscantheinputdevicereceivingsiteconditionanddata,andseparatelyintheI/Oimagearea,andthenfromtheuserprogrammemoryreadingtheuserprogram,afterthecommandaccordingtotheinstructionperformsalogicalorarithmeticoperationoftheprovisionsoftheresultsintotheI/Oimageordataregister.Alltheuserprogramexecutioniscompleted,theI/Oimageregionsoftheoutputstateoroutputregisterwithinthedatatransmittedtotheoutputdevice,sothecycleoperation,untilthecessationofoperation.Inordertofurtherimprovethereliabilityofprogrammablelogiccontroller,inrecentyearsforlarge-scaleprogrammablelogiccontrollerutilizesdualCPUredundantsystem,orbyusingathreeCPUvotingsystem.Thus,evenifaCPUfailure,thewholesystemcanstilloperatenormally.Inthree,thememorystoragesystemiscalledthesystemprogrammemory.Storagesoftwarememoryknownastheuserprogrammemory.Infour,aninputandoutputinterfacecircuit1theinputinterfacecircuitiscomposedofanopticalcouplingcircuitandcomputerinputinterfacecircuit,roleofprogrammablelogiccontrollerandfieldcontrolinterfaceinputchannel.2liveoutputinterfacecircuitfromtheoutputdataregister,thegatingcircuitandinterruptrequestcircuitintegration,roleofprogrammablelogiccontrollerthroughtheoutputinterfacecircuittothesiteoftheexecutionunitforoutputtingacorrespondingcontrolsignal.Five,functionalmodalssuchascounting,positioningfunctionmodal.Insix,acommunicationmoduleeditorthisparagraphworkingprinciple.Whentheprogrammablelogiccontrollerisputintooperation,itsworkprocessisgenerallydividedintothreestages,programmablelogiccontrollerinputsampling,theuserprogramexecutionandoutputsarefreshinthreestages.Thecompletionofthethreephaseiscalledascancycle.Duringthewholeoperation,programmablelogiccontrollerCPUtocertainscanningspeed,repeattheabovethreestages.Asamplingphase,inputintheinputsamplingphase,theprogrammablelogiccontrollertoscansequentiallyreadsallinputstatesanddata,andplacetheminaI/Oimageareainthecorrespondingunit.Thesamplinginputend,intotheuserprogramexecutionandoutputsarefreshphase.Inthetwostage,eventhoughtheinputstateandthedatachanges,I/Omappingsinunitareacorrespondingtothestateandthedatawillnotchange.Therefore,iftheinputisapulsesignal,thepulsewidthmustbegreaterthanonescanningcycle,toensurethatinanycase,theinputcanberead.Two,theuserprogramexecutionstageintheuserprogramexecutionphase,theprogrammablelogiccontrollerisalwaysintop-downordertoscantheuserprogram(map).Inthescanningeachoftheladderdiagramandladderdiagram,alwaysfirstscanleftbythecontactofthecontrolcircuit,andaccordingtothefirstleft,afterthefirstsequenceofthecontrolcircuitbycontactwiththelogicoperation,thenaccordingtotheresultofthelogicoperation,refreshthelogiccoilinRAMsystemstorageareacorrespondingtoastate;orrefreshtheoutputcoilinI/Oimageareacorrespondingtoastate;ortodeterminewhethertoexecutetheladderdiagramoftheprovisionsofthespecialfunctioninstruction.Namely,whentheuserduringexecutionoftheprogram,onlytheinputpointsinI/Oimageareastateandthedatawillnotchange,whiletheotheroutputpointandsoftequipmentinI/OimageareaorsystemRAMstorageareawithinthestateanddatamayhavechanged,buttheupperladderdiagram,theproceduresfortheimplementationoftheresultsontherowbelowgeneralusethesecoilsordataladderplayarole;instead,therowbelowthetrapezoidalchart,therefreshlogiccoilstateordatacanonlytothenextscancycletorowintheprogramwork.IntheprogramexecutionprocessiftheuseofimmediateI/OinstructioncandirectlyaccesspointI/O.UsingtheI/Oinstructionwords,inputimageregistervalueisnotupdated,programdirectlyfromtheI/Omodulevalue,outputimageregisterwillbeupdatedimmediately,withtheimmediateinputsomedifference.Inthree,theoutputstagewhenscanningtheuserrefreshaftertheprocedure,theprogrammablelogiccontrollertooutputtherefreshphase.Duringthisperiod,CPUaccordingtoI/Oimageareacorrespondingtothestateanddatarefreshalloutputlatchcircuit,theoutputcircuitdrivesthecorrespondingperipheral.Then,istherealoutputofprogrammablelogiccontroller.Editorthisparagraphfeaturesprogrammablelogiccontrollerhasthefollowingcharacteristics.Asystemstructure,flex