1、湖南工學院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 曰T68臥式鏗床電氣控制系統(tǒng)改造為PLC控制的設(shè)計學生姓 名劉輝班級學 號09401040350專業(yè)自動化1.課題學術(shù)和實用意義，國內(nèi)外研究綜述1 課題學術(shù)和實用意義隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，現(xiàn)代加工技術(shù)的迅速提高，對加工機床母機 的要求也是越來越高，數(shù)控機床也應(yīng)勢而生。它的出現(xiàn)，極大的推動 了加工制造業(yè)的進步和發(fā)展雖然數(shù)控機床的優(yōu)越性能得到了人們的 認可，但是其昂貴的價格也讓許多人望而卻步。所以,一種通過改造 現(xiàn)有機床而使其達到更為精密的方法也就出現(xiàn)了。經(jīng)過許多實踐證 明，這種方法是可行、可靠的，并在實踐中取得了很好的經(jīng)濟效益。 機床控制系統(tǒng)的好壞優(yōu)劣，和機床

2、的加工精密度密切相關(guān)，特別是在 PLC應(yīng)用于控制領(lǐng)域后，其優(yōu)越的性能越來越明顯。目前，可編程控制 器PLC已廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)自動控制。尤其在機械加工，機床控制 方面其優(yōu)點更為突出。鋰床是冷加工中實用比較廣泛的一種設(shè)備，它主要用于加工精 度，光潔度要求比較的孔以及各孔間的距離要求比較精密的零件。由 于鋒床運動很多、邏輯控制復(fù)雜、相互連鎖繁多，采用傳統(tǒng)繼電器控 制時，需要繼電器多，接線復(fù)雜，因此使用過程中故障多、維修保養(yǎng) 困難、費時費工。這使得維修費用高，設(shè)備效率低。采用PLC控制， 可大大精簡接線，不但安裝方便，而且工作可靠度高，降低故障率，使 設(shè)備效率明顯提高。T68臥式鋰床其原有控制電路為

3、繼電器控制，觸電多，接線復(fù)雜， 維修保養(yǎng)困難。為了克服以上困難，我們采用PLC控制改造原有的繼 電器控制線路，目的是使機床能快速響應(yīng)，靈活可靠的完成生產(chǎn)任 務(wù)，而使設(shè)備故障率降低。PLC以內(nèi)部的邏輯觸點代替繼電器的機械 觸點來控制機床動作，使得響應(yīng)時間大大縮短，連接快而可靠。而且 邏輯觸點使用壽命相對于機械觸點有大幅增加，可達百萬上千萬次。2o PLC的發(fā)展歷史 在制造工業(yè)和過程工業(yè)中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照 邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制， 及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制 系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM (通用汽車)公司提出取

4、代繼電氣控制 裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技 術(shù)的控制裝置，使得電氣控制功能實現(xiàn)的程序化，這就是第一代可編 程序控制器，英文名字叫Programmable Control I er (PC)。 隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)生,PC的功能越來越強大，其 概念和內(nèi)涵也不斷擴展。 上世紀80年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為PC,為了方 便，也為了反映可編程控制器的功能特點，美國A-B公司將可編程序 控制器定名為可編程序邏輯控制器Program mable Logic Control ler(PLC),并將“PLC“作為其產(chǎn)品的注冊商標。現(xiàn)在，仍常常將PLC簡 稱PC.

5、 上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年 增長率一直保持為3040%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字 運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入 過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS系統(tǒng)。 近年，工業(yè)計算機技術(shù)(IPC)和現(xiàn)場總線技術(shù)(FCS)發(fā)展迅 速，擠占了一部分PLC市場,PLC增長速度出現(xiàn)漸緩的趨勢，但其在工 業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取 代的. 目前，世界上有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，主要 應(yīng)用在汽車、糧食加工、化學/制藥、金屬/礦山、紙漿/造紙等行 業(yè)。3o典

6、型的PLC產(chǎn)品施耐德公司，Quantum、Premium、Momentum 等；羅克韋爾(A一B 公司)，SLC、MicroLogix、ControI Logix 等； 西門子公司.SIMATIC S7-400/300/200 系列；日本歐姆龍、三菱、富士、松下等.4.我國研究PLC現(xiàn)狀國內(nèi)PLC生產(chǎn)廠約30多家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名 牌產(chǎn)品，還有一部分是以仿制、來件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn)。雖然 我國在PLC生產(chǎn)方面比較弱，但在PLC應(yīng)用方面，我國是很活躍的， 近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30多億人民幣， 應(yīng)用的行業(yè)也很廣。在我國，一般按I/O點數(shù)將PLC分為以

7、下級別： 微型:32 I/O小型：256 I/O中型:1024 I/O大型：4096 I/O巨型:8192 I/O在我國應(yīng)用的PLC系統(tǒng)中,I/064點以下PLC銷售額占整個PLC的 47%, 64點256點的占31%,合計占整個PLC銷售額的78%。在我國 應(yīng)用的PLC,幾乎涵蓋了世界所有的品牌，呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢，但 從行業(yè)上分，有各自的勢力范圍。大中型集控系統(tǒng)采用歐美PL,居 多，小型控制系統(tǒng)、機床、設(shè)備單體自動化及OEM產(chǎn)品采用日本的 PLC居多。歐美PLC在網(wǎng)絡(luò)和軟件方面具有優(yōu)勢，而日本PLC在靈活性 和價位方面占優(yōu)勢。我國的PLC供應(yīng)渠道，主要有制造商、分銷商（代理商）、系統(tǒng)集成商

8、、OEM用戶、最終用戶。其中，大部分PLC是 通過分銷商和系統(tǒng)集成商達到最終用戶的。5可編程序控制器PLC技術(shù)的發(fā)展趨勢 可編程序控制器向大型化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展； 可編程序控制器向高性能小型化發(fā)展； 可編程序控制器系統(tǒng)將與智能控制系統(tǒng)更進一步地相互滲透和 結(jié)合； 實現(xiàn)軟、硬件的標準化。2.課題研究的技術(shù)方案和擬解決的關(guān)鍵問題本課題擬采用三菱Fn系列PLC改造T68臥式鋰床原有的繼電器控 制電路根據(jù)原有的繼電器控制電路來設(shè)計PLC控制的梯形圖，以實 現(xiàn)T68臥式鋒床的PLC控制電路的改造。這種方法沒有改變設(shè)備的外 部特性，但卻克服了設(shè)備機械動作中的繼電器動作可靠性低，維修困 難的缺點對于操作人員來說

9、，改造前后操作方法沒有什么區(qū)別，因 此他們不用改變他們長期的操作習慣。而且這種改造方法一般不需要 改動原有的控制面板及其器件，從而大大減小了改造費用和改造工作 量。在原有控制T68臥式鋒床主軸電機正反轉(zhuǎn)的繼電器電路中，設(shè)置 了接線復(fù)雜的連鎖電路，即將某一繼電器的常閉觸點與另一繼電器的 線圈串聯(lián)起來，為的是防止控制主電機正反轉(zhuǎn)的兩個繼電器同時動作 而造成三相短路的問題因此，PLC在梯形圖中也設(shè)置了相應(yīng)的互鎖電 路，但是這樣只能保證PLC輸出端上相對應(yīng)的硬件繼電器不同時動 作。如果因主電路的電流過大或者繼電器質(zhì)量問題，某個繼電器的主 觸點因動作產(chǎn)生的電弧而不能動作，使得線圈斷電后主電路依然接 通，

10、這是如果另外一個繼電器的線圈通電，依然會造成三相短路。這 是本課題的一個重點與難點。為了防止這樣的事情發(fā)生，我們不僅在 PLC梯形圖中有通過軟件互鎖，在外部繼電器電路中也增設(shè)了硬件互 鎖電路。從而進一步提高設(shè)備的可靠性。3o工作進度及具體安排3© 1 -3o 15下達任務(wù)書，制定課題進程計劃。學生收集資料，熟悉設(shè)計課題3. 16-3o 25總體方案的選擇和論證3o 26-4. 1主電路設(shè)計4o 1-4. 10PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計4o 10-4. 18主要參數(shù)計算及元器件選擇4o 19-5.6軟件設(shè)計5.65o 20編寫畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書5o 20-u0 o25 教師評閱設(shè)計（論文），學生進行總結(jié)、準備答辯主要參考文獻1 史國生.電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京：化學工業(yè)出版 社2 鐘肇新，彭侃.可編程控制器原理及應(yīng)用