基于PLC的机加工控制系统的设计与实现

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目前,在自动化领域主要的控制方式有继电器控制、微机控制和PLC控制三种。由于PLC控制系统与继电器控制系统及微机控制系统相比,具有设计、安装、接线、调试工作量小,研制周期短,可靠性高,抗扰能力强,故障率低,对工作环境要求低,维护方便等一系列优点,因此,已成为国内外机加工控制对象的首选控制方案。而继电器控制系统因技术性能差,功能单一,早已在机加工控制对象上淘汰掉了。微机控制系统因抗扰能力较差,对工作环境要求较高,设计研制周期较PLC控制系统长,因此,在机加工控制对象上的应用呈逐年下降的趋势。为机加工控制对象设计研制一个技术性能优良的控制系统,对于提高机加工控制对象的整体技术性能来说具有十分重要的意义。本文正是针对这一课题,选择PLC控制系统作为机加工控制对象的控制方案,这对提升机加工控制对象的整体技术性能可以起到良好的作用。 在基于PLC的机加工控制系统设计中,提出并采用了跳步法,从而大大节省了该系统所需的用于各单机手动和半自动控制的总按钮数及其占用的PLC输入点数,节省了该系统的研制费用,减少了该系统的安装、接线工作量,也为日后对机加工控制对象的操作带来了方便;首次为该系统开发出了一套能使机加工控制对象自动回原点的程序,从而大大方便了对机加工控制对象回原点的操作;并给出了采用跳步法设计时,所需单机手动和半自动控制的总按钮数及其占用的PLC输入点数的计算公式,以及所能节省的按钮数和PLC输入点数的计算公式。设计了基于PLC的机加工控制系统总体方案,给出了软、硬件设计与实现方案。对基于PLC的机加工控制系统中的电机电器控制线路和液压传动PLC控制系统的设计过程作了阐述。在电动机电器控制线路的设计部分,阐述了电动机主电路及其电器控制电路的设计过程,给出了这两个电路的电器元件的选择结果。在液压传动PLC控制系统的设计部分,阐述了PLC I/O接线图的设计过程,给出PLC及其输入/输出元件的选择结果,详细地阐述了PLC用户程序的设计过程,其中包括对公用程序、单机手动程序、单机半自动程序、全机自动/半自动程序、全机自动回原点程序、信号显示与故障报警程序的设计过程的阐述,并给出了上述所有程序的梯形图。最后,在原理设计的基础上,对基于PLC的机加工控制系统进行了工艺设计,并给出了相关的工艺设计图纸。
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