T6113电气控制系统的设计rxq.docx

第1章 绪论论1.1选选题的目目的和意意义由于现代代加工技技术的日日益提高高，对加加工机床床特别是是工作母母机的要要求也越越来越高高，由此此人们也也将注意意力集中中到机床床上来，数数控技术术是计算算机技术术、信息息技术、现现代控制制技术等等发展的的产物，他他的出现现极大的的推动了了制造业业的进步步机床床的控制制系统的的优劣与与机床的的加工精精度息息息相关，特特别是PPLC广广泛应用用于控制制领域后后，已经经显现出出它的优优越性可编程控制器PLC已广泛应用于各行各业的自动控制在机械加工领域，机床的控制上更显示出其优点由于镗床的运动很多、控制逻辑复杂、相互连锁繁多，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多、接线复杂，因此故障多维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响设备的功效采用PLC控制可使接线大为简化，不但安装十分方便而且工作可靠、降低了故障率、减小了维修量、提高了功效1.2 关于课课题的一一些介绍绍和讨论论1.2..1 设设计目标标、研究究内容和和拟定解解决的关关键问题题完成对TT61113机床床的整个个控制系系统的设设计改造造，控制制核心是是PLCC，并使使其加工工精度进进一步提提高，加加工范围围扩大，控控制更可可靠。

研究内容容：（1） T61113的的电气系系统（PPLC）硬硬件电路路设计和和在机床床上的布布局2） PLCC程序的的编制解决的关关键问题题：PLLC对机机床各个个工作部部分的可可靠控制制 电电气电路路的安全全问题的的解决1.2..2题目目的可行行性分析析虽然目前前数控机机床以其其良好的的加工性性能得到到了人们们的肯定定，但是是其昂贵贵的价格格是一般般用户望望尘莫及及的，所所以改造造现有的的机床以以达到使使用要求求是比较较现实的的，也是是必须的的经过过实践证证明这样样的改造造是可以以满足大大多数情情况下的的精度和和其他加加工要求求，并且且在实践践中已取取得的相相当好的的效益1.2..3本项项目的创创新之处处利用PLLC作为为控制核核心，替替代传统统机床的的继电器器控制，使使得机床床的控制制更加灵灵活可靠靠，减少少了很多多中间的的机械故故障的可可能利利用PLLC的可可编程功功能使得得变换和和改进控控制系统统成为可可能1.2..4设计计产品的的用途和和应用领领域镗床是一一种主要要用镗床床刀在工工件上加加工孔的的机床通通常用于于加工尺尺寸较大大、精度度要求较较高的孔孔特别别是分布布在不同同表面上上、孔距距和位置置精度要要求较高高的孔，如如各种箱箱体，汽汽车发电电机缸体体等零件件的孔。

一一般镗刀刀的旋转转为主运运动，镗镗刀或工工件的移移动为进进给运动动在镗镗床上除除镗孔外外，还可可以进行行铣削、钻钻孔、扩扩孔、铰铰孔、锪锪平面等等工件因因此镗床床的工作作范围较较广它它可以应应用于机机械加工工的各个个领域，但但因其价价格比一一般机床床贵好多多，所以以在比较较大的加加工车间间才可见见到1.3 电电气控制制技术的的发展电气控制制技术是是随着科科学技术术的不断断发展、生生产工艺艺不断提提出新的的要求而而迅速发发展的，从从最早的的手动控控制到自自动控制制，从简简单的控控制设备备到复杂杂的控制制系统，从从有触点点的硬接接线控制制系统到到以计算算机为中中心的存存储系统统现代代电气控控制技术术综合应应用了计计算机、自自动控制制、电子子技术、精精密测量量等许多多先进的的科学技技术成果果作为为生产机机械的电电机拖动动，已由由最早的的采用成成组拖动动方式，发发展到今今天无论论是自动动化功能能还是生生产安全全性方面面都相当当完善的的电气自自动化系系统 继电接接触式控控制系统统主要由由继电器器、接触触器、按按钮、行行程开关关等组成成，其控控制方式式是断续续的，所所以又称称为断续续控制系系统。

由由于这种种系统具具有结构构简单、价价格低廉廉、维护护容易、抗抗干扰能能力强等等优点，至至今仍是是机床和和其他许许多机械械设备广广泛采用用的基本本电气控控制形式式，也是是学习先先进电气气控制的的基础这这种控制制系统的的缺点是是采用固固定的接接线方式式，灵活活性差，工工作频率率低，触触点易损损坏，可可靠性差差 从200世纪330年代代开始，生生产企业业为了提提高生产产率，采采用机械械化流水水作业的的生产方方式，对对不同类类型的产产品分别别组成生生产线随随着产品品类型的的更新换换代，生生产线承承担的加加工对象象也随之之改变，这这就需要要改变控控制程序序，使生生产线的的机械设设备按新新的工艺艺过程运运行，而而继电接接触器控控制系统统采取固固定接线线方式，很很难适应应这个要要求大大型生产产线的控控制系统统使用的的继电器器的数量量很多，这这种有触触点的电电器工作作频率很很低，在在频繁动动作的情情况下寿寿命较短短，从而而造成系系统故障障，使生生产线的的运行可可靠性降降低为为了解决决这个问问题，220世纪纪60年年代初期期利用电电子技术术研制出出矩阵式式顺序控控制器和和晶体管管逻辑控控制系统统来代替替继电接接触式控控制系统统。

对复复杂的自自动控制制系统则则采用计计算机控控制，由由于这些些控制装装置本身身存在不不足，因因此均未未能获得得广泛应应用119688年美国国最大的的汽车制制造商通通用汽车车（GMM）公司司，为适适应汽车车型号不不断更新新，提出出把计算算机的完完备功能能以及灵灵活性、通通用性好好等优点点和继电电接触器器控制系系统的简简单易懂懂、操作作方便、价价格低等等优点结结合起来来，做成成一种能能适应工工作环境境的通用用控制装装置，并并把编程程方法输输入方法法简化美美国数字字设备公公司（DDEC）于于19669年率率先研制制出第一一台可编编程控制制器（简简称PLLC），并并在通用用汽车公公司的自自动装配配线上试试用获得得成功从从此以后后，许多多国家的的著名厂厂商竟相相研制，各各自成为为系列，而而且品种种更新很很快，功功能不断断增强，从从最初的的逻辑控控制为主主发展到到能进行行模拟量量控制，具具有数字字运算、数数据处理理和通信信联网等等多种功功能PPLC另另一个突突出的优优点是可可靠性很很高，平平均无故故障运行行可达110万小小时以上上，可以以大大减减少设备备维修费费用和停停产造成成的经济济损失当当前PLLC已经经成为电电气自动动化控制制系统中中应用最最广泛的的核心控控制装置置。

电气控控制技术术的发展展始终是是伴随着着社会生生产规模模的扩大大，生产产水平的的提高而而前进的的电气气控制技技术的进进步反过过来又促促进了社社会生产产力的进进一步提提高同同时，电电气控制制技术又又是与微微电子技技术、电电力电子子技术、检检测传感感技术、机机械制造造技术等等紧密联联系在一一起的221世纪纪电气控控制技术术必将给给人类带带来更加加繁荣的的明天1.4 PLCC的发展展史、优优势及特特点1.4..1 发展史史可编程控控制器PPLC诞诞生之前前，工业业电气控控制主要要使用低低压电器器构成的的继电接接触器电电路，它它是以接接线逻辑辑实现控控制功能能的这这样的控控制设备备一经生生产出来来，功能能就固定定了，若若要改变变就必须须改变控控制器内内部的硬硬件接线线，使用用起来不不灵活，也也很麻烦烦19968年年，美国国最大的的汽车制制造商———通用用汽车公公司（GGM）为为了适应应生产工工艺不断断更新的的需要，要要寻找一一种比继继电器更更可靠，功功能更齐齐全，响响应速度度更快的的新型工工业控制制器，并并从用户户角度提提出了新新一代控控制器应应具备的的十大条条件，立立即引起起了开发发热潮。

19699年，美美国数字字设备公公司（DDEC）研研制出了了第一台台可编程程控制器器PDPP——144，在美美国通用用汽车公公司的生生产线上上适用成成功，并并取得了了满意的的效果，可可编程控控制器由由此诞生生可编程控控制器自自问世以以来，发发展极为为迅速119711年，日日本开始始生产可可编程控控制器，119733年，欧欧洲开始始生产可可编程控控制器，到到现在，世世界各国国的一些些著名的的电器工工厂几乎乎都在生生产可编编程控制制器可可编程控控制器已已作为一一个独立立的工业业设备被被列入生生产中，成成为当代代电控装装置的主主导早期的可可编程控控制器主主要由分分立元件件和中小小规模集集成电路路组成，它它采用了了一些计计算机技技术，但但简化了了计算机机的内部部电路，对对工业现现场环境境适应性性较好，指指令系统统简单，一一般只具具有逻辑辑计算的的功能随随着微电电子技术术和集成成电路的的发展，特特别是微微处理器器和微计计算机的的迅速发发展，在在20世世纪700年代中中期，美美、日、德德等国的的一些厂厂家在可可编程控控制器中中开始更更多地引引入微机机技术，微微处理器器及其他他大规模模集成电电路芯片片成为其其核心部部件，使使可编程程控制器器具有了了自诊断断功能，可可靠性有有了大幅幅提高，性性能价格格比产生生了新的的突破。

到到20世世纪800年代，可可编程控控制器都都采用了了微处理理器（CCPU）、只只读存储储器（RROM）、随随机存储储器（RRAM）或或是单片片机作为为其核心心，处理理速度大大大提高高，不仅仅增加了了多种特特殊功能能，体积积还进一一步缩小小200世纪990年代代末，PPLC几几乎完全全计算机机化，其其速度更更快，各各种智能能模块不不断被开开发出来来，使其其不断地地扩展着着它在各各类工业业控制中中的作用用现在，PPLC不不仅能进进行逻辑辑控制，在在模拟量量闭环控控制、数数字量的的智能控控制、数数据采集集、监控控、通信信联网及及集散控控制系统统等各方方面都得得到了广广泛应用用如今今，大、中中型，甚甚至小型型PLCC都配有有A/DD、D//A转换换及算术术运算功功能，有有的还具具有PIID功能能这些些功能使使PLCC在模拟拟量闭环环控制、运运动控制制、速度度控制等等方面具具有了硬硬件基础础；许多多PLCC具有输输出和接接收高速速脉冲的的功能，配配合相应应的传感感器及伺伺服设备备，PLLC可实实现数字字量的智智能控制制；PLLC配合合可编程程终端设设备，可可实时显显示采集集到的现现场数据据及分析析结果，为为系统分分析、研研究工作作提供依依据，利利用PLLC的自自检信号号还可以以实现系系统监控控；PLLC具有有较强有有利的通通信功能能，可以以与计算算机或其其他智能能装置进进行通讯讯及联网网，从而而能方便便地实现现集散控控制。

功功能完备备的PLLC不仅仅能满足足控制要要求，还还能满足足现代化化大生产产管理的的需要近年来，可可编程控控制器的的发展更更为迅速速展望望未来，可可编程控控制器在在规模和和功能上上将向两两大方向向发展：：一是大大型可编编程控制制器向高高速、大大容量和和高性能能方向发发展；二二是发展展简易经经济的超超小型可可编程控控制器，以以适应单单机控制制及小型型自动化化设备的的需要另另外，不不断增强强PLCC工业过过程控制制的功能能（模拟拟量控制制能力），研研制采用用工业标标准总线线，使同同一工业业控制系系统中能能连接不不同的控控制设备备，增强强可编程程控制器器的联网网通信功功能，便便于分散散系统与与集中控控制的实实现，大大力开发发智能II/O模模块、增增强可编编程控制制器的功功能等也也具有重重要意义义1.4..2PLLC的优优势和特特点1.可靠靠性高，抗抗干扰能能力强高可靠性性往往是是用户选选择控制制装置的的首要条条件在在继电器器接触器器控制系系统中，由由于器件件的老化化、脱焊焊、触点点的抖动动以及触触点电弧弧等现象象大大降降低了系系统的可可靠性而而在PLLC系统统中，大大量的开开关动作作是由无无触点的的半导体体电路来来完成的的，加上上PLCC充分考考虑了工工业生产产环境电电磁、粉粉尘、温温度等各各种干扰扰，在硬硬件和软软件上采采取。