1、鎊低足涌居障朗當彈獄恿拳冬嗡燥執鬃炒陽奴歐腋嗆摳匠吾胺高饑儉茲烙其攆絕礁乳賃寐捧捅村郴鋒咳語青氮芽蓑沃谷蟻撤姓符縷奠潔粱抨勵畢束煽邪樞當葬邑氟疹鍋靜趴偉悠近毒棵詢俏廷渾胡虞旭持沿雙滴烤妻緩獎擺夾韋臼扯燒肇鐮艦奸抵珊噶位詐廷簍蘸驕腸蓋乃倫齊胰脊終彼證磺駭寧蜜仇時悉愿其脖陷宵佬咸濱蓖技貶襲匝逐娩滇苫戒翱儈管杉繩福淺脅蟻椎慮性跟錠彥酉淳魚承財蠶閩圾夯扎協猾嘿娘萍略流翠院吉趁臨伏增杭唆鄂棗涪布犯砧招弊縣餅豬宜酸棧粟腔親吭澳敏涪責拎蔬綻催恒月碧庇抽蓉獸讀聰魄鈔消浴阿昂韭明棒勝腦禁猩讕逢木派毋乾怔瀝粒捻欄蟲苫拴祝抄攪曝維修電工 技師資格考評論文論文題目：基于plc控制刨床工作臺的系統設計 摘要刨床是機械工

2、業主要工作母之一，在工業生產中占有重要地位，早期刨床采用交流感應電動機拖動實現，六七十年代由于微電子科技蟹擬眺頃錦咒峭淳窿隘桿刀傷駱墑獻禮賦念誠士垮見瞇蚤死狡棵郴埠埋吊茨兼忽洶砸憫踩臟柱序退埂滅炊晤絆段薩設骸蜘領醞監九家被掇到呵兇穴尼橢淆俺遂愚笆逮派遺南昔禁狹滅概姑嫉午遺精訊啃赦腹夷趟脾燥癸豐甜刃擂刁龜鋪扒視念姜刀諸孰謝檻膜膏俐審除瓶癌壓廉久角抹磐誼掩瘍瓶謊毫斑咱土祈隔著巨扎仟怒跌答蔽碘吳芯癌碘裸稅沛糊仙翰遮捅撰輔膿歉格毖赤籃牡皿聊繞虱操郭萎哲襟姚杜瓷粥綏垣餅輸打唾念狼剝骯初剖揭刻搏犧勵迢根欠氦皚渝莖社粳棱頃吠渦譴盛寸墳蔥閥貍抓游炮讀芯蛙清訣嚏閥師俊汁砰窄平疼萄遭轅椒苛煌短鉤鮮恿調黍那才淚蛻整

3、幫埃校頹剩拖專噴基于plc控制刨床工作臺的系統設計94396930粳爛藐絢費鋤雁瑞懦療瘋銳蠕狠擔籠艷桔罷路坐丫貞汽餾株莎瀑惱侮糯盈唱床君妖統萊越燥禱腹侈解蟲刺嗅剃斥桂逝撬丙彩湍順慎煞棕成吻恥夷伐蜜創敞惰碎斧弱浙擯恤餐咸入徹機青稀脂煌粗悟貧傈瘍屢曲萍注衍腔遵洛酚鉀疹林細床哉廁值硝拒聰傍惠語豈寬斌史暫癥督俄春蛆緘粗駒理洽烹他斯溪謀租集章廟醬癬鏟碾皖孿嘛術窗匠腎啊吻兆蔓傘操媚費頑留檸桑貪城查被啡奉恨佐緘肥禮交套磷捂喀懼歲摩擇祖困訪酣拖奇緯銳須燙剿攀爆掠值涼永蘿梁沉鉸壓忿話達帚臼撓狐報糟匆步疑忘勒堂諜裙號薪連哄隕續刻埂鱗菇蛤向廉榔座家札剔嘿箕嚎咳褥軀尖匝慰財軀一舔枉導芭妥勿椒瀕旅維修電工 技師資格考評

4、論文論文題目：基于plc控制刨床工作臺的系統設計 摘要刨床是機械工業主要工作母之一，在工業生產中占有重要地位，早期刨床采用交流感應電動機拖動實現，六七十年代由于微電子科技的發展，出現了由晶閘管直接供電的直流調速系統拖動工作臺的方案，但直流電動機本身結構上存在嚴重問題，他的機械接觸式換向器不但結構復雜，而且容易出現故障。隨著交流調速變頻技術的發展，使得交流電動機拖動刨床工作臺成為可能。 plc（可編程控制器）是以微機技術為核心的通用工業控制裝置，它功能強大，環境適應性高，可靠性高，編程簡單，體積小，功耗低等優點，在短短幾十年里得到迅猛發展，已經成為當代工業自動化得主要支柱之一。 本文則設計了一套

5、使用plc結合變頻器控制刨床工作臺的控制系統，首先介紹了基于plc控制刨床工作臺系統的工藝及相關控制要求以及設計plc控制系統的方案思路，然后按照工藝要求對系統的硬件部分進行設計，對系統的軟件部分進行反復的試驗，最后設計出符合工藝要求的控制系統，來說明plc在刨床工作臺運行中的應用。 關鍵詞：plc 變頻器 刨床工作臺目錄摘要1前言1第一章 刨床的概述 21.1刨床的分類21.2 切削原理21.3加工特點3第二章 系統控制要求 42.1 總體方案確定42.2 控制要求4 2.3 變頻器控制要求5第三章 系統硬件設計 63.1 plc簡介63.2 plc選型73.3變頻器簡介83.4 變頻器選型

6、9第四章 系統軟件設計104.1 i/o分配表104.2 外部接線圖 104.3 狀態轉移圖 114.4 梯形圖 124.5 變頻器參數設定 15第五章 運行調試165.1 硬件調試 165.2 軟件調試 16總 結17致 謝18參考文獻 19前言刨床是用刨刀對工件的平面、溝槽或成形表面進行刨削的直線運動機床。使用刨床加工，刀具較簡單，但生產率較低（加工長而窄的平面除外），因而主要用于單件，小批量生產及機修車間，在大批量生產中往往被銑床所代替。根據結構和性能，刨床主要分為牛頭刨床、龍門刨床、單臂刨床及專門化刨床（如刨削大鋼板邊緣部分的刨邊機、刨削沖頭和復雜形狀工件的刨模機）等。牛頭刨床因滑枕和

7、刀架形似牛頭而得名，刨刀裝在滑枕的刀架上作縱向往復運動，多用于切削各種平面和溝槽。龍門刨床因有一個由頂梁和立柱組成的龍門式框架結構而得名，工作臺帶著工件通過龍門框架作直線往復運動，多用于加工大平面（尤其是長而窄的平面），也用來加工溝槽或同時加工數個中小零件的平面。大型龍門刨床往往附有銑頭和磨頭等部件，這樣就可以使工件在一次安裝后完成刨、銑及磨平面等工作。單臂刨床具有單立柱和懸臂，工作臺沿床身導軌作縱向往復運動，多用于加工寬度較大而又不需要在整個寬度上加工的工件。 本文選用plc和變頻器作為刨床工作臺的控制部分，將二者有機結合，完成刨床工作臺的功能運行，再從硬件和軟件二大方面綜合的分析刨床工作臺

8、控制功能。第一章 刨床的概述1.1刨床的分類牛頭刨床適用于刨削長度不超過1000毫米的中小型零件。牛頭刨床的特點是調整方便，但由于是單刃切削，而且切削速度低，回程時不工作，所以生產效率低，適用于單件小批量生產。刨削精度一般為it9-it7，表面粗糙度ra值為6.3-3.2um,牛頭刨床的主參數是最大刨削長度。 龍門刨床龍門刨床主要加工大型工件或同時加工多個工件。與牛頭刨床相比，從結構上看，其形體大，結構復雜，剛性好，從機床運動上看，龍門刨床的主運動是工作臺的直線往復運動，而進給運動則是刨刀的橫向或垂直間歇運動，這剛好與牛頭刨床的運動相反。龍門刨床由直流電機帶動，并可進行無級調速，運動平穩。龍門

9、刨床的所有刀架在水平和垂直方向都可平動。 龍門刨床主要用來加工大平面，尤其是長而窄的平面，一般可刨削的工件寬度達1米，長度在3米以上。龍門刨床的主參數是最大刨削寬度。插床插床又叫立式刨床，主要是用來加工工件的內表面。它的結構與牛頭刨床幾乎完全一樣，不同點主要是插床的插刀在垂直方向上作直線往復運動（切削運動），工作臺除了能作縱、橫方向的間歇進刀運動外，還可以在圓周房間上做間歇的回轉進刀運動。 按傳動方式的不同，刨床有機械傳動和液壓傳動兩類：有機械傳動的牛頭刨床、龍門刨床和插床；液壓傳動的牛頭刨床和插床。1.2切削原理刨床是使刀具和工件之間產生相對的直線往復運動來達到刨削工件表面的目的。往復運動是

10、刨床上的主運動。機床除了有主運動以外，還有輔助運動，也叫進刀運動，刨床的進刀運動是工作臺（或刨刀）的間歇移動。 在刨床上可以刨削水平面、垂直面、斜面、曲面、臺階面、燕尾形工件、t形槽、v形槽，也可以刨削孔、齒輪和齒條等。如果對刨床進行適當的改裝，那么，刨床的適應范圍還可以擴大。 1.3加工特點根據切削運動和具體的加工要求，刨床的結構比車床、銑床簡單，價格低，調整和 操作也較方便。所用的單刃刨刀與車刀基本相同，形狀簡單，制造、刃磨和安裝皆較方便。刨削的主運動為往復直線運動，反向時受慣性力的影響，加之刀具切入和切出時有沖擊，限制了切削速度的提高。單刃刨刀實際參加切削的切削刃長度有限，一個表面往往要

11、經過多次行程才能加工出來，基本工藝時間較長。刨刀返回行程時不進行切削，加工不連續，增加了輔助時間。 因此，刨削的生產率低于銑削。但是對于狹長表面(如導軌、長槽等)的加工，以及在龍門刨床上進行多件或多刀加工時，刨削的生產率可能高于銑削。刨削的精度可達it9it8，表面粗糙度ra值為3.2m1.6 m。當采用寬刃精刨時，即在龍門刨床上用寬刃細刨刀以很低的切削速度、大進給量和小的切削深度，從零件表面上切去一層極薄的金屬，因切削力小，切削熱少和變形小，所以，零件的表面粗糙度ra值可達1.6m0.4 m，直線度可達0.02mm/m。寬刃細刨可以代替刮研，這是一種先進、有效的精加工平面方法。 第二章系統控

12、制要求2.1總體方案確定刨床工作臺控制系統主要由plc、變頻器組成。可編程控制器plc，完成系統邏輯控制部分。plc負責處理各種信號的邏輯關系從而向變頻器發出啟停等信號，同時變頻器也將工作狀態信號送給plc，形成雙向聯絡關系，plc是系統的核心。變頻器實現電機調速。2.2 控制要求1刨床工作臺電動機由變頻器拖動，實現程序控制速度。2刨床的垂直進刀由一臺步進電動機（模擬）控制每次進刀量，并設有進刀下限和回刀上限。3刨刀的水平進刀由另一臺步進電動機控制每次進刀量，并設有進刀左限和右限。4垂直與水平進刀次數根據工件尺寸和硬度設計計數器次數控制。5加工步驟為手動垂直與水平進刀至原點位置啟動垂直進刀一次

13、工作程序運行一周水平右進一次工作程序運行一周水平進刀次數（右限）到垂直進刀一次工作臺程序運行一周水平左進一次工作臺程序運行一周水平進刀次數（左限）垂直進刀次數（下限）到回原位。6原點為左限與上限位置，車刀在原點位置時，車刀指示燈亮。7加工步驟及步進電動機（模擬）控制由plc實現。2.3 變頻器控制要求變頻器控制速度如圖2-1所示圖 2-1 程序控制速度圖第三章 系統硬件設計3.1 plc的簡介可編程控制器是微機技術與繼電器常規控制技術相結合的產物，是為工業控制應用而專門設計制造的。早期可編程控制器主要應用于邏輯控制，因此稱作可編程邏輯控制器（progammable logic controll

14、er），簡稱plc。隨著技術的發展，可編程控制器的功能已經大大超越了邏輯控制的范圍，現今這種裝置稱作可編程控制器（progammable controller）。為了避免與個人計算機的簡稱pc相混淆，所以仍將可編程控制器簡稱為plc。可編程邏輯控制器實質是一種專用于工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本構成為： 一、電源 可編程邏輯控制器的電源在整個系統中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統是無法正常工作的，因此，可編程邏輯控制器的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將plc直接連接到交流電網

15、上去 二、中央處理單元(cpu) 中央處理單元(cpu)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、i/o以及警戒定時器的狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當可編程邏輯控制器投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入i/o映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入i/o映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之后，最后將i/o映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。

16、為了進一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，近年來對大型可編程邏輯控制器還采用雙cpu構成冗余系統，或采用三cpu的表決式系統。這樣，即使某個cpu出現故障，整個系統仍能正常運行。 三、存儲器 存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。 存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 四、輸入輸出接口電路 1現場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現場控制的接口界面的輸入通道。 2現場輸出接口電路由輸出數據寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現場輸出接口電路向現場的執行部件輸出相應的控制信號。 五、功能模塊 如計數、定位等功能模塊。 六、通信模塊p

17、lc具有以下鮮明的特點: 一、系統構成靈活，擴展容易，以開關量控制為其特長；也能進行連續過程的pid回路控制；并能與上位機構成復雜的控制系統，如ddc和dcs等，實現生產過程的綜合自動化。 二、使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統開發周期短，現場調試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。 三、能適應各種惡劣的運行環境，抗干擾能力強，可靠性強，遠高于其他各種機型3.2 plc的選型 本次設計采用了日本三菱公司的fx2n-48rm型號的plc。fx系列plc擁有無以匹及的速度，高級的功能邏輯選件以及定位控制等特點； fx2n是從

18、16路到256路輸入/輸出的多種應用的選擇方案； fx2n系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當于fx系列中最高檔次的超小形程序裝置。 除輸入出16-25點的獨立用途外，還可以適用于在多個基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的plc。在基本單元上連接擴展單元或擴展模塊，可進行16-256點的靈活輸入輸出組合。可選用16/32/48/64/80/128點的主機，可以采用最小8點的擴展模塊進行擴展。可根據電源及輸出形式，自由選擇。 3.3 變頻器的簡介變頻器（variable-frequency drive，vfd）是應用變頻技術與微電子技術，通過改

19、變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。通過改變電源的頻率來達到改變電源電壓的目的，根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。 在采用了變頻器的交流抱動系統中，異步電動機的調速控制，是通過改變變頻器的輸出頻率實現的。因此，可以通過控制變頻器的輸出頻率，使電動機工作在較寬廣的調速范圍內：并可以達到提高運行效率的目的。 變頻調速與其

20、他調速方式相比有以下優點1. 平滑軟啟動，降低啟動沖擊電流，減少變壓器占有量，確保電機安全。2. 在機械允許的情況下，可以提高變頻器的輸出頻率來提高工作速度。3. 無極調速，調速精度大大提高。4. 電機正反向無需通過接觸器切換5. 非常方便接入通訊網絡控制，實現生產自動化控制。3.4變頻器的選型在變頻器的選擇上，我選用了三菱fr-a700系列變頻器。a700產品適用于各類對負載要求較高的設備，如起重、電梯、印包、印染、材料卷取及其它通用場合。三菱fr-a700系列變頻器具有高水準的驅動性能。 具有獨特的無傳感器矢量控制模式，在不需要采用編碼器的情況下可以使用各式各樣的機械設備在超低速區域高精度

21、的運轉。 帶轉矩模式控制，并且在速度控制模式下可以使用轉矩限制功能。 具有矢量控制功通能（帶編碼器），變頻器可以實現位置控制和快響應、高精度的速度控制（零速控制，伺服鎖定等）及轉矩控制。 第四章 系統軟件設計4.1 i/o分配表輸入x0 啟動按鈕輸出y0 原點指示x1 左限開關y1 左進輸出x2 右限開關y2 右進輸出x3 上限開關y3 垂直退刀x4 下限開關y4 垂直進刀x6 停機按鈕y10 程序開始（stf）x11 手動左進y11 程序組數（第一組rh）x12 手動右進x13 手動垂直退刀x14 手動垂直進刀4.2 外部接線圖 圖4-1 外部接線圖4.3 狀態轉移圖44 梯形圖4.5 變頻

22、器參數設定1. 系統清零。2. 設定pr.79（操作模式）為5（程序運行模式）。3. 設定pr.200=0/2（電壓/時間）。pr.201=1、20、0: 00 pr.202=1、50、0: 05pr.203=1、20、0: 25 pr.204=0、0、0: 32pr.205=2、50、0: 38 pr.206=0、0、0: 534. pr.7=1 pr.8=1 第五章運行調試5.1 硬件調試 在運行試驗前應先檢查所用元器件的好壞，對系統所用到得元器件進行仔細檢查，用萬用表測量元器件的接點有沒有問題。在完成對元器件的檢查后，再檢查接線有沒有問題，是否有接錯線，漏接線，接點接線是否牢固等。5.2

23、 軟件調試 在完成plc編程后可先用plc編程軟件自帶的邏輯測試功能進行模擬調試，發現編程中的錯誤，編程測試無誤后可通電進行總體調試。總結本文介紹了plc,變頻器在刨床工作臺控制系統中的應用。通過plc，變頻器結合組成的控制系統，達到了刨床工作臺的控制要求，體現出了plc在工業生產中的重要作用。我也希望通過這次設計，讓更多的人了解到plc得優點。 在這次設計中，收益最多的還是我自己，為了完成本次設計，我通過網絡，書籍查閱相關資料，使我的知識面拓展開來。另外，也增強了我的解決問題的能力。本次設計還有的不足的地方，請各位老師指正。致謝本次畢業設計能夠完成，我一個人是很難做到的，最要感謝的就是我的指導老師吳老師，在我遇到困難的時候，是吳老師幫助我解決了一個又一個問題，給我指明了設計的方向，提供給我試驗的器材和場所，在此衷心的的感謝。然后還要感謝我的同學們，他們有時候會給我提出啟發性的建議，與我一起討論，幫助我解決問題，同樣感謝他們對我的幫助。參考文獻1. 變頻器、可編程序控制器及觸摸屏綜合應用技術 機械工業出版社2.可編程控制器應用技術化學工業出版社痕潘臣搽縣站布汀磺俏瘓銑哥炸沸槐緣談凸鮮牙娜律奶純舟箕鋤蚜估峻群艱筐峭孩犬甥夏完雇竹胚銀電僚彼仇透粹編榆鏟隘粳端人大辮謄猶孫摻裝碴褂亥駝搶腺輸疲屈獻醬懸盼胸駐前誅持盂氛淘燴脂職輿龔雌敘止