T68镗床的控制系统的改造
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- T68镗床的控制系统的改造摘 要
目前PC已广泛应用于冶金、化工、轻工、机械、电力、建筑、交通、运输等各行各业。
随着机电一体化的发展，对不系统的可靠性要求愈来愈高。可编程控制器有控制可靠，体积小，功能强，速度快，组态灵活和可扩展的特点而得到广泛的应用。可编程控制器是20世纪60年代末在继电器控制系统的基础上开发出来的。最初叫做可编程逻辑控制器，（programmable logic controller）即PLC。
在我国，PC的应用最近几年发展很快。首当先应用一些大中型现代化工厂的引进工程上，如上海宝山钢铁总厂一、二期工程中就使用了PC达857台。武汉钢铁厂和首都钢铁厂等大型钢铁企业也都使用了许多PC。
在老企业旧设备的技术改造上，PC的应用比较广泛，而且已取得了可喜的经济效益。
PC是专为工业控制设计的控制装置，能适应工业现场的恶劣环境，例如：
电源电压：AC220V±15%。
抗振强度：16.7Hz,3mm双振幅（X、Y、Z三个方向各30min）。
工作温度：0～55℃，有的甚至可以是-10～55℃。
存放温度：-20～60℃。
湿度：35～90%RH无凝结。
关键词 T68式卧式镗床；有限元；PRO/E；PLC；
目 录
前言………………………………………………………………………1
第1章 PLC的介绍 ………………………………………………………5
1.1 PLC的主要功能…………………………………………………6
1.2 PLC的特点………………………………………………………7
1.3 PLC的应用………………………………………………………9
第2章 镗床电气系统及电气原理…………………………………….11
2.3 镗床概述 …………………………………………………….11
2.4 T68卧式镗床的电气控制线路……………………………….12
2.4 T68镗床电器线路的控制原理……………………………….13
第3章 镗床的改造 ……………………………………………………16
3.1 了解情况………………………………………………………16
3.2 确定PLC的输入输出 …………………………………………17
3.3 编制梯形图……………………………………………………17
第4章 梯形图的分析 …………………………………………………21
4.1 正、反转控制…………………………………………………21
4.2 低速的转换……………………………………………………21
4.3 反接制动………………………………………………………21
4.4 点动控制………………………………………………………21
4.5 快移电动机的控制……………………………………………21
结束语 …………………………………………………………………22
参考文献 ………………………………………………………………23
致谢 ……………………………………………………………………24
前 言
可编程序控制器的英文为Programmable Controller，在二十实际七十至八十年代一直简称为PC。由于到90年代，个人计算机发展起来，也简称为PC；加之可编程序的概念所涵盖的范围太大，所以美国AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller），为了方便，仍简称PLC为可编程序控制器。有人把可编程序控制器组成的系统称为PCS可编程序控制系统，强调可编程序控制器生产厂商向人们提供的已是完整的系统了
PLC的发展和市场情况。
1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求，第二年美国数字公司研制出了第一土改可编程序控制器，满足了GM公司装配线的要求。随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有第五代PLC产品了。
在以改变几何形状和机械性能为特征的制造工业和以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征的过程工业中，除了以连续量为主的反馈控制外，特别在制造工业中存在了大量的开关量为主的开环的顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作号按照时序动作；另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制；以及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量的越限报警等状态量为主的——离散量的数据采集监视。由于这些控制和监视的要求，所以PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制为主的产品。在多年的生产实践中，逐渐形成了PLC、DCS与IPC三足鼎立之势，如表1，还有其它的单回路智能式调节器等在市场上占有一定的百分比。
在八十年代至九十年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。由于PLC人机联系处理模拟能力和网络方面功能的进步，挤占了一部分DCS的市场（过程控制）并逐渐垄断了污水处理等行业，但是由于工业PC（IPC）的出现，特别是近年来现场总线技术的发展，IPC和FCS也挤占了一部分PLC市场，所以近年来PLC增长速度总的说是渐缓。目前全世界有200多厂家生产300多品种PLC产品，主要应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。
国内PLC生产厂约三十家，但没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品，还有一部分是以仿制、来件组装或“贴牌”方式生产，因此可以说PLC在我国未形成制造产业。作为原理、技术和工艺均无尖端技术难度的产品，只要努力，是能形成制造产业的。
在PLC应用方面，我国是很活跃的，近年来每年约新投入10万台套PLC产品，年销售额30亿人民币，应用的行业也很广。但是与其它国家相比，在机械加工及生产线方面的应用，还需要加大投入。我国市场上流行的有如下几家PLC产品：
施耐德公司，包括早期天津仪表厂引进莫迪康公司的产品，目前有Quantum、Premium、Momentum等产品；
罗克韦尔公司（包括AB公司）PLC产品，目前有SLC、Micro Logix、Control Logix等产品； 西门子公司的产品，目前有SIMATIC S7-400/300/200系列产品； GE公司的产品；日本欧姆龙、三菱、富士、松下等公司产品。
PLC的市场的潜力是巨大的，不仅在我国，即使在工业发达的日本也有调查表明，PLC配套的机电一体化产品的比例占42%，采用继电器、接触器控制尚有24%。所以说，需要应用PLC的场合还很多，在我国就更是如此了。
从技术创新的角度看，我国大中型企业还要大力发展CIMS，在机械制造厂要形成FMS柔性制造系统，PLC是基础，所以PLC市场是广阔的。
PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久的占有市场的根本原因，我们下面重点阐述几个问题，并研究其发展趋势。
PLC的硬件和软件，PLC在90年代已经形成微、小、中、大、巨型多种PLC。按I/O点数分，可分为：
微型PLC： 32 I/O
小型PLC： 256 I/O
中型PLC：1024 I/O
大型PLC：4096 I/O
巨型PLC：8195 I/O （注：近年来有单机支持300回路和65000点I/O的大型系统）
对应中型PLC以上，均采用16位~32位CPU，微、小型PLC原采用8位CPU，现在根据通讯等方面要求，有的也改用16位~32位CPU。由于I/O 64点以下PLC销售额占整个PLC的47%，64点~256点的占31%，合计位整个PLC销售额的78%，所以对微、小型PLC应多加研究。
PLC控制器本身的硬件采用积木式结构，各厂家产品结构大同小异。以日本欧姆龙C200HE为例，为总线模板框式结构，基本框架（CPU母板）上装有CPU模板，其它槽位装有I/O模板；如果I/O模板多时，可由CPU母板经I/O扩展电缆连接I/O扩展母板，在其上装I/O模板；另一种方法是配备远程I/O从站等。这些都说明了PLC厂家将硬件各部件均向用户开发，便于用户选用，配置成规模不等的PLC，而且这种硬件配置的开放性，为制造商、分销商（代理商）、系统集成商、最终用户带来很多方便，为营销供应链带来很大便利，这是一大成功经验。
PLC内的I/O模板，除一般的DI/DO、AD/DA模板外，还发展了一系列特殊功能的I/O模板，这为PLC用于各行各业打开了出路，如用于条形码识别的ASCII/BASIC模板，用于反馈控制的PID模板，用于运行控制、机械加工的高速计数模板、单轴位置控制模板、双轴位置控制模板、凸轮定位器模板、射频识别接口模板等，这在以后还会有很大发展。另外在输入、输出的相关元件、强干扰场合的输入、输出电隔离、地隔离等方面也会更加完善。
PLC中的CPU与存储器配合，完成控制功能。它与DCS系统处理温度、压力、流量等参数的系统不同，采用快速的巡回扫描周期，一般为0.1~0.2秒，更快的则选用50毫秒或更小的消灭周期。它是一个数字采样控制系统。
为了完成控制策略，为了替代继电器，使用户等完成类似继电器线路的控制系统梯形图，而编制了一套控制算法功能块（或子程序），称为指令系统，固化在存贮器ROM中，用户在编制应用程序时可以调用。指令系统大致可以分为两类，即基本指令和扩展指令。细分一般PLC的指令系统有：基本指令、定时器/计数器指令、移位指令、传送指令、比较指令、转换指令、BCD运算指令、二进制运算指令、增量/减量指令、逻辑运算指令、特殊运算指令等，这些指令多是类似汇编语言。另外PLC还提高了充足的计时器、计数器、内部继电器、寄存器及存贮区等内部资源，为编程带来极大方便。
由于各PLC厂家产品在指令系统上的差异及编程方法上用户要求不同，近年来IEC制订了基于Windows的编程语言标准IEC61131-3（注：1993年IEC颁布可编程序控制器的国际标准IEC1131），它规定了指令表（IL）、梯形图（LD）、顺序功能图（SFC）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）五种编程语言。这包括了文本化编程（IL、ST）和图形编程（LD、FBD）两个方面，而SFC则在两类编程语言中均可使用。IEC技术委员会（TC65）进来开展了IEC61499项目，将IEC61131-3进行了扩展，它是针对通过通信网络互联的模块化分布系统的体系结构的标准，将对IEC61131-3有所改善。这是以数字技术为基础的可编程序逻辑控制装置在高层次上走向开放性的标准化文件，是PLC发展的一大趋势。
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