基于PLC數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)設(shè)計（全套）2012本科畢業(yè)設(shè)計
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- 基于PLC數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)設(shè)計（全套）2012本科畢業(yè)設(shè)計課題研究目的和意義
1.1 傳統(tǒng)機(jī)床的PLC改造必然性
20世紀(jì)90年代以前我國生產(chǎn)機(jī)床的電氣控制普遍采用繼電控制，這些機(jī)床現(xiàn)在依然在各企業(yè)中被廣泛應(yīng)用，由于傳統(tǒng)繼電控制系統(tǒng)使用大量的中間繼電器、時間繼電器，控制觸電多，因此電氣控制系統(tǒng)存在一些缺陷：
1、故障率高
2、可靠性差
3、接線復(fù)雜不便維修。
為了提高機(jī)床控制系統(tǒng)的可靠性，降低故障率，提高機(jī)床的加工效益，很多企業(yè)對傳統(tǒng)控制機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造。通常這種改造有PLC改造和數(shù)控改造兩種。[1]機(jī)床的PLC改造和數(shù)控改造不同，PLC改造是使用PLC系統(tǒng)替代原有的繼電控制系統(tǒng)，機(jī)床的操作方式、加工工藝部發(fā)生改變，只是提高系統(tǒng)的可靠性。而數(shù)控技術(shù)改造是在機(jī)床上附加控制裝置和執(zhí)行元件，使用合適的機(jī)床伺服控制和計算機(jī)系統(tǒng)，改變原有機(jī)床加工精度低、加工品種單一等問題，使機(jī)床實現(xiàn)自動化和精密化，提高原機(jī)床的生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度。但是舊機(jī)床存在剛度低、抗震性差等缺點，不易進(jìn)行數(shù)控技術(shù)改造，并且隨著PLC價格的減低，PLC改造的成本也隨之降低，由于改造后的系統(tǒng)故障率低，也降低了維修成本，因此，對傳統(tǒng)控制機(jī)床進(jìn)行PLC改造已經(jīng)成為大多數(shù)企業(yè)的首選。隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國內(nèi)外市場競爭日趨激烈，在機(jī)械制造行業(yè)普遍存在著設(shè)備老化的問題，原有的機(jī)床設(shè)備便的陳舊、落后，已經(jīng)滿足不了產(chǎn)品種類迅速增加和質(zhì)量不斷提高的需求，僅僅購買新設(shè)備，所需資金太大，企業(yè)往往難以承受。為了節(jié)約資金，通過現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行機(jī)床設(shè)備改造，使一些舊設(shè)備能夠達(dá)到生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，繼續(xù)加工出具有競爭力的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品[2]。
1.2 PLC具有的優(yōu)點
在工作原理方面，可編程序控制器采用周期循環(huán)掃描方式，在執(zhí)行用戶程序過程中與外界隔絕，從而大大減小外界干擾；在硬件方面，采用良好的屏蔽措施、對電源及I／O電路多種形式的濾波、CPU電源自動調(diào)整與保護(hù)、CPU與I／O電路之間采用光電隔離、輸出聯(lián)鎖、采用模塊式結(jié)構(gòu)并增加故障顯示電路等措施；在軟件方面，設(shè)置自診斷與信息保護(hù)與恢復(fù)程序。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性[3]。
可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達(dá)30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了[4]。
配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)。PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。
易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎。PLC作為通用工業(yè)控制計算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機(jī)原理和匯編語言的人使用計算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。
系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造。PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及...
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