机电一体化毕业设计（论文）普通车床电气控制系统改造.doc

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1、 沧州职业技术学院毕业论文普通车床电气控制系统改造2011 届 电气工程系专 业 机电一体化学 号 90 学生姓名 指导教师 完成日期 2011年12 月 30日毕业设计评语及成绩学生姓名张双丰专业机电班级机电0902学号90毕业设计题目基于PLC的C650普通车床电气控制系统改造指导教师姓名王蕴岭指导教师职称副教授指导教师评语：答辩小组意见：答辩小组组长签字： 年 月 日成绩：系主任签字： 年 月 日毕业设计任务书题目基于PLC的C650普通车床电气控制系统改造专业机电一体化班级机电0902学生姓名张双丰所在系电气 工程系导师 姓名王蕴岭导师职称副教授一、设计内容将普通机床改造成用可编程控制

2、器PLC控制的机床，是一个新的课题。本文使用欧姆龙公司的PLC在普通车床C650改造中的应用，给出了C650车床电气控制的软、硬件设计。利用可编程控制器PLC灵活编程及控制的功能，提高生产效率，保证产品的合格率。二、基本要求1.分析C650卧式普通车床的工作原理；2.介绍部分PLC的型号并分析PLC的工作方式；3.分析PLC对C650卧式普通车床进行改造的硬件电路；4.设计PLC对C650卧式普通车床进行控制的软件程序；5.进行调试,找出问题,并改进设计；6.撰写毕业设计说明书；7.提交设计说明书并接受老师的答辩。三、应收集的资料及参考文献1、张毅坤，陈善有，单片微型计算机原理及应用，2005

3、史国生.电器控制与可编程控制器技术M化学工业出版社，20042、齐占庆.机床电气自动控制M机械工业出版社，19873、常斗南.可编程序控制器M北京：机械工业出版社,2005.2 4、夏国伟.机床电气与维修M陕西科学技术出版社，19805、夏路易，电路原路图与电路设计教程Protel99SEM,北京希望电子出版社，2002四、进度计划方案制定1、分析任务2天2、资讯3、初步确定设计方案，进行论证4、确定设计方案，绘制系统框图5、编写方案实施计划书方案实施1、绘制电路原理图、布局图和接线图10天2、制作焊接硬件电路3、测试调试硬件电路4、绘制零件图、装配图，编制加工程序6、编制系统程序7、机电系统

4、组合调试8、机动综合评价1、功能测试，分析数据3天2、制作PPT编制设计报告3、答辩教研室主任签字时间年 月 日毕业设计开题报告题目基于PLC的C650普通车床电气控制系统改造专业机电班级机电0902班学生姓名张双丰一、文献综述传统的继电器接触器控制系统由于其结构简单、容易掌握、价格便宜，在一定的范围内能满足控制要求，因而使用面甚广，在工业控制领域中曾占主导地位，但是继电器接触器控制有着明显的缺点：设备体积大、寿命短、可靠性差、动作速度慢、功能少、程序不可变；因此对于程序固定，控制过程不太复杂的系统还是适合的。但是由于它是靠硬连线逻辑构成的系统，接线复杂，所以当生产工艺或对象改变时，原有的接线

5、和控制柜就要改接或更改，通用性和灵活性较差。但可编程序控制器（PC）以其完善的功能，很强的通用性，体积少及高可靠性等特点在各工矿企业得到广泛的应用。在工厂自动化系统中，PC被广泛采用为核心的控制器件。它既可组成功能齐全的自控系统控制整个工厂的运行，亦可单独使用作单机自动控制。它还是继电器控制柜的理想替代物。在生产工艺控制、过程控制、机床控制、组合机床自动控制等场合，PC占有举足轻重的地位。特别是在数控机床及大量的机床改造和老设备改造中，PC应用极广。二、研究内容主电动机M1（30KW）：由它完成主运动的驱动。要求：直接起动连续运行方式并有点动功能以便调整；能正反转以满足螺纹加工需要。冷却电动机

6、M2：用以加工时提供冷却液，采用直接起动、单向运行、连续工作方式。快速移动电动机M3：单向点动、短时工作方式。要求有局部照明。三、研究方案（1）收集C650型卧式车床的相关资料，分析其工作过程。（2）设计机床电气控制系统，分析电气控制电路工作过程。（3）选择PLC型号，设计PLC控制系统输入输出接线图、梯形图。（4）完成电气元件选择、列出元件清单。摘要面对我国经济近年来的快速发展，机械制造工业的壮大，在国民经济中占重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。制造装备的改进，使得作为工业重要设备的各类机械工艺装备也有了许多新的变化，尤其是金属切削机械产品，其在今天机械产品的地位越来越重要。传统的制造

7、装备由于技术落后、可靠性差、工作效率低、故障率高、故障诊断和排除困难，已严重影响企业的生产效率。因此，更新改造旧机床等制造装备很有必要。更新改造旧机床是最近几年发展起来的一个新兴产业，在国外己形成一定规模和市场，涌现出了许多专门从事机床改造的公司。国外旧机床改造费用大约为同类型新机床价格的60%，尽管费用较高，但由于机床改造后使用效果好，所以仍然受到机床用户的欢迎。此次更新改造设计是对C650卧式车床的控制系统的PLC控制改造的研究设计。采用连线少、体积小、功耗小、控制速度快、可靠性高、功能完善的PLC控制系统，来代替电气控制系统中继电器控制逻辑，配以合适的数控装置，可使机床控制功能更加丰富，

8、自动化水平大大提高。此次设计从被控对象的I/O点数和性价比高、综合成本低这几个主要原则出发，主要进行了控制装置选型， PLC的地址分配和用梯形图编辑的PLC控制程序设计。目录前言1第1章 C650卧式车床31.1 C650卧式车床的主要结构31.2 C650卧式车床的控制要求41.3 C650电气原理图分析52.4 C650卧式车床的控制方式及其优缺点7第3章 PLC控制的设计83.1 PLC的选型83.1.1 I/0点数的统计83.1.2 部分PLC的型号93.2 I/O分配表103.3 PLC控制系统外部接线图的设计113.3 PLC的内部工作方式113.4 PLC的应用133.4 梯形图

9、设计153.4.1点动及正反转的设计153.4.2 冷却泵的设计163.4.3快速走刀设计163.4.4结论173.5 指令表18第4章 调试19总结20参考文献21致谢22前言随着科学生产力的发展，机床设备数控化率的提高已是衡量一个国家机械制造业现代化水平的重要标志。据最近有关资料表明，我国机床总量为380余万台，其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率还不到3%，而一些发达国家早己达到20%以上。因此，我国机械制造水平与发达国家相比差距很大，设备陈旧，技术水平落后，严重地影响了生产力的发展。对于一个企业要想在竞争激烈的市场中赢得生存，适应当前产品更新日新月异的发展，要求在最短

10、时间生产出优质、高产、低价的新产品。采用先进的工艺设备，包括采用数控机床，已显得越来越重要。因此，逐步提高数控机床的占有比，己经成为我国制造技术发展的总趋势。提高机床数控化率有两个途径:一是购买新的数控机床;二是对旧机床进行数控改造。这对于我国一个机床拥有量极大(其中大部分机床役龄较长)，而当前经济财力又不足的发展中国家来说，采用旧机床改造来提高设备的先进性和数控化率，是一个极其有效和实用的途径.即使在发达的工业国家，在大量制造数控机床的同时，也在组建维修改造专业公司，专门从事旧机床的维修和数控化改造，尤其在美国、日本和德国等发达国家机床工业处于不景气的今天，它们的机床改造却是为新的经济增长行

11、业，生意盎然，处在黄金时代。用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新行业。在美国，机床改造业称为机床再生(Remanufacturing)业。从事再生业的著名公司有:Bertsche工程公司、Ayton机床公司、Devlieg-Bullavd(得宝)服务集团、us设备公司等。美国得宝公司己在中国开办公司。在日本，机床改造业称为机床改装(Retrofitting)业。从事改装业的著名公司有:大限工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。由于机床本身的特点，以及相应技术的不断发展进步，机床改造仍是一个“永恒”的课题，并且正

12、在向着更高层次发展。我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新行业。结合我国机床业的实际和当前相关新技术的发展，采用数控技术改造旧机床主要有下述适应性和特点:(1) 减少投资、交货期短同购置新相比，一般可以节省60%-80%的费用，改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只花新机床购置费用的1/3，交货期短。但有些特殊情况，如高速主轴、刀具自动交换装置、托盘自动交换装置的制作与安装等过于费工、费钱，往往使改造成本提高2-3倍，与购置新机床相比，只能节省投资50%左右。(2) 机械性能稳定可靠，但结构受限由于机床本身的特点，它与汽车等类机电产品不同，机床所利用的床

13、身、立柱等基础件都是重而坚固的铸铁构件，而不是焊接构件。而铸铁件年代愈久，自然时效愈充分，内应力的消除使得精度比新铸件更稳定。从另一方面来说，这些铸铁件的重复使用，即节约了社会资源，又减少了铸铁件生产时对环保的影响.但旧机床的改造，由于受到原机床机械结构的限制，不宜做突破性的改进。(3) 熟悉了解设备结构性能，便于操作维修购新设备时，事先不能全面了解机床结构性能，以致很难预计是否能完全适合其加工要求。改造则不然，由于旧设备已多年使用，机床操作者和维修人员已对其机械性能和 结构了解透彻，对机床的加工能力能较准确地估算。机床数控改造时，可根据企业自身的技术力量和有关条件，采用自己改造或委托专业改造

14、公司，并派原设备维修技术人员参加相结合的方法进行。这样，既可在数控改造过程中，培养提高相关人员的数控技术水平和有关专业知识，又便于合理选择更换原机床设备中的部份元器件，更主要的通过改造，大大提高了企业自身对数控机床维修的技术力量，并且也大大缩短了对数控机床在操作使用和维修方面的培训时间，机床一旦改造调试完毕，就可很快投入正常全负荷运转，见效甚快 。(4) 可充分利用现有的条件可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基，同时工夹具、样板及外围设备也能再利用。以加工中心为例子，工艺装备的费用一般要占整个机床售价的10%以上。(5) 可更好地因地制宜，合理删选功能购买现成的通用数控机

15、床，往往对一个具体的生产加工有一些多余的功能，而又可能缺少某一专用的特殊功能。如向机床制造厂提出特殊订货，增加某些专用功能，往往费用大、交货期长。而采用改造的方案，就可灵活选取所要的功能，并可根据生产加工要求，采用组合的方法，增添某些部件，设计改造成专用数控机床。(6) 可及时采用最新技术、充分利用社会资源由于技术进步和我国机床功能部件专业化生产的发展，目前已有众多的社会资源来支持机械方面的改造。如可随意采购各种尺寸的滚珠丝杠副，而且交货期短:采用贴塑导轨新技术，不仅可使传统的滑动导轨的摩擦系数降低五至十几倍来防止爬行，还使得刮研极为容易。这种塑料导轨带和粘结剂，国内己有多家厂生产，可敞开供应

16、。此外，国产数控系统还具有导轨精度自动补偿的功能，最终可以获得高于导轨实际具有精度。第1章 C650卧式车床1.1 C650卧式车床的主要结构普通车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。C650卧式普通车床属中型车床，加工工件回转直径最大可达1020mm,长度可达3000mm。其结构主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组成，如图所示1-进给箱；2-挂轮箱；3-主轴变速箱；4-溜板与刀架；5-溜板箱；6-尾架；7-丝杆；8-光杆；9-床身；C650型卧式车床示意图车床有两种运动，一

17、是轴卡盘带动工件的旋转运动，称为主运动（切削运动），另一种四溜板刀架顶针带动刀具的直线运动，称为进给运动。两种运动由同一电动机带动并通过各自的变速箱调节主轴转速或进给速度。此外，为提高效率、减轻劳动强度、便于对刀和减小辅助工时，C650卧式车床的刀架还能快速移动，称为辅助运动。C650卧式车床由三台三相笼型异步电动机拖动，即主电动机M1、冷却电动机M2和刀架快速移动电动机M3。1.2 C650卧式车床的控制要求1.轴转速和进给速度可调车削加工时，由于工件的材料、尺寸、工艺要求、加工方式、冷却条件及刀具种类不同，切削速度应不同，因此要求主轴转速能在相当大的范围内进行调节；加工螺纹时，要求保证工件

18、的旋转速度与刀具的移动速度之间具有严格的比例关系，为此，车床溜板箱与主轴之间通过齿轮来连接，所以刀架移动和主轴旋转都是由一台电动机来拖动，而刀具的进给是通过交换齿轮箱传给进给箱的配合来实现的。2.主轴能正反两个方向旋转 车削加工一般只需要单向旋转，但在车削螺纹时为避免乱扣，要求主轴反转来退刀，因此要求主轴能正反旋转。车床主轴旋转方向可通过改变主轴电机转向及用机械手柄（离合器）来控制。3.主轴以及各电动机起动应平稳 为满足此要求，一般功率较小的电动机（如：冷却泵电动机M2功率是2. 2kW、刀架快速移动电动机M3功率是0.125kW）可以直接起动，功率较大的电动机（如：主轴电动机M1功率是30k

19、W）一般用降压启动，但若电动机在空载或轻载情况下起动，虽然功率较大，仍可直接启动。4.主轴应能迅速停车 迅速停车可以缩短辅助时间，提高工作效率，为使迅速停车，电动机必须采取制动。车床主轴电动机的制动方式有两种，一种是机械制动（例如机械摩擦的离合器制动），另一种是电气制动（例如能耗制动和反接制动），C650卧式车床主轴电动机的制动方式用反接制动。5.车削时的刀具及工件应进行冷却 由于加工时的刀具及工件的温度相当高，应设有专用电动机拖动冷却泵工作。6.机床各电路应有必要的保护及照明等电路对各电动机的控制要求主要是：主电动机M1（30KW）：由它完成主运动的驱动。要求：直接起动连续运行方式并有点动功

20、能以便调整，能正反转以满足螺纹加工需要，由于加工工件转动惯性大，停车时带有电气制动，此外，还要显示电动机的工作电流以监视切削状况。冷却电动机M2：用以加工时提供冷却液，采用直接起动、单向运行、连续工作方式。快速移动电动机M3：单向点动、短时工作方式；要求有局部照明和必要的电气保护与联锁。1.3 C650电气原理图分析C650车床电气原理图一、主电路分析:主电路中有三台电动机，隔离开关QS将380V的三相电源引入。电动机M1的电路接线分三部分：第一部分由正转控制交流接触器KM1和反转控制交流接触器KM2的两组主触点构成电动机的正反转接线；第二部分为电流表A经电流互感器TA接在主电动机M1的主回路

21、上以监视电动机绕组工作时的电流变化。为防止电流表被启动电流冲击损坏，利用时间继电器KT的延时动断触点，在启动的短时间内将电流表暂时短接掉；第三部分为一串联电阻控制部分，交流接触器KM3的主触点控制限流电阻R的接入和切除，在进行点动调整时，为防止连续的启动电流造成电动机过载，串入限流电阻R保证电路设备的正常运行。速度继电器KS的速度检测部分与电动机的主轴同轴相联，在停车制动过程中，当主电动机转速低于KS的动作值时，其常开触点可将控制电路中反接制动的相应电路切断，完成停车制动。电动机M2有接触器KM4的主触点控制其主电路的接通和断开，电动机M3由交流接触器KM5的主触点控制。为保证主电路的正常运行

22、，主电路中还设置了熔断器的短路保护环节和热继电器的过载保护环节。二、控制电路分析 控制电路可分为主电动机M1的控制电路和电动机M2及M3的控制电路部分。由于主电动机控制电路比较复杂，因而还可进一步将主电动机控制电路分为正、反转启动、点动和停车制动等局部控制电路，它们的控制电路如图3-3所示。下面对各部分控制电路进行分析。 a)主电动机正反转及点动控制电路 b)主电动机制动控制电路控制主电动机的基本控制电路主轴电动机的正、反向启动控制由图（a）可知，当正转启动按钮SB3压下时，其两常开触点同时闭合，一常开触点接通交流接触器KM3的线圈电路和时间继电器KT的线圈电路，时间继电器的常闭触点在主电路中

23、短接电流表A，以防止电流对电流表的冲击，经延时短开后，电流表接入电路正常工作。KM3的主触点将主电路中限流电阻短接，其辅助动合触点同时将中间继电器KA的线圈电路接通，KA的常闭触点将停车制动的基本电路切除，其动合触点与SB3的的动合触点均在闭合状态，控制主电机的交流接触器KM1的线圈电路得电工作并自锁，其主触点闭合，电动机正向直接启动并结束。KM1的自锁回路由它的常开辅助触点和KM3线圈上方的KA的常开触点组成的自锁回路，来维持KM1的通电状态。反向直接启动控制过程与其相同，只是启动按钮为SB4。主轴电动机的点动控制SB2为主电动机点动控制按钮。按下SB2点动按钮，直接接通KM1的线圈电路，电

24、动机M1正向直接启动，这时KM3线圈电路并没有接通，因此其主触点不闭合，限流电阻R介接入主电路限流，其辅助动合触点不闭合，KA线圈不能得电工作，从而使KM1线圈电路形不成自锁，松开按钮，M1停转，实现了主电动机串联电阻限流的点动控制。主轴电动机的反接控制 图 (b)所示为主电动机反接制动控制电路的构成。C650型卧式车床采用反接制动的方式进行停车制动，停车按钮按下后开始制动过程。当电动机转速接近零时，速度继电器的触点打开，结束制动。以原工作状态为正转时进行停车制动过程为例，说明电路的工作过程。当电动机正向转动时，速度继电器KS的动合触点KS1闭合，制动电路处于准备状态，按下停车按钮SB1，切断

25、控制电源，KM1、KM3、KA线圈均失电，此时控制反接制动电路工作与不工作的KA动断触点恢复原状闭合，与KS1触点一起将反向启动交流接触器KM2的线圈电路接通，电动机M1接入反向序电流，反向启动转矩将平衡正向惯性转动转矩，强迫电动机迅速停车。当电动机速度趋近于零时，速度继电器触点KS2复位打开，切断KM2的线圈电路，完成正转的反接制动。在反接制动过程中，KM3失电，所以限流电阻R一直起限制反接制动电流的作用。反转时的反接制动工作过程相似，此时反转状态下，KS2触点闭合，制动时，接通交流接触器KM1的线圈电路，进行反接制动。另外，接触器KM3的辅助触点数量是有限的，故在控制电路中使用了中间继电器

26、KA，因为KA没有主触点，而KM3的辅助触点又不够，所以用KM3来带一个KA，这样解决了在主电路中使用主触点，而控制电路辅助触点不够的问题。刀架的快速移动和冷却泵电动机的的控制刀架快速移动是由转动刀架手柄压动位置开关SQ，接通快速移动M3的控制接触器KM5的线圈电路，KM5的主触点闭合，M3电动机启动运行，经传动系统驱动溜板带动刀架快速移动。冷却泵电动机M2由启动按钮SB6、停止按钮SB5和KM4辅助触点组成自锁回路，并控制接触器KM4线圈电路的通断，来实现电动机M2的控制。2.4 C650卧式车床的控制方式及其优缺点 C650卧式车床的控制方式是将接触器、继电器、定时器、其他电器及其触点按一

27、定逻辑关系连接的继电接触器控制系统，其具有结构简单、价格便宜、便于掌握的特点，在一定范围内满足控制要求，此控制方式在工业控制中比较常见。但这种控制方式存在着设备体积大、动作速度慢、功能少而固定、可靠性差、难于实现较复杂的控制的缺点，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成的系统，接线复杂，当生产工艺改变时，原有的接线和控制盘就要更换，缺乏通用性和灵活性。为了解决继电接触器控制系统的这一缺点，寻求一种比继电接触器更可靠、功能更齐全、相应速度更快的新型工业控制器势在必行。此新型工业控制器应该既有电接触器简单易懂、使用方便、价格低的特点又有功能完善、通用性好、灵活性好的优点。从被控制对象维护简单和控制器性价比

28、高、综合成本低这几个主要原则出发，可编程控制器（PLC）是最佳的选择。第3章 PLC控制的设计3.1 PLC的选型3.1.1 I/0点数的统计类 型功能所占点数(个)输入设备M1的停止按钮1M1的点动按钮1M1的正转按钮1M1的反转按钮1M2的停止按钮1M2的启动按钮1M3的限位开关1M1的热继电器动合触电1M2的热继电器动合触电1输出设备M1的正转接触器1M1的反转接触器1M2接触器1M3接触器13.1.2 部分PLC的型号1. CPM1A-10CDR-A-V1 10点CPU单元 AC100-220V、6点入， 4 点继电器输出 2. CPM1A-10CDR-D-V1 10点CPU单元 DC

29、24V、 6点入， 4 点继电器输出3 CPM1A-10CDT-D-V1 10点CPU单元 DC24V、 6点入， 4 点晶体管输出.漏4. CPM1A-20CDR-A-V1 20点CPU单元 AC100-220V 12点入，8 点继电器输出5. CPM1A-20CDR-D-V1 20点CPU单元 DC24V 12点入，8 点继电器输出6. CPM1A-20CDT-D-V1 20点CPU单元 DC24V 12点入，8 点晶体管输出.漏型7. CPM1A-30CDR-A-V1 30点CPU单元 AC100-220V 18点入，12点继电器输出8. CPM1A-30CDR-D-V1 30点CPU单

30、元 DC24V 18点入，12点继电器输出9. CPM1A-30CDT-D-V1 30点CPU单元 DC24V 18点入，12点晶体管输出.漏型10. CPM1A-40CDR-A-V1 40点CPU单元 AC100-220V 24点入，16点继电器输出11. CPM1A-40CDR-D-V1 40点CPU单元 DC24V 24点入，16点继电器输出12. CPM1A-40CDT-D-V1 40点CPU单元 DC24V 24点入，16点晶体管输出.漏型13. CPM1A-40EDR 扩展I/O单元 40点 24点输入16点继电器输出14. CPM1A-20EDR1 扩展I/O单元 20点 12点

31、入, 8 点继电器输出15. CPM1A-8ER 扩展输出单元 8点 继电器输出16. CPM1A-8ED 扩展输入单元 8点 DC输入17. CPM1A-40EDT 扩展I/O单元 40点 24点输入16点晶体管输出.漏型18. CPM1A-20EDT 扩展I/O单元 20点 12点入， 8点晶体管输出.漏型3.1.3 选型结果通过计算I/O点说统计表中的输入点数（共九个）与输出点数（共四个）再对照上面几个PLC的型号得知选用第10个就可满足设计要求3.2 I/O分配表输入输出名称作用代号名称作用代号SB0总停止按钮00106KM1电机正传01000SB1点动启动00110KM2电机反转01

32、001SB2正转启动00108KM3电机制动接触器01002SB3反转启动00109KA中间继电器01003SB4冷却泵启动00105KM4冷却泵01005SB5冷却泵停止00104KM5星、三角连接01004SB6刀架移动00103KM6刀架01006SB7刀架停止001023.3 PLC控制系统外部接线图的设计外部接线图3.3 PLC的内部工作方式PLC采用循环扫描的工作方式，包括内部处理、通讯操作、输入处理、程序执行、输出处理几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。当处于RUN状态时，上述扫描周期不断循环，扫描过程。虽然PLC所使用之阶梯图程式中往往使用到许多继电器、计时器与计数

33、器等名称，但PLC内部并非实体上具有这些硬件，而是以内存与程式编程方式做逻辑控制编辑，并借由输出元件连接外部机械装置做实体控制。因此能大大减少控制器所需之硬件空间。实际上PLC执行阶梯图程式的运作方式是逐行的先将阶梯图程式码以扫描方式读入CPU 中并最后执行控制运作。在整个的扫描过程包括三大步骤：图2.2 扫描过程（1）输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲

34、信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 （2）用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映

35、象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 （3）输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。此三步骤称为PLC之扫描周期，而完成所需的时间称为PLC 之反应时间，PLC 输入讯号之时间若小于此反应时间，则有误读的可能性。每次程式执行后与下一次程式

36、执行前，输出与输入状态会被更新一次，因此称此种运作方式为输出输入端“程式结束再生”。3.4 PLC的应用目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。1、 开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2、 模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控

37、制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。3、运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4、 过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序

38、，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5、 数据处理现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业

39、中的一些大型控制系统。6、通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。3.4 梯形图设计 3.4.1点动及正反转的设计点动及正反转3.4.2 冷却泵的设计冷却泵冷却泵3.4.3快速走刀设计快速走刀快速走刀3.4.4结论电气控制梯形图3.5 指令表LD 00108OR 00109OR 00103OR 00110AND NOT 00106OUT 01002LD 01002AND NOT 00110OUT 01003LD

40、 00103AND 00108LD 01002AND NOT 01003OR LDOR 01002AND NOT 00110OUT 01000LD 01003AND 00109OR 01002OUT 01001LD 01003OUT 01004LD 00103OR 01006AND NOT 00102OUT 01006LD 00105OR 01005AND NOT 00104OUT 01005END第4章 调试实验室的调试系统为欧姆龙,16点输入24点输出，而我设计的输入为11,输出点数为7。首先，把所编的程序输入到手执编程器，进行编译，所输入的程序通过编译后直到最后通过。接入PLC通信口后，

41、将所编程序进行调试，直到调试结果出现正常的结果。在调试的过程中出现了以下几个问题：（1）把指令表输入到手指编程器时，出现了错误的指令导致程序无法运行，PLC控制台上无法实现预定的动作（2）在修改指令时由于对手执编程器掌握的不是特别熟悉，有些可以直接改的在费一番周折后才改好，在调试电机的正反转时应该是电路的自锁保护，由于疏忽弄电机的自锁了。及时地调整了，保证了功能的实现。总结通过这次毕业设计使我收获不少,在系统全面总结以前所学知识的同时,又学到了新的知识。不仅锻炼了思考能力，也提高了总结、归纳、综合运用的能力，是毕业前对所学的知识的回顾和检验。无论是基础知识方面还是软件应用，绘图方面都有提高，对

42、可编程控制器有了更深一步的理解。C650车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹。采用传统的继电器接触器控制，其技术落后, 可靠性差,工作效率低,故障诊断和排除困难,已严重影响了企业的生产效率，而可编程控制器是在继电器控制和计算机控制基础上开发的工业自动化控制装置,是一种数字运算操作的电子系统,专门为在工业环境下应用设计的,它具有可靠性高、设计施工周期 短、维修方便,价格也很便宜等优点。因而用PLC改造其继电器-接触器成了一种必然的选择。本设计主要是用程序的设计来实现其传统的继电器-接触器线路，以实现C650车床的各项

43、控制要求。详细介绍了电动机的正反转控制、电动机的正转点动控制及其反接制动控制、电动机的正反转运行的反接制动控制等的设计。并分析了其工作过程。用文字、图表、动作的顺序的标示的形式展现出来，增加了可读性。最后对程序进行了调试，通过调试的结果证明，此程序是可行的。参考文献1 方承远.工厂电气控制技术.M北京：机械工业出版社，20032 史国生.控制与可编程控制器技术.M北京：化学工业出版社，20053 廖常初.可程控制器的编程方法与工程应用.M重庆：重庆大学出版社，20014 江志锋.编程控制器原理与应用.M西安：西安电子科技大学出版社，20045 丁炜.编程控制器在工业控制中的应用.M杭州：化学工

44、业出版社，20046 郑凤翼.郑丹丹.赵春江. 图解PLC控制系统梯形图和语句表.M北京：人民邮电出版社，2006致谢时光的流逝也许是客观的，然而流逝的快慢却纯是一种主观的感受，当自己终于可以从找工作、毕业论文的压力下解脱出来，长长地吁出一口气时，我忽然间才意识到，原来三年已经过去，到了该告别的时候了。一念至此，竟有些恍惚，所谓白驹过隙、百代过客云云，想来便是这般惆怅了。可是怅然之后，总要说些什么。大学三年， 生活其实很简单，只是一些读书、写字和考试的周而复始。如果把这种单调的生活看作一场场循环的演出，提供那么我只是一个安静的演员。这篇毕业论文也称不上什么精彩的台词，只不过是这 种循环演出即将告一段落时的谢幕词。但是无论多么蹩脚的演员，无论台下有多 少观众，即使是只说给自己听，在他谢幕时也总要感激一些人，是这些人帮助他 走上舞台，成功或者不那么成功地“演出” 。我在这里首先要感谢的是我的学位论文指导老师王蕴岭老师。这 篇毕业论文从开题、资料查找、修改到最后定稿，如果没有她的心血，尚不知以 何等糟糕的面目出现。我很自豪有这样一位老师，她值得我感激和尊敬。感谢和我共度三年美好大学生活的 2009 级机电班的全体同学。感谢我的所有老师，你们使我终身受益。感谢所有关心、鼓励、支持我的家人、亲戚和朋友。