1、 毕业设计开题报告 机械设计制造及其自动化 基于 PLC 的 C650 卧式车床继电器控制改造设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 国内外研究动态 目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的 CF 系列、杭州机床电器厂生产的 DKK 及 D 系列、大连组合机床研究所生产的 S 系列、苏州电子计算机厂生产的YZ 系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的 PLC 生产厂家。可以预期，随着我国现代 化进程的深入，PLC 在我国将有更广阔的应用天地。 PLC 在未来必会有更
2、大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的 发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统 DCS（ Distributed
3、 Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。 选题依据 PLC 使用与继电器电路图极为相似的梯形图语言 。 如果用 PLC 改造继电器控制系统 ， 根据继电器电路图来设计梯形图是一条捷径 。 这是因为原有的继电器控制系统 经过长时间的使用和考验 ， 已经被证明能完成系统要求的控制功能 ， 而继电器电路图又与梯形图有很多相似之处 ， 因此可以将继电器电路图 “ 翻译 ” 成梯形图 ， 即用 PLC 的外部硬件接线图和梯形图有很多想似之处 ， 继电器
4、系统的功能 。 这种设计方法一般不需要改动控制面板 ， 保持了系统原有的外部特性 ， 操作人员不用改变长期形成的操作习惯 。 很多关于继电器的例子，其中很多听起来非常接近 PLC。 因其具有小型 PLC 的很多特点，比如更多的 I/O、简单编程逻辑和精确的工业控制继电器额定触点，继电器无疑是比 PLC 更好的一种选择。曾经必须用 PLC 来代替 控制继电器组的场合，如今智能继电器也能完成与 PLC 相同的工作，既节省了消费者的时间，又降低了成本 . PLC 与继电器控制系统的比较 1 控制方式： 继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成
5、控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。 PLC 采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。 2 控制速度 继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。 PLC 是由程序指令控制半导体 电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。 3 延时控制 继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。 PLC 用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。 选题意义 PLC 自动控制是机械行业发展的趋势，也是提高
6、生产质量，加快生产速度，降低工人工作强度，改善工人工作环境等的有效方法。 PLC 相对于继电器线路的优势 PLC 的分类 1、功能强，性能价格比高 一台小型 PLC 内有成百上千个 可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器相比，具有很高的性能价格比。可篇程序控制器可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。 2、硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 可编程序控制器产品已经标准化，系列化，模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用。用户能灵活方便的进行系统配置，组成不同的功能、不规模的系统。楞编程序控制器的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线
7、。 PLC 有很强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。 3、可靠性高，抗干扰能 力强 传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障， PLC 用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的 1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 PLC 采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场， PLC 已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。 4、系统的设计、安装、调试工作量少 PLC 用
8、软件功能取代了继电 器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。 PLC 的梯形图程序一般采用顺序控制设计方法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。 PLC 的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过 PLC 上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。 5、编程方法简单 梯形图是使用得 最多的可编程序控制器的编程语言，其电路符号和表达方式与继电
9、器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。 梯形图语言实际上是一种面向用户的一种高级语言，可编程序控制器在执行梯形图的程序时，用解释程序将它“翻译”成汇编语言后再去执行。 6、维修工作量少，维修方便 PLC 的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。 PLC 或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据 PLC 上的发光二极管或编程器提供的住处迅速的查明故障的原因， 用更换模块的方法可以迅速地排除故障。 7、体积小，能耗低 对于复杂的控制系统，使用 PLC 后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，小
10、型 PLC 的体积相当于几个继电器大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的确 1/2-1/10。 PLC 的配线比继电器控制系统的配线要少得多，故可以省下大量的配线和附件，减少大量的安装接线工时，可以减少大量费用。学得辛苦，做得舒服 。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 研究的基本内容 调查研究 PLC对 C650卧式继电器改造的方法，研究 PLC改造的资料，设计 PLC梯形图。希 望在具备详细的设计过程的同时，有自己的进一步创新。在此过程中包括：学习研究 PLC进行机械装备控制的基本知识和技能，设计 C650 车床的 PLC控制系统及相应控制梯形图，培养机械工程师的和工程素质、实践能力和
11、创新意识。 拟解决的主要问题 针对 PLC 控制对 C650 继电器改造的方法，结合参阅文献中的相关资料，设计 PLC 控制系统及相应控制梯形图 。 三、研究步骤、方法及措施： 研究步骤 首先查阅大量的相关资料，了解和学习当今关于 PLC和继电器的各方面的情况。重点包括 PLC对C650继电器的改造难点和设计 方法。在进一步学习研究的基础上，利用三菱 FX系列 PLC仿真软件仿真设计。在梯形图设计过程中，不断深化研究主题。最后得出结论，提出相关经验。 研究方法 查阅相关文献和设计手册，同时进行研究性分析，并且利用软件进行仿真。 四、参考文献 1 海心、赵华 .机电传动控制 M.北京：高等教育出
12、版社 ,2007. 2 范永胜、王岷 .电气控制与 PLC 应用 M（第二版 ） .北京 :高等教育出版社 ,2007. 3 何永玲 . 基于 PLC 的普通机床的继电控制改造 . 装备制造技术 , 2008,(2):98-100 4 朱小燕 . PLC 对 C650 车床控制系统的改造 .科技天地， 2009，（ 17）： 181-182 5 张建明 .机电一体化系统设计 M（第三版） .北京 :高等教育出版社 ,2007. 6 郭丙君，黄旭峰编著 .深入浅出 PLC 技术及应用设计 中国电力出版社 7 刘卫平等 . PLC 的发展及应用前景 J.机械管理开发， 2009,24（ 5） :7
13、880. 8 刘光起，周亚夫主编 .三菱 PLC 快速入门与实例提高 9 胡成龙，何琼主编 PLC 应用技术 三菱 FX2N 系列 10 陈玉宝 .继电 器电路图改成 PLC 梯形图的方法 黑龙江科技信息 2009 年 30 期 12 龚运新，赵厚玉，戚本志编著 .PLC 技术及应用 基于西门子 S7-200 清华大学出版社 13 王实炳 .机床电气控制 M. 北京 : 机械工业出版社 ,1999. 14 Vitellogenesis in Oncopeltus fasciatus: PLC/IP3, DAG/PK-C pathway triggered by CaM Brown, Patrick T;Herbert, Paul;Woodruff, Richard I
