开题报告基于PLC触摸屏和变频器的T68卧式镗床电气操纵设计.docx
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开题报告基于PLC触摸屏和变频器的T68卧式镗床电气操纵设计
上海电机学院
毕业设计(论文)开题报告
课落款称__基于PLC触摸屏和变频器的_
T68卧式镗床电气操纵设计
学院电气学院
专业电气工程及其自动化
班级
学号
姓名
指导教师
定稿日期:
2021年2月24日
基于PLC触摸屏和变频器的
T68卧式镗床电气操纵设计
摘要:
卧式镗床是镗床中应用最普遍的一种,它要紧用于孔加工,其镗孔精度可达IT7级。
PLC是现代工业操纵的基础部件,是工厂自动化的支柱之一。
在工业自动操纵领域中,传统的继电接触器操纵系统存在比较明显的缺点,利用PLC触摸屏和变频器的技术愈来愈普遍。
本课题基于PLC触摸屏和变频器对T68卧式镗床进行电气操纵方面的研究和设计。
关键词:
卧式镗床,PLC,变频器,触摸屏
1文献综述
随着社会经济的迅速进展,现代加工技术的日趋提高,对加工机床专门是工作母机的要求也愈来愈高。
由这人们也将注意力集中到机床上来。
数控技术是运算机技术、信息技术、现代操纵技术等进展的产物,它的显现极大的推动了制造业的进步。
机床的操纵系统的好坏与机床的加工精度息息相关,专门是PLC普遍应用于操纵领域后,已经显现出它的优越性。
可编程操纵器PLC已普遍应用于各行各业的自动操纵。
在机械加工领域,机床的操纵上更显示出其优势。
镗床是冷加工中利用比较普遍的设备它要紧用于加工精度、光洁度要求较高的孔和各孔间的距离要求较为精准的零件(如一些箱体零件),属于周密机床。
要紧用于加工工件上的周密圆柱孔。
这些孔的轴心线往往要求严格地平行或垂直,彼其间的距离也要求很准确。
由于镗床的运动很多、操纵逻辑复杂、彼此连锁繁多,采纳传统的继电器操纵时,需要的继电器多、接线复杂,因此故障多维修困难,费工费时,不仅加大了维修本钱,而且阻碍设备的功效。
采纳PLC操纵可使接线大为简化,不但安装十分方便而且工作靠得住、降低了故障率、减小了维修量、提高了功效。
2选题背景及其意义
PLC的国内外研究现状:
在国内PLC生产厂30多家,但没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品,还有一部份是以仿造、来件组装或“贴牌”方式生产。
尽管我国在PLC生产方面比较弱,但在PLC应用方面,我国是很活跃的,最近几年来每一年约新投入10万台套PLC产品,年销售额30多亿人民币,应用的行业也很广。
在我国应用的PLC,几乎涵盖了世界所有的品牌,呈现百花齐放的态势,但从行业上分,有各自的势力范围。
大中型集控系统采纳欧美PLC占多数,小型操纵系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采纳日本的PLC占多数。
欧美PLC在网络和软件方面具有优势,而日本PLC在灵活性和价位方面占优势。
我国的PLC供给渠道,要紧有制造商、分销商(代理商)、系统集成商、OEM用户、最终用户。
其中,大部份PLC是通过度销商和系统集成商达到最终用户的。
在国外也有许多闻名的PLC公司如施耐德公司,Quantum、Premium、Momentum等;罗克韦尔(A-B公司),SLC、MicroLogix、ControlLogix等;西门子公司,SIMATICS7-400/300/200系列;GE公司;日本欧姆龙、三菱、富士、松劣等。
本课题将采纳西门子公司PLC进行电气操纵设计。
西门子的S7-300PLC采纳模块化结构,具有高速(~μs)的指令运算速度;用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算;具有一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值;方便的人机界面效劳已经集成在S7-300操作系统内,人机对话的编程要求大大减少;其具有壮大的通信功能,可通过编程软件Step7的用户界面提供通信组态功能,这使得组态超级容易、简单。
卧式镗床的操纵电路为继电器操纵,接触触点多、线路复杂、故障多、操作人员维修任务较大,为了克服以上缺点,降低设备故障率,提高设备利用效率,咱们采纳PLC操纵其继电器操纵电路。
目的是使机床能快速响应动作,灵活靠得住的完成生产任务,而故障率要相应降低。
PLC之内部的逻辑触点代替了继电器的机械触点,来操纵机床的动作,逻辑触点与机械触点相较动作时刻大大缩短,连接快而靠得住,还有确实是它的寿命比机械触点有专门大幅度的增加,可达到几百万次到万万次。
3研究内容
镗床
镗床要紧用于孔的精加工,可分为卧式镗床、落地镗床、坐标镗床和金钢镗床等。
卧式镗床应用较多,它能够进行钻孔、镗孔、扩孔、铰孔及加工端平面等,利用一些附件后,还能够车削圆柱表面、螺纹,装上铣刀能够进行铣削。
本毕业设计以T68卧式镗床为例。
T68型卧式镗床的大体工作原理
T68型卧式镗床共由两台三相异步电动机驱动,即主拖动电动机M1和快速移动电动机M2。
熔断器FU1作电路总的短路爱惜,FU2作快速移动电动机和操纵电路的短路爱惜。
M1设置热继电器作过载爱惜,M2是短时工作,因此不设置热继电器。
M1用接触器KM1和KM2操纵正反转,接触器KM4和KM5作三角型一双星型变速切换,接触器KM3用作限制M1的制动电流。
M2用接触器KM6和KM7操纵正反转。
图1T68型卧式镗床实物图
1-支承架2-后立柱3-工作台4-主轴5-平旋盘6-径向刀架7-前立柱8-主轴箱9-床身10-下滑座11-上滑座
图2T68型卧式镗床各个部位
图3T68型卧式镗床电气主回路
图3T68型卧式镗床电气操纵电路
图5T68型卧式镗床电气操纵原理图
可编程序操纵器
可编程序操纵器简称为PLC,是现代工业操纵的基础部件,是工厂自动化FA(FactoryAutomation)的支柱之一。
它是自动操纵技术与通信技术三者有机结合的产品,即工业专用运算机。
它既有运算机操纵系统的可编程特点(操纵功能由软件实现),又具有继电器操纵系统的优良的抗电噪能力(适应工业操纵的各类恶劣的工作环境)。
PLC还具有很强的连网能力和很高的靠得住性,不仅能够单机利用,而且能够与运算机结合组成集散式操纵系统。
即PLC聚集了结构简单、编程简单、靠得住性高、性能价钱比高、抗干扰能力强、通用灵活、体积小等一系列优势,使其在工业生产进程的自动化操纵领域取得了愈来愈普遍的应用。
本课题中是利用PLC取代传统的继电器接触器在工业领域中占主导地位,去代替T68卧式镗床原有传统电气操纵电路。
PLC的大体工作原理
PLC采纳“顺序扫描,不断循环”的工作方式。
每次扫描进程,集中搜集输入信号,集中对输出信号进行刷新。
输入刷新进程,当输入端口关闭时,程序在进行执行时期时,输入端有新状态,新状态不能被读入。
只有程序进行下一次扫描时,新状态才被读入。
一个扫描周期分为输入采样,程序执行,输出刷新。
元件映象寄放器的内容是随着程序的执行转变而转变的。
扫描周期的长短由三条决定。
(1)CPU执行指令的速度
(2)指令本身占有的时刻(3)指令条数,此刻的PLC扫描速度都是超级快的。
由于采纳集中采样,集中输出的方式,存在输入/输出滞后的现象,即输入/输出响应延迟。
表1输入、输出设备及PLC的I/O元件配置
输入设备
PLC
输入继电器
代号
功能
SB6
M1的停止按钮
X0
SB1
M1的正转按钮
X1
SB2
M1的反转按钮
X2
SB3
M1的正转点动按钮
X3
SB4
M1的反转点动按钮
X4
SQ
高低速转换行程开关
X5
SQ1
主轴变速行程开关
X6
SQ2
主轴变速行程开关
X7
SQ3
进给变速行程开关
X10
SQ4
进给变速行程开关
X11
SQ5
工作台或主轴箱机动进给限位
X12
SQ6
主轴或花盘刀架机动进给限位
X13
SQ7
快速电动机M2正转限位
X14
SQ8
快速电动机M2反转限位
X15
FR
M1热继电器动合触点
X16
KS1
速度继电器正转触点
X17
KS2
速度继电器反转触点
X20
输出设备
PLC
输出继电器
代号
功能
KM1
M1的正转接触器
Y0
KM2
M1的反转接触器
Y1
KM3
限流电阻制动接触器
Y2
KM4
M2的正转接触器
Y3
KM5
M2的反转接触器
Y4
KM6
M1低速△接触器
Y5
KM7
M1高速YY接触器
Y6
KM8
M1高速YY接触器
Y7
变频器
本课题中拟采纳西门子PLC操纵T68镗床原有接触操纵电路。
依照原有的继电器操纵电路图来设计PLC的操纵梯形图,以实现卧式铣镗床的PLC控制。
这种方式没有改变系统的外部特性,但却克服了机械动作中间继电器靠得住性低、维修困难等缺点。
关于操作人员来讲,除操纵系统的靠得住性提高之外,关于系统的操作没有什么区别,他们不用改变长期形成的操作适应。
关于T68主电路部份,由于工作台随主轴都一台电机拖动,故采纳单台变频器代替原有主轴电机电路,在此课题中拟选用西门子变频器。
变频器是将工频电源转换成任意频率、任意电压交流电源的一种电气设备,变频器的利用主若是调整电机的功率、实现电机的变速运行。
变频器的组成要紧包括操纵电路和主电路两个部份,其中主电路还包括整流器和逆变器等部件。
变频器的大体工作原理
通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。
该设备第一要把三相或单相交流电变换为直流电(DC)。
然后再把直流电(DC)变换为三相或单相交流电(AC)。
变频器同时改变输出频率与电压,也确实是改变了电机运行曲线上的n0,使电机运行曲线平行下移。
因此变频器能够使电机以较小的启动电流,取得较大的启动转矩,即变频器能够启动重载负荷。
变频器具有调压、调频、稳压、调速等大体功能,应用了现代的科学技术,价钱昂贵但性能良好,内部结构复杂但利用简单,因此不只是用于启动电动机,而是普遍的应用到各个领域,各类各样的功率、各类各样的外形、各类各样的体积、各类各样的用途等都有。
随着技术的进展,本钱的降低,变频器必然还会取得更普遍的应用。
触摸屏
触摸屏(touchscreen)又称为“触控屏”、“触控面板”,是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置,当接触了屏幕上的图形按钮时,屏幕上的触觉反馈系统可依照预先编程的程式驱动各类连结装置,可用以取代机械式的按钮面板,并借由液晶显示画面制造诞生动的影音成效。
触摸屏作为一种最新的电脑输入设备,它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。
它给予了多媒体以崭新的面貌,是极富吸引力的全新多媒体交互设备。
要紧应用于公共信息的查询、领导办公、工业操纵、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。
触摸屏大体工作原理
本课题中拟采纳海泰克触摸屏。
本触摸屏为电阻式触摸屏,电阻式触摸屏主若是利用压力感应进行操纵。
它的组成是显示屏及一块与显示屏紧密贴合的电阻薄膜屏。
那个电阻薄膜屏通常分为两层,一层是由玻璃或有机玻璃组成的基层,其表面涂有透明的导电层;基层外面压着咱们平常直接接触的通过硬化及防刮处置的塑料层,塑料层内部一样有一层导电层,两个导电层之间是分离的。
当咱们用手指或其他物体触摸屏幕的时候,两个导电层发生接触,电阻产生转变,操纵器那么依照电阻的具体转变来判定接触点的坐标并进行相应的操作。
图6系统结构图
4工作特色及其难点,拟采取的解决方法
工作特色及其难点
(1)由于采纳西门子PLC设备,其电气操纵的编程方面将利用梯形图来完成。
(2)采纳单台变频器代替卧式镗床原有主轴电机电路。
(3)利用触摸屏进行操作,使操作得以简化。
(4)独立完成整个T68卧式镗床的PLC电气操纵的梯形图编程,将会是一个较大的挑战。
拟采取的解决方法
认真研究《西门子PLC应用与设计教程》中机械手操纵系统这一例子,利用技术中心的设备,图书馆和校园网丰硕的论文资源进行调试和补充。
5论文工作量及预期进度
2021年1月----2021年2月:
搜集资料,确信设计系统整体方案,翻译有关外文资料及阅读技术文献,书写开题报告。
2021年1月----2021年3月:
学习西门子PLC及卧式镗床工作原理进行设计。
2021年2月----2021年3月:
进行方案论证。
2021年3月----2021年4月:
进行系统整体编程及调试。
2021年4月----2021年5月:
与硬件部份的整合。
2021年5月----2021年6月:
编写毕业论文。
2021年5月----2021年6月:
毕业答辩预备和答辩。
6预期功效及其可能的创新点
预期功效:
采纳西门子PLC操纵T68镗床原有接触操纵电路,依照原有的继电器操纵电路图来设计PLC的操纵梯形图,以实现卧式铣镗床的PLC控制。
可能的创新点:
利用PLC内部的逻辑触点代替了继电器的机械触点,来操纵机床的动作,逻辑触点与机械触点相较动作时刻缩短,连接快,靠得住性高,寿命长。
参考文献:
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2020
[2]徐益清.可编程程序操纵器应用技术.西安:
西安电子科技大学出版社。
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2007
[4]吴晓梅、钟福金.可编程操纵器.南京:
东南大学出版社。
2005
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机械工业出版社,2021
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机械工业出版社,2020
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[12]RobertK.Dueckshuzixitongsheji2005
[13]RudolfSautterJichuangShukongZhuangzhi1994
[14]Deschamps,Jean-PierreSynthesisofarithmeticcircuits:
FPGA,ASICandembeddedsystems2005
[15]Waterman,SteveDigitallogicsimulationandCPLDprogramming2000
指导教师意见
指导教师签名:
年月日
评议小组意见
1、论文选题:
□有理论意义;□有工程背景;□有实用价值;□意义不大。
2、论文的难度:
□偏高;□适当;□偏低。
3、论文的工作量:
□偏大;□适当;□偏小。
4、设计或研究方案的可行性:
□好;□较好;□一般;□不可行。
5、学生对文献资料及课题的了解程度:
□好;□较好;□一般;□较差。
6、学生在论文选题报告中反映出的综合能力和表达能力:
□好;□较好;□一般;□较差。
7、学生在论文选题报告中反映出的创新能力:
□好;□较好;□一般;□较差。
8、对论文选题报告的总体评价:
□好;□较好;□一般;□较差
(在相应的方块内作记号“√”)
二级学院所确定评议小组名单
(3-5人)
组长:
组员:
、、、
单位盖章主管领导签名:
年月日
评议结论
评议小组组长签名:
评议小组组员签名:
年月日
- 配套讲稿:
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- 开题 报告 基于 PLC 触摸屏 变频器 T68 卧式 镗床 电气 操纵 设计