基于PLC控制的滚齿机数控改造.doc

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《科技文献检索》

综合实习报告

YM3150E型精密滚齿机的PLC改造

专业:

电子信息工程

班级：

BMZ电子082

学号：

0861407223

姓名:

曹国梁

实习报告内容

一、课题分析

PLC是面向用户的工业控制计算机，具有许多明显的特点：

1）高可靠性：

PLC所有的输入输出接口电路都采用光电隔离,使工业现场的外部电路与PLC内部电路之间实现电气隔离；PLC各输入上均采用R-C滤波技术，其滤波时间常数一般为10-20ms；PLC各模块采用了性能良好的开关电源;PLC所采用的器件都进行严格的筛选和老化。

2）丰富的输入输出模块：

PLC针对不同的工业现场信号，有丰富的模块供用户选用,如：

DC/AC，数字量/模拟量，电压/电流,脉冲/电位等等。

PLC相应的输入输出模块与工业现场的多种器件或者设备相连接。

与输入模块相连有按钮、行程开关、接近开关等;与输出模块相连的有电磁阀、接触器、电机、指示灯等。

为了提高PLC的功能，它还提供了多种人机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，PLC还有多种通信模块。

3）采用模块化结构:

除了厢体式的小型PLC,目前绝大多数PLC均采用模块化结构.PLC的各个部件如CPU、电源等都采用模块化设计,由机架和电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能用户可自己组合。

4）编程简单：

PLC的编程大多数采用类似于继电器控制线路的梯形图格式，形象直观，易学易懂。

5）安装简单，维修方便。

因此，根据煤矿井下工作实际情况，为保证高效，可靠的工作，本系统采用PLC控制。

二、检索工具和途径

1、万方数据知识服务平台

2、中国知网

3、vip维普网

4、EBSCO

5、维基百科

三、检索词

PLC；齿轮；PLC控制

四、检索式

基于PLC的控制；PLC控制齿轮;PLCand齿轮

五、检索结果

1、基于PLC控制的滚齿机数控改造

[学位论文］崔春煦,2010—苏州大学:

电子与通信工程

关键词：

PLC控制滚齿机数控改造控制性能

2、基于PLC对YB3180滚齿机传动链的数控改造

作者：

邓生明罗魁元

【摘要】：

本文介绍采用数控法改造YB3180滚齿机,减少并缩短了传动链的数量和长度,提高了滚齿机的加工精度,扩宽了加工范围，并且还可以用于特种圆锥齿轮加工。

【作者单位】：

湖南大学衡阳分校湖南大学衡阳分校

【关键词】:

PLCYB滚齿机传动链脉冲数步进电机滚珠丝杠

3、基于PLC和触摸屏的齿轮装机控系统

《机电工程技术》2011年第1期作者：

周国栋张墩利周国喜

【摘要】:

通过对行星齿轮减速机齿轮销压装机的控制要求进行分析，设计了基于PLC和触摸屏的控制系统;控制系统核心采用LG公司的K7M—DT30S可编程控制器及其模拟输入模块，触摸屏采用WEINVIEW公司生产的MT508TE型。

。

.

4、ASystematicApproachtoAnalyzingMultipathParametersFromPLCChannelResponse

[外文期刊］Hui-MyoungOh;SungsooChoi;YoungsunKim;Jae—JoLee；Keum-ChanWhang《IEEETransactionsonPowerDelivery》，EISCI20084

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YM3150E型精密滚齿机的PLC改造

1。

前言

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。

在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

PLC作为机电一体化的一个重要的进程，在机械电气化的过程中起着很大的作用,现在还是这样，随着PLC本身的发展，它的应用范围越来越广,功能越来越强的。

可编程序控制器（programmableLogicController）是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。

它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的,模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程序控制器及其有关的外围设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计.

1.1PLC的国内外的状况

在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。

传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable,是世界上公认的第一台PLC。

限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。

20世纪70年代初出现了微处理器。

人们很快将其引入可编程控制器,使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置.为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。

此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。

个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为ProgrammableLogicController（PLC）。

20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃.更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。

20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。

这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。

这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升.这标志着可编程控制器已步入成熟阶段.

上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30～40％。

在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.

20世纪末期,可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。

从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。

目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展.

我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。

最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。

接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。

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。

1。

2PLC的组成及特点

从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。

固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。

模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

这里主要介绍一下它的CPU，CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。

进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路.CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。

内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。

在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。

CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。

但工作节奏由震荡信号控制。

运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。

寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。

CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

1。

3PLC的用途

PLC的初期由于其价格高于继电器控制装置，使其应用受到限制.但近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降，使PLC的成本下降,同时又由于PLC的功能大大增强，使PLC的应用越来越广泛，广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、纺织、环保等行业。

PLC的应用通常可分为五种类型：

（1）顺序控制 这是PLC应用最广泛的领域，用以取代传统的继电器顺序控制。

PLC可应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。

如注塑机、印刷机械、订书机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。

（2）运动控制 PLC制造商目前已提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模版。

在多数情况下，PLC把扫描目标位置的数据送给模版块，其输出移动一轴或数轴到目标位置。

每个轴移动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，确保运动平滑.相对来说，位置控制模块比计算机数值控制（CNC）装置体积更小,价格更低，速度更快，操作方便。

（3）闭环过程控制 PLC能控制大量的物理参数，如温度、压力、速度和流量等。

PID（ProportionalIntergralDerivative）模块的提供使PLC具有闭环控制功能,即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。

当过程控制中某一个变量出现偏差时，PID控制算法会计算出正确的输出,把变量保持在设定值上。

（4）数据处理 在机械加工中,出现了把支持顺序控制的PLC和计算机数值控制（CNC）设备紧密结合的趋向。

著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列,已将CNC控制功能作为PLC的一部分。

为了实现PLC和CNC设备之间内部数据自由传递，该公司采用了窗口软件。

通过窗口软件，用户可以独自编程，由PLC送至CNC设备使用.美国GE公司的CNC设备新机种也同样使用了具有数据处理的PLC.预计今后几年CNC系统将变成以PLC为主体的控制和管理系统。

（5）通信和联网 为了适应国