畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）plc在機(jī)床上的應(yīng)用

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告題 目 plc在機(jī)床中的應(yīng)用 系 別 機(jī)電工程系 .專 業(yè) 電氣自動(dòng)化 .班 級(jí) .學(xué)生姓名 .學(xué) 號(hào) .指導(dǎo)教師 . 2009年3月15日 目 錄前言1摘要2第一章 可編程序控制器概述31.1可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展31.2 可編程控制器的用途與特點(diǎn)41.3 可編程控制器的分類41.4可編程序控制器的硬件組成41.5 可編程序控制器的軟件組成51.6 可編程序控制器的主要性能指標(biāo)6第二章 s7-200系列可編程控制器62.1 s7-200系列plc的構(gòu)成62.2 s7-200系列plc內(nèi)部元器件82.3 s7200系列plc的基本指令92.4 s7-200系列plc功能指

2、令10第三章 t68型臥式鏜床電氣控制電路分析113.1 t68型臥式鏜床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式113.2電力拖動(dòng)方式和控制要求123.3電氣控制電路分析123.4電氣控制電路特點(diǎn)13第四章 基于plc的t68型臥式鏜床134.1 控制要求和梯形圖接線圖134.2 主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與停止控制174.3 主電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制184.4 主軸變速或進(jìn)給變速時(shí)主電動(dòng)機(jī)的緩轉(zhuǎn)控制184.5 主軸箱、工作臺(tái)的快速移動(dòng)控制194.6 語(yǔ)句表19第五章 中英文翻譯20參考文獻(xiàn)31前言隨著工業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，對(duì)于各種工業(yè)設(shè)備的要求越來(lái)越高，鑒于t68型臥式鏜床的電氣控制系統(tǒng)存在線路復(fù)雜、故障率高、維護(hù)工作量大

3、、可靠性低、靈活性差等缺點(diǎn),用plc對(duì)t68型鏜床的繼電器接觸式模擬控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,從而保證了電控系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性、合理性,更好地滿足了實(shí)際生產(chǎn)的需要,提高了經(jīng)濟(jì)效益。simatic s7-200系列plc適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。s7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此s7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。s7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.極高的可靠性2.極豐富的指令集3.易于掌握4.便捷的操作5.豐富的內(nèi)置集成功能6.實(shí)時(shí)特性7.強(qiáng)勁的通訊能力8.豐富的擴(kuò)展模塊 s7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)

4、中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于各種機(jī)床的控制要求越來(lái)越嚴(yán)謹(jǐn)，鑒于t68型臥式鏜床的電氣控制系統(tǒng)存在線路復(fù)雜、故障率高、維護(hù)工作量大、可靠性低、靈活性差等缺點(diǎn),用plc對(duì)t68型鏜床的繼電器接觸式模擬控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,從而保證了電控系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性、合理性,更好地滿足了實(shí)際生產(chǎn)的需要,提高了經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：

5、故障率、鏜床、可編程控制器abstractwith the continuous development of science and technology, more and more stringent control requirements for a variety of machine tools, in view of t68-type horizontal boring machine electrical control system for complex circuits exist, the high failure rate, the maintenance of h

6、eavy workload, low reliability, flexibility and poor disadvantage, with plc-type boring machine of the relay t68-contact analog control system technology, thus ensuring rapid electric control system, accuracy, reasonableness, and better meet the needs of the actual production, improve the economic e

7、fficiency . key words: failure rate，boring machine, programmable logic controller（plc）第一章 可編程序控制器概述1.1可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1969年美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱programmable controller（pc）。個(gè)人計(jì)

8、算機(jī)（簡(jiǎn)稱pc）發(fā)展起來(lái)后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為programmable logic controller（plc）。國(guó)際電工委員會(huì)（iec）對(duì)plc的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。1.2 可編程控制器的用途與特點(diǎn)plc具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。因而廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、石油化工、采礦、電力、機(jī)械制

9、造、汽車、環(huán)保等行業(yè)。plc應(yīng)用通?？煞譃槲宸N類型：順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、閉環(huán)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理、通信和聯(lián)網(wǎng)。plc有以下7種性能特點(diǎn)：1.抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高；2.控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、應(yīng)用靈活；3.編程方便，易于使用；4.功能完善，擴(kuò)展能力強(qiáng)；5.plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便；6.維修方便，維修工作量??；7.結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。1.3 可編程控制器的分類按i/o點(diǎn)數(shù)容量分：1.小型機(jī)2.中型機(jī)3.大型機(jī)按結(jié)構(gòu)形式分：1.整體式結(jié)構(gòu)2.組合式結(jié)構(gòu)1.4可編程序控制器的硬件組成可編程控制器種類繁多，但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。plc的基本結(jié)構(gòu)由中央處理

10、器（cpu）,存儲(chǔ)器，輸入、輸出接口，電源，擴(kuò)展接口，通信接口，編程工具，智能i/o接口，智能單元等組成。一、中央處理器（cpu）與一般計(jì)算機(jī)一樣，cpu是plc的核心，他按plc中系統(tǒng)程序賦予的功能指揮plc有條不紊地進(jìn)行工作。二、存儲(chǔ)器plc存儲(chǔ)器是用來(lái)存放系統(tǒng)程序、用戶程序和運(yùn)行數(shù)據(jù)的單元。按其作用有系統(tǒng)存儲(chǔ)器與用戶存儲(chǔ)器；存儲(chǔ)器又有兩種，一種為可進(jìn)行讀/寫(xiě)操作的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器ram;另一種為只讀存儲(chǔ)器。三、輸入、輸出接口輸入、輸出接口是plc與外界連接的接口。輸入接口用來(lái)接收和采集兩種類型的輸入信號(hào)，一類是由按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)等的開(kāi)關(guān)

11、量輸入信號(hào)；另一類是由電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變換器等傳來(lái)的模擬量輸入信號(hào)。輸出接口用來(lái)連接被控對(duì)象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量）、調(diào)速裝置（模擬量）等。四、電源plc一般使用220v單相交流電源，電源將交流電轉(zhuǎn)換成中央處理器、存儲(chǔ)器等電路工作所需的直流電，保證plc的正常工作。對(duì)于小型整體式可編程控制器內(nèi)部有一個(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，此電源一方面可為cpu、i/o單元及擴(kuò)展單元提供直流5v工作電源，另一方面可為外部輸入元件提供24v電源。五、擴(kuò)展接口擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)展單元與基本單元連接，使plc的配置更加靈活，以滿足不同控制系統(tǒng)的需求。六、通信接口為了實(shí)現(xiàn)“人機(jī)”或“機(jī)機(jī)

12、”之間的對(duì)話，plc配有多種通信接口。plc通過(guò)這些通信接口可以與監(jiān)視器、打印機(jī)及其他的plc或計(jì)算機(jī)相連。七、智能i/o接口為了滿足工業(yè)上更加復(fù)雜的控制需要，plc配有多種智能i/o接口，通過(guò)智能i/o接口，用戶可方便的構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種控制功能。 八、編程工具編程工具是供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視用的設(shè)備。最常用的是編輯器。編輯器有簡(jiǎn)易型和智能性兩類。簡(jiǎn)易型的編程器只能聯(lián)機(jī)編程，且往往是先將梯形圖轉(zhuǎn)化為機(jī)器語(yǔ)言助記符（指令表）后才能輸入。九、智能單元各型plc都有一些智能單元，他們一般都有自己的cpu，具有自己的系統(tǒng)軟件，能獨(dú)立完成一項(xiàng)專門的工作。智能單元通過(guò)總線與主

13、機(jī)相聯(lián)，通過(guò)通信方式接受主機(jī)的管理。常用的智能單元有a/d單元、d/a單元、高速計(jì)數(shù)單元、定位單元等。十、其他部件plc還可配有盒式磁帶機(jī)、eprom寫(xiě)入器、存儲(chǔ)卡等其他外部設(shè)備。1.5 可編程序控制器的軟件組成可編程控制器的軟件由系統(tǒng)程序和用戶程序兩大部分組成。系統(tǒng)程序由plc制造商固化在機(jī)內(nèi)，用以控制可編程序控制器本身的運(yùn)作；用戶程序則是由使用者編輯并輸入的，用來(lái)控制外部對(duì)象的運(yùn)作。一、系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序主要包括三部分。第一部分為系統(tǒng)管理程序，他控制plc的運(yùn)行，使整個(gè)plc按部就班地工作。第二部分為用戶指令解釋程序，通過(guò)用戶指令解釋程序，將plc的編程語(yǔ)言變?yōu)闄C(jī)器語(yǔ)言指令，再由cpu執(zhí)行這

14、些指令。第三部分為標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序，包括許多不同功能的子程序及其調(diào)用管理程序。二、用戶程序用戶程序即應(yīng)用程序，是可編程控制器的使用者針對(duì)具體控制對(duì)象編制的應(yīng)用程序。根據(jù)不同控制要求編制不同的程序，相對(duì)于改變可編控制器的用途，也相當(dāng)于繼電接觸控制設(shè)備的硬接線線路進(jìn)行重設(shè)計(jì)和重接線，這就是所謂的“可編程序”。三、可編程控制器的程序結(jié)構(gòu)廣義上的plc程序由三個(gè)部分構(gòu)成：用戶程序、數(shù)據(jù)塊和參數(shù)塊。1.6 可編程序控制器的主要性能指標(biāo)一、存儲(chǔ)容量系統(tǒng)程序存放在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中。這里說(shuō)的存儲(chǔ)容量指的是用戶程序存儲(chǔ)器的容量，用戶程序存儲(chǔ)器容量決定了plc可以容納的用戶程序的長(zhǎng)短，一般以字節(jié)為單位來(lái)

15、計(jì)算。也有的plc用存放用戶程序的指令條數(shù)來(lái)表示容量。二、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)i/o點(diǎn)數(shù)即plc面板上連接輸入、輸出信號(hào)用的端子的個(gè)數(shù)，常稱為“點(diǎn)數(shù)”，用輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的和來(lái)表示。i/o點(diǎn)數(shù)越多，外部可接入的器件和輸出的器件就越多，控制規(guī)模就越大。因此，i/o點(diǎn)數(shù)是衡量plc性能的重要指標(biāo)之一。三、掃描速度掃描速度是指plc執(zhí)行程序的速度，是衡量plc性能的重要指標(biāo)，一般以執(zhí)行1k字所用的時(shí)間來(lái)衡量掃描速度。四、編程指令的種類和數(shù)量編程指令種類及條數(shù)越多，其功能就越強(qiáng)，即處理能力和控制能力也就越強(qiáng)。五、擴(kuò)展能力plc的擴(kuò)展能力反映在以下兩個(gè)方面。大部分plc用i/o擴(kuò)展單元進(jìn)行i/o點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展，

16、有的plc可以使用各種功能模塊進(jìn)行功能的擴(kuò)展。六、智能單元的數(shù)量plc不僅能夠完成開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，而且利用智能單元可以完成模擬量控制、位置和速度控制以及通信聯(lián)網(wǎng)等功能。第二章 s7-200系列可編程控制器2.1 s7-200系列plc的構(gòu)成1.基本單元i/o i0.0-i0.7、i1.0-i1.5 14個(gè)輸入點(diǎn) q0.0-q0.7、q1.0-q1.1 10個(gè)輸出點(diǎn) 采用了雙向光電耦合器，24v直流極性可任意選擇 1m為i0.x輸入端子的公共端，2m為i1.x輸入端子的公共端 在晶體管輸出電路中采用了mosfet功率驅(qū)動(dòng)器件，并將數(shù)字量輸出分為兩組，每組有一個(gè)獨(dú)立公共端，共有1l、2l兩個(gè)公共

17、端，可接入不同的負(fù)載電源。2.基本單元i/o及擴(kuò)展q 主機(jī)的輸入點(diǎn)數(shù)為14點(diǎn)q 主機(jī)的輸出點(diǎn)數(shù)為10點(diǎn)q 可擴(kuò)展的模塊數(shù)目為73.高速反應(yīng)性q 6個(gè)高速計(jì)數(shù)脈沖輸入端：i0.0-i0.5,最快的相應(yīng)速度為30khz。q 2個(gè)高速脈沖輸出端：q0.0-q0.1,輸出脈沖頻率可達(dá)20khz。4.存儲(chǔ)系統(tǒng)：由ram和eeprom兩種存儲(chǔ)器組成。5.存儲(chǔ)卡：存儲(chǔ)卡可選擇安裝擴(kuò)展卡。擴(kuò)展卡有eeprom存儲(chǔ)卡、電池和時(shí)鐘卡等模塊。二、 cpu22x主要技術(shù)指標(biāo)型號(hào)cpu221cpu222cpu223cpu224外型尺寸/mm908 629080 62120.580 6219080 621.存儲(chǔ)器程序/字

18、2048204840964096用戶數(shù)據(jù)1024102425602560用戶存儲(chǔ)器類型eepromeepromeepromeeprom數(shù)據(jù)后備(超級(jí)電容)典型值h50501901902.輸入輸出型號(hào)cpu221cpu222cpu223cpu224本機(jī)i/o點(diǎn)數(shù)6入/8出6入/8出14入/10出24入/16出擴(kuò)展模塊數(shù)量無(wú)2個(gè)7個(gè)7個(gè)數(shù)字量i/o映像區(qū)大小/bit無(wú)256256256模擬量i/o映像區(qū)大小/bit50501901903.指令型號(hào)cpu221cpu222cpu223cpu22433mhz下布爾指令執(zhí)行速度0.37s/指令0.37s/指令0.37s/指令0.37s/指令for/nex

19、t循環(huán)有有有有增數(shù)運(yùn)算有有有有實(shí)數(shù)運(yùn)算有有有有4.主要內(nèi)部繼電器型號(hào)cpu221cpu222cpu223cpu224i/o映像寄存器/bit128i和128q128i和128q128i和128q128i和128q內(nèi)部通用繼電器/bit256256256256計(jì)數(shù)器/定時(shí)器256/256256/256256/256256/256字入/字出無(wú)16/1632/3232/32順序控制繼電器/ bit2562562562565.附加功能型號(hào)cpu221cpu222cpu223cpu224內(nèi)部高速計(jì)數(shù)器/個(gè)4(30khz)4(30khz)6(30khz)6(30khz)模擬量調(diào)節(jié)電位器/個(gè)1122脈沖輸出

20、/個(gè)2(20khz)2(20khz)2(20khz)2(20khz)通信中斷/個(gè)1發(fā)送器2接收器1發(fā)送器2接收器1發(fā)送器2接收器1發(fā)送器2接收器定時(shí)中斷/個(gè)2(1255ms)2(1255ms)2(1255ms)2(1255ms)硬件輸入中斷/個(gè)4444實(shí)時(shí)時(shí)鐘有(時(shí)鐘卡)有(時(shí)鐘卡)有(內(nèi)置)有(內(nèi)置)口令保護(hù)有有有有2.2 s7-200系列plc內(nèi)部元器件一、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類型及尋址方式plc內(nèi)部元器件的功能是相互獨(dú)立的，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)為每一種元器件分配一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域。每一種元器件用一組字母表示器件類型，字母加數(shù)字表示數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址。如i表示輸入映像寄存器（又稱輸入繼電器）；q表示輸出映像寄存器（輸出

21、繼電器）；m表示內(nèi)部標(biāo)志位存儲(chǔ)器；sm表示特殊標(biāo)志位寄存器；s表示順序控制存儲(chǔ)器；v表示變量存儲(chǔ)器；l表示局部變量存儲(chǔ)器；t表示定時(shí)器；c表示計(jì)數(shù)器；ai表示模擬量輸入映像寄存器；aq表示模擬量輸出映像寄存器；ac表示累加器；hc表示高速計(jì)數(shù)器等。掌握這些內(nèi)部器件定義、范圍、功能和使用方法是plc程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。1.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的分配 s7-200按元器件的種類將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分成若干存儲(chǔ)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的存儲(chǔ)單元按字節(jié)編址，每個(gè)字節(jié)有8位組成。2.數(shù)值表示方法 包括數(shù)值類型、范圍和常數(shù)等內(nèi)容。二、s7-200系列plc數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)及元件功能1.輸入/輸出映像寄存器 2.變量存儲(chǔ)器v 3.位存儲(chǔ)器（m）

22、 4.特殊標(biāo)志位（sm）寄存器 5.順序控制繼電器（s） 6.局部存儲(chǔ)器（l） 7.定時(shí)器（t） 8.計(jì)數(shù)器 9.模擬量輸入/輸出映像寄存器（ai/aq） 10.累加器（ac） 11.高速計(jì)數(shù)器（hc）2.3 s7200系列plc的基本指令一、基本位操作指令1、指令格式梯形圖指令由觸點(diǎn)或線圈符號(hào)直接位地址兩部分組成，含有直接位地址的指令又稱位操作指令，基本位操作指令操作數(shù)尋址范圍：i，q，m，sm，t，c，v，s，l等。1）ld(load)：裝載指令，用于常開(kāi)觸點(diǎn)與左母線連接，每一個(gè)以常開(kāi)觸點(diǎn)開(kāi)始的邏輯行都要使用這一指令。2）ldn(load not)：裝載指令，用于常閉觸點(diǎn)與左母線連接，每一

23、個(gè)以常閉觸點(diǎn)開(kāi)始的邏輯行都要使用這一指令。3）a(and)：與操作指令，用于常開(kāi)觸點(diǎn)的串聯(lián)。4）an(and not)：與操作指令，用于常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)。5）o(or)：或操作指令，用于常開(kāi)觸點(diǎn)的并聯(lián)。6）on(or not)：或操作指令，用于常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)。7）=(out)：置位指令，線圈輸出。2、stl指令對(duì)較復(fù)雜梯形圖的描述方法在較復(fù)雜梯形圖中，觸點(diǎn)的串、并聯(lián)關(guān)系不能全部用簡(jiǎn)單的與、或、非邏輯關(guān)系描述。1）塊“與”操作指令ald 2）塊“或”操作指令old 3）棧操作指令lps 、lrd、 lpp二、取反和空操作指令 1取反指令（not）：將它左邊電路的邏輯運(yùn)算結(jié)果取反。2空操作指令（no

24、p）：起增加程序容量的作用。三、置位/復(fù)位指令置位/復(fù)位指令則是將線圈設(shè)計(jì)成置位線圈和復(fù)位線圈兩大部分，將存儲(chǔ)器的置位、復(fù)位功能分離開(kāi)來(lái)。四、邊沿觸發(fā)指令邊沿觸發(fā)是指用邊沿觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器周期的掃描脈沖，通常用作脈沖整形。邊沿觸發(fā)指令分為正跳變觸發(fā)（上升沿）和負(fù)跳變觸發(fā)（下降沿）兩大類。五、定時(shí)器s7-200 plc的定時(shí)器為增量型定時(shí)器,用于時(shí)間控制。1、工作方式：通電延時(shí)型（ton） 保持型（tonr） 斷電延時(shí)型（tof）2、時(shí)基標(biāo)準(zhǔn)：cpu 22x系列plc的256個(gè)定時(shí)器分屬ton(tof)和tonr工作方式，以及3種時(shí)基標(biāo)準(zhǔn)（1ms、10ms、100ms），tof與ton共享同

25、一組定時(shí)器，不能重復(fù)使用。3、定時(shí)器指令格式（1）通電延時(shí)型（ton）：當(dāng)使能端輸入有效時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值從0開(kāi)始遞增，大于或等于設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器輸出狀態(tài)為1；使能端無(wú)效（斷開(kāi)）時(shí)，定時(shí)器復(fù)位。（2）保持型（tonr)：使能端輸入有效時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)；使能端無(wú)效時(shí)，當(dāng)前值保持記憶，使能端再次接通有效時(shí)，在原記憶值的基礎(chǔ)上遞增計(jì)時(shí)。(3) 斷電延時(shí)型（tof）：使能端輸入有效時(shí)，定時(shí)器輸出狀態(tài)位置1，當(dāng)前值復(fù)位；使能端斷開(kāi)時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值從0遞增，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)置值時(shí)，定時(shí)器狀態(tài)恢復(fù)位置0，并停止計(jì)時(shí)，當(dāng)前值保持。六、計(jì)數(shù)器s7200系列plc有加計(jì)數(shù)器（ctu）、加/減計(jì)數(shù)器（ct

26、ud）、減計(jì)數(shù)器（ctd）等3種計(jì)數(shù)指令。2.4 s7-200系列plc功能指令一、 表功能指令指令描述att data，table填表fnd= tbl，patrn，indx查表fnd tbl，patrn，indx查表fnd tbl，patrn，indx查表fnd tbl，patrn，indx查表fifo data，table先入先出lifo data，table后入先出fill in，out，n填充1填表指令2查表指令3先入先出指令4后入先出指令5存儲(chǔ)器填充指令6讀寫(xiě)實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令二、轉(zhuǎn)換指令轉(zhuǎn)換指令是對(duì)操作數(shù)的類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并輸出到指定的目標(biāo)地址中去。轉(zhuǎn)換指令包括數(shù)據(jù)的類型轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的編碼和

27、譯碼指令以及字符串類型轉(zhuǎn)換指令。 1.bcd碼與整數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 2.雙字整數(shù)轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù) 3.四舍五入取整指令 4.截位取整指令 5.整數(shù)與雙整數(shù)的轉(zhuǎn)換 6.字節(jié)與整數(shù)的轉(zhuǎn)換指令 7.譯碼指令 8.段譯碼指令三、中斷指令（一）中斷源1中斷源（1）通信中斷：plc的自由通信模式下,通信口的狀態(tài)可由程序來(lái)控制。（2）i/o中斷：i/o中斷包括外部輸入中斷、高速計(jì)數(shù)器中斷和脈沖串輸出中斷。（3）時(shí)間中斷：時(shí)間中斷包括定時(shí)中斷和定時(shí)器中斷。2中斷優(yōu)先級(jí)在plc應(yīng)用系統(tǒng)中通常有多個(gè)中斷源。當(dāng)多個(gè)中斷源同時(shí)向cpu申請(qǐng)中斷時(shí)，要求cpu能將全部中斷源按中斷性質(zhì)和處理的輕重緩急進(jìn)行排隊(duì)，并給予優(yōu)先權(quán)。3cpu

28、響應(yīng)中斷的順序plc中，cpu響應(yīng)中斷的順序可以分以下三種情況：（1）當(dāng)不同的優(yōu)先級(jí)的中斷源同時(shí)申請(qǐng)中斷時(shí)，cpu響應(yīng)中斷請(qǐng)求的順序?yàn)閺膬?yōu)先級(jí)高的中斷源到優(yōu)先級(jí)低的中斷源。（2）當(dāng)相同優(yōu)先級(jí)的中斷源申請(qǐng)中斷時(shí)，cpu按先來(lái)先服務(wù)的原則響應(yīng)中斷請(qǐng)求。（3）當(dāng)cpu正在處理某中斷，又有中斷源提出中斷請(qǐng)求時(shí)，新出現(xiàn)的中斷請(qǐng)求按優(yōu)先級(jí)排隊(duì)等候處理，當(dāng)前中斷服務(wù)程序不會(huì)被其他甚至更優(yōu)先級(jí)的中斷程序打斷。（二）中斷控制經(jīng)過(guò)中斷判優(yōu)后，將優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求送給cpu，cpu響應(yīng)中斷后自動(dòng)保存邏輯堆棧、累加器和某些特殊標(biāo)志寄存器位，即保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。中斷處理完成后，又自動(dòng)恢復(fù)這些單元保存起來(lái)的數(shù)據(jù)，即恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。四

29、、高速處理指令 1高速計(jì)數(shù)指令：高速計(jì)數(shù)器定義指令（hdef），高速計(jì)數(shù)器指令（hsc）用于啟動(dòng)編號(hào)為n的高速計(jì)數(shù)器。hsc與mode為字節(jié)型常數(shù)，n為字型常數(shù)。 2高速脈沖輸出：高速脈沖輸出功能是指在plc的某些輸出端產(chǎn)生高速脈沖，用來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)高速輸出和精確控制。3脈沖輸出指令：脈沖輸出指令可以輸出兩種類型的方波信號(hào)，在精確位置控制中有很重要的應(yīng)用。第三章 t68型臥式鏜床電氣控制電路分析3.1 t68型臥式鏜床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式t68臥式鏜床的結(jié)構(gòu)主要由床身、前立柱、鏜頭架、后立柱、尾座、下溜板、上溜板、工作臺(tái)等部分組成。床身是一個(gè)整體的鑄件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直

30、導(dǎo)軌上裝有鏜頭架，鏜頭架可沿導(dǎo)軌垂直移動(dòng)。鏜頭架上裝有主軸、主軸變速箱、進(jìn)給箱與操縱機(jī)構(gòu)等部件。切削刀具固定在鏜軸前端的錐形孔里，或裝在平旋盤的刀具溜板上。在鏜削加工時(shí)，鏜軸一面旋轉(zhuǎn)，一面沿軸向做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。平旋盤只能旋轉(zhuǎn)，裝在其上的刀具溜板做徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鏜軸和平旋盤軸經(jīng)由各自的傳動(dòng)鏈傳動(dòng)，因此可以獨(dú)自旋轉(zhuǎn)，也可以不同轉(zhuǎn)速同時(shí)旋轉(zhuǎn)。在床身的另一端裝有后立柱，后力柱可沿床身導(dǎo)軌在鏜軸軸線方向調(diào)整位置。在后立柱導(dǎo)軌上安裝有尾座，用來(lái)支撐鏜軸的末端，尾座與鏜頭架同時(shí)升降，保證兩者的軸心在同一水平線上。安裝工件的工作臺(tái)安放在床身中部的導(dǎo)軌上，它由下溜板、上溜板與可轉(zhuǎn)動(dòng)的工作臺(tái)組成。下溜板可沿床身導(dǎo)軌作

31、縱向運(yùn)動(dòng)，上溜板可沿下溜板的導(dǎo)軌作橫向運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)相對(duì)于上溜板可作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由上可知，t68臥式鏜床的運(yùn)動(dòng)方式有三種：1）主運(yùn)動(dòng)為鏜軸和平旋盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為鏜軸的軸向進(jìn)給、平旋盤刀具溜板的徑向進(jìn)給、鏜頭架垂直進(jìn)給、工作臺(tái)的縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給。3）輔助運(yùn)動(dòng)為工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)、后立柱的軸向移動(dòng)、尾座的垂直移動(dòng)及各部分的快速移動(dòng)等。3.2電力拖動(dòng)方式和控制要求鏜床加工范圍廣，運(yùn)動(dòng)部件多，調(diào)速范圍寬。而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)決定了切削量，切削量又與主軸轉(zhuǎn)速、刀具、工件材料、加工精度等有關(guān)。所以一般臥式鏜床主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由各自傳動(dòng)鏈傳動(dòng)。為縮短輔助時(shí)間，鏜頭架上、下，工作臺(tái)前、后、左、

32、右及鏜軸的進(jìn)、出運(yùn)動(dòng)除工作進(jìn)給外，還應(yīng)有快速移動(dòng)，由快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。t68臥式鏜床控制要求主要是：1）主軸旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給量都有較寬的調(diào)速范圍，主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，為簡(jiǎn)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)。2）由于各種進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都有正反不同方向的運(yùn)轉(zhuǎn)，故主電動(dòng)機(jī)要求正、反轉(zhuǎn)。3）為滿足調(diào)整工作需要，主電動(dòng)機(jī)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)的點(diǎn)動(dòng)控制。4）保證主軸停車迅速、準(zhǔn)確，主電動(dòng)機(jī)應(yīng)有制動(dòng)停車環(huán)節(jié)。5）主軸變速與進(jìn)給變速可在主電動(dòng)機(jī)停車或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行。為便于變速時(shí)齒輪嚙合，應(yīng)有變速低速?zèng)_動(dòng)過(guò)程。6）為縮短輔助時(shí)間，各進(jìn)給方向均能快速移動(dòng)，配有快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，采用快速電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)的點(diǎn)動(dòng)控制方式。7

33、）主電動(dòng)機(jī)為雙速電機(jī)，有高、低兩種速度供選擇，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)先經(jīng)低速啟動(dòng)。8）由于運(yùn)動(dòng)部件多，應(yīng)設(shè)有必要的聯(lián)鎖于保護(hù)環(huán)節(jié)。3.3電氣控制電路分析電氣線路總體概述：本機(jī)床的電力拖動(dòng)系統(tǒng)由兩臺(tái)三相交流異步電動(dòng)機(jī)組成，因?yàn)楣β瘦^小，所以均采用接觸器直接起動(dòng)控制線路。m1是主電動(dòng)機(jī)，由交流接觸器km1與km2控制其正向轉(zhuǎn)動(dòng)和反向轉(zhuǎn)動(dòng)的起動(dòng)與停止。交流接觸器km3用來(lái)控制短路限流電阻r，m1的過(guò)載保護(hù)電器是fr1，m2是主軸箱和工作臺(tái)的快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，功率為2.2kw，轉(zhuǎn)速為1460r/min。因?yàn)榭焖僖苿?dòng)是短時(shí)間工作，所以不設(shè)過(guò)載保護(hù)。1)主電動(dòng)機(jī)為雙速電動(dòng)機(jī)，用以實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，功率為

34、5.5/7.5kw，轉(zhuǎn)速為1460 r/2880r/min，主電動(dòng)機(jī)高低速的變換由主軸孔盤變速機(jī)構(gòu)內(nèi)的限位開(kāi)關(guān)sq控制。在常態(tài)下，sq斷開(kāi)，電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)sq被壓下時(shí)，接通高速，接觸器km6、km7以及km8用來(lái)改變主電動(dòng)機(jī)定子繞組的聯(lián)接方法。當(dāng)km6的主觸點(diǎn)閉合，繞組接成三角形，主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1460r/min。當(dāng)km6的主觸點(diǎn)斷開(kāi)，km7和km8的主觸點(diǎn)閉合時(shí)，繞組接成雙星形，主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為2880r/min，主電動(dòng)機(jī)可以正反轉(zhuǎn)和正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)，也可以反接制動(dòng)。為限制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流和反接制動(dòng)電流，在點(diǎn)動(dòng)和反接制動(dòng)時(shí)，在電動(dòng)機(jī)定子繞組中串聯(lián)了限流電阻。2)主電動(dòng)機(jī)低速時(shí)可直接起動(dòng)，在主電

35、動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)之前要保證先接通低速轉(zhuǎn)動(dòng)電路，經(jīng)過(guò)一段延時(shí)再自動(dòng)轉(zhuǎn)換到高速，以減小主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。3)為保證變速后變速齒輪進(jìn)入良好嚙合狀態(tài)，在主軸變速和進(jìn)給變速時(shí)主電動(dòng)機(jī)應(yīng)能夠緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。本機(jī)床主軸變速時(shí)主電動(dòng)機(jī)緩轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)限位開(kāi)關(guān)sq1和sq2實(shí)現(xiàn)的，而進(jìn)給變速是通過(guò)限位開(kāi)關(guān)sq3和sq4以及速度繼電器來(lái)共同完成的。4)按鈕、限位開(kāi)關(guān)和速度繼電器均采用動(dòng)合觸點(diǎn)。sq2、sq4、sq5、sq6原來(lái)采用動(dòng)斷觸點(diǎn)，現(xiàn)在改為動(dòng)合觸點(diǎn)，為保持機(jī)床原來(lái)的控制狀態(tài)不變，sq2、sq4、sq5、sq6在機(jī)床正常運(yùn)行時(shí)動(dòng)合觸頭為閉合狀態(tài)，sq2、sq4所對(duì)應(yīng)的輸入繼電器都采用動(dòng)斷觸點(diǎn)。sq5、sq6配合以完成

36、主軸進(jìn)給與工作臺(tái)進(jìn)給的互鎖功能。sq1、sq3在機(jī)床正常運(yùn)行時(shí)觸頭為斷開(kāi)狀態(tài)?？刂凭€路電壓為110v，安全照明燈電壓為24v，信號(hào)燈電壓為6v，均由控制變壓器tc提供電源。5）主軸及進(jìn)給變速控制 t68臥式鏜床的主軸變速與進(jìn)給變速可在停車時(shí)進(jìn)行也可在運(yùn)行中進(jìn)行。變速時(shí)將變速手柄拉出，轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤，選好速度后，再將變速手柄推回。拉出變速手柄時(shí)，相應(yīng)的變速行程開(kāi)關(guān)不受壓；推回變速手柄時(shí)，相應(yīng)的變速行程開(kāi)關(guān)壓下，sq1、sq2為主軸變速用行程開(kāi)關(guān)，sq3、sq4為進(jìn)給變速用行程開(kāi)關(guān)。6）快速移動(dòng)控制 主軸箱、工作臺(tái)或主軸的快速移動(dòng)，由快速手柄操縱并聯(lián)動(dòng)sq7、sq8行程開(kāi)關(guān)，控制接觸器km4或km5，

37、進(jìn)而控制快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)m2正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)。將快速手柄扳在中間位置，sq7、sq8均不被壓動(dòng)，m2電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。若將快速移動(dòng)手柄扳到正向位置，sq7壓下，km4線圈通電吸合，m2正轉(zhuǎn)，使相應(yīng)部件正向快速移動(dòng)。反之，若將快速手柄扳到反向位置，則sq8壓下，km5線圈通電吸合，m2反轉(zhuǎn)，相應(yīng)部件獲得反向快速移動(dòng)。3.4電氣控制電路特點(diǎn)1.t68臥式鏜床電氣控制電路具有完善的聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)1）主軸箱或工作臺(tái)與主軸機(jī)動(dòng)進(jìn)給聯(lián)鎖。2）m1電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、高低速控制、m2電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制均設(shè)有互鎖控制環(huán)節(jié)。3）熔斷器fu1-fu4 實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)；熱繼電器fr實(shí)現(xiàn)m1過(guò)載保護(hù)；電路采用按鈕接觸器或繼電

38、器構(gòu)成的自鎖環(huán)節(jié)具有欠電壓與零電壓保護(hù)作用。4）機(jī)床設(shè)有36v安全電壓局部照明燈el，由開(kāi)關(guān)sa手動(dòng)控制。5）主軸與進(jìn)給電動(dòng)機(jī)m1為雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)。6）電動(dòng)機(jī)m1能正反轉(zhuǎn)運(yùn)行、正反向點(diǎn)動(dòng)及反接制動(dòng)。7）主軸變速和進(jìn)給變速均可在停車情況或在運(yùn)行中進(jìn)行。8）主軸箱、工作臺(tái)與主軸由快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)m2 拖動(dòng)實(shí)現(xiàn)其快速移動(dòng)。第四章 基于plc的t68型臥式鏜床4.1 控制要求和梯形圖用西門子可編程序控制器對(duì)t68鏜床進(jìn)行電器線路改造。機(jī)床原有的操作方式不變，機(jī)床的主電路不變，從而使機(jī)床的控制線路簡(jiǎn)化了，機(jī)床故障率降低了?？傮w構(gòu)思有：1）保持機(jī)床原有的操作方式不變，加工工藝方法不變。2) 機(jī)床原有的按

39、鈕、行程開(kāi)關(guān)、控制變壓器、交流接觸器及熱繼電器等繼續(xù)使用，其控制作用保持不變。3) 將原有的繼電器控制線路改為由plc編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。其控制要求具體如下 ：1.主電動(dòng)機(jī)能夠正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制2.主電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制3.主電動(dòng)機(jī)有制動(dòng)停車控制環(huán)節(jié)4.主電動(dòng)機(jī)有變速低速?zèng)_動(dòng)過(guò)程5.快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制6.主電動(dòng)機(jī)有高、低速選擇7.主電動(dòng)機(jī)有正反轉(zhuǎn)互鎖控制基于plc的t68型臥式鏜床的梯形圖如下所示：其元器件分配表如下：i0.1sb1正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕i1.0sq1主軸變速行程開(kāi)關(guān)q0.0km1i0.2sb2反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕i1.1sq2主軸變速行程開(kāi)關(guān)q0.1km2i0.3sb3正向點(diǎn)動(dòng)起動(dòng)按鈕i1

40、.2sq3進(jìn)給速度行程開(kāi)關(guān)q0.2km3i0.4sb4反向點(diǎn)動(dòng)起動(dòng)按鈕i1.3sq4進(jìn)給速度行程開(kāi)關(guān)q0.3km4i0.5sb6總停止按鈕i1.4sq5與工作臺(tái)、主軸箱進(jìn)給有機(jī)械聯(lián)動(dòng)的行程開(kāi)關(guān)q0.4km5i0.6ks-1正轉(zhuǎn)速度繼電器i1.5sq6與主軸進(jìn)給手柄、平旋盤刀具溜板有機(jī)械聯(lián)動(dòng)的行程開(kāi)關(guān)q0.5km6i0.7ks-2反轉(zhuǎn)速度繼電器i1.6sq7正向快速移動(dòng)控制行程開(kāi)關(guān)q0.6km7t37kt高速啟動(dòng)時(shí)間繼電器i1.7sq8反向快速移動(dòng)控制行程開(kāi)關(guān)q0.7km8 4.2 主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與停止控制主電動(dòng)機(jī)共有正向點(diǎn)動(dòng)、反向點(diǎn)動(dòng)、正向低速轉(zhuǎn)動(dòng)、反向低速轉(zhuǎn)動(dòng)、正向高速轉(zhuǎn)動(dòng)和反向高速轉(zhuǎn)動(dòng)六種

41、運(yùn)動(dòng)方式。1)主電動(dòng)機(jī)的正向點(diǎn)動(dòng)控制按下正向點(diǎn)動(dòng)按鈕sb3，輸入繼電器i0.3得電，輸出繼電器q0.1得電，同時(shí)輸出繼電器q0.6也得電，交流接觸器km1、km6通電吸合，其主觸點(diǎn)閉合，接通電源。這時(shí)，因?yàn)榻佑|器km7和km8無(wú)電，所以主電動(dòng)機(jī)定子繞組接成三角形。又因?yàn)榻涣鹘佑|器km3無(wú)電，所以限流電阻r串接入主電動(dòng)機(jī)的電源電路中。這樣，主電動(dòng)機(jī)定子繞組接成三角形，經(jīng)限流電阻r接通三相電源，主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)正向旋轉(zhuǎn)。松開(kāi)正向點(diǎn)動(dòng)按鈕sb3，輸入繼電器i0.3斷電，輸出繼電器q0.1斷電，同時(shí)輸出繼電器q0.6也斷電，接觸器km1和km6斷電釋放，他們的主觸點(diǎn)斷開(kāi)，切除電源，主電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。2)主電動(dòng)

42、機(jī)的反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制控制線路及其控制原理均和正向點(diǎn)動(dòng)相似，只要把點(diǎn)動(dòng)按鈕sb3換成sb4，輸入繼電器i0.3換成i0.4，輸出繼電器q0.1換成q0.2，交流接觸器km1換成km2即可。3)主電動(dòng)機(jī)正向低速轉(zhuǎn)動(dòng)控制主電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，限位開(kāi)關(guān)sq的動(dòng)合觸點(diǎn)處于斷開(kāi)位置，sq3和sq1處于閉合位置。按下主電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)按鈕sb1，輸入繼電器i0.1得電，內(nèi)部繼電器mo.1得電并自鎖，輸出繼電器q0.3得電，qo.3與m0.1的得電，又使輸出繼電器q0.1得電，q0.1的得電，又使輸出繼電器q0.6得電輸出繼電器q0.3、q0.1、q0.6的相繼得電，使接觸器km3、圖3示t68鏜床控制線路梯形圖km

43、1和km6得電。km3的主觸點(diǎn)閉合，將限流電阻r短路。km1的主觸點(diǎn)閉合，引入三相電源。km6的主觸點(diǎn)閉合，接通主電動(dòng)機(jī)m1的三相電源。因?yàn)楦咚俎D(zhuǎn)動(dòng)交流接觸器km7和km8無(wú)電，所以主電動(dòng)機(jī)定子繞組接成三角形，在全電壓(不經(jīng)限流電阻r)下起動(dòng)正向低速旋轉(zhuǎn)。4)主電動(dòng)機(jī)反向低速轉(zhuǎn)動(dòng)控制控制線路及其控制原理均和正向低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相似，只要把正向轉(zhuǎn)動(dòng)起動(dòng)按鈕sb1換成反向轉(zhuǎn)動(dòng)起動(dòng)按鈕sb2，輸入繼電器i0.1換成i0.2，內(nèi)部繼電器mo.1換成m0.2，輸出繼電器q0.1換成q0.2，接觸器km1換成km2即可。5)主電動(dòng)機(jī)正向高速轉(zhuǎn)動(dòng)控制需要主電動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)變速機(jī)構(gòu)的機(jī)械動(dòng)作，將行程開(kāi)關(guān)sq的

44、動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。輸入繼電器i0.o得電，為時(shí)間繼電器r137的得電做準(zhǔn)備。按下正向轉(zhuǎn)動(dòng)起動(dòng)按鈕sb1，輸入繼電器i0.1得電，內(nèi)部繼電器m0.1得電并自鎖。輸出繼電器qo.3、q0.1、q0.6得電，交流接觸器km3、km1、km6先后得電吸合，主電動(dòng)機(jī)定子繞組接成三角形在全電壓下正向低速轉(zhuǎn)動(dòng)。q0.3得電的同時(shí)，時(shí)間繼電器b7得電。經(jīng)過(guò)3秒左右的延時(shí)，時(shí)間繼電器t37延時(shí)斷開(kāi)的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，輸出繼電器q0.6斷電，低速轉(zhuǎn)動(dòng)接觸器km6斷電釋放。同時(shí)，時(shí)間繼電器延時(shí)閉合的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器q0.7得電，高速轉(zhuǎn)動(dòng)接觸器km7和km8通電吸合，將主電動(dòng)機(jī)定子繞組接成雙星形并重新接通三相電源，使

45、主電動(dòng)機(jī)從低速正向轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)楦咚僬蜣D(zhuǎn)動(dòng)。6)主電動(dòng)機(jī)反向高速轉(zhuǎn)動(dòng)控制控制線路及其控制原理均和正向高速轉(zhuǎn)動(dòng)相似，只要把正向轉(zhuǎn)動(dòng)起動(dòng)按鈕sb1換成反向轉(zhuǎn)動(dòng)起動(dòng)按鈕sb2，輸入繼電器i0.1換成i0.2，內(nèi)部繼電器m0.1換成m0.2，輸出繼電器q0.1換成q0.2，接觸器km1換成km即可。4.3 主電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制反接制動(dòng)由停止按鈕sb5和速度繼電器sr控制速度繼電器分為正轉(zhuǎn)sr1和反轉(zhuǎn)sr2兩種，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，sr1(正轉(zhuǎn)時(shí))和sr2(反轉(zhuǎn)時(shí))的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到速度繼電器的復(fù)位轉(zhuǎn)速時(shí)，速度繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)。1)主電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的反接制動(dòng)控制線路主電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，

46、正向速度繼電器sr1的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。需要停車時(shí)，按下停止按鈕sb5，輸入繼電器i0.5動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)。如果原來(lái)為低速轉(zhuǎn)動(dòng)，交流接觸器km1、km3、km6斷電釋放；如果原來(lái)為高速轉(zhuǎn)動(dòng)，則交流接觸器km1、km3、km7、km8斷電釋放，限流電阻r接入電動(dòng)機(jī)電路。雖然電動(dòng)機(jī)已和電源斷開(kāi)，但由于慣性作用，主電動(dòng)機(jī)仍以較高的速度正向轉(zhuǎn)動(dòng)：速度繼電器sr1觸點(diǎn)為閉合狀態(tài)。在按下sb5時(shí)，輸入繼電器10.5其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器q0.2得電，交流接觸器km2的線圈通電吸合。同時(shí)，輸出繼電器q0.6得電，接觸器km6的線圈吸合。接觸器km2和km6的主觸點(diǎn)閉合，經(jīng)限流電阻r接通主電動(dòng)機(jī)的三相電源，主電動(dòng)

47、機(jī)進(jìn)行反接制動(dòng)，轉(zhuǎn)速立即下降。當(dāng)主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到速度繼電器的復(fù)位轉(zhuǎn)速時(shí)，速度繼電器sr1的動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，輸入繼電器i0.6斷電，輸出繼電器q0.2、q0.6斷電，接觸器km2和km6的線圈先后斷電釋放，它們的主觸點(diǎn)斷開(kāi)，切除主電動(dòng)機(jī)的電源，主電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，反接制動(dòng)結(jié)束。2)主電動(dòng)機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的反接制動(dòng)控制控制線路及其控制原理均和正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的反接制動(dòng)相似，只要將正向轉(zhuǎn)動(dòng)速度繼電器sr1換成反向轉(zhuǎn)動(dòng)速度繼電器sr2，輸入繼電器i0.6換成i0.7，輸出繼電器q0.2換成q0.1，將交流接觸器km2換成km1，即可。4.4 主軸變速或進(jìn)給變速時(shí)主電動(dòng)機(jī)的緩轉(zhuǎn)控制該機(jī)床的主軸變速和進(jìn)給變速既可在主電

48、動(dòng)機(jī)停車時(shí)進(jìn)行，也可在機(jī)床正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行變速時(shí)主電動(dòng)機(jī)可緩轉(zhuǎn)以利于齒輪進(jìn)入良好的嚙合狀態(tài)。1)主電動(dòng)機(jī)在主軸變速時(shí)的緩轉(zhuǎn)控制主軸變速時(shí)，將變速孔盤拉出，拉動(dòng)限位開(kāi)關(guān)sq1，使動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，輸入繼電器i1.0斷電，同時(shí)也放開(kāi)限位開(kāi)關(guān)sq2，它的動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，輸人繼電器i1.1斷電，選好主軸轉(zhuǎn)速后，將孔盤推入。如滑移齒輪和固定齒輪發(fā)生碰齒現(xiàn)象，則變速孔盤不能推回原位。機(jī)床主軸變速時(shí)，如果主電動(dòng)機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)，速度繼電器sr1的動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，輸入繼電器i0.6斷電。由于輸入繼電器i1.o、i1.1、i0.6的斷電，i1.1的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，使輸出繼電器q0.1、q0.6相繼得電，所以接觸器km1、km

49、6通電吸合，其主觸點(diǎn)閉合，經(jīng)限流電阻r接通主電動(dòng)機(jī)的三相電源，主電動(dòng)機(jī)的定子繞組接成三角形，正向旋轉(zhuǎn)。主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速逐漸升高到一定程度之后，正向速度繼電器sr1的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，輸入繼電器i0.6得電，輸出繼電器q0.1斷電，接觸器km1的線圈斷電釋放。km1的主觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷主電動(dòng)機(jī)的電源，主電動(dòng)機(jī)在慣性作用下繼續(xù)正向轉(zhuǎn)動(dòng)。輸入繼電器i0.6得電同時(shí)輸出繼電器q0.2得電，接觸器km2通電吸合，接觸器km6仍然得電吸合。km2、km6的主觸點(diǎn)閉合，接通主電動(dòng)機(jī)的電源，主電動(dòng)機(jī)經(jīng)限流電阻r進(jìn)行反接制動(dòng)，轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到速度繼電器的復(fù)位轉(zhuǎn)速時(shí)，速度繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，km2斷

50、電釋放。km1又得電吸合，主電動(dòng)機(jī)重復(fù)上述動(dòng)作。這樣間歇地起動(dòng)與反接制動(dòng)，使主電動(dòng)機(jī)處于緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，有利于齒輪進(jìn)行良好嚙合。如果變速前主電動(dòng)機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)，則變速后主電動(dòng)機(jī)仍然停轉(zhuǎn)。如果變速前主電動(dòng)機(jī)處于正向低速轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)部繼電器m0.1仍處于得電自鎖狀態(tài)，則變速后接觸器km3、km1和km6又得電吸合，主電動(dòng)機(jī)在變速之后仍然正向低速轉(zhuǎn)動(dòng)。如果變速前主電動(dòng)機(jī)處于反向低速轉(zhuǎn)動(dòng)，由于內(nèi)部繼電器mo.2的工作狀態(tài)不變，變速后接觸器km2、km3和km6又得吸合，所以主電動(dòng)機(jī)仍然反向低速轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣道理，如果變速前主電動(dòng)機(jī)處于正向或反向高速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，變速后先進(jìn)入正向或反向低速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)3s左右的延時(shí)，主

51、電動(dòng)機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)為正向或反向高速旋轉(zhuǎn)。2)進(jìn)給變速時(shí)主電動(dòng)機(jī)的緩轉(zhuǎn)控制原理分析在進(jìn)給變速時(shí)，如果主電動(dòng)機(jī)正在旋轉(zhuǎn)，也同樣能夠自行停止轉(zhuǎn)動(dòng)。在滑移齒輪和固定齒輪未齒合好之前，主電動(dòng)機(jī)也是進(jìn)行緩轉(zhuǎn)。在齒輪嚙合好之后，主電動(dòng)機(jī)又恢復(fù)到變速前的狀態(tài)。其控制線路及控制原理均和主軸變速相似，只要把限位開(kāi)關(guān)sq1改為sq3，輸入繼電器i1.o改為i1.2，將sq2改成sq4，輸入繼電器i1.1改為i1.3即可。4.5 主軸箱、工作臺(tái)的快速移動(dòng)控制機(jī)床各部件的快速移動(dòng)由快速手柄進(jìn)行操縱，由快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)m2拖動(dòng)。將快速手柄扳到正向快速移動(dòng)位置時(shí)，壓動(dòng)限位開(kāi)關(guān)sq7，輸入繼電器i1.6得電，輸出繼電器q0.4得電，

52、使交流接觸器km4通電吸合。km4的主觸點(diǎn)閉合，接通快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電源，快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，拖動(dòng)主軸箱或工作臺(tái)做正向快速移動(dòng)。將快速手柄扳到反向快速移動(dòng)位置時(shí)，壓動(dòng)限位開(kāi)關(guān)sq8，輸入繼電器i1.7得電，輸出繼電器qo.5得電，使接觸器km5通電吸合。km5的主觸點(diǎn)閉合，接通快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電源，快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)主軸箱或工作臺(tái)做反向快速移動(dòng)。將快速手柄扳到“停止”位置時(shí)，限位開(kāi)關(guān)sq7和sq8均恢復(fù)原來(lái)位置，快速移動(dòng)停止。4.6 語(yǔ)句表如本章節(jié)4.2所示梯形圖，可以得出語(yǔ)句表如下簡(jiǎn)介本章節(jié)的第一部分，在一個(gè)普通的簡(jiǎn)介之后，討論了在水位控制系統(tǒng)中開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制的定義。這個(gè)例子后

53、來(lái)應(yīng)用于介紹控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)認(rèn)知。在本章節(jié)的第二部分，拉氏變換被討論并且應(yīng)用于定義一個(gè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。這是系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的一個(gè)線性模型，將作為基礎(chǔ)為本書(shū)中大多數(shù)的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)服務(wù)。伯德圖的減少量是用于包含一個(gè)內(nèi)部連接子系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的系統(tǒng)。這就完成了第二章所需的框架，在第二章中導(dǎo)出了各種物理（子）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)?？刂葡到y(tǒng)的實(shí)例和分類實(shí)際上，控制系統(tǒng)無(wú)論是在應(yīng)用的種類還是在復(fù)雜程度上都存在許許多多形式。加熱系統(tǒng)和在房間里的水加熱系統(tǒng)僅僅是理想溫度和實(shí)際溫度之間的差異的表示符號(hào)被應(yīng)用于控制。如果溫度低于設(shè)定值，一個(gè)固定的加熱源開(kāi)啟，當(dāng)溫度高于設(shè)定的最大值時(shí)再關(guān)閉。這樣的傳達(dá)變化或者開(kāi)關(guān)控

54、制系統(tǒng)，有時(shí)非常復(fù)雜，但由于它們?cè)趯?shí)際生活中的低廉價(jià)格又通常用于實(shí)際操作。在這種控制系統(tǒng)的特性中，被控制的變化量將在最大限制值和最小值限制值之間復(fù)雜連續(xù)的變化。因此，很多應(yīng)用中這種控制不是足夠順滑或精確。在一輛汽車的引航源中，控制的變化或者系統(tǒng)的輸出是前輪的轉(zhuǎn)角。它必須盡可能地跟隨系統(tǒng)輸入方向盤角度，但是功率水平更高。在工業(yè)過(guò)程中，包括煉油廠和化學(xué)工廠，有很多溫度和水位的控制，發(fā)電機(jī)工廠通常在變化的擾動(dòng)下保持恒定的值，控制輸出的電壓值和頻率值，但內(nèi)部又有很多的像溫度、水位、壓力以及其他的控制變量。在航空航天中，飛行器、導(dǎo)彈和衛(wèi)星的控制是非常前沿的系統(tǒng)空間。控制系統(tǒng)的一種分類如下：1.一般系統(tǒng)的

55、過(guò)程控制：盡管存在干擾，被控變量或者輸出必須盡可能保持在一個(gè)期望值也就是輸入值上。2.伺服系統(tǒng)：輸出量必須盡可能跟隨變化的輸入量。能量引航是第二部分的一個(gè)例子，同等于飛機(jī)表面的位置控制。自動(dòng)化制造機(jī)械，如數(shù)字控制機(jī)械工具，伺服系統(tǒng)廣泛地用于控制位置或速度。最后的例子介紹了連續(xù)和分散系統(tǒng)各自的獨(dú)特性，后者屬于數(shù)字計(jì)算機(jī)控制用。在線性和非線性控制系統(tǒng)的分類中也需要注意這一點(diǎn)。在本書(shū)中很多部分有介紹，通常分析和設(shè)計(jì)比前者更簡(jiǎn)單。因此如果變化量的變化范圍很寬，大多數(shù)系統(tǒng)將變?yōu)榉蔷€性。實(shí)際中的重要性在于線性技術(shù)依靠于以變化量與給定的操作量很相近為基礎(chǔ)的假設(shè)。開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制為介紹這內(nèi)容，舉一個(gè)例子是非常有用的。這個(gè)例子中保持槽中的實(shí)際水平面c和想得到的平面r一樣是封閉的。這個(gè)想得到的平面稱為系統(tǒng)輸入，實(shí)際的平面稱為控制變量或系統(tǒng)輸出。水流通過(guò)一個(gè)閥門v0經(jīng)這個(gè)槽，然后通過(guò)一個(gè)控制閥門vc進(jìn)入供給的槽。這個(gè)控制閥門是可以調(diào)整的，要么是手工的調(diào)整，要么是通過(guò)某種類型的驅(qū)動(dòng)裝置，這可能是電動(dòng)機(jī)或一種液壓型氣體