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辽宁科技大学毕业设计(论文)

PLC对M7120磨床控制系统的改造

[摘要]本文介绍利用S7-200系列PLC控制对M7120平面磨床控制路线的改造，旨在实现用弱信号来控制强电的电力系统。解决传统继电器-接触器电气控制系统存在的路线复杂，故障诊断和排除艰难等难题。还有PLC电气控制系统与相同功能的继电器-接触器电气控制系统相比，具有很高的性能价格比，及故障率低，对工作环境要求低等一系列优点。因此，本论文对M7120磨床的电气控制系统进行改造，将把PLC可编程控制技术应用到改造方案中去，从中大大提高M7120磨床的工作性能，论文分析了M7120磨床的电气控制原理，绘制了PLC可编程控制器改造M7120磨床电气控制系统的设计方案，完成电气控制系统硬件和软件的设计，对PLC控制平面磨床系统改造作了详细的阐述，论述了采用PLC可编程控制器取代传统继电器-接触器电气系统的优势，及改造方案的确定，同时根据M7120磨床的控制要求和特点，确定PLC的输入输出分配。在继电器控制路线的基础上，设计出梯形图并进行现场调试。

[关键词]可编程控制器；平面磨床；梯形图；电气控制系统。

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1.绪论

1.1.可编程控制器简介

20世纪60年代，人们利用小型计算机来实行工业控制，代替传统的继电接触器控制，1969年美国数字设备公司研制出了世界上第一台可编程序控制器(PLC)。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算数操作等面向用户的指令，并通过数字或者摹拟式输入/输出控制各种类型的机械或者生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都容易与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

PLC控制是以计算机技术为技术核心的通用自动控制装置，随着电子技术的发展可编程控制器日益广泛的应用于机械、电子加工与设备电气改造中。在各行各业中得到了广泛的应用。

尽管PLC的内部结构与计算机、微机相类似，但其接口电路不相同，编程语言也不一致。因此，PLC控制系统与微机控制系统的开辟过程也不彻底相同，需要根据PLC本身的特点、性能进行系统设计。

PLC的输出端子接变频器的多功能端子，变频器中设置多功能端

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子为多道速功能，并设置相应频率。通过PLC的输出端子的闭合和断开的组合，使变频器不同转速下运行。也可以通过PLC和变频器上的RS485通讯接口，采用PLC编程通信控制。通过PLC加数模(DA)转换模块，将PLC数字信号转换成电压(或者电流视变频器设置而定)信号，输入到变频器的摹拟量控制端子，控制变频器工作。

1.2.PLC控制电路相对于电器控制电路的优点

PLC是一种带有指令存储器，数字或者摹拟输入/输出接口，以位运算为主，能够完成逻辑，顺序，定时，记数和算术运算等功能，用于控制机器或者生产过程的自动控制装置。PLC系统的等效工作电路分为三个部份：输入部份、内部控制电路、输出部份。PLC的工作过程包括公共处理扫描阶段、输入采样阶段、执行拥护程序阶段、输出刷新扫描阶段。

1、控制方式方面：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或者增加功能很是艰难；而PLC软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或者增加功能。

2、工作方式方面：电器控制并行工作，而PLC串行工作，不受制约。

3、控制速度方面：电器控制速度慢，触点易颤动；而PLC通过

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半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无颤动一说。

4、定时、记数精度方面：电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能；PLC时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽；有记数功能。

5、可靠性、维护性能方面：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠性、维护性能差；PLC无触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。

1.3.PLC系统总体设计

由于可编程控制器应用方便、可靠性高，于是被大量地应用于各个行业、各个领域。随着可编程控制器功能的不断拓宽与增强，它已经从完成复杂的顺序逻辑控制的继电器控制柜的替代物，逐渐进入到过程控制和闭环控制等领域，它所能控制的系统越来越复杂，控制规模越来宏大，因此如何用可编程控制器完成实际控制系统的应用设计，是每一个从事电气控制技术的人员所面临的实际问题。

1、PLC系统设计的基本原则

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