電氣控制技術(shù)論文.doc

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電氣控制技術(shù) 在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 班級(jí)：機(jī)械2091 姓名：張家標(biāo) 學(xué)號(hào)：3092101121 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師：周力 摘要 《電氣控制技術(shù)》包括了常用的低壓電器、繼電器—接觸器控制電路的基本環(huán)節(jié)、典型機(jī)床的電氣控制和普通機(jī)床的PLC控制四個(gè)學(xué)習(xí)情境，是一門多學(xué)科交叉的技術(shù),是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的重要技術(shù)手段.隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用,以及新型控制策略的出現(xiàn),使電氣控制系統(tǒng)從控制結(jié)構(gòu)到控制理念均發(fā)生了根本的變化.系統(tǒng)介紹先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的成果在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用以及電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞：繼電器 接觸器 PLC 可編程序控制器 前言 《電氣控制技術(shù)》包含了低壓電器和繼電器控制系統(tǒng)；可編程序控制器及其應(yīng)用；直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)；交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)。學(xué)習(xí)這些知識(shí)讓我知道了工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)床的生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)需要在各種條件下實(shí)現(xiàn)，而這些條件就是各種控制系統(tǒng)的工作條件。通過(guò)各種控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的的安全生產(chǎn)。這些控制系統(tǒng)都是在工業(yè)機(jī)床上廣泛運(yùn)用的，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的根本，通過(guò)這些控制實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、準(zhǔn)確化。 在工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)于一臺(tái)中型復(fù)雜的數(shù)控機(jī)床，通常會(huì)有以下安全功能：主緊急停止按鈕、刀庫(kù)緊急停止按鈕、刀庫(kù)和工作區(qū)安全門、調(diào)試使能按鈕、電子手輪、操作模式選擇開(kāi)關(guān)、速度監(jiān)控。經(jīng)過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和評(píng)價(jià)，對(duì)這臺(tái)機(jī)床的安全要求為：按下緊急停止按鈕，伺服的電源和使能必須被切斷；打開(kāi)刀庫(kù)安全門，刀架轉(zhuǎn)塔必須停止運(yùn)轉(zhuǎn)；在刀庫(kù)安全門被打開(kāi)的情況下，可以通過(guò)使能按鈕和點(diǎn)動(dòng)按鈕對(duì)刀架進(jìn)行調(diào)試；打開(kāi)工作區(qū)安全門，切斷伺服使能信號(hào)，同時(shí)監(jiān)控軸的靜止?fàn)顟B(tài)；在工作區(qū)安全門被打開(kāi)的情況下，可以通過(guò)使能按鈕和點(diǎn)動(dòng)按鈕的組合操作或使用電子手輪，對(duì)主軸、X軸、Y軸、Z軸進(jìn)行限速調(diào)試，同時(shí)使用速度監(jiān)控模塊監(jiān)控旋轉(zhuǎn)軸或線性軸的超速狀態(tài)?？梢园l(fā)現(xiàn)，這臺(tái)數(shù)控機(jī)床的安全功能較多，且各個(gè)安全功能之間具有復(fù)雜的邏輯關(guān)系。如果使用單個(gè)安全繼電器進(jìn)行控制的話，會(huì)導(dǎo)致接線復(fù)雜、成本高、故障診斷困難等諸多問(wèn)題。 因此就需要多種多個(gè)繼電器聯(lián)合控制，同時(shí)聯(lián)合可編程序控制器，實(shí)現(xiàn)電路的的簡(jiǎn)單化，節(jié)約成本，使控制簡(jiǎn)單化、準(zhǔn)確化。由于可編程序控制器的運(yùn)用使控制系統(tǒng)的可靠性更高，有更好的抗干擾能力；同時(shí)可編程序控制器程序簡(jiǎn)單，改變程序容易，使控制多變；擴(kuò)充方便，組態(tài)輕活，節(jié)約成本；體積小，重量輕，安裝維護(hù)方便。 目 錄 前言 一、繼電接觸器控制系統(tǒng) 1、常用低壓電器 2、機(jī)床的自動(dòng)控制 二、可編程序控制器及其應(yīng)用 1、PLC的介紹 2、PLC的應(yīng)用 三、結(jié)束語(yǔ) 參考文獻(xiàn) 一、繼電接觸器控制系統(tǒng) 1、常用低壓控制器 1）、接觸器 接觸器是一種可頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐返目刂齐娖?。從輸入輸出能量關(guān)系觀看，它是一種功率放大器件。最常用的接觸器就是電磁接觸器，當(dāng)吸引線圈通電后，電磁系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，所產(chǎn)生的電磁力克服釋放彈簧和觸頭彈簧的反力使鐵心吸合，并帶動(dòng)觸頭支架使動(dòng)、靜觸頭接觸閉合。當(dāng)吸引線圈斷電或者電壓顯著下降時(shí)，由于電磁吸力消失或過(guò)小，銜鐵在彈簧反力作用下返回原位，同時(shí)帶動(dòng)動(dòng)觸頭脫離靜觸頭，將電路切斷。 接觸器分為直流接觸器和交流接觸器，同時(shí)接觸器的選擇有許多條件，必須依靠著繼電器上的技術(shù)參數(shù)來(lái)進(jìn)行選擇，如電源的種類，主觸頭額定電壓、電流，輔助出頭的種類、數(shù)量及觸頭的額定電壓，電磁線圈的電源種類、頻率和額定電壓，額定操作頻率。 2）、繼電器 繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號(hào)而動(dòng)作的自動(dòng)電器。自動(dòng)電器的工作主要有四大原則為時(shí)間、電流、行程和速度。 繼電器有如下幾種作用： 　　1、擴(kuò)大控制范圍：例如，多觸點(diǎn)繼電器控制信號(hào)達(dá)到某一定值時(shí)，可以按觸點(diǎn)組的不同形式，同時(shí)換接、開(kāi)斷、接通多路電路。 　　2、放大：例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個(gè)很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。 　　3、綜合信號(hào)：例如，當(dāng)多個(gè)控制信號(hào)按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時(shí)，經(jīng)過(guò)比較綜合，達(dá)到預(yù)定的控制效果。 　　4、自動(dòng)、遙控、監(jiān)測(cè)：例如，自動(dòng)裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程序控制線路，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。 繼電器的種類有許多，分別為： 電磁式繼電器 電磁繼電器：利用輸入電路內(nèi)電路在電磁鐵鐵芯與銜鐵間產(chǎn)生的吸力作用而工作的一種電氣繼電器。 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。 時(shí)間繼電器 　　時(shí)間繼電器是一種利用電磁原理或機(jī)械原理實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制的控制電器。它的種類很多，有空氣阻尼型、電動(dòng)型和電子型等。 　　在交流電路中常采用空氣阻尼型時(shí)間繼電器，它是利用空氣通過(guò)小孔節(jié)流的原理來(lái)獲得延時(shí)動(dòng)作的。它由電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)三部分組成。 　　時(shí)間繼電器可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種類型。 　　空氣阻尼型時(shí)間繼電器的延時(shí)范圍大（有0.4～60s和0.4～180s兩種） ，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但準(zhǔn)確度較低。 　　當(dāng)線圈通電（電壓規(guī)格有ac380v、ac220v或dc220v、dc24v等）時(shí)，銜鐵及托板被鐵心吸引而瞬時(shí)下移，使瞬時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)接通或斷開(kāi)。但是活塞桿和杠桿不能同時(shí)跟著銜鐵一起下落，因?yàn)榛钊麠U的上端連著氣室中的橡皮膜，當(dāng)活塞桿在釋放彈簧的作用下開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，橡皮膜隨之向下凹，上面空氣室的空氣變得稀薄而使活塞桿受到阻尼作用而緩慢下降。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，活塞桿下降到一定位置，便通過(guò)杠桿推動(dòng)延時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作，使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。從線圈通電到延時(shí)觸點(diǎn)完成動(dòng)作，這段時(shí)間就是繼電器的延時(shí)時(shí)間。延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短可以用螺釘調(diào)節(jié)空氣室進(jìn)氣孔的大小來(lái)改變。 固體繼電器：指電子元件履行其功能而無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的，輸入和輸出隔離的一種繼電器。 　 溫度繼電器：當(dāng)外界溫度達(dá)到給定值時(shí)而動(dòng)作的繼電器。 　　舌簧繼電器：利用密封在管內(nèi)，具有觸電簧片和銜鐵磁路雙重作用的舌簧動(dòng)作來(lái)開(kāi)，閉或轉(zhuǎn)換線路的繼電器 3）熔斷器 熔斷器是當(dāng)通過(guò)它的電流超過(guò)規(guī)定值達(dá)一定時(shí)間后，以它本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而分?jǐn)嚯娐返碾娖鳌? 4）斷路器 斷路器又稱自動(dòng)開(kāi)關(guān)，是能接通、承載以及分?jǐn)嗾ｋ娐窏l件下的電流，也能在規(guī)定的非正常電路條件下接通、承載一定時(shí)間并分?jǐn)嚯娏鞯拈_(kāi)關(guān)電器。 5）主令電器 主令開(kāi)關(guān)主要用于閉合、斷開(kāi)控制電路，以發(fā)布命令或信號(hào)，達(dá)到對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的控制或?qū)崿F(xiàn)程序控制。包含按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)和光電開(kāi)關(guān)。 2、機(jī)床的自動(dòng)控制 一、開(kāi)關(guān)控制的正、反轉(zhuǎn)線路 　 倒順開(kāi)關(guān)是一種組合開(kāi)關(guān)，下圖2.13為HZ3-132型倒順開(kāi)關(guān)的工作原理示意圖。 　　倒順開(kāi)關(guān)有六個(gè)固定觸頭，其中U1、V1、W1為一組，與電源進(jìn)線相連，而U、V、W為另一組，與電動(dòng)機(jī)定子繞組相連。當(dāng)開(kāi)關(guān)手柄置于“順轉(zhuǎn)”位置時(shí)，動(dòng)觸片S1、S2、S3分別將U-U1、V-V1、W-W1相連接，使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)開(kāi)關(guān)手柄置于“逆轉(zhuǎn)”位置時(shí)，動(dòng)觸片S1、S2、S3分別將U-U1、V-W1、W-V1接通，使電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)；當(dāng)手柄置于中間位置時(shí)，兩組動(dòng)觸片均不與固定觸頭連接，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 圖2.14是用倒順開(kāi)關(guān)控制的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)線路。其工作原理是：利用倒順開(kāi)關(guān)來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的相序，預(yù)選電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向后，再通過(guò)按鈕SB2、SB1控制接觸器KM來(lái)接通和切斷電源，控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與停止。 倒順開(kāi)關(guān)正反轉(zhuǎn)控制電路所用電器少，線路簡(jiǎn)單，但這是一種手動(dòng)控制線路，頻繁換向時(shí)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作不安全，因此一般只用于控制額定電流10A、功率在3kW以下的小容量電動(dòng)機(jī)。生產(chǎn)實(shí)踐中更常用的是接觸器正反轉(zhuǎn)控制電路電路。 二、行程開(kāi)關(guān)控制的正、反轉(zhuǎn)電路 　 圖2.16為行程開(kāi)關(guān)控制的正反轉(zhuǎn)電路，它與按鈕控制直接正反轉(zhuǎn)電路相似，只是增加了行程開(kāi)關(guān)的復(fù)合觸頭SQ1及SQ2。它們適用于龍門刨床、銑床、導(dǎo)軌磨床等工作部件往復(fù)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。 　這種利用運(yùn)動(dòng)部件的行程來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的稱為按行程原則的自動(dòng)控制或稱為行程控制。　 工作原理：按下正向啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1得電并自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)使工作臺(tái)前進(jìn)。當(dāng)運(yùn)行到SQ2位置時(shí)，撞塊壓下SQ2，SQ2動(dòng)斷觸點(diǎn)使KM1斷電，SQ2的動(dòng)合觸點(diǎn)使KM2得電動(dòng)作并自保，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)使工作臺(tái)后退。當(dāng)撞塊又壓下SQ1時(shí)，KM2斷電，KM1得電，電動(dòng)機(jī)又重復(fù)正轉(zhuǎn)。 　　圖中行程開(kāi)關(guān)SQ3、SQ4是用作極限位置保護(hù)的。當(dāng)KM1得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)部件壓下行程開(kāi)關(guān)SQ2時(shí)，應(yīng)該使KM1失電，而接通KM2，使電機(jī)反轉(zhuǎn)。但若SQ2失靈，運(yùn)動(dòng)部件繼續(xù)前行會(huì)引起嚴(yán)重事故。若在行程極限位置設(shè)置SQ4（SQ3裝在另一極端位置），則當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件壓下SQ4后，KM1失電而使電機(jī)停止。這種限位保護(hù)的行程開(kāi)關(guān)在行程控制電路中必須設(shè)置。 工作臺(tái)自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)的示意圖 　　　　　　　　 　 電路工作過(guò)程分析如下： 　　起動(dòng)時(shí)，按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2，KM1線圈得電并自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行并帶動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件左移，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件上的撞塊1碰撞到行程開(kāi)關(guān)SQ1時(shí)，將SQ1壓下，使其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷了正轉(zhuǎn)接觸器KM1線圈回路；同時(shí)SQ1的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，接通了反轉(zhuǎn)接觸器KM2線圈回路，使KM2線圈得電自鎖，電動(dòng)機(jī)由正向旋轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)，帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件上的撞塊2碰撞到行程開(kāi)關(guān)SQ2時(shí)，SQ2動(dòng)作，使電動(dòng)機(jī)由反轉(zhuǎn)又轉(zhuǎn)入正轉(zhuǎn)運(yùn)行，如此往返運(yùn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的自動(dòng)循環(huán)控制。 若起動(dòng)時(shí)工作臺(tái)在左端，應(yīng)按下SB3進(jìn)行起動(dòng)。 繼電器與接觸器在機(jī)床中是被廣泛使用的，他們的配合實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的許多自動(dòng)化控制，同時(shí)也是保障了機(jī)場(chǎng)安全生產(chǎn)，節(jié)約人力和成本，加快工作效率。使的機(jī)械制造業(yè)有了更高的發(fā)展。 二、可編程序控制器及其應(yīng) 1、PLC的介紹 可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC（Programmable logic Controller）,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。”從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 1）PLC的特點(diǎn): 1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 配套齊全，功能完善; 2）適用性強(qiáng)易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎; 3）體積小，重量輕，能耗低; 4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造. 2）PLC的應(yīng)用領(lǐng)域: 目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類:1)開(kāi)關(guān)量的邏輯控制;2)模擬量控制;3)運(yùn)動(dòng)控制;4)過(guò)程控制;5)數(shù)據(jù)處理;6)通信及聯(lián)網(wǎng). PLC在現(xiàn)在的工業(yè)中有很重要的地位，初始的PLC作為輔助設(shè)備安裝在機(jī)械設(shè)備中，隨著科技的發(fā)展，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，PLC已經(jīng)進(jìn)入了成熟的發(fā)展階段。在不遠(yuǎn)的未來(lái)PLC還將有更大的發(fā)展，不論從各方面看PLC的發(fā)展將不斷地完善，伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。 2、PLC的應(yīng)用 1、 PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用形式： 數(shù)控機(jī)床中所用的PLC可分為兩類：一類是專為實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床順序控制而設(shè)計(jì)制造的內(nèi)裝型PLC(built-in Type)，另一類是那些輸入輸出技術(shù)規(guī)范，輸入輸出點(diǎn)數(shù)、程序存儲(chǔ)容量以及運(yùn)算和控制功能等均能滿足數(shù)控機(jī)床控制要求的獨(dú)立型PLC(Stand-alone Type)。 “內(nèi)裝型”PLC（或稱“內(nèi)含型”PLC、“集成式”PLC）從屬于CNC裝置，PLC與NC間的信號(hào)傳送在CNC裝置內(nèi)部即可實(shí)現(xiàn)。PLC與MT間則通過(guò)CNC輸入／輸出接口電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳送 “獨(dú)立型”PLC又稱“通用型”PLC。獨(dú)立型PLC是獨(dú)立于CNC裝置，具有完備的硬件和軟件功能，能夠獨(dú)立完成規(guī)定控制任務(wù)的裝置。采用獨(dú)立型PLC的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)框圖如圖 在數(shù)控機(jī)床中，PLC是數(shù)控機(jī)床的大腦，何時(shí)進(jìn)刀，何時(shí)退刀，刀量多少，工件的加工流程及所有要控制的操作都要由PLC發(fā)出指令，機(jī)床的限位開(kāi)關(guān)等機(jī)械控制部分以及液壓控制部分也會(huì)應(yīng)用到PLC。通過(guò)計(jì)算機(jī)與PLC的組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)刀架換刀的準(zhǔn)確控制。 2、PLC在數(shù)控機(jī)床中的工作流程 PLC在數(shù)控機(jī)床中的工作流程，和通常的PLC工作流程基本上是一致的，分為以下幾個(gè)步驟： （1）、輸入采樣：輸入采樣，就是PLC以順序掃描的方式讀入所有輸入端口的信號(hào)狀態(tài)，并將此狀態(tài)，讀入到輸入映象寄存器中。當(dāng)然，在程序運(yùn)行周期中這些信號(hào)狀態(tài)是不會(huì)變化的，除非一個(gè)新的掃描周期的到來(lái)，并且原來(lái)端口信號(hào)狀態(tài)已經(jīng)改變，讀到輸入映象寄存器的信號(hào)狀態(tài)才會(huì)發(fā)生變化。 （2）、程序執(zhí)行：程序執(zhí)行階段系統(tǒng)會(huì)對(duì)程序進(jìn)行特定順序的掃描，并且同時(shí)讀入輸入映像寄存區(qū)、輸出映像寄存區(qū)的讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，在進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算后，將運(yùn)算結(jié)果存入輸出映像寄存區(qū)供輸出和下次運(yùn)行使用。 （3）、出刷新階段：在所指令執(zhí)行完成后，輸出映像寄存區(qū)的所有輸出繼電器的狀態(tài)（接通/斷開(kāi)）在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過(guò)特定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 3、PLC在數(shù)控機(jī)床中的控制功能: （1）、操作面板的控制。操作面板分為系統(tǒng)操作面板和機(jī)床操作面板。系統(tǒng)操作面板的控制信號(hào)先是進(jìn)入NC，然后由NC送到PLC，控制數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行。機(jī)床操作面板控制信號(hào)，直接進(jìn)入PLC，控制機(jī)床的運(yùn)行。 （2）、機(jī)床外部開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)。將機(jī)床側(cè)的開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入到送入PLC，進(jìn)行邏輯運(yùn)算。這些開(kāi)關(guān)信號(hào)，包括很多檢測(cè)元件信號(hào)(如：行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、模式選擇開(kāi)關(guān)等等) （3）、輸出信號(hào)控制：PLC輸出信號(hào)經(jīng)外圍控制電路中的繼電器、接觸器、電磁閥等輸出給控制對(duì)象。 （4）、功能實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)送出T指令給PLC，經(jīng)過(guò)譯碼，在數(shù)據(jù)表內(nèi)檢索，找到T代碼指定的刀號(hào)，并與主軸刀號(hào)進(jìn)行比較。如果不符，發(fā)出換刀指令，刀具換刀，換刀完成后，系統(tǒng)發(fā)出完成信號(hào)。 （5）、M功能實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)送出M指令給PLC，經(jīng)過(guò)譯碼，輸出控制信號(hào)，控制主軸正反轉(zhuǎn)和啟動(dòng)停止等等。M指令完成，系統(tǒng)發(fā)出完成信號(hào)。 4、PLC對(duì)外圍電路的控制 數(shù)控機(jī)床通過(guò)PLC對(duì)機(jī)床的輔助設(shè)備進(jìn)行控制，PLC對(duì)對(duì)外圍電路的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輔助設(shè)備的控制的。PLC接受NC的控制信號(hào)以及外部反饋信號(hào)，經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算、處理將結(jié)果以信號(hào)的形式輸出。輸出信號(hào)從PLC的輸出模塊輸出，有些信號(hào)經(jīng)過(guò)中間繼電器控制接觸器然后控制具體的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍輔助機(jī)構(gòu)的控制。有些信號(hào)不需要通過(guò)中間環(huán)節(jié)的處理直接用于控制外部設(shè)施，比如說(shuō)，有些直接用低壓電源驅(qū)動(dòng)的設(shè)備（如：面板上的指示燈）。也就是說(shuō)每一個(gè)外部設(shè)備（使用PLC控制的）都是由PLC的一路控制信號(hào)來(lái)控制的，也就是說(shuō)每一個(gè)外部設(shè)備（使用PLC控制的）都在PLC中和一個(gè)PLC輸出地址相對(duì)應(yīng)。 PLC對(duì)外圍設(shè)備的控制，不僅僅是要輸出信號(hào)控制設(shè)備、設(shè)施的動(dòng)作，還要接受外部反饋信號(hào)，以監(jiān)控這些設(shè)備設(shè)施的狀態(tài)。在數(shù)控機(jī)床中用于檢測(cè)機(jī)床狀態(tài)的設(shè)備或元件主要有，溫度傳感器、震動(dòng)傳感器、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)等等。這些檢測(cè)信號(hào)有些是可以直接輸入到PLC的端口，有些必須要經(jīng)過(guò)一些中間環(huán)節(jié)才能夠輸入到PLC的輸入端口。 無(wú)論是輸入還是輸出，PLC都必須要通過(guò)外圍電路才能夠控制機(jī)床的輔助設(shè)施的動(dòng)作。在PLC和外圍電路的關(guān)系中，最重要的一點(diǎn)就是外部信號(hào)和PLC 內(nèi)部信號(hào)處理的對(duì)應(yīng)。這種對(duì)應(yīng)關(guān)系就是前面所說(shuō)的地址分配，就是將每一個(gè)PLC中地址和外圍電路每一路信號(hào)相對(duì)應(yīng)。這個(gè)工作是在機(jī)床生產(chǎn)過(guò)程中，編制和該機(jī)床相對(duì)應(yīng)的PLC程序時(shí)，由PLC程序編制工程師定義。當(dāng)然做這樣的定義必須遵循必要的規(guī)則，以使PLC程序符合系統(tǒng)的要求。 三、結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)過(guò)整個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，我對(duì)電氣控制這么課有了較深的認(rèn)知，也學(xué)到了很多專業(yè)方面的知識(shí)。機(jī)械的控制從手動(dòng)控制發(fā)展到自動(dòng)控制；從簡(jiǎn)單的控制到智能化控制；從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微計(jì)算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制系統(tǒng)。由原始的簡(jiǎn)單純機(jī)械控制到現(xiàn)在的機(jī)電一體化，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)等一些先進(jìn)的科技成果。繼電器的自動(dòng)控制，PLC的程序控制，都是在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的。在微處理器發(fā)展迅猛的時(shí)代，PLC變得更輕便，功能更強(qiáng)，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。性能強(qiáng)大的PLC在控制系統(tǒng)和控制器的領(lǐng)域內(nèi)，沒(méi)有什么產(chǎn)品可以比肩。熟練的學(xué)習(xí)這些知識(shí)可以讓我的在以后的機(jī)械設(shè)計(jì)中跟好的進(jìn)行機(jī)電一體化的結(jié)合。 參考文獻(xiàn) 1）齊占慶 王振臣 電氣控制技術(shù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011 2）漆漢宏 PLC電氣控制技術(shù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008 3）毛哲 田隨明 現(xiàn)在電氣控制 華中科技大學(xué)出版社，2001 4）朱英韜 工廠電氣控制技術(shù) 北京：工業(yè)大學(xué)出版社，1991 5）鄒金慧 可編程序控制器及其系統(tǒng) 重慶：重慶大學(xué)出版社，2011 6）百度文庫(kù)