开题报告-基于PLC的Z3032摇臂钻床控制系统设计.doc

开题报告课题名称:基于PLC的Z3032摇臂钻床控制系统设计学院: 机械与电子工程学院专业: 机械工程及自动化姓名:学号: 指导老师:日期: 2014年12月23日毕业设计（论文）开题报告1. 选题的背景与意义钻床是一种孔加工设备，可以用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。钻床的结构形式很多，有立式钻床、卧式钻床、台式钻床、深孔钻床、多轴钻床、摇臂钻床及其他专用钻床等。Z3032摇臂钻床是一种立式钻床，在各类钻床中，它具有性能完善、适用范围广、操作方便、灵活等优点，它适用于单件或批量生产带有多孔的大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常用高的机床，在机械行业中得到了广泛应用。目前机械行业中使用的摇臂钻床其控制系统大多数是采用继电器接触器控制方式，电路接线复杂，触点多、噪声大、维修工作量大。长期使用后，故障率高，故障排查困难，常常影响企业正常生产。因此，对Z3032摇臂钻床控制系统的技术改造是非常重要的。目前，我国的Z3032摇臂钻床的电气控制系统普遍采用的是传统的继电器接触器控制方式。因其所要控制的电机较多所以电路较复杂，在日常的生产作业当中，经常发生电气故障，从而影响生产。另外，一些复杂的控制如：时间、计数控制用继电器接触器控制方式较难实现，所以，有必要对传统电气控制系统进行改进设计。PLC电气控制系统可以有效的弥补上述系统的这一缺陷。可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是从早期的继电器逻辑电气控制系统发展而来，它不断吸收微型计算机控制技术，使之功能不断增强，逐渐适合复杂的电气控制系统。PLC之所以有较强的生命力，在于它更加适应工业现场和市场要求。可靠性高，抗干扰能力强、编程方便、价格低、寿命长。与单片机相比，它的输入/输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件，这样可以大大节省用户的开发时间与生产成本。现在应用于各种工业控制领域的PLC种类繁多，规模大小和功能强弱千差万别，但他们具有以下一些共同的特点。可靠性高。可靠性是用户的首选要求，目前各厂家生产的PLC，平均无故障时间都大大超过IEC规定的10万小时，例如：西门子、ABB、松下、三菱等微小型PLC，而且都有完善的自诊断功能，判断故障迅速。 灵活组态。可编程控制器是系列化产品，通常采用模块化结构来完成不同的任务组合。输入输出端口选择灵活，有多种机型，组合方便。功能强大，除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算功能外，配合特殊功能模块还可实现点位控制、PTO运算、过程运算、数字控制等功能，为方便工厂管理又可以与上位机通信，通过远程模块可以控制远程设备。因此，PLC几乎是全能的工业控制计算机。编程方便，易于使用。PLC的编程可采用与继电器极为相似的梯形图语言，直观易懂，深受现场电气人员的欢迎。近年来又发展了面向对象的顺控流程图语言（Sequential Function Chart），使编程更加简单方便。运行速度快。传统的机电接触电气控制系统通过大量触点的机械动作进行控制，速度很慢，而且系统愈大速度愈慢。PLC的控制速度则由CPU工作速度和扫描速度决定。因此更适合处理高速复杂的控制任务，它与微型计算机之间的差别越来越小 2。同时，PLC还具备了网络功能，能进行多台PLC或PLC与PC机之间的联网通讯，使用PLC可以很方便的构成“集中管理、分散控制”的分布式电气控制系统，通过现场总线的PLC通讯网络，可使工厂的各种资源共享，就更适合于工厂自动化的需要，为工厂自动化提供了技术保证 3。正是由于PLC电气控制系统的种种优点,因此本次对Z3032摇臂钻床的电气控制系统的改造,可以大大提高Z3032摇臂钻床工作性能和系统的工作稳定性,为工业生产的现代化带来生机同时，提高了PLC编程水平和实践能力,为今后在实际工作中熟练使用PLC进行工业系统的设计打好基础。2. 课题研究的基本内容与拟解决的主要问题基本内容：根据设计要求确定改造方案，完成方案论证，确定plc型号；PLC I/O接口连线图；编制梯形图及指令语句表；完成系统的设计和调试，实现控制要求主要问题：做这个毕业设计要解决的关键主要问题是什么（1）PLC型号的选择 （2）PLC的I/O电气接线图的设计 （3）PLC梯形图程序的优化设计3. 课题研究方法、设计方案或论文撰写提纲研究方法：课题采用经验法。运用自己或别人的经验进行设计。设计前先选择与自己任务要求相近的程序，把这些程序看成自己的试验程序。结合自己工程的情况，对这些试验程序逐一修改，使之适合自己的工程任务要求。设计方案：可否写的再细致一些，你具体做的步骤 （1）了解Z3032摇臂钻床传统电气控制系统的原理 （2）了解PLC的原理 （3）根据Z3032摇臂钻床的特点来选择PLC型号 （4）设计PLC的I/O电气接线图 （5）设计PLC的梯形图4. 总体安排与进度5. 课题研究准备情况（主要参考文献、资料和任务书，完成任务所具备的条件等）在这段时间里，通过学习可编程控制器教材，图书馆和网络查找有关Z3032摇臂钻床控制系统设计的相关文献和书籍，对所要设计的系统有了一定的理解。通过以上学习对做好毕业设计打下良好的基础。参考文献参考文中看了这么多书啊，应该看得文章要多一些吧1 宋伯生.PLC编程实用指南.北京：机械工业出版社，20122 齐占庆.机床电气控制技术.北京：机械工业出版社，2005 3 贺哲荣.PLC应用程序设计.西安：西安电子科技大学出版社，20064 李国厚主编PLC原理与应用.北京：清华大学出版社，20055 王永华.现代电气及可编程技术.北京：北京航空航天大学出版社，20066 陈远龄.机床电气自动控制.重庆：重庆大学出版社，20047 肖增文等著.PLC在包装带热合机上的应用.电气自动化,2002（6），57-588 王永明.PLC在高压发生器电气控制系统的应用.电气自动化，2004（2），55-569 周百聪.基于PLC的X62W型万能铣床电控系统的改造.机电产品开发与创新， 2005(6),150-15110 李启光.用PLC改造继电器电气线路中的技术研究.北京机械工业学院，2004（2），666711 李亚东.用PLC实现位置控制的方法.上海交通大学学报，2002（4），491-49312 黄永红.PLC输入输出点数的扩展方法.电工技术杂志，2002（3），47-4913王培良.发电机自动检测的PLC电气控制系统.电气自动化，2004（1），60-6114李桂芹.提高PLC电气控制系统可靠性的措施.电气自动化，2006（1），57-5815梁首发.PLC与工控机应用分析.工业仪表与自动化装置，2001(1),40-4516江梅.PLC在镗铣床控制系统中的应用.冶金动力，2001(3),62-6417 扬湘洪.T68镗床的PLC控制.机械制造与自动化，2004（2），52-556. 指导教师意见与建议（选题的学术意义和现实意义、选题内容的国内外研究情况概述、有无创新内容、选题的合理性、开题条件是否具备、存在的难点和困难、建议等）指导教师签名：年月日注： 1）开题报告由学生填写，须经指导教师审批； 2）阅读文献资料摘要，要比较全面反映主题研究已取得的成果和研究动态。