PLC数控机床电气控制系统设计+梯形图(3)

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目前，中国大多数企业已经认识到PLC对于自身发展的重要性，在企业的设备改造和技术更新之中他们积极将PLC以及相关的应用技术融入进去。越来越多的成功范例近几年频繁出现，诸如对于大型机床的电气化改造，PLC在其中的应用得到大规模推广。金堆城钼业公司于2005年3月对5235立式车床和B2016龙门刨床进行电气改造，弃除原来老式继电器和开关按钮控制方式，代之以PLC为核心的数字控制系统，减少了故障维护，提高加工效率与精度，取得良好效益，2005年12月通过金钼集团公司机动处组织有关人员的验收，认为改造后机床性能得到提升，运行稳定可靠，效益显著[8]。

1.3 PLC、触摸屏控制、伺服电机简介

　 PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

PLC主要是由CPU模块、输入模块、输出模块、和编程器组成，同时，它还有一些特殊模块用来完成某些特殊的任务。PLC具有可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强易学易用，深受工程技术人员欢迎；系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造；体积小，重量轻，能耗低的特点。正是因为这些特点，PLC已经广泛应用于所有的工业部门，随着其性价比的不断提高，应用范围也不断扩大。PLC主要应用于以下方面：开关量的逻辑控制；模拟量控制；模拟量控制；运动控制；过程控制；数据处理；通信及联网。

触摸屏技术是一种新型的人机交互输入方式，与传统的键盘和鼠标输入方式相比，触摸屏输入更直观[2]。在识别软件的配合下，手写输入这一操作在触摸屏中可以实现。触摸屏的结构比较简单，它由检测部件和触摸屏控制器组成。在手指或其它物体触摸到安装在显示器前端的触摸屏时，触摸屏控制器检测到所触摸的位置并通过接口（如RS—232串行口, USB等）将信息送到主机。目前触摸屏已经由单点触屏发展到实现多点触屏了。触摸屏其实就是一个HMI（人机对话界面），内置了一个相较于通用组态软件来说简单些的局域组态软件。

触摸屏包含HMI硬件和相应的专用画面组态软件，一般情况下，不同厂家的HMI硬件使用不同的画面组态软件，连接的主要设备种类是PLC。触摸屏可以视作一体机内置了一款组态软件。

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置[5]。伺服电机可以精确控制速度的大小，并且能实现精确定位，它的工作方式是将电压信号转化为转矩和转速来驱动控制对象。输入信号控制伺服电机转子转速，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出[5]。伺服电机可以分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点：实现了位置，速度和力矩的闭环控制，步进电机失步的问题在这里被克服；高速性能优越，一般情况下的额定转速可以达到每分钟2000～3000转；伺服电机的抗过载能力突出，负载在额定转矩三倍的情况下也能被承受，在诸如有瞬间负载波动和快速起动的场合下都能很好的适用；低速运行时步进电机会产生步进运行现象，而伺服电机没有，且运行时平稳，在有高速响应要求的场合下也能适用；在几十毫秒之内电机就可以实现加减速的动态响应；发热和噪音的问题较少。伺服电机的应用领域相当广泛，只要是要有动力源的，而且对精度有要求的一般都可能涉及到伺服电机。如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。