電氣自動控制機(jī)床電氣控制：機(jī)床電氣與LC控制教學(xué)實驗裝置

電氣自動控制論文機(jī)床電氣控制論文：機(jī)床電氣與PLC控制教學(xué)實驗裝置的開發(fā)研究摘要:針對《機(jī)床電氣控制與可編程序控制器》課程教學(xué)的需要,開發(fā)研究出適合本科教學(xué)需要的綜合實驗裝置,該裝置將工程實踐與教學(xué)緊密結(jié)合,為培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力、科技創(chuàng)新能力提供了良好的條件。關(guān)鍵詞:機(jī)床電氣;可編程控制器;實驗裝置1引言20世紀(jì)20年代出現(xiàn)的將接觸器、各種繼電器、定時器、其它電器及觸頭按一定邏輯關(guān)系連接的繼電接觸器控制系統(tǒng),它結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、便于掌握等特點在工業(yè)控制中廣泛運用[1,2]。隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展,生產(chǎn)控制的柔性化需要,傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需要[3,4];同時計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展也為新的工業(yè)控制方法奠定了基礎(chǔ)[5,6]?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）將計算機(jī)的功能完善、通用性、靈活性好的優(yōu)點與繼電接觸器控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、便于掌握等特點有機(jī)結(jié)合,在現(xiàn)代工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用[7,8]。機(jī)床電氣與PLC控制教學(xué)實驗裝置將機(jī)械、電氣、計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)等學(xué)科熔為一體,結(jié)合工程實踐,綜合性和應(yīng)用性較強,又以開放性和設(shè)計性實驗為主,改變了原有的單一實驗單一設(shè)備或單一課程單一實驗裝置的模式,適應(yīng)以電氣控制與PLC為主的多門課程教學(xué)和實驗的需要,提高學(xué)生的工程實踐能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。機(jī)床電氣與PLC控制教學(xué)實驗裝置一方面模擬機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的繼電器-接觸器硬接線邏輯,提供多種控制對象或模型,克服了傳統(tǒng)實驗裝置功能單一,只能針對固定實驗內(nèi)容的缺陷。另一方面引入計算機(jī)控制技術(shù),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計算機(jī)的能力。2實驗裝置原理、結(jié)構(gòu)與設(shè)計實例為了體現(xiàn)綜合性和開放性,實驗裝置的設(shè)計需要以機(jī)床電氣控制系統(tǒng)原型為基礎(chǔ),具有很好的自由度和適應(yīng)性,體現(xiàn)模塊化設(shè)計的思想,保證系統(tǒng)很好的擴(kuò)展性和延伸性。2.1實驗裝置原理分析首先建立實驗臺的控制系統(tǒng)的理論模型。一個完整的控制系統(tǒng)由系統(tǒng)輸入、邏輯控制、系統(tǒng)輸出、比較元件、測量元件所組成,其控制部分又分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種,一個反饋控制系統(tǒng)的基本組成如圖1所示。一般機(jī)械設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)原理并不復(fù)雜,是由輸入設(shè)備、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和邏輯控制三部分所組成的控制系統(tǒng),也可以依據(jù)被控生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)設(shè)備運行情況實現(xiàn)反饋控制。輸入設(shè)備用于系統(tǒng)的信號采集,接收從開關(guān)、按鈕、繼電器觸點、傳感器等輸入的現(xiàn)場控制信號,邏輯控制部分實現(xiàn)電路控制或通過PLC對輸入信號進(jìn)行計算處理,轉(zhuǎn)換之后的控制信號用于控制執(zhí)行機(jī)構(gòu),驅(qū)動接觸器、電磁閥和指示元件等負(fù)載。控制部分為兩類:一類為傳統(tǒng)的以繼電器、接觸器為主的電氣控制系統(tǒng),其控制邏輯完全由硬件構(gòu)成;另一類為基于可編程控制器PLC的電氣控制系統(tǒng),其控制邏輯由編程軟件來實現(xiàn)。機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的原理圖2所示:因此機(jī)床電氣與PLC控制教學(xué)實驗裝置的設(shè)計思想是:以繼電器-接觸器為主的硬接線邏輯和以PLC為核心的軟件編程完成系統(tǒng)的控制功能。實驗裝置的輸入由按鈕、選擇開關(guān)等開關(guān)量實現(xiàn),實驗裝置的輸出由各種執(zhí)行部件組成,提供各種控制對象用于實現(xiàn)各種不同的控制要求。2.2實驗裝置結(jié)構(gòu)組成根據(jù)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的基本原理,實驗裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由控制電路（各種低壓電器所組成）、控制面板（指示燈與控制按鈕）、可編程控制器PLC、計算機(jī)、各種控制對象（電機(jī)、機(jī)床動力頭等）組成。機(jī)床電氣控制系統(tǒng)分為兩大模塊:夢以接牌觸器然-繼坦電器猛為主網(wǎng)的電堆氣控超制通捕過選潔擇接榜觸器備、繼染電器慧、熱蝴繼電遠(yuǎn)器等劑各種毫電氣錄元件聽,經(jīng)您過布懼線、怎接線農(nóng)與調(diào)衫試,劈完成簽傳統(tǒng)攜的硬衡接線仁邏輯港電路裝,實打現(xiàn)不摔同的杠控制傾要求跡,如怕電機(jī)粗起動愧、正狀反轉(zhuǎn)欠、制銳動等轉(zhuǎn)控制挖功能齊、機(jī)歸床執(zhí)受行部豬件的聾工作蔥循環(huán)森等。雜基于違PL削C的改電氣碧控制陵用于征PL汽C的寬應(yīng)用納程序衛(wèi)設(shè)計山,通宜過計犬算機(jī)其編程丑完成攤應(yīng)用告程序緒的設(shè)訓(xùn)計,順并傳盟送到假PL蓋C上蔬實現(xiàn)威設(shè)備艇控制扛。挖實驗只裝置鐘的系涌統(tǒng)結(jié)森構(gòu)如稻下圖姐3所鴨示。訂（具陷體的釣接線冬過程來細(xì)節(jié)麻略）男至此化,我橫們搭慨建了換機(jī)床舒電氣固與P把LC柄控制曉教學(xué)猜實驗才裝置闖的基像本結(jié)窄構(gòu)原碌型,斑由于雀系統(tǒng)狠是開含放的煩和可孩擴(kuò)展因的,剪因此泊可以乒根據(jù)哀需要忌增加船電氣鹿元件流、執(zhí)持行部獅件和陷其他窄功能腦模塊姑。緩2.晶3實獎驗裝嚼置的哀設(shè)計插實例稻與應(yīng)愛用些“趁機(jī)床州電氣剪與P驅(qū)LC王控制陳教學(xué)寫實驗雅裝置栽”晉如圖梢4所熊示,保由電療路接訂線面唱板、膽控制怎面板摟、執(zhí)懂行元絨件工排作臺命、P器LC脅、存計算沿機(jī)及應(yīng)相關(guān)鵲軟件益所組亭成。誦可編妨程控置制器特PL骨C選欲用歐坊姆龍尾（O紋MR著ON潮）公并司生盯產(chǎn)的嚷SY秧SM微AC衡C凳P1同H系帽列,狀40貓點開愁關(guān)量廣輸入莖輸出勿,具盒有域模搖擬量辭輸入糞輸出日功能刻。C潑P1朋H配嫂備了醒標(biāo)準(zhǔn)淚US杠B端鹿口和慨2個肉串行魯通信廊接口汁(R形S暮-2孫32極C甲和R加S-頭48旨5)扒,可歸以實旗現(xiàn)網(wǎng)舌絡(luò)通摸訊,女將多做臺實威驗臺允聯(lián)成荒網(wǎng)絡(luò)達(dá),實啞現(xiàn)工厲業(yè)網(wǎng)忽絡(luò)控乒制。尋P疏L慰C與們上位倉計算抽機(jī)使督用U昆SB袖端口升通信感。只電路參接線泛面板栗用于內(nèi)學(xué)生歇的電令氣控編制電們路的暖設(shè)計礙與實是際接除線操把作,嚴(yán)提高卵學(xué)生軌的動課手能袍力。叛執(zhí)行予元件諸工作情臺提談供各千種執(zhí)夸行元犧件,閉如三恥相異百步電船機(jī)、絞步進(jìn)魔電機(jī)欄、伺嬌服電埋機(jī)等們各種打電機(jī)貢和機(jī)爺床動周力滑更臺。滔實驗皂臺的截應(yīng)用龜過程踩分為歲接觸陸器-哄繼電斥器的諒硬接漲線控闖制和石基于繭PL便C的伏軟件術(shù)控制量,產(chǎn)實驗防過程達(dá)中的州系統(tǒng)孤設(shè)計抓如圖微5和遣圖6綱所示佩:誕3實描驗裝倚置的獲特點殿3.暑1實榆踐性各強燦此實價驗裝妙置是倚針對弊機(jī)床延電氣厲與P勾L遵C顫課程仔的實鈔驗教辣學(xué)而推設(shè)計皮,而元且與膽工程杰應(yīng)用穿密切嶺相關(guān)獻(xiàn),因卵此具過有很具強的戲?qū)嵺`湯性。且實驗族平臺任采用網(wǎng)真實浸的電耕氣元偉件或妙實際普模型鹽,直財觀性郊很強俱。如遺機(jī)械凝動力咳滑臺萌,模櫻擬機(jī)墻床動巷力滑靜臺運去轉(zhuǎn),及快進(jìn)宜、工鼓進(jìn)、張快退險等整百個工城件加帆工過藥程,殖學(xué)生敘從中月可以成很清澤楚地象看到造理論箭與實僅際的森具體妨結(jié)合辮,因潛此具氏有更桐強的返實踐液性。得學(xué)生程通過馳對各弦類電栗器及再電氣料元件赤的認(rèn)歲識、躲接線綠和組倘裝,鉗從而演可以敵熟悉傍并掌恨握各忌類機(jī)糕械設(shè)簡備和祖自動虛化裝補置的煎常用佩結(jié)構(gòu)儉和工晉作原怒理。竟另外叼,學(xué)伴生在哀這些企模型粒的組妙裝和模調(diào)試材中,瓶需要練進(jìn)行臘大量纏的實碧際操稱作,倍從而課提高浮了自賊身的兔動手加能力戀和解激決實民際問猴題的紛能力贏。如刪電機(jī)利控制輛,首瓶先要贏熟悉籃電機(jī)匠控制押原理辭圖,洋繪制必電路始圖和杰接線織圖,呆然后需完成及主電在路和范控制底電路需的連踩接,逢再通豬電試德車、訪調(diào)試?yán)?最季后觀戶察電潮機(jī)的遺運轉(zhuǎn)艦情況緊。泳此外肝,通慕過計城算機(jī)握的軟湊件編化程完協(xié)成P沙LC尤應(yīng)用開程序盆的設(shè)另計可饅以全掀面提依高解犬決實坦際問級題的敵能力更。三3.柔2開朱放性芽好伴和機(jī)棚械類撒專業(yè)筍其他泡課程表實驗禽相比膨,以鮮此為園平臺效的電柜氣控券制實敬驗內(nèi)蛾容涉慈及面慈很廣隙,具紗有開師放性吵和綜遵合性喪的特臨征。驗在執(zhí)干行件濁中可勇以提炭供多楊種電幼機(jī)、嗓多種初控制址對象形模型叮供選也擇,謎如以拖機(jī)械霧手為鹽執(zhí)行號件,促可以杏完成淡用機(jī)連械手瞇移動姨工件閣控制乳要求嶼的實溉驗課炕題;細(xì)提供或電梯誼模型蜓,可掛以實若現(xiàn)電住梯模帳擬控服制。壓由此名看出陰實驗騾平臺掉可根籠據(jù)不見同實壘驗要擔(dān)求,粉增加柏相應(yīng)川的功幸能,答具有斬很好東的開店放性川。熟充分源體現(xiàn)慕機(jī)電償一體美化,灰多學(xué)場科領(lǐng)研域交償叉的建思想哲,通蜜過實受驗使堡學(xué)生勿掌握能機(jī)械膛、電陽子、擋自動及化、咱計算中機(jī)等竭相關(guān)倆知識倍,全罷面提新高學(xué)映生的驗綜合飯素質(zhì)踏。雄3.給3創(chuàng)匙新性夫強早課程島實驗薯內(nèi)容意緊密徹結(jié)合膨生產(chǎn)分實踐難,因喊此學(xué)關(guān)生進(jìn)遭行實兵驗不唉僅僅鄭是對釘已學(xué)柏的理閱論知愚識的芽驗證面和理國解,素而是褲把課間程知蜻識充章分應(yīng)屑用到枕工程表應(yīng)用時中去式。學(xué)此生可趙以自攜由選千題,淚自主鑼設(shè)計勁,提樹高創(chuàng)去新能貝力。真此實濱驗裝葉置的隆不僅軟可以貢完成架課程濟(jì)實驗汁,同孔時讓嗎學(xué)生蓋掌握貫PL壘C及網(wǎng)電氣掩控制摸系統(tǒng)歡的設(shè)彩計思兇想和號方法體,以聾便應(yīng)佛用到難工程鉗實踐御中去蹤。黨4結(jié)鐮束語常捐總之聚,機(jī)調(diào)床電華氣與育PL億C控宅制教謹(jǐn)學(xué)實吊驗裝供置將印機(jī)械佩、電銳氣、荒計算津機(jī)技考術(shù)、說自動村化技繼術(shù)等奪學(xué)科畏熔為巷一體威,綜播合性括和應(yīng)道用性掃較強亮。此尺實驗懇裝置痛將機(jī)裙電控愛制實是踐引消入教錄學(xué)實撈踐,紡培養(yǎng)不學(xué)生省的工械程實究踐能效力,挑充分辣發(fā)揮殼學(xué)生關(guān)的主嗚觀能錢動性年,給屆學(xué)生宰一個根自主遍發(fā)揮起的創(chuàng)劫新平柜臺,醫(yī)為創(chuàng)映新型限人才螞的培辭養(yǎng)提陣供了逼良好牌的條匹件。淹參考址文獻(xiàn)冬:差[1標(biāo)]汪婆曉光別,孫案曉瑛好．可辭編程拼控制琴器原晴理及悲應(yīng)用壘[M傅]．宅第2避版．蹈北京蔥:機(jī)賢械工共業(yè)出付版社印,2寇00滑1坊[2凈]鄧圓則名折,鄺腦穗芳禾,程蹤良倫肥.電議器與斃可編藥程控攔制器挪應(yīng)用五技術(shù)噴[M郊].端第2裳版．的北京路:機(jī)誤械工床業(yè)出序版社組,2圣00披4.年8疼[3浪]劉進(jìn)美蘭歇,P奏LC詳控制遵教學(xué)府實驗塘系統(tǒng)座的設(shè)項計,驢實驗珍室研略究與促探索顆[J及],續(xù)20翠04蒼.2往;2壤3（箭2）春:2例6-車27鳴[4攀]姚煩興軍羞,葉橡理平育．P冊LC測控制武系統(tǒng)控的計由算機(jī)盞仿真刃研究滴[J囑],賽機(jī)電待一體亭化,認(rèn)20錦02猴;8煌(3梯):末26素-2功8銳[5磁]日澇本歐筍姆龍樂公司奴《,未CP蛾1H窄可編紙程序明控制努器編芬程手保冊》轎[z蜓],艱20遠(yuǎn)05戲[6臭]（約美）群默里啄斯（惡S.涉Br銀ia上n嗽Mo利rr荒is債s）津.可堂編程宗邏輯裳控制圣器[還M]壘.譯娛者:繞楊智滲北