电气自动控制论文机床电气控制论文： 机床电气与PLC控制教学实验装置bwcv.docx

电气自动动控制论论文机床床电气控控制论文文：机床电气气与PLLC控制制教学实实验装置置的开发发研究摘要:针针对机机床电气气控制与与可编程程序控制制器课课程教学学的需要要,开发发研究出出适合本本科教学学需要的的综合实实验装置置,该装装置将工工程实践践与教学学紧密结结合,为为培养学学生工程程实践能能力、科科技创新新能力提提供了良良好的条条件。关键词:机床电电气;可可编程控控制器;实验装装置 1引言20世纪纪20年年代出现现的将接接触器、各各种继电电器、定定时器、其其它电器器及触头头按一定定逻辑关关系连接接的继电电接触器器控制系系统,它它结构简简单、价价格便宜宜、便于于掌握等等特点在在工业控控制中广广泛运用用1,2。随随着现代代工业的的迅猛发发展,生生产控制制的柔性性化需要要,传统统的继电电接触器器控制系系统已经经不能满满足生产产需要3,44;同同时计算算机技术术的迅猛猛发展也也为新的的工业控控制方法法奠定了了基础5,66。可可编程序序控制器器（PLLC）将将计算机机的功能能完善、通通用性、灵灵活性好好的优点点与继电电接触器器控制系系统的结结构简单单、价格格便宜、便便于掌握握等特点点有机结结合,在在现代工工业控制制中得到到广泛应应用77,8。 机床电气气与PLLC控制制教学实实验装置置将机械械、电气气、计算算机技术术、自动动化技术术等学科科熔为一一体,结结合工程程实践,综合性性和应用用性较强强,又以以开放性性和设计计性实验验为主,改变了了原有的的单一实实验单一一设备或或单一课课程单一一实验装装置的模模式,适适应以电电气控制制与PLLC为主主的多门门课程教教学和实实验的需需要,提提高学生生的工程程实践能能力,培培养学生生的创新新意识。机床电气气与P L CC控制教教学实验验装置一一方面模模拟机床床电气控控制系统统的继电电器-接接触器硬硬接线逻逻辑,提提供多种种控制对对象或模模型,克克服了传传统实验验装置功功能单一一,只能能针对固固定实验验内容的的缺陷。另另一方面面引入计计算机控控制技术术,培养养学生应应用计算算机的能能力。2实验装装置原理理、结构构与设计计实例为了体现现综合性性和开放放性,实实验装置置的设计计需要以以机床电电气控制制系统原原型为基基础,具具有很好好的自由由度和适适应性,体现模模块化设设计的思思想,保保证系统统很好的的扩展性性和延伸伸性。2.1实实验装置置原理分分析首先建立立实验台台的控制制系统的的理论模模型。 一个完完整的控控制系统统由系统统输入、逻逻辑控制制、系统统输出、比比较元件件、测量量元件所所组成,其控制制部分又又分为开开环控制制和闭环环控制两两种,一一个反馈馈控制系系统的基基本组成成如图11所示。一般机械械设备的的电气控控制系统统原理并并不复杂杂,是由由输入设设备、执执行机构构和逻辑辑控制三三部分所所组成的的控制系系统,也也可以依依据被控控生产机机械或生生产设备备运行情情况实现现反馈控控制。输输入设备备用于系系统的信信号采集集,接收收从开关关、按钮钮、继电电器触点点、传感感器等输输入的现现场控制制信号,逻辑控控制部分分实现电电路控制制或通过过PLCC对输入入信号进进行计算算处理,转换之之后的控控制信号号用于控控制执行行机构,驱动接接触器、电电磁阀和和指示元元件等负负载。控制部分分为两类类:一类类为传统统的以继继电器、接接触器为为主的电电气控制制系统,其控制制逻辑完完全由硬硬件构成成;另一一类为基基于可编编程控制制器P L CC的电气气控制系系统,其其控制逻逻辑由编编程软件件来实现现。机床床电气控控制系统统的原理理图2所所示:因此机床床电气与与P LL C控控制教学学实验装装置的设设计思想想是:以以继电器器-接触触器为主主的硬接接线逻辑辑和以PPLC为为核心的的软件编编程完成成系统的的控制功功能。实实验装置置的输入入由按钮钮、选择择开关等等开关量量实现,实验装装置的输输出由各各种执行行部件组组成,提提供各种种控制对对象用于于实现各各种不同同的控制制要求。2.2实实验装置置结构组组成根据机床床电气控控制系统统的基本本原理,实验装装置的系系统结构构由控制制电路（各各种低压压电器所所组成）、控控制面板板（指示示灯与控控制按钮钮）、可可编程控控制器PPLC、计计算机、各各 种控控制对象象（电机机、机床床动力头头等）组组成。机床电气气控制系系统分为为两大模模块:以接触器器-继电电器为主主的电气气控制通通过选择择接触器器、继电电器、热热继电器器等各种种电气元元件,经经过布线线、接线线与调试试,完成成传统的的硬接线线逻辑电电路,实实现不同同的控制制要求,如电机机起动、正正反转、制制动等控控制功能能、机床床执行部部件的工工作循环环等。基于PLLC的电电气控制制用于PPLC的的应用程程序设计计,通过过计算机机编程完完成应用用程序的的设计,并传送送到PLLC上实实现设备备控制。实验装置置的系统统结构如如下图33所示。（具具体的接接线过程程细节略略）至此,我我们搭建建了机床床电气与与PLCC控制教教学实验验装置的的基本结结构原型型,由于于系统是是开放的的和可扩扩展的,因此可可以根据据需要增增加电气气元件、执执行部件件和其他他功能模模块。2.3实实验装置置的设计计实例与与应用“机床电电气与PPLC控控制教学学实验装装置”如图44所示,由电路路接线面面板、控控制面板板、执行行元件工工作台、PPLC、计算机及相关软件所组成。可编程控控制器PPLC选选用欧姆姆龙（OOMROON）公公司生产产的SYYSMAAC CCP1HH系列,40点点开关量量输入输输出,具具有 模拟量量输入输输出功能能。CPP1H配配备了标标准USSB端口口和2个个串行通通信接口口(RSS-2332C和和RS-4855),可可以实现现网络通通讯,将将多台实实验台联联成网络络,实现现工业网网络控制制。P L CC与上位位计算机机使用UUSB端端口通信信。电路接线线面板用用于学生生的电气气控制电电路的设设计与实实际接线线操作,提高学学生的动动手能力力。执行元件件工作台台提供各各种执行行元件,如三相相异步电电机、步步进电机机、伺服服电机等等各种电电机和机机床动力力滑台。实验台的的应用过过程分为为接触器器-继电电器的硬硬接线控控制和基基于PLLC的软软件控制制,实验验过程中中的系统统设计如如图5和和图6所所示: 3实验装装置的特特点3.1实实践性强强此实验装装置是针针对机床床电气与与P LL C课课程的实实验教学学而设计计,而且且与工程程应用密密切相关关,因此此具有很很强的实实践性。实验平台台采用真真实的电电气元件件或实际际模型,直观性性很强。如如机械动动力滑台台,模拟拟机床动动力滑台台运转,快进、工工进、快快退等整整个工件件加工过过程,学学生从中中可以很很清楚地地看到理理论与实实际的具具体结合合,因此此具有更更强的实实践性。学学生通过过对各类类电器及及电气元元件的认认识、接接线和组组装,从从而可以以熟悉并并掌握各各类机械械设备和和自动化化装置的的常用结结构和工工作原理理。另外,学学生在这这些模型型的组装装和调试试中,需需要进行行大量的的实际操操作,从从而提高高了自身身的动手手能力和和解决实实际问题题的能力力。如电电机控制制,首先先要熟悉悉电机控控制原理理图,绘绘制电路路图和接接线图,然后完完成主电电路和控控制电路路的连接接,再通通电试车车、调试试,最后后观察电电机的运运转情况况。此外,通通过计算算机的软软件编程程完成PPLC应应用程序序的设计计可以全全面提高高解决实实际问题题的能力力。3.2开开放性好好和机械类类专业其其他课程程实验相相比,以以此为平平台的电电气控制制实验内内容涉及及面很广广,具有有开放性性和综合合性的特特征。在执行件件中可以以提供多多种电机机、多种种控制对对象模型型供选择择,如以以机械手手为执行行件,可可以完成成用机械械手移动动工件控控制要求求的实验验课题;提供电电梯模型型,可以以实现电电梯模拟拟控制。由由此看出出实验平平台可根根据不同同实验要要求,增增加相应应的功能能,具有有很好的的开放性性。充分体现现机电一一体化,多学科科领域交交叉的思思想,通通过实验验使学生生掌握机机械、电电子、自自动化、计计算机等等相关知知识,全全面提高高学生的的综合素素质。3.3创创新性强强课程实验验内容紧紧密结合合生产实实践,因因此学生生进行实实验不仅仅仅是对对已学的的理论知知识的验验证和理理解,而而是把课课程知识识充分应应用到工工程应用用中去。学学生可以以自由选选题,自自主设计计,提高高创新能能力。此此实验装装置的不不仅可以以完成课课程实验验,同时时让学生生掌握PPLC及及电气控控制系统统的设计计思想和和方法,以便应应用到工工程实践践中去。4结束语语 总之,机机床电气气与PLLC控制制教学实实验装置置将机械械、电气气、计算算机技术术、自动动化技术术等学科科熔为一一体,综综合性和和应用性性较强。此此实验装装置将机机电控制制实践引引入教学学实践,培养学学生的工工程实践践能力,充分发发挥学生生的主观观能动性性,给学学生一个个自主发发挥的创创新平台台,为创创新型人人才的培培养提供供了良好好的条件件。参考文献献:1汪汪晓光,孙晓瑛瑛可编编程控制制器原理理及应用用M第22版北北京:机机械工业业出版社社,200012邓邓则名,邝穗芳芳,程良良伦.电电器与可可编程控控制器应应用技术术M.第22版北北京:机机械工业业出版社社,20004.83刘刘美兰,PLCC控制教教学实验验系统的的设计,实验室室研究与与探索J,20004.22;233（2）:26-274姚姚兴军,叶理平平PLLC控制制系统的的计算机机仿真研研究JJ,机机电一体体化,220022;8(3):26-285日日本欧姆姆龙公司司,CCP1HH可编程程序控制制器编程程手册z,200056（美美）默里里斯（SS.Brriann Moorriiss）.可编程程逻辑控控制器M.译者:杨智北北京:机机械工业业出版社社200067王王永华,宋寅卯卯.现代代电气控控制及PPLC应应用技术术M.北京京:北京京航空航航天大学学出版社社,20004.28（美美）韦布布（Joohn w.wwebbb）（,美）RRonaald A RReiss.可编编程逻辑辑控制器器原理与与应用M.第5版版.译者者:丑武武胜.北北京:电电子工业业出版社社20005