6ES7214-1AD23-0XB8货期较快

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组合机床的概念
以独立的通用部分为基本组成的专用机床，一般叫做组合机床。组合机床是由许多预制的通用部分及少量的专用部分组成的，它能从多面，多工位，多轴对一个或几个工件同时进行加工，和一般的机床相比，具有设计制造周期短，成本低，自动化程度高，加工效率高，加工质量稳定，减轻工人劳动强度等优点。在机械制造工业中，装备新企业或对老企业进行技术改造，采用组合机床及其自动线，是发展生产，提高质量的有效途径之一。 这种机床利用总的电气系统将各个部分的工作联合成一个统一的循环。由于机床的各个部件都设计成能独立存在的，因此有可能按照一定的特点将类似用途的部件编成系列型谱，进一步完善和验证其结构，并在此基础上建立合理的规格尺寸系列，实现通用化。

双面组合钻床的介绍
卧式双面组合钻床由床身、夹具、液压操纵箱、主轴箱、电气柜、冷却装置等组成。其中主轴箱是用于按各主轴所相互要求的距离来布置主轴，并将所须的转数传给主轴。布置在一个主轴箱内的主轴数决定于被加工零件的结构，有时可达几十根。装到个主轴箱上的刀具可以在尺寸或用途上都相同，或者不同。电气柜是我毕业设计的重点，它承担了整个机床的控制系统,当我们要用这台机床加工工件的时候,只要把相应的程序输入然后按照机床的工作顺序启动,机床就会按照我门所要求的工件类型进行加工了。双面钻孔组合机床是针对在工件两相对表面进行钻孔加工而设计的一种高效自动化专用加工设备，其基本结构是：两个动力滑台对面布置，安装在标准侧底座上，刀具电动机固定在滑台上，中间底座上装有工件定位、夹紧装置。该双面钻孔组合机床采用电动机驱动和液压系统驱动相结合的驱动方式，其控制过程是典型的顺序控制，若采用可编程控制器(PLC)来构成其电气控制系统，则电气系统具有体积小、维修量少、工作可靠、操作简单并能适应控制要求等优点。(毕业设计 www.papersay.com)
机床上有四台电动机：液压泵电动机M1，左刀具电动机M2，右刀具电动机M3，冷却泵电动机M4。电动机M2，M3分别拖动左，右动力滑台上主轴箱的刀具主轴提供切削主运动。左，右动力滑台的进给运动和工件的定位，加紧，放松，均由电气-液压联合控制。
 

引言
随着科学技术的日益发展，现代企业对物资的需求，对产品工序的控制，对成品的输出管理也与时俱进，传统的以人力搬运工件的场景已经越来越不适应企业的发展，也将企业拖向低效率、高支出的窘境。如何才能有效的提高物资流向、加工速度，有效的提高产品流向的准确性，缩短产品加工周期、加工时间已经成为许多企业追求的生产方式。移载机的出现使这个追求终实现，因其具备的优点能够满足企业当今生产的要求在我国得到广大应用。
另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们逐渐的这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中,来需求能够解放人的一种奴隶。那么这种奴隶就是代替人们去能够从事复杂和繁重的体力劳动，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。但另一方面，尽管人们有各种各样的好的想法，但是它也归功于电子技术，计算机技术以及制造技术等相关技术的发展而产生了提供了强大的技术保证。
气动移载机在设计时采用了PLC控制，相对原先的继电器控制电路来说PLC控制的设备在控制灵活方面有着很大的优势，通过程序，可以达到不换硬件改变控制要求的功能。PLC的可靠性也是有目共睹的，利用PLC设计的系统减少了误动作发生的概率。通过对比PLC设计的系统和传统继电器设计的系统，很容易就能发现前者的体积大大低于后者，节约了大量的经费。完善的人机界面提供给操作者简易的操作方式，易学的编程语言提供给设计者能在更短的时间内设计出一套系统，以此带来的经济效益是无穷的。
移载机在自动化生产线上具有广泛的用途，它可以用来搬运货物、运送材料、传送工件等。本文主要介绍PLC在气缸生产线组装单元机械手中的应用。该移载机由PLC控制气缸驱动，其任务是把组成气缸的各元件，如缸体、活塞、弹簧、缸盖分别送到组装工位，经组装后再把成品送到分检工位分检。该生产线原采用5个自由度、气动控制来完成此工作。但该气动控制复杂、价钱便宜、运行速度较慢。改用由PLC控制的气动移载机来代替，经试验满足生产线对该部件的要求，并且控制方便、结构简单、价格便宜、可靠性高。
该生产线组装单元移载机气动系统分别由三位五通电磁阀、二位五通电磁阀和二位三通电磁阀控制气缸动作。各种运动速度都可调节。摆动气缸摆动角度为270°，有六个工作位置。摆动气缸转动时，制动气缸松开，解除制动。其它气缸动作时，制动气缸处于制动状态，保证在工作过程中定位准确。
除了满足工件移载的需要，并能极大的保障产品的质量和操作人员的安全和健康。简化了触摸屏和PLC的特点，并从系统的构成和功能方面介绍了触摸屏与PLC组成，但我们此次的设计主要是围绕了PLC控制的气动部分来设计的，着重讲述了触摸屏画面的设计流程，以触摸屏作为人机界面，系统界面友好，简单直观，易于操作。

目前在工业自动化领域具有代表性的控制方式可分为：单板机和单片机系统、可编程控制器（PLC）、工业控制机（IPC) 和计算机集散控制系统（DCS）等四类。随着现代工业自动化越来越高的要求和计算机科学技术的发展，工业控制机和可编程控制器以及计算机集散控制系统正处在相互融合的发展阶段。而PCC ，即计算机可编程控制器，就是其中相互融合而产生的先进代表，它被认为是代表了当今工业控制技术的一大趋势。它面向控制并经济高效地集成了己广为工 控界熟悉的PLC 和IPC（工控机）的特点。通过两者的相互融合，取长补短，从而以较高的性能价格比，构成当代高水平的工业控制平台。而水电厂，由于其控制的复杂性和多对象、多层次等特点，使得其控制在实时性、可靠性等方面往往不尽人意！而PCC 的出现，使得这几个方面得到了较大的改善。可以预见，PCC 将在今后更广泛地应用到水电站计算机监控系统中。

1  方案的比较

水电站监控系统是实现水电站综合自动化的基础，而现地控制单元，即LCU 是水电站计算机监控系统的基础和核心，其性能的好坏直接影响着整个计算机监控系统的工作状况。在目前的水电站监控系统中，较普遍的LCU 设计为工控机加PLC , 但也有单纯以工控机或PLC 为控制器的系统。下面对这几种方法进行比较。

(l) IPC 控制。这种控制方式的结构图如图l ：这种结构的线路设计极为复杂，且不能满足实时性和可靠性等要求。很少有电站采用此方案。
 

图1   以IPC为控制器的LCU 结构图

(2) PLC 控制。在这种控制结构中，PLC 不但负责顺序、数据处理等，还需要实现与上位机和现地设备等的通信。其结构图如图2 ：单纯采用PLC为控制器的LCU，虽然结构比较简单，但也有很多不尽人意的地方。可编程控制器是按一般工业环境，采用标准化设计的，可靠性高，抗干扰性能好，但它事件分率不高，不能满足水电厂事件高分率的要求；另外其通信功能和数据处理能力受到一定的限制，一般的PLC无论是通信接口还是所支持的通信协议，都很难满足与多智能设备实现通信的要求。也有可以满足通信要求的，如Quantum 系列PLC，但其价格较为昂贵，性价比不高。

图2   以PLC为控制器的LCU 结构图

(3) IPC+PLC 。这是目前较普遍的LCU 的控制方式。在这种控制系统中，IPC主要负责数据处理，完成与上位机的网络通信和PLC等通信，实现人机接口等，而可编程控制器完成数据采集和顺控功能。其结构图如图3 ：由图可知，PLC只与机组控制相关的设备连接在一起，而温度巡检仪和电量测控仪等智能设备，由于不参与机组控制，只显示与机组伏态相关的一些参数，因此与工控机通过通信连接在一起，由工控机负责把上传的信息进行处理。

在这种控制为式中，工控机作为计算机监控系统内部网络上的一个结点，各种数据经过工控机送到网上各个结点，控制命令经工控机下达到控制器等设备。因此，工控机的可靠性显得非常重要，工控机一旦故障，整个控制系统儿乎瘫痪。不但在上位机上下发的控制命令无效，且在现地的人机界面上也无法操作。虽然工控机是工控产品，但由于它的风扇、硬盘驱动器、软盘驱动器等旋转部件的存在，可靠性就降低了很多。且这种结构比较复杂。

图3 以IPC + PLC 为控制器的LCU 结构图

(4) PCC 控制。PCC是一种新兴工业技术，它集中了IPC和PLC两者的优点，其高可靠性和抗于扰能力以及强大的通信功能，使之在工业控制方面具有无可比拟的优势。因为水电站工作环境比较恶劣，控制任务繁重，且对事件分辨率要求较高，选用一般的IPC 或PLC 很难满足要求，因此我们选用PCC 作为现地控制单元的核心控制器。其结构和以PLC为处理器的LCU 的结构相同。（见图2）由图可以看出，以PCC 为核心的现地控制单元结构简单。且由于PCC 具有强大的通信功能和多任务的实时编程环境，使计算机监控在结构、技术路线、实现方法上都有所创新。

2 硬件设计
PCC 硬件是标准模件结构，全部模件均为固态插入或标准化结构组件。在底板总线上的设计采用了系统总线和I/O 总线分离布置的结构特点，大大提高了系统的可靠性和抗干扰能力。并提供多种接口卡和通讯模块，使得PCC 和多种智能设备的通信成为可能。由于PCC具有以上这些优点，因此以PCC作为核心控制器的LCU 的硬件线路设计便相对简单。其典型配置如图4 。

图4 典型配置图

每块基板配置一电源模块，主基板和从基板的电源模块型号不同 。整个系统用一CPU 模块统一 协调管理，并根据需要配置相应的输入、输出模块等。

面板开入信号、转速接点信号、保护信号、状态信号等通过DI模块输入PCC ，经用户程序判断处理后，发出相应的输出信号到DO 模块，控制输出继电器动作，从而控制二次电气回路。

PCC和调速器、励磁、保护、辅机等装置除用硬接线I / O 点交换信息外，还可用RS 一485 通信实现信息交换，有效的保证了系统的可靠性和信息的完整性。加之PCC设备本身己充分采取了电气隔离技术，因此在设计LCU 的电气回路时，在抗干优技术环节上便可大大节省人力。

3 软件设计
PCC采用分时多任务的操作系统，将任务定性地分成不同的等级，不同的任务等级设置不同的循环时间 ，使任务的处理具有一定的优先级区别。对实时性要求较高的任务可设置为高等级的，相对地对时间要求没那么严格的任务可设置为较低等级的任务。这样就可保证系统对一些中断请求的实时快速响应。同时逻辑任务的添加，并不影响整个控制程序的循环时间，因而也不会影响系统控制的精度。对水电站监控系统来说，可将LCU 的控制任务划分成以下任务块，并确定其优先级。

    Timer＃1[4ms] 事件顺序记录

    GPS对时
    Cyclic＃1[20ms] 采样
         故障处理
         事故迫忆

    Cyclic＃3[100ms]机组开机控制
         机组停机控制
         辅机控制
         状态判断
         参数设置、处理程序
    Cyclic＃4[20ms] PCC 热插拔时的处理
         电量仪通讯
         三菱PLC 通讯
         温度巡检仪通讯
         保护系统通讯

由于GPS 对时是保证整个系统精度的首要因素，事件顺序记录SOE 是关乎整个监控系统性能优劣的关键要素，于是将其设置为高优先级。其次为采样、故障处理和事故追忆子程序，其循环时间为20ms 。至于开停机等控制操作和参数处理，我们将其循环时问设置为100ms，优先级次于采样等子程序。各通信子程序的优先级别低。系统只有在响应完优先级别高的任务请求时，才会处理该级别的任务请求。

4 该系统优点

本文吸收先进的全开放的监控设计思想，将工业控制领域里一项先进的技术和产品一一PCC , 引进到水电站的控制当中 , 使水电站监控系统无论是在技术上还是结构上都有了一个新的突破。

(1）结构简单，层次清晰。抛弃了现地控例单元配置PLC和工控机双CPU 的烦琐做法，使PCC担负起顺序控制、数据处理、于上位机通信等多重任务。使电站监控系统形成电站级和现地控制级双重网络结构，符合先进的分布式设计思想。

(2）维护方便。PCC 的软件编程环境支持在线或离线模拟，使得程序的修改和维护更直观、方便。

(3）便于扩充和升级。硬件和软件都采用模块化设计，易于系统扩充配置和维护。

(4）性能优良。PCC 各模块都采用光电隔离技术，抗干扰能力强。

(5）节省开发时间。PCC 的优良性能使得在抗干扰设计等环节大大减少了工作量。

5 小结

这种控制模式不但可以降低投资成本，而且因其层次清晰，模块化配置等特点减少了系统故障的发生。对于在目前我国地方投资不足的情况下加快中小型水电站的建设步伐是很有促进作用的。