plc在機械設(shè)計中的應(yīng)用研究

1、<p>　　PLC在機械設(shè)計中的應(yīng)用研究</p><p>　　摘 要：機械設(shè)計是機械工程的重要組成部分，文章綜述了傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)與現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的內(nèi)涵、應(yīng)用及兩者之間的比較， 闡述了PLC在機械設(shè)計中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：機械設(shè)計 傳統(tǒng)技術(shù) 可靠性設(shè)計 </p><p>　　PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子

2、裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。機械設(shè)計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要的因素。設(shè)計工作的質(zhì)量，直接關(guān)系到機械產(chǎn)品的質(zhì)量性能、研究周期和技術(shù)經(jīng)濟效益等。常規(guī)設(shè)計技術(shù)是以經(jīng)驗總結(jié)為基礎(chǔ)，運用力

3、學(xué)和數(shù)學(xué)形成的公式、圖表、手冊等作為設(shè)計的依據(jù)，通過經(jīng)驗公式、近似系數(shù)或類比等方法進(jìn)行設(shè)計，是一種直覺設(shè)計、經(jīng)驗設(shè)計和靜態(tài)設(shè)計，它目前已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足產(chǎn)品的功能和市場需求。現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)是以電子計算機為手段，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，建立在現(xiàn)代管理技術(shù)之上，運用工程設(shè)計的新理論和新方法，實現(xiàn)計算結(jié)果最優(yōu)化，設(shè)計過程高效化和自動化的設(shè)計技術(shù)，是一種定量的、動態(tài)的和科學(xué)的設(shè)計技術(shù)。 </p><p>　　1.PLC程序設(shè)計方法 &

4、lt;/p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，確定I/O點數(shù)和I/O點的類型（數(shù)字量、模擬量等），并列出I/O點清單。進(jìn)行內(nèi)存容量的估計，適當(dāng)留有余量。根據(jù)經(jīng)驗，對于一般開關(guān)量控制系統(tǒng)，用戶程序所需存儲器的容量等于I/O總數(shù)乘以8；對于只有模擬量輸入的控制系統(tǒng)，每路模擬量需要100個存儲器字；對于既有模擬量輸入又有模擬量輸出的控制系統(tǒng)，每路模擬量需要200個存儲器字。確定機型時，還要結(jié)合市場情況，考察PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品

5、及其售后服務(wù)、技術(shù)支持、網(wǎng)絡(luò)通信等綜合情況，選定性能價格比好一些的PLC機型。根據(jù)所選用的PLC產(chǎn)品，了解其使用的性能。按隨機提供的資料結(jié)合實際需求，同時考慮軟件編程的情況進(jìn)行外電路的設(shè)計，繪制電氣控制系統(tǒng)原理接線圖。 </p><p>　　2.PLC軟件設(shè)計 </p><p>　　軟件設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)控制系統(tǒng)要求將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，在程序設(shè)計的時候最好將使用的軟元件（如內(nèi)部繼電

6、器、定時器、計數(shù)器等）列表，標(biāo)明用途，以便于程序設(shè)計、調(diào)試和系統(tǒng)運行維護(hù)、檢修時查閱。模擬調(diào)試。將設(shè)計好的程序下載到PLC主單元中。由外接信號源加入測試信號，可用按鈕或小開關(guān)模擬輸入信號，用指示燈模擬負(fù)載，通過各種指示燈的亮暗情況了解程序運行的情況，觀察輸入/輸出之間的變化關(guān)系及邏輯狀態(tài)是否符合設(shè)計要求，并及時修改和調(diào)整程序，直到滿足設(shè)計要求為止。在模擬調(diào)試合格的前提下，將PLC與現(xiàn)場設(shè)備連接?，F(xiàn)場調(diào)試前要全面檢查整個PLC控制系統(tǒng)，包

7、括電源、接地線、設(shè)備連接線、I/O連線等。在保證整個硬件連接正確無誤的情況下才可送電。將PLC的工作方式置為“RUN”。反復(fù)調(diào)試，消除可能出現(xiàn)的問題。當(dāng)試運一定時間且系統(tǒng)運行正常后，可將程序固化在具有長久記憶功能的存儲器中，做好備份。 </p><p>　　3.機械手PLC控制的設(shè)計 </p><p>　　考慮到機械手的通用性，同時使用點位控制，因此我們采用可編程序控制器（PLC）對機械手

8、進(jìn)行控制。當(dāng)機械手的動作流程改變時，只需改變PLC程序即可實現(xiàn)，非常方便快捷。最為主要的原因在于對于液壓驅(qū)動的機械手考慮到液壓系統(tǒng)本身包括液壓站，都是隨車運動的。如果采用傳統(tǒng)的繼電器邏輯線路控制，不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制柜體積亦大；而且各個繼電器均在運動中動作，易受震動干擾，可靠性差。為此，我采用（PLC）對機械手進(jìn)行控制。循環(huán)開始時，兩機械手處于初始狀態(tài)。按下XTl手爪夾緊按鈕，使手指夾緊：同時經(jīng)過短時間延時，啟動泵站電機。按下SBl上料開

9、始按鈕，手臂開始正轉(zhuǎn)，在錐齒輪傳動機構(gòu)作用下誘起手腕的回轉(zhuǎn)運動；在手臂回轉(zhuǎn)90度的時候壓到行程開關(guān)SQ2，使其停止運動。由于大小錐齒輪的齒數(shù)比為2：1，故而此時手腕回轉(zhuǎn)180度。同時行程開關(guān)發(fā)信號使車體開始前進(jìn)，當(dāng)行進(jìn)至行程開關(guān)SQ3時，通知活頂尖夾緊棒料，并且延時10秒（該時間可調(diào)）；而后，報警5秒（該時間可調(diào)），按下XT2手指松開按鈕使手指松開。之后，按下SB4復(fù)位按鈕，使車體后退至SQ4處，再發(fā)信號使液壓回轉(zhuǎn)缸反轉(zhuǎn)帶動手臂反轉(zhuǎn)；當(dāng)

10、手臂壓到行程開關(guān)SOl該過程結(jié)束。機</p><p><b>　　4.結(jié)束語 </b></p><p>　　PLC系統(tǒng)具有高可靠性，避免了普通繼電器邏輯電路在自身移動過程中，由于運動和振動原因帶來的誤操作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、計算機的廣泛應(yīng)用，設(shè)計方法和手段發(fā)生了很大變化，科學(xué)的新成就不斷豐富、充實著機械設(shè)計的思想、理論、方法和手段，促進(jìn)了機械設(shè)計的變革、創(chuàng)新和發(fā)展，

11、使現(xiàn)代化設(shè)計技術(shù)面貌一新。廣大工程技術(shù)人員應(yīng)不斷更新設(shè)計思維，采用現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)，真正提高產(chǎn)品的設(shè)計水平和市場競爭力。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]覃文潔.現(xiàn)代設(shè)計方法概論[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2010. </p><p>　　[2]王鳳岐，現(xiàn)代設(shè)計方法[M].天津：天津大學(xué)出版社，2