制造设备和系统控制复习大纲.docVIP

制造设备与系统控制 指导老师：李爱萍（教授） 机械大楼A304 ★重点 可编程控制器的基础知识，如PLC的全称，与、或、非、定时器、计数器等STL语句编程 数控 电机伺服系统 检测装置，光栅与莫尔条纹 插补：逐点比较与数字积分 能力拓展“如果给你数控编程的程序，能否画出工件加工图” 机械制造设备与自动化概述 1、自动化：机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快”。 自动化的目标： 对人而言，减轻人的体力负担，减少劳动力的使用；对产品而言，提高产品的产量和质量，同时降低生产费用。 制造自动化的特点： 产品、零部件标准化，装配简单化 在劳动组织上，最大限度地采用分工的原则 采用流水线生产方式 组织结构上，追求纵向一体化 广义制造自动化： （1）“制造”的概念，已经不是狭隘意义上的产品生产工艺过程，而是包括市场分析、产品设计、生产工艺过程、装配检验和销售服务等产品整个生命周期过程。 （2）在形式方面，制造自动化代替人的体力劳动、代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中人、机及整个系统的协调、管理、控制和优化。 （3）在功能方面，制造自动化的功能目标是多方面的，不仅仅包括代替人的体力和脑力劳动。功能目标是一个有机体系，用目标模型TQCSE描述，T（time时间）、Q（quality质量）、C（cost成本），S（service服务）、E（environment环境友善）。 2、制造自动化技术的研究现状 归纳为自动化、精密工程、绿色制造三个方面。其中自动化包括：数控技术，柔性制造，集成制造，智能制造，全球制造等。 柔性制造系统（FMS）Flexible Manufacturing System 3、制造自动化技术的发展趋势：“六化”全球化、敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、绿色化。 4、机械加工的特点 “离散”加工是一个一个进行的，不是“连续”的，区别的化工 中小批量零件生产的特点： 物料、时间利用率低；加工准备时间长，效率低，成本高；机床使用率低和零件处理时间长 控制系统的分类：功能控制（分过程手动引发），程序控制，数字控制（用数字指令控制） PLC部分 顺序控制的四种方式：继电器控制（“布线”程序），半导体组件方式，二级管矩阵方式，PLC存储程序方式 PC-Programmable Controller可编程控制器 ★PLC-Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器 技术性能指标 （1）I/O点数 表明PLC可接收的输入信号和输出信号的数量 （2）程序存储容量 （3）指令总数 表示PLC软件功能的强弱 （4）扫描速度 反映PLC执行用户程序的快慢 （5）内部寄存器 寄存器存放变量状态、中间结果、定时计数等数据 内部寄存器的配置及容量是衡量PLC硬件功能的重要指标 （6）特殊功能模块 常用的特殊功能模块有A/D转换模块、D/A转换模块、高速计数模块、速度控制模块等。 ★2、编程方式：接点梯形图，逻辑功能图，语句表 ★西门子的step语句：参考《西门子S7-300语句表（STL）编程手册》 STL：Step Ladder Instruction步进梯形指令 （1）位逻辑指令 位逻辑指令处理“1”和“0”，根据布尔逻辑对它们进行组合。常见： A与 AN与非 O或…… 其它指令如ON或非、X异或、XN异或非、O先与后以及嵌套关系请看参考手册。 举例： 与嵌套： 结束指令，结束一个布尔逻辑串： = 赋值 R 复位 S 置位 （2）计数器指令 A．R端为1即清零 B．置数 C．正向计数（0-999，没有正溢出） D．反向计数（减到0，没有负溢出） E．计数器≥1结果为1 计数器为0，扫描结果为0 计数器是STEP7编程语言的功能单元之一，用来计数。在CPU存储区中留有一块计数器区域。该存储区为每一计数器保留一个16位的字。语句表指令集提供了256个计数器。 计数器指令，可以在一定范围内改变计数值： FR 使能计数器（任意） L 将当前计数器值装入累加器1 LC 将当前计数器值作为BCD码装入累加器1 R 复位计数器 S 计数器置位 CU 加计数器 CD 减计数器 （3）装入和传送指令 使用装入L和传送T指令可以对输入和输出模块与存储区之间的信息交换进行编程。CPU在每次扫描中都将无条件执行这些指令，也就是说，这些指令不受语句逻辑操作结果的影响。 L 装入 LAR1AR2将地址寄存器2的内容装入地址寄存器1 T 传送 TAR1AR2将地址寄存器1的内容传送到地址寄存器2 （4）程序控制指令 BE 块结束 （5）移位和循环移位 SLW 字左移（16位） SRW 字右移（16位） （6）定时器 FR 使能定时器（任意） L 将当前定