专业实习报告 篇2
题目：数控机床的控制系统
学校：南京航空航天大学
姓名：林竑程
学号：
在对南京传动装置包括减速箱和滚珠丝杠等传动链。
位置反馈电路的作用是检测实际位移量，信号由反馈电路送入位置控制单元，由CNC装置进行位置环控制。
速度反馈电路的作用是检测速度的实际值，信号由反馈电路送入速度调节单元，进行速度环控制。
伺服系统按照原理分类可分为开环伺服系统和闭环伺服系统。
开环伺服顾名思义就是没有反馈信息的系统，也是最为简单的进给伺服系统，其系统流量可简单的理解为指令脉冲输入驱动控制路线，进而控制步进电动机，断过齿轮箱的变速之后对工作台或者一些执行元件的位置进行控制。
闭环伺服系统则是在为电动机和工作台与执行元件处分别安装了速度检测盒位置检测，通过对速度和位置的检测进而反馈给驱动控制路线，形成闭环控制。
闭环伺服系统有较好的稳定性和可靠性，能及时修正一些位置偏差，而闭环控制系统的反馈分为以下四类
1)脉冲、数字比较伺服 伺服系统将数控装置发出的数字(或脉冲)指令信号与检测装置测得的以数字(或脉冲)形式表示的反馈信号进行比较，获得位置偏差。
2)相位比较伺服系统 伺服系统将指令信号与反馈信号都变成某个载波的相位，然后比较两者相位，获得位置的偏差，实现闭环控制。
3)幅值比较伺服系统 伺服系统以位置检测信号幅值的大小来反映机械位移的数值，并以此信号作为位置反馈信号，一般还要将幅值信号转换成数字信号后才能与指令数字信号比较，从而获得位置偏差信号，构成闭环控制系统。
4)全数字伺服系统 伺服系统控制技术已从模拟方式、混合方式走向全数字方式。
所谓的PMC也就是PLC。
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的进行数学运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体和易于扩展其功能的原则而设计。
PLC是一种能直接应用于工业环境的数字电子装置，是以微处理器为基础，结合计算机技术、自动控制技术和通信技术，用面向控制过程、面向用户的“自然语言”编程的一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。
PLC的特点
1）编程方法简单易学；
2）功能强，性价比高；
3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；
4）可靠性高，抗干扰能力强；
5）系统的设计、安装、调试工作量少；
6）维修方便；
7）体积小、能耗低。
PLC的控制领域广泛包括
开关逻辑和顺序控制
这是PLC应用最广泛、最基本的场合。它的主要功能是完成开关逻辑运算和进行顺序逻辑控制，从而可以实现各种简单或十分复杂的控制要求
模拟量的闭环控制
在工业生产过程中，许多连续变化的需要进行控制的物理量，如温度、压力、流量、液位等，这些都属于模拟量。为了实现工业领域对模拟量控制的广泛要求，目前大部分PLC产品都具备处理这类模拟量的功能（A/D、D/A转换）。另外，某些PLC产品还提供了典型控制策略模块，如PID模块，从而可实现对系统的PID等反馈或其他模拟量的控制运算。
数字量的智能控制
利用PLC能接受和输出高速脉冲的功能，配备相应的传感器（如旋转变压器等）或脉冲伺服装置（如环形分配器、功率放大器、步进电机等）实现数字量的智能控制。
智能控制模块：位控单元模块、运动单元模块、可实现曲线插补等功能。
数据采集与监控
PLC实现现场控制，采集、记录、显示现场数控，以供进一步分析研究；
利用PLC自检信号多的特点，实现自诊断式监控，减少系统的故障，提高累计平均无故障运行时间，同时可减低故障修复时间，提高系统的可靠性。
通信、联网、集散控制
PLC与PLC间的通信联网；
PLC与计算机的通信联网，由计算机实现其编程与管理；
PLC与智能仪表、智能执行装置的通信联网，实现数控交互与控制；
利用PLC的强大的联网功能，把PLC分布到控制现场，并实现各部分间的通信，达到分散控制、集中管理，构成PCS系统。
PLC的基本组成（PLC是一种通用的工业控制装置，其组成与一般的微机系统基本相同。）主要包括：中央处理单元、存储器、输入/输出单元、电源、通信接口以及扩展单元等。
各部分的功能为
1中央处理单元
接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；
诊断电源、PLC内部电路的工作状态和编程的语法错误；
用扫描的方式接收输入信号，送入PLC的数据寄存器保存起来； PLC进入运行状态后，根据存放的先后顺序逐条读取用户程序，进行解释和执行，完成用户程序中规定的各种操作；将用户程序的执行结果送至输出端。
2存储器（系统程序存储器，用户程序存储器，工作数据存储器 ）
I/O 单元
输入单元接受操作指令和现场的状态信息，如控制按钮、操作开关和限位开关、光电管、继电器触点、行程开关、接近开关等信号，并通过输入电路的滤波、光电隔离和电平转换等将这些信号转换成CPU能够接受和处理的信号。
输出单元将CPU送出的弱电信号通过输出电路的光电隔离和功率放大等转换成现场需要的强电信号输出，以驱动接触器、电磁阀、电磁铁等执行元件。
3电源单元
PLC由开关式稳压电源为内部电路供电，有的PLC能向外部提供24V的直流电源
4特殊I/O单元—智能单元
智能单元本身是一个独立的计算机系统，它有自己的CPU、系统程序、存储器，及与外界过程相连的接口。
5编程器
编程器的作用是供用户进行程序的输入、编辑、调试和监视。有的编程器还可与打印机或磁带机相连，以将用户程序和有关信息打印出来或存放在磁带上。磁带上的信息可以重新装入PLC。
PLC工作流程
（1）公共处理：复位监视定时器、进行硬件检查、用户内存检查等。
（2）程序执行：CPU按照先左后右、先上后下的顺序对每条指令进行解释、执行。
（3）扫描周期计算处理：扫描周期可设定为固定值，否则，则根据用户程序长短计算。
（4）I/O刷新：读入输入点状态，写入输入状态寄存器中；将输出状态寄存器的状态传送至输出锁存器，经输出电路隔离和功率放大，驱动外部负载。
（5）通讯：外设端口服务。
PLC循环扫描工作流程
PLC的工作方式
PLC采用“顺序扫描、不断循环”的工作方式，这个过程可分为输入采样，程序执行、输出刷新三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描周期。