1.4 课题研究内容

基于PLC 和触摸屏的机床控制系统设计:

1、该系统主要由显示部分和控制部分组成，显示部分由触摸屏实现信号的给定和输出状态的显示，控制部分由PLC完成控制信号的采集和对外输出；

2、主要的硬件组成部分有触摸屏、PLC、FX2N-1PG、FX2N-2AD及伺服电机、步进电机。

主要用到的软件为GT Desinger2、GX Developer；

3、各部分功能：

a、伺服电机、步进电机分别控制加工中心三坐标的六个方向上的运动；

b、触摸屏通过人机界面对控制模块输出电机正反转信号、启停信号并对伺服电机的工作状态进行显示和报警；

c、FX2N-1PG为伺服电机驱动器提供脉冲，方向信号，控制伺服电机的运转；

d、A/D转换模块将传感器发出的模拟信号转换为数字信号，并通过触摸屏显示输出并作为PLC的控制电机的信号；

1.5 本章小结

    本章重点在于确立研究内容及其背景，对于主要用到的工控产品作了简单的介绍，其中，触摸屏，PLC以及伺服电机是研究重点，对于所用到的软件也作了简单的梳理，在下文会有详细的介绍。

 第二章 控制系统方案设计

2.1 控制系统总体方案设计

2.1.1常用PLC控制系统简介

    （1）西门子公司的SIMATIC  PLC

    德国的西门子公司的PLC产品，在自动化各个领域都得到广泛应用，有适用于其中机械或各种气候条件的坚固型PLC，有适用于狭小空间具有高处理性能的密集型PLC,还有运行速度极快且有优异的扩展能力的PLC机型，可配置种类繁多的输入/输出模块、智能模块、编程器、软件、过程通讯和显示部件等，因此在逻辑控制、运动控制、过程控制以及工厂全集成自动化得到广泛的应用。①SIMATIC S5系列PLC②S7系列PLC③SIMATIC的网络与监控系统

     (2) 三菱公司的PLC

     三菱公司是日本生产PLC产品的重要厂家之一，其代表性的我PLC主要有（F,F1,F2)系列（FX0，FX1，FX2，FX2N，FX3UC)和A系列、QnA系列、Q系列等。F、FX系列是小型PLC，I/O点数最大256点；A系列、QnA系列、Q系列为大中型PLC，具有丰富的网络功能，其I/O点数最大达到8192点。①F1、F2和FX2、FX2N系列PLC。②A系列PLC。③An系列PLC。④Q系列PLC。

    （3）OMRON 公司的PLC

    欧姆龙公司的SYSMAC C系列的PLC产品广泛用于材料处理，食品加工和包装、机械加工、自动化制造和过程控制等行业。欧姆龙公司的PLC有微型、小型、中型和大型四大类十多个型号及相关配套产品。其产品特点突出，一是梯形图与语句表并重配置的指令系统较强，特别是提供功能指令，使用户在使用的方便性及开发复杂控制系统的能力方面都优于欧美小型PLC产品；二是欧姆龙为PLC配置的通信系统便宜、简单、实用，降低了整个PLC网络的造价。①微型PLC。②小型PLC。③中型PLC。④大型PLC。

选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。 

输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比[6]。

由于三菱FX2N系列的PLC在小型控制系统中比较占有优势和市场，本次设计也是小型的控制系统，并且我们学习的也是三菱FX2N系列的PLC，所以我们采用我们熟悉的三菱FX2N系列的PLC来控制该系统。而且FX2N还是FX系列中功能最强、速度最高的微型可编程序控制器。 PLC数控机床电气控制系统设计+梯形图(4):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_54128.html