用三菱PLC改造X2010龙门铣床电气控制系统
PLC在普通铣床数控化改造中的应用
计算机・P LC应用 P LC在普通铣床数控化改造中的应用周振宝 (南京农业大学,210032)摘要:本文介绍了用P LC对普通铣床进行数控化改造的原理;对输入、输出点数的确定进行了说明;绘制了接线图;设计了步进电机驱动梯形图并进行了相应的分析。
关键词:P LC;数控化改造;梯形图中图分类号:T M57116+1 文献标识码:B 文章编号:1004-0420(2006)03-0030-02The appli ca ti on of PLC i n m illi n g mach i n e NC reformZ HOU Zhen-bao(Nanjing Agriculture University,210032)Abstract:This text intr oduced the NC ref or m theories of m illing machine,and exp lained the input and out put points.A t sa me ti m e,it analyzed the drive ladder chart of step-by-step mot or.Key words:P LC;NC refor m;ladder chart0 引言在普通铣床数控化改造中,目前使用的数控系统大多为单片机或借用数控机床中的系统。
这种系统虽然功能强、适用性好,但它成本高、线路复杂、维修困难,用它来改造普通铣床,就失去了改造的优越性。
目前用P LC对普通铣床进行数控化改造较为少见,本文对此问题加以讨论。
1 用PLC对普通铣床进行数控化改造的原理111 控制原理由于普通铣床的精度一般,对其进行数控化改造的主要目的是提高其自动化程度,适应批量大的生产。
改造的主要部分是将纵、横向进给系统改为数控化控制,而主运动部分一般不加以改造。
数控系统采用开环系统,驱动装置大多为步进电机。
因此,用P LC对普通铣床进行数控化改造主要是用P LC驱动纵、横向进给的步进电机,实现自动控制。
龙门刨床电气控制系统改造设计毕业设计说明书
龙门刨床电气控制系统改造设计毕业设计说明书-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN摘要传统的龙门刨床控制系统可靠性差，维护困难，加工质量及生产效率低。
如今PLC技术的不断发展，用PLC设计电气控制系统是简便可行的方法。
本文介绍的用PLC设计龙门刨床的电气控制系统，不但满足了所需的各种控制功能，而且在节省资金的前提下，还具有结构简单，运行稳定和便于维护等特点。
特别是其硬件简单可靠,软件丰富灵活,运行效果好。
以可编程控制器检测速度过零为换向条件实现了工作台的无冲击换向。
以精密电位计为速度给定元件，可手动实时精确地调节主电机转速，从根本上克服了龙门刨床换向冲击大、工作效率不高、耗电量大等一系列缺点。
系统以数字显示输出主电机实时转速和电枢电流值，显示准确、直观。
利用PLC 改造老式龙门刨床用的电控部分。
根据龙门刨床工艺对控制系统的要求, 对电气控制系统进行重新设计。
主拖动采用调速范围宽、节能效果显著的变频器, 用PLC 实现开关量逻辑控制和变频电动机的转速控制。
控制系统选用触摸屏作人机界面, 实时显示龙门刨床的运行状态和故障信息。
给出了电力拖动系统的主回路电路图、PLC 的外部接线图。
改造后的龙门刨铣床大大提高了机床的性能和加工精度, 达到了预期效果。
利用PLC对龙门刨床电控系统进行设计的途径和方法，为改进机床设计提供了新的思路, 对促进工业企业技术进步具有一定意义。
【关键词】编程逻辑控制器，龙门刨床，控制系统，直流调速，刨台运动控制AbstractThe traditional control system of gantry planer has the shortcomings in reliability, maintenance,processing of quality and efficiency of production. Now as a result of the PLC technology unceasing development, designing the electrical control system with PLC is a simple and feasible paper presents the design of gantry planer with PLC for the electrical control system,which will satisfy the needs of control , under the premise of saveing money it is also simple, stable and easy to maintain operational its hardware is simple and reliable,and its software is rich and movement effect is system realizes zero-speed reversing of the work platform and eliminates the impact of original precise potentionmeters are in this system as the speed regulating can regulate the real-time rotational speed of the main electromotor accurately,and the disadvantages of the original system are hurdled in this real-time rotational speed and the armature current of the main electromotor can be shown accurately and digitally.The ways and means that designing gantry planer electrical control system with PLC provide a new approach for improving the machine's design and promote industrial enterprises with a certain sense of technological progress.Keywords：Programmable Logic Controller (PLC)，Gantry Planer，Control System，Direct Current Speed Regulating，Table Movement Control目录摘要 (1)Abstract (2)1 引言 (1)选题背景 (1)龙门刨床的结构特点 (1)本论文的研究目的及意义 (1)国内外研究现状 (2)本论文的研究方法 (3)2 改造前原龙门刨床存在的问题及缺点 (4)存在的缺点 (4)刨床的机械特性 (4)3 系统总体方案设计 (6)几种可行性方案比较 (6)3.1.1 理想的速度运行曲线 (6)3.1.2 实现理想速度运行曲线的几种方法比较 (6)总体方案设计 (7)3.2.1 PLC的选型 (7)3.2.2 系统总体方案 (8)3.2.3 系统主要配置和设置 (8)3.2.4 系统工作流程和控制功能实现 (9)本章小结 (9)4 系统硬件电路设计 (11)电机原理图设计 (11)4.1.1电机拖动电路工艺介绍 (11)电源电路设计 (12)4.2.1 DC电源原理 (12)BK变压器 (15)励磁单元 (16)4.4.1励磁电源 (16)4.4.2 FXMP25磁场控制器 (16)4.4.3 变频器故障诊断与日常维护 (17)直流驱动器MENTORII (18)PLC可编程控制器 (22)4.6.1 PLC的基本组 (23)4.6.2 PLC的发展趋势 (24)4.6.3 PLC技术发展呈现新的动向 (25)4.6.4三菱PLC的选型方法 (26)4.6.5三菱plc程序设计 (27)5 软件设计部分 (31)系统流程图设计 (31)程序设计步骤及要点 (31)三菱PLC控制系统一般设计方法 (33)横梁升降控制 (34)刀架进给、制动控制 (35)6 预计改造后变化 (37)用PLC实现机床的自动控制 (37)改造后龙门刨控制系统的特点 (37)应用情况及效果 (37)6.3.1 比较结果 (37)6.3.2 提高效率 (39)总结 (40)致谢 (41)参考文献 (42)1 引言选题背景传统的龙门刨床可靠性差，维护困难，影响了加工质量及生产效率。
铣床的PLC改造
摘要X25K铣床是一种应用广泛的多用途机床，它可以进行平面、斜面、螺旋面等多种表面的加工，它原是采用继电接触器电路来实现其电气控制，但是在电气控制系统中，故障的查找与排除是非常困难的，特别是在继电器接触式控制系统，由于电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长，给生产与维护带来诸多不便，严重的影响生产。
PLC 是专为工业应用而设计，其可靠性高，抗干扰能力强。
可将X25K铣床电气控制线路改造为基于S7-200的可编程控制器控制，可以提高铣床的整个电气控制系统的工作性能及参数指标，具有较高的可靠性与灵活性，减少工人维护、维修的工作量。
本文介绍了用PLC 取代X25K铣床的继电器控制电路，阐述了PLC的设计方案；根据控制要求，确定PLC的输入输出点数，对I/O地址进行了分配，并画出了I/O接线图；根据控制原理，进行系统的软件设计，画出了梯形图。
关键词：X25K铣床；电气控制；PLC控制；梯形图第一章绪论可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
他采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工作控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计[5]。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC的内部继电器可代替所有用于逻辑控制的中间继电器，噪音低、使用设备寿命长、体积小，这是PLC的最大特点之一。
因此PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的未来，是无法取代的。
根据实际情况，在铣床的电气改造过程中，保留原有的机械操作不变，将原来继电器控制的线路用PLC控制系统取代，本文采用西门子公司的S7-200作为控制器。
西门子公司SIMATIC S7-200系列，从形状说，属于小型PLC，可用于代替继电器的简单控制场合，也可用于复杂的自动化控制系统。
龙门刨床工作台电气传动系统的改造
文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ：６ １ ７ ２（０ １９０ ９ —４ １ ７ — ９ 一 １ ）． １４０ ４ ２
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｓａ ｔ ｌ ｌｂ ｒ ｔ ｏ ｔ ｓ ｅ Ｓ Ｅ Ｅ ＲＡ７ ｌ ｄ ｇ ｔｌ ｓ ｒ ｃ ： ｉ ｒ ｃｅｅ ａ ｏ ａ ｅｈ ｗ ｕ ｅ ｔ Ｉ Ｍ ＮＳ ６ ｉ ｏ ｈ ０ｆ ｌ ｉｉ ｕ ａ ＤＣ ｐ ｅ ｅ ｕ ａｉ ｇ ｓ ｓ ｍ ｎ ｓ ｅ ｄ ｒ ｇ ｌｔ ｔ ａ ｄ ｎ ｙ ｅ Ｍ ＩＳ Ｔ ＵＢＩ ＨＩＦ Ｎ一 ０ Ｒ Ｌ ｏ ｔａ ｓｏ ｍ ｅ ｅｅ ｔ ｃ ｌ ｒ ｎ ｍ ｉｓｏ ｙ ｔｍ ｆ ｅＬｏ ｇ ｎ ｐ ａ ｅ ｂ ｅ Ｉ 一 Ｓ Ｘ２ ８ Ｍ Ｐ Ｃ ｔ ｎ ｆ ｒ ｔ ｌ ｃｒ ａ ｔａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｓ ｓｅ ｏ ｎ ｍｅ ｌ ｎ ｒｔ ｌ ， ｎ ｒ ｈ ｉ ｈ ｔ ａ ￣ｏ ｕ ｅｔ ｅｃ ｍｍｉ ｓｏ ｉｇ ｏ ｄ ｃ ｏ ｈ ｓ ｉ ｎ ｆ ＲＡ７ ｌ ｄ ｇ ｔ ｌ ｐ ｅ ｇ ｌ ｔ ｇ ｓ ｓｅ ｉ ｅａ ｌ ｎ ６ ０ｆ ｌ ｉｉ ｕ ａ ＤＣ ｓ ｅ ｄ ｒ ｕ ａ ｉ ｙ ｔｍ ｄ ｔ ｉ ｅ ｎ ｎ ．
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６ Ａｏ Ｒ ７直流调速装置
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５ 送 电前 检查装 置 和 电机
辅助 电源 系统 送 电检 查 ， 地 线和辅 助 电 源零 接
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１ 和闭环驱 动控 制 及通 讯功 能 由两 台功 能强 大 ． ’
条件具 备 时 Ｋ Ａ３闭合 ； 当整 流 装 置 准备 就 绪 ， 无故 障 ， 已投 入 激磁 时 ＫＡ 闭合 ； Ａ５ＫＡ 并 Ｋ 、 ６继 电器控 制 刨 台慢 进 和 慢 退 ； Ａ 、 Ａ８继 电 器控 制前 进 点 Ｋ ７Ｋ
典型机床电气控制系统及PLC改造
•
没有措施免谈管理，没有计划如何工 作。21. 3.102021年3月 10日星 期三3时57分57秒21. 3.10
谢谢大家！
• 2.I/O地址分配表
输入（I） 热继电器FR I0.0
停止按钮SB1 I0.1
起动按钮SB2 I0.2
输出(O)
接触器
Q0.0
KM1
接触器
Q0.1
KM2
• 3.PLC硬件接线图
• 4.参考程序1:
• 5.参考程序2:
任务6 电动机Y-△起动控制线路的PLC改造
• 1.工作任务
某企业承担了一个继电接触控制系统实现对一台电机的Y—△降压 起动的升级改造，继电接触控制系统的Y—△降压起动如下图所示。请分 析该控制线路图的控制功能，用PLC设计其控制系统并调试。
• 4.逻辑取反指令
在梯形图中编程时串联在需要取反的逻辑运算结果后面。如下图所示：
指令说明： 1)在梯形图中编程时串联在需要取反的逻辑运算结果后面． 2)逻辑取反指令的用法如下图所示.
• 5.置位指令S、复位指令R
• 6.正、负跳变触发指令EU, ED
指令说明：
1） EU和ED只有在输入信号变化时才有效，因此一般将其放在这一扫描周期。
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强化安全生产，构建和谐社会。下午3时57分 57秒下 午3时57分15: 57:5721.3.10
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用户就是上帝，下道工序就是用户。21.3.1021.3.1015:5715: 57:5715:57:57 Mar-21
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规程可能“三言两语”，落实不能“三心 二意”。 2021年 3月10日星期 三3时57分57秒 Wedne sday, March 10, 2021
X2010A龙门铣床故障分析与解决措施
钉 。其 中最 两 端 的 ４ 螺钉 是 紧 的 ， 中间 的 １ 个 螺 个 而 ２ 钉是松的， 拧紧。分析： 由于蜗杆蜗条副作传动的重型
速运转时， 被铣削的工件表面光洁度不高 ， 而且还时常 出现低速时工作台停止的情况 。 为了解决该问题 ， 我们决定从 电器 、 机械及液压 ３ 个方 面逐 个进 行排 查 。
第２ 卷第 ３ （ ５ 期 总第 １５ ） １期
Ｖ １ ５ Ｎ ．（ Ｕ ｏ １５ ｏ． ｏ Ｓ Ｍ Ｎ ． １ ） ２ ３
机 械 管 理 开 发
ＭＥＣ ＨＡＮＩ ＡＬ ＭＡＮＡＧＥ Ｃ ＭＥＮＴ ＡＮＤ ＤＥ Ｖ０ ０
１ 电器 问题排 查
工 作 台 前 后 移 动 的拖 动 电机 为 ｚ — ２ ４ Ｗ 直 流 ３ ５ ，ｋ 电 动机 ， 电机 转 速 为 ２ ～ ０ ｒｉ， ０ １ ０ｒ ｎ 电气 控 制 系 统 已 ０ ／ ａ 改造 ， 用 武汉 欧 陆 ５ ０ 流调 速 器进 行 调速 ， 作 台 采 ９直 工 进给 速度 为 ２～ ０ ／ ｎ ０ １ ０ｍｍｍｉ。 ０ １ 现场观察现象 ： ） 当主 刀架 没 有走 刀 ， 电机 转 速 ２ ｒｉ， ０ｒ ｎ 电机 不 停 ；当 主 刀 架 切 屑 ６ｍ ／ ａ ｍ， 电机 转 速 ２ ｒｉ 时 ， 机 不停 。２ 分 析 ： 流 电 机 能够 转 动 ， ０ｒ ｎ ／ ａ 电 ） 直 电气控 制 部分 没有 问题 。
低压力。调整压力为０ ．Ｍ ａ ． ０ Ｐ 。当低于此数值时 ， ２ ３ 整个 机床不能启动。低压溢流阀 Ｐ Ｂ ５ 用以调整高 — ２Ｂ 压 油路 的压 力 ， 压 阀 Ｊ ２ Ｂ则 用 于 调 整润 滑 油 路 的 减 －５ 压力 。液 压泵 的动 力源 为 液 压泵 电机 ５ Ｄ交 流 异 步 电 机 １ Ｗ。 只 有 液 压 泵 起 动 ， 低 液 压 继 电器 均 动 ．ｋ ５ 高 作， 才能进 行进 给操作 。 １现场观察现象 ： ） 液压电机 转动 ６ ｉ时 自动停 ｎ ｍ 止， 而且 电机发 热 。 ２ 分 析 ： 现象 是 由于 液压 系 统 启 动后 ， 荷较 ） 该 负 大 ， 使 电机 停止 运转 。 致 ３ 排 查过 程 ：１ 将联轴 器 与齿轮 泵脱 开 ， 现 电 ） （） 发 机一 直正 常运 转 ， 明 电机没 有故 障 ；２ 进 一步 怀疑 证 （） 是 油路 堵 塞问题 ；３ 恢 复 电机 连接 ；４ 检 查滤 油 网 ， （） （） 没有 堵塞 ；５ 发 现 主油路 接 头处 为麻 花状 扭 曲 ， （） 会影 响油压； 加热铜管 ， 截掉扭曲部分 ， 重新将主油管装上。 （） ６ 处理 主 油管 后 ， 电机 运转 到 １ ｉ时 ， ０ｍｎ 就会 发 生转 速变慢 ， 不正常现象 。 分析可能是其 它油路堵塞而致。 （ ） 现第 ６ ７ 发 根油 管 抖 动 ， 使 电 机抖 动 。 ６ 为蜗 致 第 根 杆 箱 离合 器 的 回路 油管 。８ 第 ６ 油管 松 开 ， 常 出 （） 根 正 油 。 析 ： 动 是 正 常 的 ， 为是 压 力 机 构 ， 是 油 回 分 抖 因 不 路 。９ 正 当不知 所措 之 时 ， 现运 行 到 ６ｒｉ时 ， 个 （） 发 ｎ 整 ａ 油路开 始抖 动 ， 听到齿 轮泵里 面发 出不 正常 的卡 卡声 ， 可 能 是抽 空气 的声 音 ， 时发 现工 作 台运 行槽 里 面有 同
用PLC改造三面铣组合机床控制系统
制要求更改时 ， 需对控制系统重新设计 、 、 ， 能适 应 安装 调试 不
现代生产要求。 如某厂三面 铣组合 机床
可用来对如 图 １所示 工件 的 卿 、９ ＋ ０孔 的端 面 及定 位面
进行铣 销加 工。其原有 控制 系统采用继 电接 触器控 制 与
液压 系统相 结合 的方式 。由
备故障率 ， 了生产效率 ， 提高 经济效益显著 。
下行程开关 Ｓ ６压力继电器 Ｓ２ Ｑ， Ｐ 动作 ， 动力滑 台（ 工作台 ） 开
始 决速前进 ； 到预定位置压下行 程开关 Ｓ ａ 滑 台由快进转 为 Ｑ，
１ 机床工作原理及电气控制要求
三 面铣组合机床是典 型 的机 电液 一体 化的 自动加工 设 备， 主要结构有底座 、 身 、 削动力头 、 床 铣 液压 动力滑 台、 工作
于使 用 多 年 ， 气 器 件 及 控 电
转 ， 它 们 提 供 为
切削 主运 动， 动
力 滑 台的 运动，
制线 路 已严 重 老化 ， 障率 故 高， 维修 困难 ， 重影 响生产 严 图１加工工件示意图
工件 松 紧则 由液 压 系统 实现 。图
的正常进行 。应其要 求 ， 采用三 菱 Ｆｏ 一 ０ Ｒ可 编程 我们 ｘｎ ４Ｍ
工进 。同时左铣头 电动机 Ｍ 、 ，右铣头 １电动机 起动 ， 左和
ＺＨＡ０ Ｈｕ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｐ ｉａｉｎ ｏ ＬＣ ｉ ｈ ｌｃｒｃ ｃ ｎｒ ｌｓ ｓｅ ｏ ｈｅ —ｕ ｆｃ ｌｉｇ ｍｏ ｕ ａ ｃ ｉ ｅｔｏ ｓｉｔｏ ｕ ｅ ｎ ｔｉ ａ ｒ， ｅ ａ ｐｌ ｔ ｆＰ ｎ ｔｅｅｅ ｔ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｆｔ ｒｅ Ｓ ｒａ ｅｍｉｌｎ ｄ ｌｒｍａ ｈ ｎ ｏ ｌｉ ｎ ｒｄ ｃ ｄ ｉ ｈ ｓｐ ｐｅ ｃ ｏ ｉ
PLC控制龙门刨床
摘要龙门刨床是工厂中常见的大型机械加工设备，老式的龙门刨床的主拖动采用交磁放大机-发电机-电动机（JF-D）调速系统，能量损耗高、噪声大。
老式龙门刨床的电控部份采用继电器逻辑控制，线路复杂，故障率高，查找故障困难。
本论文在分析和研究龙门刨床(B2012A)原控制系统的基础上，设计了新的龙门刨床电控系统。
该系统以西门子公司的直流调速器(6RA70)为主要调速控制器件，根据主电机实际转速自动调节电枢电压和电流，平滑改变电动机转速。
刨床各运动部件采PLC 逻辑控制，根据工艺要求可实现各部分单独运动及联动。
以可编程控制器检测速度过零为换向条件，实现了工作台的无冲击换向。
从根本上克服了龙门刨床换向冲击大、工作效率不高、耗电量大等一系列缺点。
论文详细地给出了整个系统电路(包括电机拖动电路、直流调速系统电路及逻辑控制电路)的设计过程和工作原理。
本系统直观性好，控制安全可靠，运行平稳，调速精度高，具有其他龙门刨床控制系统所没有的若干优点，且经济实用，具有广阔的应用前景。
关键词:龙门刨床 PLC控制直流调速AbstractPlaner is common in large-scale factory machining equipment, the old main drag planer magnetic amplifier using AC - Generators - Motors (JF-D) speed control system, high energy consumption, noise big. Old planer electronic control part of the relay logic control circuit complexity, high failure rate, difficult to find fault.In this thesis, analysis and research planer (B2012A) based on the original control system, designed a new electronic control system Planer.The system Siemens DC Driver (6RA70) as the main speed control device, according to the actual speed automatic adjustment of the main motor armature voltage and current, smooth changes in motor speed. Planer PLC logic of the moving parts of the mining control, according to process requirements to achieve separately the various parts of movement and interaction. Programmable controller detects the speed to zero for the change to the conditions for the realization of the table without the impact of the commutation. Papers presented in detail the entire system circuit (including motor drag circuit, the circuit and DC speed control system logic control circuit) design process and work.This system is intuitive and good control of safe, reliable, smooth running, speed, high precision, with other control systems Planer several advantages not available, and economical and practical, has broad application prospects.Keywords: double housing Planer PLC controlling direct Currentspeed regulating目录第 1章概述 (1)1.1 课题的提出 (1)1.2 本课题的研究意义 (2)1.3 龙门刨床电气控制系统的发展历史 (2)1.4 本课题的工艺要求 (3)1.5 主要研究内容 (4)1.6 本章小结 (4)第2章方案论证 (5)2.1 几种可行性方案比较 (5)2.1.1 理想的速度运行曲线 (5)2.1.2 实现理想速度运行曲线的几种方法比较 (6)2.2 龙门刨床的结构特点 (6)2.3 龙门刨床的工艺流程对控制系统的要求 (8)2.4 直流调速装置 (9)2.4.1 直流调速装置的结构与功能特点 (9)2.4.2 主要功能 (10)2.4.3 参数设定方法 (11)2.4.4 斜坡函数发生器 (12)2.4.5 速度调节器 (12)2.5 总体方案设计 (13)2.5.1 系统主要配置和设置 (13)2.5.2 系统工作流程和控制功能实现 (14)2.6 本章小结 (15)第3章PLC的原理及应用 (16)3.1 PLC的应用 (16)3.2 S7-200的结构特点 (17)3.3 本章小结 (19)第4章龙门刨床的硬件电路设计 (20)4.1 工作台控制电路设计 (20)4.2 横梁与刀架电路设计 (21)4.3 润滑泵供电控制电路 (22)4.4 PLC控制逻辑实现 (23)4.4.1 I/O接口设计 (24)4.5 本章小结 (26)第5章控制系统软件设计 (27)5.1 PLC 程序设计方法 (27)5.1.1 PLC 程序设计方法概述 (27)5.1.2 PLC控制逻辑程序设计 (27)5.1.3 程序设计步骤及要点 (28)5.2 梯形图设计方法 (30)5.3 调速控制程序设计 (31)5.4 参数设置 (33)5.5 PLC控制系统若干现场技术的实现 (35)5.5.1 无冲击换向实现 (35)5.5.2 工作台抗干扰冗余逻辑设计 (37)5.6 本章小节 (38)第6章系统的可靠性分析 (39)6.1 系统调试流程 (39)6.2 调试内容及步骤 (40)6.3 系统运行效果 (41)6.4 本章小结 (41)总结 (42)致谢.............................................. 错误！未定义书签。