畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于plc的多工步機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于PLC多工步機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　工業(yè)機(jī)床的控制在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制中占有重要的位置。在機(jī)床行業(yè)中，多工步機(jī)床由于其工步及動(dòng)作多，控制較為復(fù)雜。采用傳統(tǒng)的繼電器控制時(shí)，需要的繼電器多，接線復(fù)雜，因此故障多，維修困難、費(fèi)工費(fèi)時(shí)。采用PLC控制，可是接線大為簡(jiǎn)化，不但安裝十分方便，而且

2、保證了可靠性，減少了維修量，提高了功效。</p><p>　　制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，其發(fā)展水平標(biāo)志著該國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科技水平、生活水準(zhǔn)和國(guó)防實(shí)力。而制造業(yè)的生產(chǎn)能力主要取決于制造裝備——機(jī)床的先進(jìn)程度。 本文對(duì)缸體端面加工工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分析，采用裝在動(dòng)力滑臺(tái)上的左右兩個(gè)動(dòng)力頭對(duì)兩端面同時(shí)進(jìn)行切削，動(dòng)力頭的快進(jìn)、工進(jìn)及快退由液壓油缸驅(qū)動(dòng)，采用調(diào)整死檔鐵方法實(shí)現(xiàn)位置控制的思路。&l

3、t;/p><p>　　根據(jù)這一思路設(shè)計(jì)了四步電機(jī)控制。左、右動(dòng)力頭主軸電動(dòng)機(jī)，液壓泵電機(jī)，冷卻泵電機(jī)組成。本文對(duì)各部分的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和論證，并提出了優(yōu)化工藝結(jié)構(gòu)的方法。采用的PLC控制穩(wěn)定可靠。它的研制成功具有重要的意義。機(jī)床設(shè)計(jì)分析后，提高工效3～5倍，大大提高了設(shè)備的自動(dòng)化水平。系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、工作可靠性高、工藝參數(shù)修改方便的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)備的可維護(hù)性和靈活性大為提高。</p><p>

4、;　　關(guān)鍵詞：制造業(yè)；多工步機(jī)床；PLC控制；梯形圖</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The control of industrial automation control in industrial production occupies an important position. The machine tool in

5、dustry, multi-stage machine and work because of its action, control is more complicated. Using traditional relay control, need more complex, the relay, fault than wiring, maintenance difficulties, FeiGong time-consuming.

6、 PLC control, but not only greatly simplified wiring, installation is very convenient, and ensure the reliability, reduce the maintenance and increase the effi</p><p>　　Manufacturing is one country or region

7、 economic development of the important pillars, its development level marks the country or region's economic strength and technology level, the living standards and national defense capabilities. While manufacturing

8、production capacity depends on the advanced manufacturing equipment, machine tool.</p><p>　　Based on cylinder surface processing technology, using a detailed analysis on the slide in the power of two power h

9、ead around two end while cutting head, the fast, and retreat quickly by using hydraulic cylinder driving, adjust die gear position control method of iron.</p><p>　　According to this design thought has four s

10、tep motor control. Left, right, hydraulic head spindle motor cooling pump motor, electrical components. This part of the design makes a detailed calculation and argument, and puts forward the method of optimization proce

11、ss structures. Adopts PLC control is stable and reliable. The successful development of its important significance. After the analysis of machine design and improve efficiency in 3 ~ 5 times, can greatly improve the leve

12、l of automation e</p><p>　　Keywords: manufacturing；Multi-stage machine；PLC control；ladder-diagram</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>

13、;<b>　　緒論1</b></p><p>　　第一章機(jī)床和PLC2</p><p><b>　　1.1機(jī)床2</b></p><p>　　1.1.1 機(jī)床發(fā)展史2</p><p>　　1.1.2 多工步機(jī)床介紹2</p><p>　　1.1.3機(jī)床維修4<

14、;/p><p><b>　　1.2 PLC5</b></p><p>　　1.2.1PLC概念介紹5</p><p>　　1.2.2 PLC的構(gòu)成8</p><p>　　第二章．設(shè)計(jì)要求11</p><p>　　2.1 PLC設(shè)計(jì)要求11</p><p>　　2.2機(jī)

15、床工作設(shè)計(jì)要求12</p><p>　　第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.1 PLC選擇說明14</p><p>　　3.2 FX2N-48MR性能和參數(shù)14</p><p>　　3.2.1 FX2N-38MR性能介紹14</p><p>　　3.2.2 FX2N系列參數(shù)介紹15</p&

16、gt;<p>　　3.3機(jī)床控制說明及外部接線19</p><p>　　第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.1系統(tǒng)控制程序總體結(jié)構(gòu)22</p><p>　　4.2 PLC控制及梯形圖23</p><p>　　4.2.1梯形圖23</p><p>　　4.2.2梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系

17、23</p><p>　　4.2.3數(shù)控滑臺(tái)的PLC控制方法23</p><p>　　4.2.4自動(dòng)(步進(jìn))控制程序的梯形圖24</p><p>　　4.2.5與上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)的通信25</p><p>　　第五章設(shè)計(jì)現(xiàn)況和展望27</p><p>　　5.1 PLC的國(guó)內(nèi)外狀況27</p>

18、<p>　　5.2 PLC未來展望28</p><p>　　第六章 結(jié)束語29</p><p><b>　　致謝30</b></p><p><b>　　[參考文獻(xiàn)]31</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>

19、;　　在機(jī)床行業(yè)中，多工步機(jī)床由于其工步及動(dòng)作多，控制較復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的繼電器控制時(shí)，需要的繼電器多，接線復(fù)雜，因此，故障多，維修困難，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不僅加大了維修成本，而且影響了設(shè)備的工效。 在可編程序控制器問世之前，繼電器接觸器在工業(yè)領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位。繼電器接觸器控制系統(tǒng)是采用固定接線的硬件實(shí)現(xiàn)控制邏輯。如果生產(chǎn)工藝或生產(chǎn)任務(wù)發(fā)生變化，就必須重新設(shè)計(jì)，改變硬件結(jié)構(gòu)，這樣造成時(shí)間和資金的浪費(fèi)。另外，大型控制系統(tǒng)用繼電器和接觸器控制，使用的

20、繼電器數(shù)目越多，控制的體積越大，耗電多，且繼電器觸電為機(jī)械觸點(diǎn)，工作頻率較低，在頻繁動(dòng)作的情況下壽命較短，造成系統(tǒng)故障，系統(tǒng)可靠性差。為了解決這一問題，早在1968年，美國(guó)最大的汽車制造商通用汽車公司，為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷翻新，以求在激烈競(jìng)爭(zhēng)的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢(shì)，提出要用一種新型控制裝置來取代繼電器接觸器控制裝置，并且對(duì)未來的新型控制裝置做了具體的設(shè)想，藥把計(jì)算機(jī)的完備功能以及靈活性、通用性號(hào)等優(yōu)點(diǎn)溶于新的控制裝置中，且要求新的控制裝置

21、編程簡(jiǎn)單，使得步熟悉計(jì)算機(jī)的人員也能很快掌握它的使用技術(shù)。 </p><p>　　PLC是綜合繼電器接觸器控制的優(yōu)點(diǎn)及計(jì)算機(jī)靈活、方便、的有點(diǎn)而設(shè)計(jì)制造和發(fā)展的，這就使得PLC具有許多其他控制器所無法相比的特點(diǎn)：可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；通用性強(qiáng)，使用方便；采用模塊化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)組合靈活方便；編程語言簡(jiǎn)單、易學(xué)，便于掌握；系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短；對(duì)生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)；安裝簡(jiǎn)單，調(diào)試方便、維護(hù)工作量小。</p>

22、<p><b>　　第一章機(jī)床和PLC</b></p><p><b>　　1.1機(jī)床</b></p><p>　　1.1.1 機(jī)床發(fā)展史</p><p>　　我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國(guó)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績(jī)

23、。特別是最近幾年，我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長(zhǎng)率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國(guó)連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國(guó)、機(jī)床進(jìn)口第一大國(guó)，2004年中國(guó)機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國(guó)外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床

24、特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，究其原因主要在于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢(shì)，充分認(rèn)識(shí)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之問的差距。</p><p>　　1.1.2 多工步機(jī)床介紹</p><p>　　多工步組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，

25、配以按工件特定外形和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專用機(jī)床。 組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。 組合機(jī)床一般用于加工箱體類或非凡外形的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋

26、轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機(jī)床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工　　</p><p>　　二十世紀(jì)70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米

27、／1000毫米，表面粗糙度可低達(dá)2.5某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。～0.63微米；鏜孔精度可達(dá)IT7～6級(jí)，孔距精度可達(dá)O.03～O.02微米。 專用機(jī)床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機(jī)床。 最早的組合機(jī)床是1911年在美國(guó)制成的，用于加工汽車零件。初期，各機(jī)床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互

28、換性，便于用戶使用和維修，1953年美國(guó)福特汽車公司和通用汽車公司與美國(guó)機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對(duì)部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。 通用部件按功能可分為動(dòng)力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動(dòng)力部件是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。主要有動(dòng)力箱、切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)。 支承部件是用以安裝動(dòng)力滑臺(tái)、帶有進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削頭或夾具等的部件</p><

29、p><b>　　1.1.3機(jī)床維修</b></p><p>　　在機(jī)床出現(xiàn)故障的時(shí)候方便維修，因?yàn)榧夹g(shù)資料是維修的指南，它在維修工作中起著至關(guān)重要的作用．借助于技術(shù)資料可以大大提高維修工作的效率與維修的準(zhǔn)確勝。一般來說，對(duì)于重大的數(shù)控機(jī)床故障維修．在理想狀態(tài)下，應(yīng)具備以下技術(shù)資料： </p><p>　　1 數(shù)控機(jī)床使用說明書 它是由機(jī)床生產(chǎn)廠家編制井隨機(jī)床提供

30、的隨機(jī)資料。機(jī)床使用說明書通常包括參數(shù)與維修有關(guān)的內(nèi)容．1）機(jī)床的操作過程和步驟 2）機(jī)床主要機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及主要部件的結(jié)構(gòu)原理示意圖 3）機(jī)床的液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)圖 4）機(jī)床安裝和調(diào)整的方法與步驟 5）數(shù)控系統(tǒng)的面板說明 6）數(shù)控系統(tǒng)的具體操作步驟（包括手動(dòng)，自動(dòng)、試運(yùn)行等方式的操作步驟．以及程序、參數(shù)等的輸入、編輯、設(shè)置和顯示方法） 7）加工程序以及輸入格式，程序的編制方法，各指令的基本格式以及所代表的意義等． 在部分系統(tǒng)中它還可能

31、包括系統(tǒng)調(diào)試、維修用的大量信息，如：機(jī)床參數(shù)的說明、報(bào)警的顯不及處理方法、以及系統(tǒng)的連接圖等。它是維修數(shù)控系統(tǒng)與操作機(jī)床中必須參考的技術(shù)資料之一。</p><p>　　2 PLC程序清單 它是機(jī)床廠根據(jù)機(jī)床的具體控制要求設(shè)計(jì)、編制的機(jī)床控制軟件，PLC 程序中包含了機(jī)床動(dòng)作的執(zhí)行過程，以及執(zhí)行動(dòng)作所需的條件，它表明了指令信號(hào)、檢測(cè)元件與執(zhí)行元件之間的全部邏輯關(guān)系。借助 PLC 程序，維修人員可以迅速找到故障原因，

32、它是數(shù)控機(jī)床維修過程中使用最多、最重要的資料 在某些系統(tǒng)（如FANUC系統(tǒng)、SIEMENS802D等）中，利用數(shù)控系統(tǒng)的顯示器可以直接對(duì)PLC程序進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)和觀察，它為維修提供了極大的便利，因此，在維修中定要熟練掌握這方面的操作和使用技能 </p><p>　　3機(jī)床參數(shù)清單 它是由機(jī)床生產(chǎn)廠根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行的設(shè)置與調(diào)整。機(jī)床參數(shù)是系統(tǒng)與機(jī)床之間的橋梁，它不僅直接決

33、定了系統(tǒng)的配置和功能，而且也關(guān)系到機(jī)床的動(dòng)、靜態(tài)性能和精度因此也是維修機(jī)床的重要依據(jù)與參考。在維修時(shí)，應(yīng)隨時(shí)參考系統(tǒng)機(jī)床參數(shù)的設(shè)置清況來調(diào)整、維修機(jī)床；特別是在更換數(shù)控系統(tǒng)模塊時(shí)．一定要記錄機(jī)床的原始設(shè)置參數(shù)，以便機(jī)床功能的恢復(fù)。 </p><p>　　4 數(shù)控系統(tǒng)的連接說明、功能說明 該資料由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家編制通常只提供給機(jī)床生產(chǎn)廠家作為設(shè)針資料。維修人員可以從機(jī)床生產(chǎn)廠家或系統(tǒng)生產(chǎn)、銷售部門獲得。 系統(tǒng)的連

34、接說明、功能說明書不僅包含了比電氣原理圖更為詳細(xì)的系統(tǒng)各部分之間連接要求與說明，而且還包括了原理圈中未反映的信號(hào)功能描述，是維修數(shù)控系統(tǒng)，尤其是檢查電氣接線的重要參考資料。 </p><p>　　5 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的使用說明書 它是伺服系統(tǒng)及主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理與連接說明書，主要包括伺服、主軸的狀態(tài)顯示與報(bào)警顯示、驅(qū)動(dòng)器的調(diào)試、設(shè)定要點(diǎn)，信號(hào)、電壓、電流的測(cè)試點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)器設(shè)置的參數(shù)及意義等方面的內(nèi)容，可供

35、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)維修參考。</p><p>　　6 PLC使用與編程說明它是機(jī)床中所使用的外置或內(nèi)置式PLC的使用、編程說明書。通過PLC的說明書，維修人員可以通過PLC的功能與指令說明．分析、理解PLC程序．并由此詳細(xì)了解、分析機(jī)床的動(dòng)作過程、動(dòng)作條件、動(dòng)作順岸以及各信號(hào)之間的邏輯關(guān)系，必要時(shí)還可以對(duì)PLC程序進(jìn)行部分修改。 </p><p>　　7 機(jī)床主要配套功能部件的說明

36、書與資料 在數(shù)控機(jī)床上往往會(huì)使用較多功能部件如數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)、自動(dòng)換刀裝置、潤(rùn)滑與冷卻系紐排屑器等。這些功能部件，其生產(chǎn)廠家一般都提供了較完整的使用說明書，機(jī)床生產(chǎn)廠家應(yīng)將其提供給用戶，以應(yīng)功能部件發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行參考。 以上都是在理想情況下應(yīng)其備的技術(shù)資料，但是實(shí)際維修時(shí)往往難以做到這一點(diǎn)。因此在必要時(shí)，維修人員應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪、平時(shí)積累等方法完普、整理有關(guān)技術(shù)資料。 </p><p>　　8 這是維修人員對(duì)機(jī)床維修過程

37、的記錄與維修的總結(jié) 最理想的清況是：維修人員應(yīng)對(duì)自己所進(jìn)行的每一步維修都進(jìn)行詳細(xì)的記錄，不管當(dāng)時(shí)判斷是否正確。這樣不僅有助于今后進(jìn)一步維修，而且也有助于維修人員的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與水平的提高。</p><p><b>　　1.2 PLC</b></p><p>　　1.2.1 PLC概念介紹</p><p>　　PLC即可編程控制器（Programma

38、ble logic Controller，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義： “PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)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

39、種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！?</p><p>　　一 PLC的特點(diǎn) </p><p>　?、倏煽啃愿?，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無

40、故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪

41、了。 </p><p>　?、谂涮R全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

42、</p><p>　　③易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><p>　?、芟到y(tǒng)的

43、設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。</p><p>　　⑤體積小，重量輕，能耗低 以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是

44、實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 </p><p>　　二PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 </p><p>　　目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 </p><p>　　①開關(guān)量的邏輯控制： 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、

45、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 </p><p>　　②模擬量控制： 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)

46、換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 ③運(yùn)動(dòng)控制： PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 ④過程控制： 過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，

47、PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 ⑤數(shù)據(jù)處理： 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)</p><p>　?、逷LC控制的數(shù)控滑臺(tái)結(jié)構(gòu)： 一般組合機(jī)床自動(dòng)線中的數(shù)控滑臺(tái)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)伺服機(jī)

48、構(gòu)。采用PLC控制的數(shù)控滑臺(tái)由可編程控制器、環(huán)行脈沖分配器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)和伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成。</p><p>　　1.2.2 PLC的構(gòu)成</p><p><b>　　一PLC的組成</b></p><p>　　從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這

49、些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 </p><p><b>　　二 CPU的構(gòu)成 </b></p><p>　　CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送

50、來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。 </p><p>　　CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成

51、單元。 </p><p>　　在使用者看來，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。</p><p>　　三 常用的I/O分類 </p>&l

52、t;p>　　開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 </p><p>　　除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)

53、量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。 </p><p><b>　　四 電源模塊 </b></p><p>　　PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。 </

54、p><p><b>　　五 底板或機(jī)架</b></p><p>　　大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。</p><p>　　六 PLC系統(tǒng)的其他設(shè)備</p><p>　　編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)

55、測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。 人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。</p><p>　　七 PL

56、C的通信聯(lián)網(wǎng)</p><p>　　依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點(diǎn)說法。 </p><p>　　PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具

57、有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過多點(diǎn)接口（MPI）的數(shù)據(jù)通訊、PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。</p><p><b>　　第二章設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　2.1 PLC設(shè)計(jì)要求</p><p>　　①最大限度的滿足被控對(duì)象的控制要求。 ②在滿足控制要求的前提下，力求使

58、控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、 濟(jì)、使用和維護(hù)方便。 ③保證控制系統(tǒng)安全可靠。 ④考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇PLC容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余量。 ⑤PLC軟件系統(tǒng)及常用編程語言 </p><p>　　PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機(jī)、將程序語言翻譯成機(jī)器語言，診斷機(jī)器故障。系統(tǒng)軟件由PLC廠家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干預(yù)。用戶程序是

59、用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制要求，用PLC的程序語言編制的應(yīng)用程序（也就是邏輯控制）用來實(shí)現(xiàn)各種控制。</p><p>　?、轕LC控制系統(tǒng)的接地方法 （1）由于PLC機(jī)柜和操作臺(tái)、配電柜等用電設(shè)備的金屬外殼及控制設(shè)備正常不帶電的金屬部分，由于各種原因（如腐蝕、絕緣破損等）而有可能帶危險(xiǎn)電壓，所以應(yīng)該進(jìn)行保護(hù)接地，低于36V供電的設(shè)備，無特殊要求可不做接地保護(hù)。 （2）PLC控制系統(tǒng)中的基準(zhǔn)電位是各回路工作的參考電位，基

60、準(zhǔn)電位的連接線稱為系統(tǒng)地，通常是控制回路直流電源的零伏導(dǎo)線，系統(tǒng)接地的方式有浮地方式、直接接地方式和電容接地方式。 （3）為防止靜電感應(yīng)和磁場(chǎng)感應(yīng)而設(shè)置的屏蔽接地端子應(yīng)做屏蔽接地。其中信號(hào)回路接地和屏蔽接地又通稱為工作接地。 一般以上接地方法的控制原則是：保護(hù)地和工作地不能混用，這是由于在每一段電源保護(hù)地線的兩點(diǎn)間會(huì)有數(shù)毫伏，甚至幾伏的電位差，這對(duì)低電平信號(hào)電路來說是一個(gè)非常嚴(yán)重的干擾。屏蔽地，當(dāng)信號(hào)電路是單點(diǎn)接地時(shí)，低頻電纜的屏蔽

61、層也應(yīng)單點(diǎn)接地，如果電纜的屏蔽層接地點(diǎn)有一個(gè)以上時(shí)，將產(chǎn)生噪聲電流，形成噪聲干擾源。 本系統(tǒng)采用的接地電阻都需要在規(guī)定的范圍內(nèi)，對(duì)于PLC組成的控制系統(tǒng)一般應(yīng)小于4Ω，而且要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，事前都需要進(jìn)行防腐處理。PLC組成的控制系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置接地系</p><p>　　2.2機(jī)床工作設(shè)計(jì)要求</p><p>　　本機(jī)床為某設(shè)備缸體端面加工專用機(jī)床，采用裝在動(dòng)力滑臺(tái)上的左右兩個(gè)動(dòng)力頭

62、對(duì)兩端面同時(shí)進(jìn)行切削，動(dòng)力頭的快進(jìn)、工進(jìn)及快退由液壓油缸驅(qū)動(dòng)，采用調(diào)整死檔鐵方法實(shí)現(xiàn)位置控制。整體流程圖如圖2.2(a)所示；動(dòng)力頭加工動(dòng)作流程如圖2.2(b)所示。</p><p>　　圖2.2（a）整體流程圖</p><p>　　圖2.2(b) 動(dòng)力頭加工動(dòng)作流程圖</p><p>　　機(jī)床的加工動(dòng)作順序如下:（1）工件定位。機(jī)械乎將工件裝入夾具后，定位油缸動(dòng)作

63、定位以保證工件的加工尺寸;（2）工件夾緊。工件定位后，延時(shí)10秒，夾緊油缸動(dòng)作將工件固定在夾具內(nèi);( 3)滑臺(tái)入位。滑臺(tái)帶動(dòng)夾具一起快速進(jìn)入加工位置;( 4)加工工件。左右動(dòng)力頭進(jìn)行兩端面切削加工，當(dāng)動(dòng)力頭到達(dá)加工終點(diǎn)時(shí)，停止工進(jìn)，延時(shí)25秒后，動(dòng)力頭停轉(zhuǎn)，快速退回原位;( 5)滑臺(tái)復(fù)位，夾具松壓。左右動(dòng)力頭退回原位后，滑臺(tái)復(fù)位，夾具松開，取出工件，等待下一個(gè)循環(huán)。機(jī)床的動(dòng)作由電氣液壓聯(lián)合控制，各電磁閥的動(dòng)作如表2.2所示。</p

64、><p>　　表2.2電磁動(dòng)作要求</p><p><b>　　第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 PLC選擇說明</p><p>　　可編程控制器(PLC)不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量信號(hào)的邏輯控制，還能實(shí)現(xiàn)與上位計(jì)算機(jī)等智能設(shè)備之間的通信。因此，采用PLC控制完全能滿足本機(jī)床的技術(shù)要求，目具有操作簡(jiǎn)單運(yùn)行可靠、

65、工藝參數(shù)修改方便、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。系統(tǒng)的控制核心為M IT-SUBISHI的FX2N-48M R小型PLC，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。</p><p><b>　　圖3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　3.2 FX2N-48MR性能和參數(shù)</p><p>　　3.2.1 FX2N-38MR性能介紹</p><p&

66、gt;　　FX2N-48MR-4AD-2DA可編程控制器(簡(jiǎn)稱FX2N)是48路I/O板式小型可編程控制器(SL2N)是帶有48路I/O、4路AD、2路DA、RS232C通信接口、擴(kuò)展接口的一體化小型可編程控制器，可靈活運(yùn)用在各種工業(yè)自動(dòng)控制場(chǎng)合。SL2N是完全自主研發(fā)的國(guó)產(chǎn)精品，具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。 功能介紹： 編程軟件兼容日本三菱FXGP_WIN-C梯形圖軟件 工作電源AC220V48路I/0輸入

67、輸出，其中輸入24路，輸出24路（晶體管型） 本機(jī)采用高性能進(jìn)口工業(yè)級(jí)芯片設(shè)計(jì)，可適應(yīng)高電磁干擾的工業(yè)環(huán)境 高速運(yùn)算，基本指令每步0.5uS </p><p>　　另有4路AD模擬量輸入，每路為0v/10v輸入，分辨率為12位 另有2路DA模擬量輸出，每路為0v/10v輸出，分辨率為12位 通信接口有RS232 有擴(kuò)展接口，可以方便地連接模擬量輸入輸出、I/O等擴(kuò)展模塊 程序寄存器達(dá)8000

68、步。 內(nèi)部繼電器1536點(diǎn) 定時(shí)器256點(diǎn) 計(jì)數(shù)器256點(diǎn) 數(shù)據(jù)寄存器6000點(diǎn) 變址寄存器 16點(diǎn) 編程語言采用梯形圖 程序位置指針128個(gè) 采用循環(huán)掃描工作方式 一體化緊湊型設(shè)計(jì)，長(zhǎng)×寬×高為270×172×21 容易安裝使用便利的固定孔安裝 </p><p>　　3.2.2 FX2N系列參數(shù)介紹</p><

69、p>　　FX2n系列PLC是FX系列中最高級(jí)的模塊。它擁有無以匹及的速度、高級(jí)的功能、邏輯選件以及定位控制等特點(diǎn)，F(xiàn)X2n是從16到256路輸入/輸出的多種應(yīng)用的選擇方案?！?</p><p>　　3.3機(jī)床控制說明及外部接線</p><p>　　機(jī)床有四臺(tái)電機(jī)，其中M1 ,M2分別為左、右動(dòng)力頭主軸電動(dòng)機(jī)，由接觸器KM1控制;M3為液壓泵電機(jī)，由接觸器KM2控制;M4為冷卻泵電機(jī)，

70、由接觸器KM3控制。為了使加工、調(diào)整、維修方便，設(shè)置了工作方式選擇開關(guān)SA1當(dāng)開關(guān)置于“自動(dòng)”位時(shí)，工件從裝入夾具定位夾緊到加工完畢，動(dòng)力頭返回原位夾具松開，全部自動(dòng)進(jìn)行;置于“步進(jìn)”位時(shí)，每按一次工作起動(dòng)按鈕SB3，機(jī)構(gòu)按動(dòng)作的固定順序向前動(dòng)作一步;置于“手動(dòng)”位時(shí)，通過按鈕SB6—SB11對(duì)左右動(dòng)力頭電機(jī)和機(jī)床的各動(dòng)作流程進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制。當(dāng)動(dòng)力頭工作到中途因停電或自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可點(diǎn)動(dòng)復(fù)位。為了使系統(tǒng)工作穩(wěn)定，設(shè)置壓力繼電器S

71、P1檢測(cè)油泵油壓，只有在油壓達(dá)到一定值時(shí)，系統(tǒng)才能工作。設(shè)置壓力繼電器SP2檢測(cè)工件在夾具內(nèi)是否可靠夾緊。設(shè)置限位開關(guān)SQ1檢測(cè)工件是否準(zhǔn)確定位。SQ2 SQ3作為左右動(dòng)力頭由快進(jìn)到工進(jìn)的轉(zhuǎn)換主令開關(guān)，為了使兩個(gè)動(dòng)力頭的運(yùn)動(dòng)同步，只有在它們同時(shí)受壓時(shí)，才發(fā)出轉(zhuǎn)步信號(hào)，開始加工。SQ4是工進(jìn)終點(diǎn)限位開關(guān)，SQ5是動(dòng)力頭原位限位開關(guān)。PLC輸入/輸出端了的接線如圖3.3所示</p><p>　　圖3.3 PLC輸入/

72、輸出端了的接線圖</p><p>　　說明：冷卻泵電機(jī)由組合開關(guān)SA2、接觸器KM3直接控制，未通過PLC。設(shè)置了原位指示燈HL1，工作方式指示燈HL2~ HL4，指示設(shè)備的工作狀態(tài)</p><p>　　PLC I/O器件分配表如表3.3所示</p><p>　　表3.3 I/O器件分配表</p><p>　　說明：0503 OFF, 000

73、9 ,1003 ,0504 ON, YV3斷電，YV4通電，橫向滑臺(tái)工進(jìn)。當(dāng)?shù)轿缓?，壓下行程開關(guān)SA 2,壓力繼電器SP2動(dòng)作，工進(jìn)結(jié)束，這樣依次完成其它各工序。</p><p><b>　　第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1系統(tǒng)控制程序總體結(jié)構(gòu)</p><p>　　系統(tǒng)有三種控制方式。采用模塊組合結(jié)構(gòu)，將不同控制方式的程序

74、分開編寫，分開執(zhí)行，這樣的程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編寫方便。實(shí)現(xiàn)的方法是采用條件跳轉(zhuǎn)指令，根據(jù)工作方式輸入繼電器的狀態(tài)，決定運(yùn)行什么程序。系統(tǒng)控制程序的總體結(jié)構(gòu)如圖4.1所示</p><p>　　圖4.1程序控制總體結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　4.2 PLC控制及梯形圖</p><p><b>　　4.2.1梯形圖</b></p><

75、p>　　梯形圖是通過連線把PLC指令的梯形圖符號(hào)連接在一起的連通圖，用以表達(dá)所使用的PLC指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。內(nèi)部橫豎線把一個(gè)個(gè)梯形圖符號(hào)指令連成一個(gè)指令組，這個(gè)指令組一般總是從裝載（LD）指令開始，必要時(shí)再繼以若干個(gè)輸入指令（含LD指令），以建立邏輯條件。最后為輸出類指令，實(shí)現(xiàn)輸出控制，或?yàn)閿?shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，以進(jìn)行相應(yīng)的工作。母線是用來連

76、接指令組的</p><p>　　梯形圖與助記符的對(duì)應(yīng)關(guān)系： </p><p>　　助記符指令與梯形圖指令有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。一般講，其順序?yàn)椋合容斎?，后輸出（含其他處理）；先上，后下；先左，后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。反之根據(jù)助記符，也可畫出與其對(duì)應(yīng)的梯形圖。 </p><p>　　4.2.2梯形圖與電氣原理圖

77、的關(guān)系 </p><p>　　如果僅考慮邏輯控制，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如梯形圖的輸出（OUT）指令，對(duì)應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令（如LD，AND，OR）對(duì)應(yīng)于接點(diǎn)，互鎖指令（IL、ILC）可看成總開關(guān)，等等。這樣，原有的繼電控制邏輯，經(jīng)轉(zhuǎn)換即可變成梯形圖，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，即可變成語句表程序。 有了這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，用PLC程序代表繼電邏輯是很容易的。這也是PLC技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)的繼承。&

78、lt;/p><p>　　4.2.3數(shù)控滑臺(tái)的PLC控制方法 </p><p>　　數(shù)控滑臺(tái)的控制因素主要有三個(gè)： ① 行程控制 一般液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的行程控制是利用位置或壓力傳感器（行程開關(guān)/死擋鐵）來實(shí)現(xiàn)；而數(shù)控滑臺(tái)的行程則采用數(shù)字控制來實(shí)現(xiàn)。由數(shù)控滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)可知，滑臺(tái)的行程正比于步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角，因此只要控制步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角即可。由步進(jìn)電機(jī)的工作原理和特性可知步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角正比于所

79、輸入的控制脈沖個(gè)數(shù)；因此可以根據(jù)伺服機(jī)構(gòu)的位移量確定PLC輸出的脈沖個(gè)數(shù)： n= DL/d （1） 式中 DL——伺服機(jī)構(gòu)的位移量（mm） d ——伺服機(jī)構(gòu)的脈沖當(dāng)量（mm/脈沖） ② 進(jìn)給速度控制 伺服機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度取決于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入的脈沖頻率;因此可以根據(jù)該工序要求的進(jìn)給速度,確定其PLC輸出的脈沖頻率: f=Vf/60d (Hz) (2) 式中 Vf——伺服機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度(mm/min)

80、 ③ 進(jìn)給方向控制 進(jìn)給方向控制即步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向可以通過改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序來改變其轉(zhuǎn)向;如三相步進(jìn)電機(jī)通電順序?yàn)锳-AB-B-BC-C-CA-A…時(shí)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn);當(dāng)繞組按A-AC-C-CB-B-BA-A…順序通電</p><p>　　4.2.4自動(dòng)(步進(jìn))控制程序的梯形圖</p><p>　　公共程序是系統(tǒng)共用程序。手動(dòng)控制程序?qū)崿F(xiàn)機(jī)床的點(diǎn)動(dòng)控制。自動(dòng)程序

81、采用移位寄存器移位步進(jìn)控制方式，它包含了“自動(dòng)”和“步進(jìn)”操作功能，程序執(zhí)行“自動(dòng)”或“步進(jìn)”取決于工作方式選擇開關(guān)的狀態(tài)。在程序中，二者的區(qū)別在移位寄存器的移位控制端。當(dāng)選擇自動(dòng)”方式時(shí)，X010常閉閉合，移位寄存器正常移位步進(jìn);當(dāng)選擇“步進(jìn)”方式時(shí)，X010常開閉合，‘常閉分?jǐn)?，步進(jìn)命令是否有效取決于上一步是否完成和工作啟動(dòng)按鈕SB3是否按下。每按一次SB3，移位寄存器按動(dòng)作順序向前步進(jìn)一步。自動(dòng)(步進(jìn))控制程序的梯形圖如圖4.2.

82、4所示</p><p>　　圖4.2.4自動(dòng)（步進(jìn)）程序</p><p>　　4.2.5與上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)的通信</p><p>　　上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的PLC之間處于實(shí)時(shí)的交互通信狀態(tài)。上位機(jī)與PLC采用1: n上位鏈接通信方式，即用一臺(tái)計(jì)算機(jī)管理多臺(tái)機(jī)床。通過B500- A L004鏈接適配器及RS- 422適配器，共同組成通信連接。其中B500- A L0

83、04適配器用于鏈接計(jì)算機(jī)串行口RS- 422適配器，而在每臺(tái)PLC之前也要通過RS- 422適配器來鏈接。操作人員可根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的需要，在不中斷生產(chǎn)過程的同時(shí)，在上位機(jī)上實(shí)時(shí)地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使控制系統(tǒng)工作于最佳工作狀態(tài)。還可在上位機(jī)上編程，數(shù)據(jù)顯示，進(jìn)行系統(tǒng)竹理，實(shí)施統(tǒng)一調(diào)度，充分發(fā)揮設(shè)備潛力。上位機(jī)監(jiān)控程序用Delphi5編寫。</p><p>　　第五章設(shè)計(jì)現(xiàn)況和展望</p><p&

84、gt;　　5.1 PLC的國(guó)內(nèi)外狀況</p><p>　　世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC是1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼

85、電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。 20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世

86、紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這</p><p>　　5.2 PLC未來展望</p><p>　　21世紀(jì)，PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存

87、儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目

88、前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。</p><p><b>　　第六章 結(jié)束語</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的組合機(jī)床控制系統(tǒng)是自動(dòng)化程度比較高的系統(tǒng),從機(jī)

89、械手上料到加工工件再到機(jī)械手下料,全過程都通過PLC來控制,能實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床在無人參與的情況下對(duì)成批工件進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)加工S7-200的自由口通訊方式,使用戶可以通過PLC指令自己定義通訊協(xié)議,從而與任何公開通訊協(xié)議的RS-422或RS-232C接口設(shè)備進(jìn)行通訊,使通訊范圍大為增加,控制系統(tǒng)配制更加靈活。隨著計(jì)算機(jī)的普及,人們更希望在享受PLC高性能控制功能的同時(shí),利用個(gè)人計(jì)算機(jī)大量豐富的軟件,將PLC的信息轉(zhuǎn)換成各類畫面顯示,并可以對(duì)PL

90、C的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)修改,達(dá)到管理、控制一體化。本文設(shè)計(jì)的通訊系統(tǒng)在中原油田經(jīng)幾個(gè)月的試用,非常成功。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在其中學(xué)到了很多，過程之中豐富了自己，也改善了自己！首先感謝XXX老師的幫助，在他的指導(dǎo)下，我才能完成這一論文，在此，我向所有幫助過我的老師表示誠(chéng)摯的謝意。</p><p

91、>　　其次感謝在設(shè)計(jì)過程中幫助我的同學(xué)和提供我便宜的圖書管理老師們。鑒于本人知識(shí)有限，能力有限，又是第一次獨(dú)立完成這一設(shè)計(jì)，論文中難免有很多錯(cuò)誤或不足之處，希望各位老師批評(píng)指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]陳強(qiáng)等.機(jī)械系統(tǒng)的微機(jī)控制[M].北京:清華人學(xué)出版社 1998 年</p><p>

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