【正文】 示衷心感謝。在這一學(xué)期的論文寫作中，得到了很多人的鼓勵與幫助 。感謝各位評審老師，衷心謝謝你們對我論文提出的寶貴建議。 最后要 感謝 在我大學(xué)期間所有 的任課老師，為我傳道授業(yè)解惑。特別 是 李良友同學(xué)對我的幫助，在我有疑難問題時，他都耐心給我講解。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) 25 參考文獻(xiàn) [1] 廖常初． S7200 PLC 編程及應(yīng)用 [M]．北京：機械工業(yè)出版社， 2020： 1619. [2] 殷洪義 .可編程控制器選擇設(shè)計與維護(hù) [M].北京：機械工業(yè)出版社，2020:2932. [3] 白恩遠(yuǎn) .現(xiàn)代數(shù)控機床伺服及檢測技術(shù) [M].北京：國防工業(yè)出版社，2020:141143,200203. [4] 李建興 .可編程控制器及其應(yīng)用 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1999:121130. [5] 孫平主 .可編程控制器原理及應(yīng)用 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020:93102. [6] 張萬忠 .可編程控制器入門與應(yīng)用實例 [M].北京：中國電力出版社，2020:156162. [7] 嚴(yán)盈富 .西門子 S7200PLC 入門 [M].北京：人民郵電出版社， 2020:4756. [8] 高偉 .西門子 S7200 系列 PLC 在舊機床上改造的應(yīng)用 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020:168187 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 致謝 26 致謝 回想四個月的畢業(yè)設(shè)計過程，首先要感謝我的指導(dǎo)教師邢杰老師對我的諄諄教導(dǎo)。 在 調(diào)試時進(jìn)行 修改 程序 時常被忽略的一個問題是，忘記將 PLC切換到編程模式，雖然這個錯誤不難發(fā)現(xiàn)， 但也有可能 會誤以為 PLC 發(fā)生了故障，因 而 耽誤了許多時間。 PLC 的啟動設(shè)置、 中斷設(shè)置、通訊設(shè)置、 I/O 模塊地址識別都是在 PLC 的系統(tǒng)軟件中進(jìn)行的。 還應(yīng)該考慮到 靜電的隔離 ， 靜 電是無形的殺手，對 PLC 和其它任何電子器件會產(chǎn)生極大的威脅。先關(guān)中斷再開中斷是為了在讀取期間不讓其他的中斷服務(wù)打斷 。即在程序運行過程中，系統(tǒng)出現(xiàn)了一個必須由 CPU 立即處理的情況，此時 ， CPU暫時中止程序的執(zhí)行轉(zhuǎn)而處理這個新的情況的過程就叫做中斷。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第五章 系統(tǒng)的軟件 22 圖 右移和上升子程序框圖 下圖所示（ 見 圖 ）的是 系統(tǒng)的故障中斷服務(wù)程序框圖和定時中斷服務(wù)程序框圖。 下面是上升子程序的流程，當(dāng)?shù)毒呤欠裥枰仙卸?Y 后，進(jìn)入了這個上升子程序。當(dāng)?shù)毒咝枰乙魄遗卸ńY(jié)果為 Y 時，進(jìn)入了這個右移子程序。 下降子程序同左移子程序基本相同，當(dāng)?shù)毒呤欠裥枰陆蹬卸?Y 后，進(jìn)入了這個下降子程序。當(dāng)?shù)毒咝枰笠魄遗卸ńY(jié)果為 Y 時，進(jìn)入了這個左移子程序。當(dāng)工件加工完成后，如果需要換別的規(guī)格的工件進(jìn)行加工，則需要重新輸入加工工件的工藝參數(shù)，然后再進(jìn)行加工。刀具左移步驟完成之后，返回后判斷是否需要刀具左移，判定結(jié)果為 N，之后進(jìn)行判斷是否需要刀具下降，如果需要下降，判斷結(jié)果為 Y，進(jìn)入刀具下降子程序，完成后同左移一樣返回，返回后判斷是否需要左移，判定結(jié)果為 N，然后判斷是否需要下降，判定結(jié)果為 N。之后需要進(jìn)行判斷是否需要重 新輸入加工工件的參數(shù)，由于之前進(jìn)行了初始化，所以沒有記憶必須進(jìn)行下個步驟，判定結(jié)果是 Y。主程序主要完成系統(tǒng)的初始化，輸入加工工藝參數(shù)，設(shè)置計數(shù)器，設(shè)置中斷，并以掃描輸入端信號的循環(huán)方式運行。 Step7micro/win 與高級語言的編程軟件類似，可在編程時建立工程文件，通過主程序調(diào)用若干子程序，與數(shù)據(jù)庫相連實現(xiàn)大型工程控制。 Step7micro/win 采用窗口式編程界面，可以實現(xiàn)編程 、調(diào)試、模擬運行、與高級語言接口和網(wǎng)絡(luò)通訊等功能。 用戶程序 用戶程序即應(yīng)用程序，是可編程控制器的使用者針對具體控制對象編制的應(yīng)用程序。 系統(tǒng)程序 系統(tǒng)程序主要包括三部分。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 16 圖 系統(tǒng)硬件的電氣原理圖沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第五章 系統(tǒng)的軟件 17 第四章 系統(tǒng)的軟件 概述 PLC 的編程語言與一般計算機語言相比，具有明顯的特點，它既不同于高級語言，也不同與一般的匯編語言，它既要滿足于編寫 ，又要滿足于調(diào)試的要求。 編程指令的種類和數(shù)量 編程指令種類及條數(shù)越 多，其功能就越強，即處理能力和控制能力也就越強。 輸入 /輸出點數(shù) I/O 點數(shù)即 PLC 面板上連接輸入、輸出信號用的端子的個數(shù)，常稱為“點數(shù)”，用輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的和來表示。 輸入口（脈沖） 信號功能 輸出口（脈沖） 信號功能 主軸轉(zhuǎn)速計數(shù)脈沖 故障報警 刀具 上升 刀具上升伺服 刀具下降 刀具下降伺服 刀具左移 刀具左移伺服 刀具右移 刀具右移伺服 啟動 快速啟動伺服 停止 啟動指示 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 14 快速啟動 停車指示 刀具原點位置 刀具 Y軸位置 快速啟動指示 依據(jù) 上表所示 共有 19 個 I/O 點，輸入點 11 個，輸出點 8 個 。智能單元通過總線與主機相聯(lián)，通過通信方式接受主機的管理。最常用的是編輯器。 6．通信接口 為了 實現(xiàn)“人 — 機”或“機 — 機”之間的對話， PLC 配有多種通信接口。輸出 接口用來連接被控對象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量）、調(diào)速裝置（模擬量）等。 2．存儲器 PLC 存儲器是用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序和運行數(shù)據(jù)的單元。與電磁式相比，永磁式優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、效率較高；缺點是體積大、啟動特性欠佳。它的定子與感應(yīng)電動機一樣，都在定子上裝有對稱三相繞 組。伺服 電機可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電壓 信號轉(zhuǎn)化為 轉(zhuǎn)矩 和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。 交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電機，目前運動控制中一般都用同步電機，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合?？刂破靼凑諗?shù)控系統(tǒng)的給定值和通過反饋裝置檢測的實際運行值的差，調(diào)節(jié)控制量。這類控制電動機的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，將電能轉(zhuǎn)換為機械能，實現(xiàn)運動機械的運動要求。變頻器可以優(yōu)化電機運行，所以也能夠起到增效節(jié)能的作用。該模型每隔 25μ m 產(chǎn)生一組精確的轉(zhuǎn)矩和磁通實際值，轉(zhuǎn)矩比沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 10 較器將轉(zhuǎn)矩和磁通的實際值與轉(zhuǎn)矩和磁通的給定值進(jìn)行比較，以確定最佳開關(guān)位置。 同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使 6 個開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到 3 相交流輸出。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。 手動 控制鍵盤：用于刀具調(diào)整（如換刀）時的手動控制，可實現(xiàn)啟動、停止及沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 9 刀具上、下、左、右 4 個行程的手動控制。 刀具位置及行程控制傳感器：采用感應(yīng)式接近開關(guān)。 數(shù)控單元 ：包括可編程控制器 PLC， D/A 轉(zhuǎn)換模塊。 開關(guān)電源：直流 24V，為 PLC、 D/A 模塊及數(shù)字顯示表提供直流電源。嚴(yán)格保證伺服電機能夠按照工藝條件要求的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，拖動刀具進(jìn)行切削加工，得到預(yù)期的表面輪廓形狀。現(xiàn)改為 2KW 的三相同步伺服電機，額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。因此在普通型的 4M 立式車床，不能加工螺紋等復(fù)雜的輪廓表面 。刀架在進(jìn)給電機驅(qū)動下，通過進(jìn)給變速箱、絲杠和 4 個電磁離合器，完成左（進(jìn)刀）→ 下（走刀切削）→右（退刀）→上（返回） 4 個方向的運動（ 見 圖 ）。 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 沈陽化 工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 方案論證 6 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。 PLC 應(yīng)用于立式車床的原因 目前 PLC 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于所有的工業(yè)部門，隨著其性能價格比的不斷提高， PLC的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，發(fā)展也十分迅速，在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中占有極其重要的地位。編程采用傳統(tǒng)的繼電器符號語言，便于工程技術(shù)人員掌握， PLC 在按鈕開關(guān)，限位開關(guān)和其他傳感器等發(fā)出的監(jiān)控輸入信號下進(jìn)行工作。 PLC 體積小、速度快、功能強、可靠性高，又具有較大的靈活行和擴(kuò)展性。不僅節(jié)約了費用而且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，改造后的機床較改造前的機床相比，提高了性能和機床的使用價值 。 熟悉了解設(shè)備，便于操作維修 購買新設(shè)備時，不了解新設(shè)備是否能滿足其加工要求，改造則不然，可以精確地計算出機床的加工性能。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。S7200 系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 采用西門子 S7200 PLC 的原因 SIMATIC S7200 系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。日本和美國的PLC 產(chǎn)品較相似。它的體積小、價格低，小型 PLC 一般采用整體結(jié)構(gòu)。 可編程控制器的分類 1． 按輸入 /輸出點數(shù)分 ⑴ 小型 機 小型 PLC I/O 總點數(shù)在 256 點以下，用戶程序存儲容量在 4KB 左右。 隨著全球一體化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，努力發(fā)展可編程控制器在我國大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程控制技術(shù)，應(yīng)是廣大技術(shù)人員的努力方向 。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。采用可編程控制器及變頻調(diào)速技術(shù)對普通 4M 立式車床進(jìn)行數(shù)字化改造， 由電氣系統(tǒng)進(jìn)行工作自動循環(huán)的控制， 其方便程度以及工件的加工能力都要高于普通的 4M 機床。 立式車床是針對特定工件，進(jìn)行特定加工而設(shè)計的一種高效率的自 動化專用加工設(shè)備， 主要用于加工重型工件和不易在臥式車床上裝夾的工件，太重的工件在臥車不易裝夾，由于本身自重，對加工精度有影響，采用