【正文】 在設(shè)計過程中，不僅培養(yǎng)了我的團隊合作能力，也樹立我 對自己工作能力的信心，相信會對我往后我學(xué)習(xí)工作生活有十分重要的影響，也讓我充分體會到了經(jīng)過重重困難后取得的成功的喜悅。當(dāng)我接到設(shè)計任務(wù)書時，頭腦里一頭霧水，不知道從何下手，后來我們指導(dǎo) 老師對我們進行了輔導(dǎo)，并大致給我們描述了設(shè)計提綱以及設(shè)計思路，使我對這一任務(wù)開始有了一些思緒，我開始去圖書館查閱資料，并且摘抄了一些有利用價值的材料。而 PLC 通過程序指令控制半導(dǎo)體 電路來實現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時間在微秒級，且不會出現(xiàn)觸點抖動問題。以檢測 PLC 的接線方法和相應(yīng)的程序是否正確。當(dāng)需要向前或向下進給時，壓動 SQ3，常閉觸點 SQ32 先斷開，常開觸點 SQ31 后閉合， X11 閉合， Y3 線圈得電，電動機 M2 正轉(zhuǎn)，并通過機械機構(gòu)使工作臺分別向前或向下運行。 25 PLC 的 I/O 端口的分配 萬能 銑床各個輸入 /輸出點的 PLC I/O 地址分配 如 下表所示 序號 輸入器件 輸入地址 序號 輸出器件 輸出地址 1 SB SB2主軸啟動 X0 1 EL 照明 Y0 2 SB SB4快速進給 X1 2 KM1主軸啟動 Y1 3 SB5 SB61停車 X2 3 KM2冷卻泵 Y2 4 SB5 SB62制動 X3 4 KM3正轉(zhuǎn) Y3 5 SA1換刀開關(guān) X4 5 KM4反轉(zhuǎn) Y4 6 SA2圓工作臺開關(guān) X5 6 YC1主軸制動 Y5 7 SA4 照明開關(guān) X6 7 YC3快速進給 Y6 8 SQ1 主軸沖動 X7 9 SQ2 進給沖動 X10 10 SQ3 SQ51 X11 11 SQ3 SQ42 X12 12 SQ4 SQ61 X13 13 SQ5 SQ62左右進給 X14 14 FR1 熱保護觸點 X15 15 FR2 熱保護觸點 X16 16 FR3 熱保護觸點 X17 26 萬能銑床的 I/O 接線 下 圖所示 PLC 程序設(shè)計 根據(jù) X62W 萬能銑床的控制要求，設(shè)計該電氣控制系統(tǒng)的 PLC 控制梯形圖 ,（如下圖所示）； 該程序共有 10 條支路，反映了原繼電器電路中的各種邏輯內(nèi)容。故選用日本三菱公司的 FX2N48MR001 型 PLC。 PLC 采用梯形圖語言編程，使熟悉電氣控制的技術(shù)人員易學(xué)易懂，便于推廣。但是，使用工業(yè)微機的人員技術(shù)水平要求較高，一 般應(yīng)具有一定的計算機專業(yè)知識。 PLC 控制功能是通過軟件編程來實現(xiàn)的，只要改變程序，功能即可改變，控制非常靈活。 PLC 與繼電器控制系統(tǒng)相比主要有以下幾點區(qū)別； （ 1）組成的器件不同。也 us 步表示。 （ 3） I/O 總數(shù)。 的性能 硬件指標包括環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、抗震、抗沖擊、抗噪音 干擾、耐壓、接地要求和使用環(huán)境等。對于繼電器控制系統(tǒng)， PLC 系統(tǒng)當(dāng)控制要求改變時，只需用畫圖的方法把梯形圖改畫即可，因此 PLC 控制系統(tǒng)施工周期明顯縮短，施工工作量也大大地減少。由于 PLC 的工作周期僅為數(shù)十微秒，所以這種很短的 后時間對一般的工業(yè)控系統(tǒng)實際影響不大。這個階段 CPU 對用戶程序的掃描已處理完畢，并將輸出信號從輸出暫存器中取出，送到輸出鎖存電路，驅(qū)動輸出，控制被控設(shè)備進行各種相應(yīng)的動作。 PLC 成批讀入外面信號的輸入狀態(tài)（接通或斷開狀態(tài)），并將此狀態(tài)輸入到輸入映像存儲器中。 工作狀態(tài)選擇，如編程裝態(tài)，運動狀態(tài)等。 PLC 控制系統(tǒng)也是由輸入、邏輯控制和輸出三個部分組成的，但其邏輯控制部分采用 PLC 來代替繼電器電路。 PLC 的語句表達形式與微機的語句表達式相似，也是由操作碼和操作數(shù)兩部分組成。 （ 2）梯形圖構(gòu)成的基本規(guī)則如下： 1）在梯形圖中表示 PLC“軟繼電器”觸點的基本符號有兩種：一種是動合觸點，另一種是動斷觸點，每一個觸點都有一個標號（如 X00 X002），以示區(qū)別。應(yīng)用軟件即用戶程序，是由用戶指令根據(jù)控制要求，按照 PLC 編程語言自行編制的程序。 （ 2） 專用編程器。但晶閘管輸出應(yīng)用較小。 PLC 功率輸出電路有 3 種形式：繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出。輸出單元用來對 PLC 的輸出進行放大及電平轉(zhuǎn)換 ,驅(qū)動控制對象 . 輸入單元接口是用于接收和采集現(xiàn)場設(shè)備及生產(chǎn)過程的 各類輸入數(shù)據(jù)輸出信息 (如從各類開關(guān)、操作按鈕等送來的開關(guān)量，或由電位器、傳感器提供的模擬量 )，并將其轉(zhuǎn)換成 CPU 所能接收和處理的數(shù)據(jù)；輸出接口則用于將 CPU 的控制的控制信息轉(zhuǎn)換成外設(shè)備所需要的控制信號，并送到有關(guān)設(shè)備或現(xiàn)場（如接觸器、指示燈等）。西歐在 1973 年研制出第一臺 PLC，并且發(fā)展很快，年銷售增長 20%以上。這些數(shù)據(jù)可以與儲存在存儲器中的參數(shù)值進行比較，也可以用通信功能傳送到其他智能裝置，或者將其打印制表。這是 PLC 最基本的應(yīng)用。有的 PLC 將整體式和模塊式結(jié)合起來，稱為疊裝式 PLC。 世界上生產(chǎn)可編程控制器的廠家非常多，其中著名的廠家有美國 公司，日本的三菱公司，德國的西門子公司等。它采用可編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械動作過程。在 20 世紀 60 年代，生產(chǎn)線的控制主要采用繼電器控制。圓工作臺的回轉(zhuǎn)運動也是由進給電動機 M2 拖動的。下面就是以向上運動的操作為例分析電路的工作情況，其余的可自行分析。手柄有 3 個位置：向左、向右、零位（停止）。換刀結(jié)束后，要記住將 SA1 扳回“斷開”位置。 制動電磁離合器 YC1 裝在主軸傳動系統(tǒng)與 M1 轉(zhuǎn)軸相連的 第 1 根傳動軸上，當(dāng) YC1通電吸合時，將摩擦片壓緊，對 M1 進行制動。 主電路中共有三臺電動機， M1 是主電動機，拖動主軸帶動銑刀進行銑削加工； M2 是工作臺進給電動機，拖動升降臺及工作臺進給； M3 是冷卻泵電動機，供應(yīng)冷卻液。進給變速采用機械方式實現(xiàn)，進給電動機不需要調(diào)速。 銑削加工有順銑和逆銑兩種加工方式，所以要求主軸電動機能正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，用組合開關(guān)來控制主軸電動 機 的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。將 X62W萬能銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高整個電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護、維修的工作量。因此，繼電器本身固有的缺陷，給銑床的安全和經(jīng)濟運行帶來了不利影響，用 PLC 對銑床的繼電器式控制系統(tǒng)進行改造已是大勢所趨。今天的 PLC 不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用，電氣控制與 PLC 應(yīng)用技術(shù)在各個領(lǐng)域也得到越來越廣泛的應(yīng)用，掌握電氣控制與 PLC 應(yīng)用技術(shù)對提高我國工業(yè)自動化水平和生產(chǎn)效率具有重要的意義。 采用可編程序控制 器對 X62W 銑床傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)進行改造，簡單介紹了 X62W的用途，結(jié)構(gòu)和運動形式，詳細闡述了改造設(shè)計方案。根據(jù) X62W 銑床繼電器控制電路的組成，確定 PLC 的輸入輸出點數(shù)，并進行 PLC 型號選擇，依據(jù)其繼電器控制電路的工作原理，給出了 X62W 型萬能銑床 PLC 控制改造的設(shè)計梯形圖，提高了 X62W 臥式銑床電氣控制系統(tǒng)的可靠性和干擾能力，并借助組態(tài)軟件 MCGS實現(xiàn)了 X62W的遠程監(jiān)控及操作。 銑床是以各類電動機為動力 的傳動裝置與系統(tǒng)的對象以實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的技術(shù)裝置。 2 第一章 X62W 萬能銑床電氣控制 銑床簡介 銑削是一種高效率的加工方式，銑刀的旋轉(zhuǎn)是主運動，工作臺的上下、左右、前后運動都是進給運動，其他的運動，如工作臺的旋轉(zhuǎn)運動則是輔助運動。 萬能銑床的主要結(jié)構(gòu) 3 X62W 型萬能銑床的外形結(jié)構(gòu)如圖所示，它主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板 、升降臺、底座等幾部分組成。銑削加工是一種不連續(xù)的切削加工方式，為減小振動，主軸上裝有慣性輪，但這樣會造成主軸停車困難， 為此主軸電動機采用電磁離合器制動以實現(xiàn)準確停車。 輔助運動：工作臺在各個方向的快速移動及主軸和進給的變速沖動。每臺電動機均有熱繼電器作過載保護。停轉(zhuǎn)時，應(yīng)按住 SB5 或 SB6 直至主軸停轉(zhuǎn)才能松開，一般主軸的制動時間不超過 。 （ 2） 進給運動控制。其控制關(guān)系如下表所示。 工作臺橫向與垂直操縱手柄功能 手柄位置 工作臺運動方向 離合器接通的絲桿 行程開關(guān)動作 接觸器動作 電動機運轉(zhuǎn) 向上 向上進給或快速向上 垂直絲桿 SQ4 KM4 M2 反轉(zhuǎn) 向下 向下進給或快速向下 垂直 絲桿 SQ3 KM3 M2 正轉(zhuǎn) 向前 向前進給或快速向前 橫向絲桿 SQ3 KM3 M2 正轉(zhuǎn) 向后 向后進給或快速向后 橫向絲桿 SQ4 KM4 M2 反轉(zhuǎn) 中間 升降或橫向停止 橫向絲桿 停止 將十字形手柄扳至“向上”位置， SQ4 的動作斷觸點 SQ41 先斷開，動合觸點 SQ41后閉合→ KM4 線圈經(jīng)（ 13— 27— 29— 19— 21— 31— 33）路徑通電→ M2 反轉(zhuǎn)→工作臺向上運動。在使用圓工作臺時，將控制開關(guān) SA2 扳至“接通”的位置，此時 SA2— 2 接通而 SA2— SA2— 3 斷開。修改一條生產(chǎn)線，要更換許多硬件設(shè)備，進行復(fù)雜的接線，即浪費 了許多硬件，又大大拖延了施工周期，增加了產(chǎn)品的成本?？删幊炭刂破骷捌湎嚓P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則設(shè)計。 可編程控制器通常以輸入 輸出點（ I /O）總數(shù)的多少進行分類。它除基本單元和擴展單元外，還有擴展模塊和特殊功能模塊，其配置更加靈活?？捎?PLC 取代傳統(tǒng)繼電器接觸器控制，如普通機床、數(shù)控機床電氣 PLC 控制，也可取代順序控制，如高爐上料、電梯控制、貨物存取、運輸、檢測等。 12 (4)通信聯(lián)網(wǎng)。目前，世界上眾多的 PLC 制造廠家中，比較著名的幾個大公司有美國 AB 公司、歌德公司、德州儀器公司、通用電氣公司，德國的西門子公司，日本的三菱、東芝、富士和立石公司等，它們的產(chǎn)品控制著世界上大部分的 PLC 市場。 輸入單元接口電路由輸入數(shù)據(jù)寄存器、選通脈沖及電路及中斷請求邏輯電路組成。 （ 1） 繼電器型輸出。 5 編程器 編程器主要供用戶進行輸入、檢查、調(diào)試和編輯用戶程序。 PLC 的專用編程器實際上是一臺專用的計算機，可在屏幕上用梯形圖編程，而且可以脫機編程。 由于 PLC 的設(shè)計和生產(chǎn)至今尚無國際統(tǒng)一標準，因此各廠家生產(chǎn)的 PLC 所用的編程語言也不同，即并不是所有的 PLC 都支持全部的編程語言，但梯形圖和指令表語言卻是幾乎所有類型的 PLC 都適用的。同一標號的觸點可以反復(fù)地使用。操作碼用助記符 LD、 ST 表示取， OR 表示或，用來執(zhí)行要執(zhí)行的功能，告訴 CPU 該進行什么操作，例如，邏輯運算的與、或、非；算術(shù)運算的加、減、乘、除，時間或條件控制中的計數(shù)、計時、移位等功能。因此，可以將 PLC 等效為一個由許多個各種可編程繼電器（如輸入繼電器、輸出繼電器、定時器等）組成的整體， PLC 內(nèi)的這些可編程元件，由于在使用上與真 實元件有很大的差異，因此稱“軟”繼電器。至于 PLC 系統(tǒng)工作過程對用戶編程來說影響不大。 PLC 工作在輸入刷新 階段，只允許 PLC 接收輸入口的狀態(tài)信息， PLC 的第二、第三階段的動作是在屏蔽狀態(tài)。然后， CPU 又返回執(zhí)行下一個循環(huán)掃描周期。 PLC 的特點 的特點 我國國家標準也對 PLC作了與國際電工委員會頒布的可編程序控制器標準草案基本一致的規(guī)定。 21 PLC 具有完善的監(jiān)控及自診斷功能，內(nèi)部各種軟元件的工作狀態(tài)可編程軟件進行監(jiān)控，配 合程序針對性編程及內(nèi)部特有的診斷功能，可以快速、準確地找到故障點并及時排除故障。由于 PLC 是專門為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計的，因此 PLC 一般都能滿足以上硬件指標的要求。 PLC 有開關(guān)量和模擬量兩種 I/O。如 步表示掃描一步用戶程序所需的時間為。繼電器控制線路是由許多硬件繼電器組成的，而 PLC 則是由許多“軟繼電器”組成。 （ 4）工作方式不同。另外，工業(yè)微機在整機結(jié)構(gòu)上尚不能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，抗干擾能力及適應(yīng)性差，這就是工業(yè)微機用在工業(yè)現(xiàn)場控制的致命弱點。 隨著 PLC 功能不斷增強