【正文】 好的穩(wěn)定性和高度的可靠性可確保機(jī)床在加工零件時(shí)的精度，所 以決定采用 PLC 控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。 （ 2） I/O 點(diǎn)選取原則 PLC 平均的 I/O 點(diǎn)價(jià)格比較高，因此應(yīng)該合理選用 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭使用的 I/O 點(diǎn)最少，但必須留有一定余量。輸出點(diǎn)就是主機(jī)的 32。本設(shè)計(jì)中，輸入元件共 42 個(gè)其中按鈕 SB 24 個(gè)、檢測元件 YJ 5個(gè)、行程開關(guān) SQ 12 個(gè)，選擇開關(guān) 1 個(gè)，基于對機(jī)床工作方式的控制要求，面板上應(yīng)設(shè)有選擇開關(guān) 1SA、預(yù)停按鈕；鑒于 手動調(diào)整方式下，相應(yīng)按鈕發(fā)出控制命令，驅(qū)動組合機(jī)床相應(yīng)部件運(yùn)動，因此面板上應(yīng)設(shè)相應(yīng)按鈕5SB24SB，鑒于對組合機(jī)床的啟動，停止及潤滑故障的處理控制，應(yīng)在操作制面板上設(shè)有啟動按鈕 2SB、總停按鈕 1SB、潤滑故障切除按鈕 4SB、其他輸入元件均為檢測元件，不在操作面板中設(shè)置，由上面綜述，可得控制系統(tǒng)操作面板如下圖 所示 圖 22 控制系統(tǒng)的操作面板 圖 控制系統(tǒng)操作面板圖 20 第 五 章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 一、 設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)工作循環(huán)流程圖 根據(jù)本設(shè)計(jì) 的控制與工藝要求，按機(jī)床的動作順序及每步所完成的任務(wù)，可得工作循環(huán)流程圖如圖 圖 PLC控制系統(tǒng)工作循環(huán)流程圖 21 二、 設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)初始化梯形圖程序 初始化程序主要用來處理組合機(jī)床的各種號，如啟動，預(yù)停，總停以及各種的原始信號，機(jī)床啟動前應(yīng)具備的各種初始信號，工作方式選擇信號，各種復(fù)位信號，并將處理結(jié)果作為機(jī)床啟動，停止，程序轉(zhuǎn)換的依據(jù)，初始化程序一般用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖按下列幾步進(jìn)行的 1 按組合機(jī)床的控制要求與加工工藝畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 27 結(jié) 論 PLC 作為新一代的工業(yè)控制裝置，具有開發(fā)柔性好，接線簡單，安裝方便，抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，用它來控制四工位組合機(jī)床這樣復(fù)雜的生產(chǎn)設(shè)備，是理想的選擇。 28 參考文獻(xiàn) [1] 郁漢琪、郭健 可編程控制器原理及應(yīng)用 北京：中國電力出版社 2021 [2] 段蘇振 提高 PLC控制系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)因素 電氣傳動 2021 [3] 郭健 日本三菱 FXON系列 PLC運(yùn)行調(diào)試及故障診斷 職臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) 2021 [4] 張?bào)沌? 機(jī)電設(shè)備控制基礎(chǔ) 北京：中國人大出版社 2021 [5] 王兆義 小型可編程控制器實(shí)用技術(shù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1997 [6] 三菱公司編 1FX系列可編程序控制器使用說明及編程手冊 1998 [7] 宋德玉主編 . 可編程序控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù) . 北京：冶金工業(yè)出版社， 2021 。輸入程序后，扳動開關(guān)，接通或斷開模擬開關(guān)，用來模擬相應(yīng)按鈕動作及機(jī)械動作使檢測元件狀態(tài)發(fā)生的變化，并通過輸入輸出指示燈來觀查輸入輸出端點(diǎn)的狀態(tài)變化，經(jīng)觀察模擬開關(guān)與 PLC 連接正確。如手動及顯示梯形圖程序圖 。 PLC 的輸入點(diǎn)大部分是共點(diǎn)式，即所有輸入點(diǎn)具有一個(gè)公共端 COM。 （ 3） 確定 PLC 機(jī)型及擴(kuò)展模塊。在點(diǎn)數(shù)上，輸入點(diǎn)數(shù)， 輸出點(diǎn)數(shù)的比例，模塊的種類方面選擇余地大，且維修方便，一般用于較復(fù) 14 雜的控制系統(tǒng)。 (3) 單片機(jī)不如 PLC 可靠 使用單片機(jī)進(jìn)行工業(yè)控制，突出的問題就是抗干擾性能較差。對于那些只熟悉機(jī)電控制的技術(shù)人員來說，需要進(jìn)行相當(dāng)長一段時(shí)間系統(tǒng)地學(xué) 習(xí)單片機(jī)的知識才能掌握。觸點(diǎn)在開閉時(shí)會受到電弧的損壞，壽命短。通常，一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級。它除了輸入端和輸出端要與現(xiàn)場連線以外，而控制邏輯是以程序的方式存儲在 PLC 的內(nèi)存當(dāng)中。由于它的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價(jià)格低廉，所以使用廣泛。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， FX 系列 PLC平均故障間隔大于 20210~50000h，而平均修復(fù)時(shí)間則小于 10min； PLC 機(jī)能處理工業(yè)現(xiàn)場的強(qiáng)電信號，如交流 220V、直流 24V，并可直接驅(qū)動功率部件，可長期工作在嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境能夠中。 通過上面的比較，針對組合機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)，雖然 PLC 的價(jià)格高一些，但良好的穩(wěn)定性和高度的可靠性可確保機(jī)床在加工零件時(shí)的精度，所以決定采用 PLC 控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。 (2) 單片機(jī)不如 PLC 使用簡單 使用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動控制，一般要在輸入輸出接口上做大量的工作。 PLC 采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，可靠性高。并且 PLC 可以完成計(jì)數(shù)功能，而繼電接觸系統(tǒng)通常沒有計(jì)數(shù)功能。通常，一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級。它除了輸入端和輸出端要與現(xiàn)場連線以外，而控制邏輯是以程序的方式存儲在 PLC 的內(nèi)存當(dāng)中。由于它的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價(jià)格低廉，所以使用廣泛。它能通過組合邏輯元件插接或變成來實(shí)現(xiàn)繼電器 接觸器控制線路功能的裝置，它能滿足成組經(jīng)常改變的控制要求，使控制系統(tǒng)具有較大的靈活性和通用性，但它還是使用硬件手段，裝置體積大，功能也受到了一定的限制。因此廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床和機(jī)械設(shè)備。 (7)冷卻泵自動控制 首先將 SA2 打在 A 位置，當(dāng)動力頭工作進(jìn)給時(shí) KA2（ +） →KA2 常開閉合→KM3 （ +） →KM3 主閉 →M3 自行起動工作，提供冷卻液。 （二） 元件選用 KM1～ KM3——控制 M1～ M3 單向起動動作接觸器； SB1——總停按鈕； SB SB3——M1 與 M2 起動按鈕； SB SB5——M1 與 M2 停止按鈕； SB6——冷卻泵電動機(jī)（ M3）調(diào)整按鈕； SB7——冷卻泵電動機(jī)單獨(dú)停止按鈕； SA1——控制 M1 與 M2 的同時(shí)與單獨(dú)起停開關(guān)； SA2—實(shí)現(xiàn)動力頭工進(jìn)時(shí)自動起動與手動調(diào)整的開關(guān)； FR1～ FR3——M1～ M3 過載保護(hù)熱繼電器； SA3——照明開關(guān)； HL1——電源指示燈； EL——照明燈。全自動工作方式為一個(gè)工作循 環(huán)結(jié)束后，自動進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)；半自動工作方式為一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束后，機(jī)床將停車于初始狀態(tài)；手動方式是用于手動調(diào)整的。第三方面是整批全自動工作循環(huán)控制。但是，專用機(jī)床的設(shè)計(jì)，制造周期長，造價(jià)高，工作可靠性也較差。專用機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)的多刀切削，自動化程度較高，結(jié)構(gòu)較簡單，生產(chǎn)效率也較高。第二方面是動力部件的半自動循環(huán)控制。 要求組合機(jī)床能以手動、半自動、全自動三種工作方式工作。 4 要求在動力頭工作進(jìn)給時(shí)，冷卻泵電動機(jī) M3 才接通，但也可以隨時(shí)調(diào)整。停止冷卻泵按 SB7 即可。繼電器 接觸器控制的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便、抗干擾性能力強(qiáng)。因而 60 年代出現(xiàn)了一種能夠根據(jù)需要，方便 的改變控制系統(tǒng)，而又要比計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉的自動化裝置 —— 順序控制器。 PLC、單片機(jī)、繼電器 接觸器控制系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： （一） PLC 與繼電器 接觸器相比較： 繼電器 接觸器控制系統(tǒng)自上世紀(jì)二十年代問世以來，一直是機(jī)電控 制的主流。 可編程控制器采用存儲邏輯。 而可編程控制器是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制的，速度相當(dāng)快。 PLC 根據(jù)給定的定時(shí)值，由軟件和硬件計(jì)數(shù)器來控制制定時(shí)間，定時(shí)精度高、定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響，并且一旦調(diào)好，不會變化。因而可靠性和維護(hù)性差。 而 PLC 采用了面向操作者的語言編程，如梯