【正文】 點(diǎn) SQ22（ 15— 23）后閉合，使 KM3 線圈經(jīng)（ 13— 27— 29— 19— 17— 15— 23— 25）路徑通電， M2 正向點(diǎn)動(dòng)。由 KM3 線圈的通電路徑可見，只要扳動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)給操作的任何一個(gè)手柄， SQ3~SQ6 其中一個(gè)行程開關(guān)的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，都會(huì)切斷 KM3 線圈支路，使圓工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)，這就實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)進(jìn)給和圓工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)鎖關(guān)系。 （ 2） 維護(hù)方便，各部件最好采用插件方式； （ 3） 可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)； （ 4） 設(shè)備體積小于繼電器控制柜； （ 5） 數(shù)據(jù)可以直接送給管理計(jì)算機(jī)； （ 6） 成本可與繼電器控制系統(tǒng)相競(jìng)爭(zhēng)； （ 7） 輸入電壓是 115V 交流電； （ 8） 輸出電壓也是 115V 交流電，輸出電流達(dá) 2A 以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥； （ 9） 系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，原 系統(tǒng)只需做小的變動(dòng)； （ 10） 用戶程序存儲(chǔ)容量可擴(kuò)展到 4KB。日本于 1971 年引進(jìn)可編程控制器技術(shù)，德國(guó)于 1973 年引進(jìn)可編 程控制器技術(shù)，中國(guó)于 1973 年開始研制可編程控制器，1977 年應(yīng)用到生產(chǎn)線上?？删幊炭刂破鞯?I/O 點(diǎn)數(shù)越多，其存儲(chǔ)容量也越大。由于梯形圖比較直觀，容易 掌握，因而很受普通技術(shù)人員的歡迎。 (2)閉環(huán)過(guò)程控制。 PLC 與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布控制系統(tǒng)。 我國(guó)研制與應(yīng)用 PLC 起步較晚， 1973 年開始研制， 1977 年開始應(yīng)用， 20 世紀(jì) 80年代初期以前發(fā)展較慢， 20 世紀(jì) 80 年代隨著成套設(shè)備或?qū)Ｓ迷O(shè)備引進(jìn)了不少 PLC，如寶鋼一期工程整個(gè)生產(chǎn)線上就是使用了數(shù)百臺(tái) PLC，二期工程使用得更多。 通常，輸入接口電路有直流 12~24V 輸入，交流輸入，交、直流輸入三種。根據(jù)負(fù)載需要可接交流或主流電源。一般有以下三種： （ 1） 手編程器。但其價(jià)格較昂貴，且要用專門的機(jī)房，一般適用于大、中型機(jī)。 （ 1）梯形圖與繼電控制電路原理圖區(qū)別。 3）梯形圖按由左至右、由上至下的順序畫出，因?yàn)?CPU 是按此順序執(zhí)行程序 的。參數(shù)表明操作數(shù)的地址或一個(gè)預(yù)先設(shè)定值。因此， PLC 控制的適應(yīng)性很強(qiáng)。 嚴(yán)格來(lái)講，一個(gè)掃描周期主要包括：為保障系統(tǒng)正常運(yùn)行的公共操作占用時(shí)間、系統(tǒng)與外界交換信息占用時(shí)間及執(zhí)行用戶程序過(guò)程占用時(shí)間 3部分。 PLC 執(zhí)行用戶程序總是根據(jù)梯形圖的順序先左而右、從上而下地對(duì)每條指令進(jìn)行讀取及解釋，并從輸入映像存儲(chǔ)器和輸出映像存儲(chǔ)器中讀取輸入和輸出的狀態(tài)，結(jié)合原來(lái)的各軟元件的數(shù)據(jù)及狀態(tài)，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算出每條指令的結(jié)果，并馬上把結(jié)果存入相應(yīng)的寄存器（如果輸出的是 Y 狀態(tài)就暫存在輸出映像存儲(chǔ)器）中，然后再執(zhí)行下一條指令，直至“ END”。在 PLC 內(nèi)部設(shè)置了監(jiān)控定時(shí)器，用來(lái)監(jiān)視每個(gè)掃描周期是否超出規(guī)定的時(shí)間，一旦超出， PLC 就停止運(yùn)行，從而避免了由于 PLC 內(nèi)部 CPU 出故障程序運(yùn)行進(jìn)入死循環(huán)（死機(jī)現(xiàn)象）。 ，性價(jià)比高 一臺(tái)小型 PLC 內(nèi)存有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程組件，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。 ，抗干擾能力強(qiáng) 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。不同機(jī)型的 PLC，具有不同的編程語(yǔ)言。 （ 4）指令數(shù)。 （ 7）其它指標(biāo)。PLC 采用無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)的邏輯運(yùn)算微電子技術(shù)，復(fù)雜的控制由 PLC 內(nèi)部運(yùn)算器完成，故壽命長(zhǎng)、可靠性高。在 PLC 中，各“軟繼電器”都處于周期性循環(huán)掃描接通中，每個(gè)“軟繼電器”受制約接通的時(shí)間是短暫的。 PLC 針對(duì)工業(yè)順序控制，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有很高的可靠性。 24 第三章 X62W 萬(wàn)能銑床電氣控制線路的 PLC 改造 X62W 銑床 PLC 控制系統(tǒng)的分析 根據(jù)實(shí)際情況，在銑床的電氣改造過(guò)程中，保留原有的機(jī)械操作不變，將原來(lái)繼電器控制的線路用 PLC 控制系統(tǒng)取代 。 FX2N 是 FX 系列中功 能最強(qiáng)、速度最高的微型可編程序控制器。當(dāng)按停止按鈕 SB5 或 SB6 時(shí)， X2 常開觸點(diǎn)復(fù)位， Y1 線圈失電，主軸慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí) X3 常開觸點(diǎn)閉合， Y5 線圈得電接通電磁離合器 YC1，主軸制動(dòng)停轉(zhuǎn)。當(dāng) SA2 復(fù)位時(shí)，輔助繼電器 M2 失電，使 Y3 線圈失電，圓形工作臺(tái)停止旋轉(zhuǎn)。而 PLC 采用了計(jì)算機(jī)技術(shù) ，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲(chǔ)器中，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。 5） 從可靠性和可維護(hù)性上看，由于電氣控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，其存在機(jī)械磨損、電弧燒傷等，壽命短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護(hù)性 較差。我只好停下設(shè)計(jì)任務(wù)去學(xué)習(xí)與 PLC 有關(guān)的內(nèi)容，但還是困難重重，很多的問(wèn)題累積起來(lái)，使我感覺(jué)很吃力，幸好，時(shí)間還算多，我認(rèn)真的看與 PLC 有關(guān)的書籍， 不斷積累相關(guān)知識(shí)，遇到問(wèn)題就求助老師或同學(xué)，終于，在理論上我已經(jīng)走出了迷茫。懇請(qǐng)閱讀此篇設(shè)計(jì)論文的老師、同學(xué)，多予指正，不勝感激！ 32 參考文獻(xiàn) [1] 《 PLC 應(yīng)用技術(shù) 》 姜新橋 主編 電子工業(yè) 出版社 [2] 《工廠電氣控制技術(shù)》 熊幸命主編 清華大學(xué)出版社 [3]《 PLC 與 電氣控制》 羅偉鄧木生主編 中國(guó)電力出版社 [4] 《電氣與 PLC 控制技術(shù)》 姚屏主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [5] 《流行 PLC 實(shí)用程序及設(shè)計(jì)》 賀哲榮主編 西安電子科技大學(xué)出版社 [6]《 電氣控制與 PLC 實(shí)訓(xùn)教程 》阮友德主編 人民郵電出版社 [7]《 電工與電子技術(shù) 基礎(chǔ)》鄒建華主編 華中科技 大學(xué)出版社 [8]《 機(jī)床電氣控制線路識(shí)圖 》李響初主編 中國(guó)電力出版社 [9]《 數(shù)控機(jī)床 PLC 控制技術(shù) 》陳芳主編 清華大學(xué)出版社 [10]《 PLC 基礎(chǔ)及應(yīng)用 》廖常初主編 機(jī)械工業(yè)出版社 [11]《 電氣控制與 PLC 應(yīng)用技術(shù) 》吳麗 主編 兵器工業(yè)出版社 。 最后我們把 收集好資料從頭到尾的理清一下，選材、分析，把所有材料按指導(dǎo)老師提供的提綱內(nèi)容進(jìn)行分類，確定章節(jié)、重點(diǎn)。 31 致謝 通過(guò)三四個(gè)月的辛苦，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下告一段落，而大學(xué)生活也即將結(jié)束了。 2） 從工作方式上看，在繼電器控制電路中，當(dāng)電源接通時(shí)，電路中所以所以繼電器都處于受制約狀態(tài)，即該吸合的繼電器都同時(shí)吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式。該程序及 PLC 的硬 接線不僅保證了原電路的工作邏輯關(guān)系，而且具有各種聯(lián)鎖措施，電氣改造的投資少，工作兩較小。第 8 支路表達(dá)了工作臺(tái)六個(gè)方向的進(jìn)給、進(jìn)給沖動(dòng)及園工作臺(tái)的工作邏輯關(guān)系。有多種 RS232/RS422/RS485 串行通信模塊或功能擴(kuò)展板，可實(shí)現(xiàn)模擬量控制、位置控制和聯(lián)網(wǎng)通信功能。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性、安全性，考慮到系統(tǒng)的成本，系統(tǒng)的組織電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)及冷卻泵電動(dòng)機(jī)部分控制將不采用 PLC 控制。電路布局方面的主要模塊都采用大規(guī)模與超大規(guī)模的集成電路，在輸入、輸出系統(tǒng)中采用完善隔離等通道保護(hù)功能；在電路結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵及防震等 各方面都做了周密的考慮；在電路硬件方面采用了隔離、屏蔽濾波及接地等抗干擾技術(shù)；在軟件上采用了數(shù)字濾波及循環(huán)掃描、成批輸入、成批輸出處理技術(shù)。不論是 PLC 還是集散系統(tǒng)，在發(fā)展過(guò)程中，二者始終是相互滲透、互為補(bǔ)充的。繼電器的觸點(diǎn)數(shù)目少，一般只有 4~8 對(duì)；而“軟繼電器”可供編程的觸點(diǎn)數(shù)有無(wú)限對(duì)。 控制的優(yōu)越 性 傳統(tǒng)的繼電器控制只能進(jìn)行開關(guān)量的控制，而 PLC 即可進(jìn)行開關(guān)量控制，又可進(jìn)行模擬量控制，還能與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)控制。 （ 5）軟元件的種類和點(diǎn)數(shù)。 (2)用戶存儲(chǔ)器容量和類型。 PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與 I/O 有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制的 1/100~1/10,因觸頭接觸不良造成的故障大為減少。 ，適應(yīng)性強(qiáng)，施工周期短 PLC 產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化、并配設(shè)品種齊全的各種 硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。 可見， PLC 是通過(guò)周期性不斷地循環(huán)掃描并采用集中采樣輸出的方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和設(shè)備的連續(xù)控制。 （ 3） 結(jié)果輸出階段，也叫輸出刷新。 PLC 在運(yùn)行狀態(tài)執(zhí)行用戶指令的動(dòng)作過(guò)程可分 3 個(gè)階段。整個(gè)過(guò)程可分為 五個(gè)階段：自診斷、與編輯器計(jì)算機(jī)等通信、輸入采用（讀入現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)）、用戶程序執(zhí)行和 輸出刷新（輸出結(jié)果）。控制邏輯常用與、或、非三種邏輯功能來(lái)表示。 2． 指令表語(yǔ)言 這種編程語(yǔ)言是一種與計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言相類似的助記符編程方式，是用一系列操作指令組成的語(yǔ)言表控制流程描述出來(lái)，并通過(guò)編程器送到 PLC 中去的。 1）在繼電控制電路圖中，每個(gè)電氣符號(hào)代表一個(gè)實(shí)際的電器或電器部件，電氣符號(hào)之間的連線表示電器部件間的連接線，因此繼電器控制電路圖表示一個(gè)實(shí)際的電路；而梯 形圖表示的不是一個(gè)實(shí)際的電路而是一個(gè)程序，圖中的繼電器并不是物理實(shí)體，可稱為“軟繼電器”，它實(shí)質(zhì)上是 PLC 的內(nèi)部寄存器，其間的連線表示的是它們之間的邏輯關(guān)系。許多 PLC 生產(chǎn)廠家都開發(fā)了專用的編程軟件，將 PLC 與計(jì)算機(jī)通過(guò) RS232 通信口相連接（如果 PLC 用的是 RS422 通信口，則須另加適配器），就可以在計(jì)算機(jī)上采用各種編程語(yǔ)言編程并實(shí)現(xiàn) 各種功能。其缺點(diǎn)是屏幕小，只能采用助記符語(yǔ)言編程。負(fù)載電流約為 ，響應(yīng)時(shí)間小于 1ms，電流小于 100μ A,擇 36V 以下的直流電源。這可以使生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的電路與 PLC 的內(nèi)部電路隔離，既能有效地避免因外電路的故障而損壞 PLC，同時(shí)又能抑制外部干擾信號(hào)侵入 PLC，從而提高 PLC 的工作可靠性。例如，北京機(jī)械自動(dòng)化研究所、上海起重電器廠、上海電力電子設(shè)備廠、無(wú)錫電器廠等。 20 世紀(jì) 70 年代中期在 PLC 中引入了微機(jī)計(jì)算機(jī)技術(shù)，使 PLC 的功 能不斷增強(qiáng)，質(zhì)量不斷提高，應(yīng)用日益廣泛。 PLC 通過(guò)模擬量 I /O 模塊，實(shí)現(xiàn)模擬（ Analog）量和數(shù)字（ Digital）量之間的轉(zhuǎn)換，一般稱為 A\D 轉(zhuǎn)換和 D \A 轉(zhuǎn)換，這一閉環(huán)控制功能可以用 PID 子程序或?qū)Ｓ玫腜ID 閉環(huán)控制功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于塑料擠壓成形機(jī)、加熱爐、熱處理爐和鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力及建材等行業(yè)。 (2)個(gè)人電腦，利用專用的編程軟件進(jìn)行編程。整體式又稱為單元式或箱體式。如果說(shuō)初期發(fā)展起來(lái)的ＰＬＣ主要是以它的高速可靠性、靈活性和小型化來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電 —— 接觸控制的，那么當(dāng)今的ＰＬＣ則吸取了微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的最新成果，得到了更新的發(fā)展。 10 美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（ NEMA）經(jīng)過(guò)調(diào)查，于 1980 年把這種控制正式命名為可編程控制器（ Programmable Controller），英文縮寫為 PC。 觸點(diǎn) 位置 圓工作臺(tái) 接通 斷開 SA21 + SA22 + SA23 + 照明燈 EL 由照明變壓器 T1 提供 24V 的工作電壓， SA4 為燈開關(guān)， FU5 提供短路保護(hù)。 ④工作臺(tái)快速進(jìn)給的操作：要使工作臺(tái)在 6 個(gè)方向快速進(jìn)給，在按常速進(jìn)給的操作方法操作進(jìn)給控制手柄的同時(shí)， 還要按下快速進(jìn)給按鈕開關(guān) SB3 或 SB4（兩地控制），使KM2 線圈通電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)（ 105— 109）切斷 YC2 線圈支路，動(dòng)合觸點(diǎn)（ 105— 111）接通 YC3 線圈支路，使機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改變傳動(dòng)比，實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給，由于與 KM1 的動(dòng)合觸點(diǎn)（ 7— 13）并聯(lián)了 KM2 的一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)，所以在 M1 不啟動(dòng)的情況下也可以進(jìn)行快速進(jìn)給。 ② 工作臺(tái)的垂直與向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái)垂直與橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一個(gè)十字形手柄有上、下、前、后和中間 5 個(gè)位置，其對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如下表所示。 進(jìn)給 拖動(dòng)系統(tǒng)使用的兩個(gè)電磁離合器 YC2和 YC3都安裝在進(jìn)給傳動(dòng)鏈中的第 4根傳動(dòng)軸上。在 SQ1 動(dòng)作的瞬間， SQ1 的動(dòng)合觸點(diǎn)（ 5— 7） 先斷開其他支路，然后動(dòng)合觸點(diǎn)（ 1— 9）閉合，點(diǎn)動(dòng)控制KM1，使 M1 產(chǎn)生瞬間的沖動(dòng)，利用齒輪的嚙合；如果點(diǎn)動(dòng)一次齒輪還不能嚙合，可重復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作。按下 SB1 或 SB→ KM1 線圈通電→ M1 啟動(dòng)運(yùn)行，同時(shí) KM1 動(dòng)合輔助觸點(diǎn)（ 7— 13）閉合為 KM KM4 線圈支路接通做好準(zhǔn)備。 X62W 萬(wàn)能銑床電氣控制線路分析 X62W 萬(wàn)