【正文】 期執(zhí)行。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 圖 410 組態(tài)圖洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 結(jié) 論 PLC 技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)相當(dāng)熟悉。首先感謝段春霞老師和韓英老師的幫助，在她們的指導(dǎo)下，我才能完成這一論文，在此，我向所有幫助過(guò)我的老師表示誠(chéng)摯的謝意。鑒于本人知識(shí)有限，又是第一次獨(dú)立完成這一設(shè)計(jì)，論文中難免有很多的錯(cuò)誤或不足之處，希望各位老師批評(píng)指正。用 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)多工步機(jī)床電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化的功能，能夠很好地滿(mǎn)足特有的要求。熱鍵命令語(yǔ)言：被鏈接到設(shè)計(jì)者指定的熱鍵上，軟件運(yùn)行期間，操作者隨時(shí)按下熱鍵都可以啟動(dòng)這段命令語(yǔ)言程序。當(dāng)表達(dá)式的值為假時(shí)，定義了“顯示”狀態(tài)的對(duì)象自動(dòng)隱含，定義了“隱含”狀態(tài)的對(duì)象自動(dòng)顯示。把這些動(dòng)畫(huà)連接組合起來(lái)，應(yīng)用程序?qū)⒊尸F(xiàn)出令人難以想象的圖形動(dòng)畫(huà)效果。在“數(shù)據(jù)庫(kù)”中的“數(shù)據(jù)詞典” 中定義數(shù)據(jù)變量，定義數(shù)據(jù)變量的內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)變量的：變量名、變量類(lèi)型、初始值、變化靈敏度、最大值最小值的范圍、連接設(shè)備、寄存器、數(shù)據(jù)類(lèi)型和讀寫(xiě)屬性等相關(guān)的參數(shù)； 數(shù)據(jù)變量定義如圖 44 所示。 人機(jī)界面（ HMI）設(shè)計(jì) 雙擊桌面圖標(biāo)，打開(kāi)工程管理器，如圖 41 所示。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 6. 強(qiáng)大的腳本語(yǔ)言處理，能夠幫助你實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯操作和與決策處理。 工程管理器：工程管理器用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理，對(duì)已有工程進(jìn)行搜索、添加、備份、恢復(fù)以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出等功能。 功能塊圖 FBD 類(lèi)似于數(shù)字電子思路，它是將具有各種與、或、非、異或等邏輯關(guān)系的功能塊圖按照一定的控制邏輯組合起來(lái)。 M 1 0 . 1 M 1 0 . 3 Q 0 . 2 M 1 0 . 0Q 0 . 0Q 0 . 4M 1 0 . 2M 1 0 . 6M 1 0 . 7M 1 1 . 1 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 M 1 1 . 2 M 1 0 . 3 Q 0 . 2 M 1 0 . 0Q 0 . 0Q 0 . 4M 1 1 . 4M 1 1 . 5M 1 1 . 7M 1 2 . 0 .Q0.45 Q 0 . 0 M 1 0 . 2 M 1 0 . 7Q 0 . 2M 1 1 . 2M 1 1 . 5 M 1 2 . 0M 1 2 . 3 M 1 2 . 6M 1 0 . 0M 1 1 . 2M 1 2 . 3Q 0 . 1洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 M 1 0 . 4 Q 0 . 3 M 1 0 . 0M 1 1 . 0M 1 1 . 3Q 0 . 2M 1 1 . 6M 1 2 . 1M 1 2 . 4M 1 2 . 7M 1 0 . 5 M 1 2 . 7 M 1 0 . 0Q 0 . 3 圖 39 電氣控制梯形圖 小結(jié) PLC 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)通信功能，并且具有處理分支、中斷、自診斷能力。 開(kāi) 始初 始 等 待初 始 等 待橫 向 快 進(jìn)橫 向 工 進(jìn)橫 向 延 時(shí) 1 s橫 向 快 退車(chē) 平 面 開(kāi) 始 ？縱 向 快 進(jìn)縱 向 工 進(jìn)縱 向 延 時(shí) 1 s縱 向 快 退NY 圖 31 主程序控制流程圖 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 多工步機(jī)床電氣控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì) 工步一：鉆孔梯形圖如圖 32 所示。這種編程語(yǔ)言適合于那些熟悉數(shù)字電子電路的人員。梯形圖的一個(gè)關(guān)鍵概念是“能流” (Power Flow)。 STEP7 Micro/WIN32 編程軟件提供了三種編程語(yǔ)言，即梯形圖 LAD，語(yǔ)言表 STL 及功能塊圖 FBD，每種語(yǔ)言都有自己的特點(diǎn)。系統(tǒng)軟件由 PLC 廠(chǎng)家提供并 已固化在 EPROM 中，不能直接存取和干預(yù)。 PLC 的輸入 /輸出回路均帶有光電隔離等抗干擾和過(guò)載保護(hù)措施。本設(shè)計(jì)使用 RL1 系列。額定電壓至 480V，額定電流至 600A 的交流電力線(xiàn)路之用，適宜于控制交流電動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)、停止、 換向及反接制動(dòng)。若超過(guò) 8 小時(shí)，必須空載開(kāi)閉三次以上，以消除表面氧 化膜。 3. 輔助觸點(diǎn)種類(lèi)、數(shù)量級(jí)觸點(diǎn)額定電流。 在實(shí)際生產(chǎn)中，將限位開(kāi)關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)不見(jiàn)的模塊撞擊限位開(kāi)關(guān)時(shí)，限位開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。 S B 1S Q 1S Q 2S Q 3S Q 42 4 VI 0 . 0I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 41 MI 0 . 52 MQ 0 . 0Q 0 . 11 L2 LP L CS 7 2 0 0K M 1K M 2K M 3A C 2 2 0 VQ 0 . 2Q 0 . 5K M 4F U 圖 22 PLC 電路主機(jī)單元 I/O 接線(xiàn)圖 元件明細(xì)表 由于工步機(jī)床電氣控制系統(tǒng) I/O 點(diǎn)及元件的數(shù)量和類(lèi)型可知，該系統(tǒng)有一個(gè)電磁閥，四個(gè)接觸式接觸器 KM KM KM3 和 KM4，兩個(gè)按鈕開(kāi)關(guān) SB SB2，四個(gè)限位開(kāi)關(guān) SQ SQ SQ3 和 SQ4，兩個(gè)熔斷器 FU1和 FU2，還有三臺(tái)三相異步交流電動(dòng)機(jī) M M2 和 M3。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 4. CPU224XP 型主機(jī)單元 具有與 CPU224 相比增加了 2 路輸入 /1路輸出功 3 路模擬量 I/O。 S7200 系列 PLC 體積小，價(jià)格低廉，軟硬件功能強(qiáng)大，系統(tǒng)配置方便，它一推向市場(chǎng)就在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 2 章 硬件設(shè)計(jì) PLC 選型設(shè)計(jì) PLC 技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)化的重要手段，它可以實(shí)現(xiàn)邏 輯控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)通信等功能，并且具有處分支、中斷、自診斷能力。學(xué)得輕松，做得舒服。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。與相同功能的繼電器相比，具有很高洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 的性?xún)r(jià)比。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。 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。從PLC 的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電器系統(tǒng)相比，電氣線(xiàn)接及開(kāi)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。今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在世界各地發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。目前我國(guó)工業(yè)控制電氣化技術(shù)，產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。因此，此 PLC 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)就是 PLC 和上述器件的選取和連可編程控制器不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來(lái)滿(mǎn)足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，擯棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語(yǔ)言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶(hù)程序的編制清晰直觀(guān)、方便易學(xué)、調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。多工步機(jī) 床用于加工棉紡錠子錠腳的一種加工機(jī)床，某錠腳加工工藝比較復(fù)雜，零件加工前為實(shí)心毛坯件，整個(gè)機(jī)械加工由 7 個(gè)刀具分分別按照 7 個(gè)工步要求依次進(jìn)行切削。在機(jī)床行業(yè)中，多工步動(dòng)作多機(jī)床由于其工步及，控制較為復(fù)雜。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(xiàn)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。接著，再通過(guò)軟件的編制，最終實(shí)現(xiàn)除裝卸工件以外的其余自動(dòng)循環(huán)過(guò)程。 20 世紀(jì)末世界上最大的變化就是全球市場(chǎng)的形成。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)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(guò)數(shù)字式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程”。 2. 配套齊全，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。 4. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 用破儲(chǔ)邏輯代替接線(xiàn)邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線(xiàn)，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建行的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。同時(shí)可編程控制器作為一種新型的工業(yè)自動(dòng)化裝置已在工業(yè)控制名個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，具有體積小，功耗低，壽命長(zhǎng)，可靠性高，靈活通用，易于編程，紀(jì)念版及使用方便等特點(diǎn)。 3. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器，時(shí)間繼電器。 梯形圖語(yǔ)言實(shí)際上是一種面向用戶(hù)的一種高級(jí)語(yǔ)言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺胺g”成匯編語(yǔ)言后再去執(zhí)行。對(duì)于量大的配套項(xiàng)目，采用單片機(jī)系統(tǒng)具有成本低，效益高的優(yōu)點(diǎn)，但這要有相當(dāng)?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)才能使系統(tǒng)穩(wěn)定，可靠地運(yùn)行。程序運(yùn)行為周期性順序掃描和集中批處理的工作方式，具有故障檢測(cè)及診斷程序，可靠性極高。第一代產(chǎn)品為 CPU21X型，包括 CPU21 CPU21 CPU215 和 CPU216，其中每種主機(jī)單元可以進(jìn)行擴(kuò)展。因此采用 1 個(gè)基板即可。目前按鈕在結(jié)構(gòu)上是多種形式的：旋鈕式用手安東旋轉(zhuǎn)進(jìn)行操作；指示燈式按鈕內(nèi)可裝入信號(hào)顯示信號(hào)；緊急式裝有蘑菇形按帽，以表示緊急操作。 LXW5 系列微動(dòng)開(kāi)關(guān)是適用于交流 50HZ 或 60HZ，電壓至 600V，額定控制電流至 15A 和直流 220V，額定控制電流 20A 的控制電路中，限位開(kāi)關(guān)廣泛用于各種機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。 額定電壓：銘牌額定電壓是指主觸點(diǎn)上 的額定電壓。） 操作頻率：至每小時(shí)接通的次數(shù)，交流接觸器最高為 600 次 /h，直流接觸器可達(dá) 1200 次 /h。 ARE 系列的電磁閥主要用于氣壓流控制，根據(jù)介質(zhì)流向要求及管道連接方式克制 ARE050 可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)全部要求，因此選擇ARE050 作為控制縱向運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)。拖動(dòng)閘門(mén)的電動(dòng)機(jī)常采用短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī) 。因 此可以采用 PLC 控制來(lái)代替特反應(yīng)爐控制系統(tǒng)中使用繼電接觸器控制實(shí)現(xiàn)的所有邏輯控制，可以保持原有的操作方式、按鈕、開(kāi)關(guān)、主令控制器的作用不變，以方便用戶(hù)使用，縮短適應(yīng)期。其軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)為 STEP7 Micro/WIN32 編程軟件。內(nèi)部橫豎線(xiàn)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)指令組一般是從裝載指令開(kāi)始，必要時(shí)再續(xù)以若干個(gè)輸入指令（含 LD 指令），以建立邏輯條件。“能流”以通過(guò)被激勵(lì) (ON)的常開(kāi)接點(diǎn)和未被激勵(lì) (OFF)的常閉接點(diǎn)自左向右流。 PLC 的編程語(yǔ)言與一般計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相似，具有明顯的特點(diǎn)，它既不同于高級(jí)語(yǔ)言，也不同與一般的匯編語(yǔ)言，它既要滿(mǎn)足易于編寫(xiě)，又要滿(mǎn)足易于調(diào)試的要求。 I 0 . 4 M 1 1 . 0 M 1 1 . 2M 1 1 . 1M 1 1 . 1I 0 . 1 M 1 1 . 1 M 1 1 . 3M 1 1 . 2M 1 1 . 2M 1 0 . 3 M 1 1 . 2 M 1 1 . 4M 1 1 . 3M 1 1 . 3 圖 34 鉆深孔梯形圖 工步四：車(chē)外圓及鉆孔梯形圖如圖 35 所示。 STEP7 Micro/WIN32 編程軟件三種編程語(yǔ)言，即梯形圖 LAD，語(yǔ)言表 STL 及功能塊圖 FBD，每種語(yǔ)言都有自己的洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 特點(diǎn)。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第 4 章 組態(tài)設(shè)計(jì) 組態(tài)王軟件是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，它融過(guò)程控制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)操作以及工廠(chǎng)資源管理于一體，將一個(gè)企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化管理。 一、組態(tài)王的主要功能特性： 1. 可視化操作界面，真彩顯示圖形、支持漸進(jìn)色、豐富的圖庫(kù)、動(dòng)畫(huà)連接。 9. 豐富的設(shè)備支持庫(kù)，支持常見(jiàn)的 PLC 設(shè)備、智能儀表、智能模塊。 圖43 組態(tài)王系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 定義設(shè)備和連接變量 在組態(tài)王工程瀏覽器樹(shù)型目錄中，選擇“設(shè)備”，在右邊的工作區(qū)中出現(xiàn)了“新建”圖標(biāo) , 雙擊，彈出“設(shè)備配置向?qū)А睂?duì)話(huà)框。這樣，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，比如溫度、液面高度等，當(dāng)它們發(fā)生變化時(shí)，通過(guò) I/O 接口，將引起實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中變量的變化，如果設(shè)計(jì)者曾經(jīng)定義了一個(gè)畫(huà)面圖素 —— 比如指針 —— 與這個(gè)變量相關(guān)，我們將會(huì)看到指針在同步偏轉(zhuǎn)。 特殊：所有的圖形對(duì)象都可以定義閃爍、隱含兩種連接，這是兩種規(guī)定圖形對(duì)象可見(jiàn)性的連接。如圖 47所示； 工件“夾緊”和“放松”運(yùn)行如圖所示。在變量或變量的域值變化到超出數(shù)據(jù)字典中所定義的變化靈敏度時(shí)，它們就被觸發(fā)執(zhí)行一次。此項(xiàng)新型多工步機(jī)床電氣控制系統(tǒng)采用了先進(jìn)的技術(shù)，其工作可靠性高，簡(jiǎn)單易懂，容易掌握，操作維護(hù)方便，反映靈活，自動(dòng)化程度高，可以滿(mǎn)足棉紡釘子釘腳的加工