【正文】 期執(zhí)行。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 圖 410 組態(tài)圖洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 結(jié) 論 PLC 技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(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，我向所有幫助過我的老師表示誠摯的謝意。鑒于本人知識有限，又是第一次獨立完成這一設(shè)計，論文中難免有很多的錯誤或不足之處，希望各位老師批評指正。用 PLC 來實現(xiàn)多工步機床電氣控制系統(tǒng)自動化的功能，能夠很好地滿足特有的要求。熱鍵命令語言：被鏈接到設(shè)計者指定的熱鍵上，軟件運行期間，操作者隨時按下熱鍵都可以啟動這段命令語言程序。當(dāng)表達(dá)式的值為假時，定義了“顯示”狀態(tài)的對象自動隱含，定義了“隱含”狀態(tài)的對象自動顯示。把這些動畫連接組合起來，應(yīng)用程序?qū)⒊尸F(xiàn)出令人難以想象的圖形動畫效果。在“數(shù)據(jù)庫”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)類型和讀寫屬性等相關(guān)的參數(shù)； 數(shù)據(jù)變量定義如圖 44 所示。 人機界面（ HMI）設(shè)計 雙擊桌面圖標(biāo)，打開工程管理器，如圖 41 所示。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 6. 強大的腳本語言處理，能夠幫助你實現(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，對已有工程進行搜索、添加、備份、恢復(fù)以及實現(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。 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 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（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洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（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)可以實現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定時、計數(shù)、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)運算、數(shù)據(jù)通信功能，并且具有處理分支、中斷、自診斷能力。 開 始初 始 等 待初 始 等 待橫 向 快 進橫 向 工 進橫 向 延 時 1 s橫 向 快 退車 平 面 開 始 ？縱 向 快 進縱 向 工 進縱 向 延 時 1 s縱 向 快 退NY 圖 31 主程序控制流程圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 多工步機床電氣控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計 工步一：鉆孔梯形圖如圖 32 所示。這種編程語言適合于那些熟悉數(shù)字電子電路的人員。梯形圖的一個關(guān)鍵概念是“能流” (Power Flow)。 STEP7 Micro/WIN32 編程軟件提供了三種編程語言，即梯形圖 LAD，語言表 STL 及功能塊圖 FBD，每種語言都有自己的特點。系統(tǒng)軟件由 PLC 廠家提供并 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載保護措施。本設(shè)計使用 RL1 系列。額定電壓至 480V，額定電流至 600A 的交流電力線路之用，適宜于控制交流電動機的頻繁啟動、停止、 換向及反接制動。若超過 8 小時，必須空載開閉三次以上，以消除表面氧 化膜。 3. 輔助觸點種類、數(shù)量級觸點額定電流。 在實際生產(chǎn)中，將限位開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機械運動不見的模塊撞擊限位開關(guān)時，限位開關(guān)的觸點動作，實現(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 電路主機單元 I/O 接線圖 元件明細(xì)表 由于工步機床電氣控制系統(tǒng) I/O 點及元件的數(shù)量和類型可知，該系統(tǒng)有一個電磁閥，四個接觸式接觸器 KM KM KM3 和 KM4，兩個按鈕開關(guān) SB SB2，四個限位開關(guān) SQ SQ SQ3 和 SQ4，兩個熔斷器 FU1和 FU2，還有三臺三相異步交流電動機 M M2 和 M3。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 4. CPU224XP 型主機單元 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，價格低廉，軟硬件功能強大，系統(tǒng)配置方便，它一推向市場就在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 第 2 章 硬件設(shè)計 PLC 選型設(shè)計 PLC 技術(shù)是工業(yè)自動化的重要手段，它可以實現(xiàn)邏 輯控制、順序控制、定時、計數(shù)、算數(shù)運算、數(shù)據(jù)運算、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。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計時間比設(shè)計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。與相同功能的繼電器相比，具有很高洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 的性價比。費工費時，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)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。從PLC 的機外電路來說，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，電氣線接及開關(guān)接點已減少到數(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)揮著越來越大的作用。目前我國工業(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，我國工業(yè)計算機系統(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)點來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實時控制要求，同時也照顧到現(xiàn)場電氣維護人員的技能和習(xí)慣，擯棄了微機常用的計算機編程語言的表達(dá)方式，獨具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)、調(diào)試和查錯都很容易。多工步機 床用于加工棉紡錠子錠腳的一種加工機床，某錠腳加工工藝比較復(fù)雜，零件加工前為實心毛坯件，整個機械加工由 7 個刀具分分別按照 7 個工步要求依次進行切削。在機床行業(yè)中，多工步動作多機床由于其工步及，控制較為復(fù)雜。多工步機床由于其工步及動作多，控制較復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的繼電器控制時，需要的繼電器多，接線復(fù)雜，因此，故障多，維修困難，費工費時，不僅加大了維修成本，而且影響了設(shè)備的工效。接著，再通過軟件的編制，最終實現(xiàn)除裝卸工件以外的其余自動循環(huán)過程。 20 世紀(jì)末世界上最大的變化就是全球市場的形成。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令、并能通過數(shù)字式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程”。 2. 配套齊全，功能完善，適用性強 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，建造工作量小，維護方便，容易改造 PLC 用破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)計及建行的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。同時可編程控制器作為一種新型的工業(yè)自動化裝置已在工業(yè)控制名個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，具有體積小，功耗低，壽命長，可靠性高，靈活通用，易于編程，紀(jì)念版及使用方便等特點。 3. 可靠性高，抗干擾能力強 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器，時間繼電器。 梯形圖語言實際上是一種面向用戶的一種高級語言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時，用解釋程序?qū)⑺胺g”成匯編語言后再去執(zhí)行。對于量大的配套項目，采用單片機系統(tǒng)具有成本低，效益高的優(yōu)點，但這要有相當(dāng)?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗才能使系統(tǒng)穩(wěn)定，可靠地運行。程序運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，其中每種主機單元可以進行擴展。因此采用 1 個基板即可。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)進行操作；指示燈式按鈕內(nèi)可裝入信號顯示信號；緊急式裝有蘑菇形按帽，以表示緊急操作。 LXW5 系列微動開關(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，限位開關(guān)廣泛用于各種機床和起重機械，用以控制其行程、進行終端限位保護。 額定電壓：銘牌額定電壓是指主觸點上 的額定電壓。） 操作頻率：至每小時接通的次數(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 可滿足設(shè)計全部要求，因此選擇ARE050 作為控制縱向運動的開關(guān)。拖動閘門的電動機常采用短時工作制電動機 。因 此可以采用 PLC 控制來代替特反應(yīng)爐控制系統(tǒng)中使用繼電接觸器控制實現(xiàn)的所有邏輯控制，可以保持原有的操作方式、按鈕、開關(guān)、主令控制器的作用不變，以方便用戶使用，縮短適應(yīng)期。其軟件開發(fā)平臺為 STEP7 Micro/WIN32 編程軟件。內(nèi)部橫豎線把一個個梯形圖符號指令連成一個指令組，這個指令組一般是從裝載指令開始，必要時再續(xù)以若干個輸入指令（含 LD 指令），以建立邏輯條件?！澳芰鳌币酝ㄟ^被激勵 (ON)的常開接點和未被激勵 (OFF)的常閉接點自左向右流。 PLC 的編程語言與一般計算機語言相似，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，它既要滿足易于編寫，又要滿足易于調(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言，即梯形圖 LAD，語言表 STL 及功能塊圖 FBD，每種語言都有自己的洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 特點。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 第 4 章 組態(tài)設(shè)計 組態(tài)王軟件是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，它融過程控制設(shè)計、現(xiàn)場操作以及工廠資源管理于一體，將一個企業(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、支持漸進色、豐富的圖庫、動畫連接。 9. 豐富的設(shè)備支持庫，支持常見的 PLC 設(shè)備、智能儀表、智能模塊。 圖43 組態(tài)王系統(tǒng)開發(fā) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 定義設(shè)備和連接變量 在組態(tài)王工程瀏覽器樹型目錄中，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υ捒?。這樣，工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，比如溫度、液面高度等，當(dāng)它們發(fā)生變化時，通過 I/O 接口，將引起實時數(shù)據(jù)庫中變量的變化，如果設(shè)計者曾經(jīng)定義了一個畫面圖素 —— 比如指針 —— 與這個變量相關(guān)，我們將會看到指針在同步偏轉(zhuǎn)。 特殊：所有的圖形對象都可以定義閃爍、隱含兩種連接，這是兩種規(guī)定圖形對象可見性的連接。如圖 47所示； 工件“夾緊”和“放松”運行如圖所示。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，它們就被觸發(fā)執(zhí)行一次。此項新型多工步機床電氣控制系統(tǒng)采用了先進的技術(shù)，其工作可靠性高，簡單易懂，容易掌握，操作維護方便，反映靈活，自動化程度高，可以滿足棉紡釘子釘腳的加工