【正文】 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，可以滿足棉紡釘子釘腳的加工。如圖 47所示； 工件“夾緊”和“放松”運(yùn)行如圖所示。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)。 9. 豐富的設(shè)備支持庫(kù)，支持常見的 PLC 設(shè)備、智能儀表、智能模塊。 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。 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?！澳芰鳌币酝ㄟ^(guò)被激勵(lì) (ON)的常開接點(diǎn)和未被激勵(lì) (OFF)的常閉接點(diǎn)自左向右流。其軟件開發(fā)平臺(tái)為 STEP7 Micro/WIN32 編程軟件。拖動(dòng)閘門的電動(dòng)機(jī)常采用短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī) 。） 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。 LXW5 系列微動(dòng)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(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)。因此采用 1 個(gè)基板即可。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。 梯形圖語(yǔ)言實(shí)際上是一種面向用戶的一種高級(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。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)。 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。 20 世紀(jì)末世界上最大的變化就是全球市場(chǎng)的形成。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。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。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。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，電氣線接及開關(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。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。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。 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。 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。 在實(shí)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(jī)械運(yùn)動(dòng)不見的模塊撞擊限位開關(guān)時(shí)，限位開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。若超過(guò) 8 小時(shí)，必須空載開閉三次以上，以消除表面氧 化膜。本設(shè)計(jì)使用 RL1 系列。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)。梯形圖的一個(gè)關(guān)鍵概念是“能流” (Power Flow)。 開 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 平 面 開 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。 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(lái)。 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。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。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。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，能夠很好地滿足特有的要求。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。 應(yīng)用程序命令語(yǔ)言：可以在程序啟動(dòng)時(shí)、關(guān)閉時(shí)或在程序運(yùn)行期間周期執(zhí)行?！敖M態(tài)王”系統(tǒng)還為部分動(dòng)畫連接的圖形對(duì)象設(shè)置了訪問(wèn)權(quán)限，這對(duì)于保障系統(tǒng)的安全具有重要的意義。組態(tài)王提供了豐富的快速應(yīng)用設(shè)計(jì)的工具。它適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理和故障診斷，到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。 I 0 . 3 M 1 2 . 1 M 1 2 . 3M 1 2 . 2M 1 2 . 2I 0 . 1 M 1 2 . 2 M 1 2 . 4M 1 2 . 3M 1 2 . 3M 1 0 . 3 M 1 2 . 3 M 1 2 . 5M 1 2 . 4M 1 2 . 4 圖 37 精絞雙絞孔梯形圖 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 工步七：絞錐孔梯形圖如圖 38 所示。他特別適合于熟悉計(jì)算機(jī)原理和熟悉 PLC 的結(jié)構(gòu)原理和工作過(guò)程的程序員，用它可以編寫儲(chǔ)梯形圖 LAD 或功能塊圖 FBD 無(wú)法實(shí)現(xiàn)的編程，程序執(zhí)行速度最快。 編程語(yǔ)言的選擇 PLC 最常用的三種編程語(yǔ)言，一是梯形圖，二是語(yǔ)句表 STL，三是功能塊圖 FBD。 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)處理、數(shù)據(jù)通信等功能，并且具有處理分支、中斷、自診斷能力。交流接觸器的結(jié)構(gòu)原理與直流接觸器相似，主要由點(diǎn)此系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧裝置、復(fù)位彈簧和支架底座等部分組成。 接觸器的選擇，選擇接觸器主要考慮一下技術(shù)資料： 1. 電源種類：交流或直流。 表 22 PLC 的輸入 /輸出編址 信 號(hào) 名 稱 信 號(hào) 符 號(hào) I / O 編 址 輸 入 電 源啟 動(dòng) 開 關(guān) S B 1 I 0 . 0 D C 2 4 V橫 向 工 進(jìn) 開 始 S Q 1 I 0 . 1 D C 2 4 V限 位 開 關(guān) Q R W T R E T R T R Y R T Y T R U T Y R T Y R E 橫 向 延 時(shí) 開 始 S Q 2 I 0 . 2 D C 2 4 V 限 位 開 關(guān) Q R W T R E T R T R Y R T Y T R U T Y R T Y R E 橫 向 快 退 結(jié) 束 S Q 3 I 0 . 3 D C 2 4 V限 位 開 關(guān) Q R W T R E T R T R Y R T Y T R U T Y R T Y R E 縱 向 快 退 結(jié) 束 S Q 4 I 0 . 4 D C 2 4 V 限 位 開 關(guān) Q R W T R E T R T R Y R T Y T R U T Y R T Y R E 停 止 開 關(guān) S B 2 I 0 . 5 D C 2 4 V正 轉(zhuǎn) 接 觸 器 K M 1 Q 0 . 0 A C 2 2 0 V反 轉(zhuǎn) 接 觸 器 K M 2 Q 0 . 1 A C 2 2 0 V快 速 接 觸 器 K M 3 Q 0 . 2 A C 2 2 0 V電 磁 閥 D T 1 Q 0 . 3 A C 2 2 0 V主 軸 接 觸 器 K M 4 Q 0 . 4 A C 2 2 0 V 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 PLC 的 I/O 電路設(shè)計(jì) PLC 的主電路圖如圖 21 所示。根據(jù) PLC 的技術(shù)特點(diǎn)又可增加一些 新的功能。 7. 體積小，能耗低 對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用 PLC 后，可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，小型 PLC 的體積相當(dāng)于幾個(gè)繼電器大小，因此可將開關(guān)柜的體洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 積縮小到原來(lái)的 1/21/10。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這類控制系統(tǒng)已顯示出越來(lái)越多的弊端。近年來(lái) PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制，溫度控制， CNC 等各種工業(yè)控制中。然而這種自動(dòng)化需要投入大量的資金，是一種高投資、高效率同時(shí)是高風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展模式，很難為大多數(shù)中小企業(yè)所采用。 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)分為硬件和軟件設(shè)計(jì)兩部分。采用 PLC 控制，可是接線大為簡(jiǎn)化，不但安裝十分方便，而且保證了可靠性，減少了維修量，提高了功效。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 1 章 多工步組合機(jī)床與 PLC 課題研究的背景 本文設(shè)計(jì)的多工步機(jī)床是用于加工棉紡錠子錠腳的一種加工機(jī)床 ,其錠腳加工工藝比較復(fù)雜 ,零件加工前為實(shí)心坯件 ,整個(gè)機(jī)械加工過(guò)程由七個(gè)工步要求依次進(jìn)行切削七個(gè)工步依次為：鉆孔、車平面、鉆深孔、車外圓及鉆孔、粗絞雙節(jié)孔及倒角、精絞雙節(jié)孔、絞錐孔，各個(gè)工頻的動(dòng)作分解如圖 11 所示。 PLC 由于采用現(xiàn)代規(guī)模繼承電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造 ，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。 5. 體積小，重量輕，能耗低 以越小型 PLC 為倒，新近出道的品種底部尺寸小于 100mm，重量小洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 于 150g, 功耗僅數(shù)瓦。 4. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試工作量少 PLC 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器，時(shí)間繼電器，計(jì)算機(jī)等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)，安裝，接線工作量大大減少。 小結(jié) 棉紡行業(yè)的現(xiàn)代化，要求機(jī)械產(chǎn)業(yè)不斷的提供各種先進(jìn)的設(shè)備為制造和維修這些設(shè)備，就必須 具備制造各種金屬零件的設(shè)備。 1. CPU221 型主機(jī)單元 具有 6 輸入 /4 輸出共計(jì) 10 數(shù)字 I/O 點(diǎn)，無(wú)I/O 擴(kuò)展能力。按鈕開關(guān)選擇額定電壓是 DC4，額定電流 5A，電氣壽命為通斷次數(shù)大于 20 萬(wàn)次。 如某負(fù)載是 380V 的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，則應(yīng)選用 380V 的交流接觸器。 熔斷器選擇，主要是選擇熔斷器的種類、額定電壓、熔斷器額定電壓等級(jí)和熔體的額定電流。操作更簡(jiǎn)便、可靠、指示更清晰。編程人員幾乎不必具有計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，不需考慮 PLC 內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理，只要有繼電接觸器控制的基礎(chǔ)，就能在很短時(shí)間內(nèi)掌握梯形圖 LAD 的使用和編程方法，因此這種編程語(yǔ)言應(yīng)用最廣。 PLC 的這些及其它特性使之成為任何一個(gè)控制系統(tǒng)的有益部分。編程人員幾乎 不必具備計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)不需考慮 PLC 內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理，只要有繼電接觸器控制的基礎(chǔ)，就能在很短時(shí)間內(nèi)掌握梯形圖 LAD 的使用和編程方法，因此這種編程語(yǔ)言應(yīng)用最廣。 3. 可以對(duì)畫面中的一部分進(jìn)行保存，以便以后進(jìn)行分析或打印。這樣就完成了設(shè)備定