【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸入刷新階段。 （ 3） 輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路（輸出映像寄存器），并通過(guò)一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成 PLC 的實(shí)際輸出。 由此可見(jiàn)，輸入刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段構(gòu)成 PLC 一個(gè)工作周期，由此循環(huán)往復(fù)，因此稱為循環(huán)掃描工作方式。由于輸入刷新階段是緊接輸出刷新階段后馬上進(jìn)行的，所以亦將這兩個(gè)階段統(tǒng)稱為 I/O 刷新階段。 實(shí)際上，除了執(zhí)行程序和 I/O 刷新外， PLC 還要進(jìn)行各種錯(cuò)誤檢測(cè)（自診斷功能）并與編程工具通訊，這些操作統(tǒng)稱為“監(jiān)視服務(wù)”，一般在程序執(zhí)行之后進(jìn)行。綜上述， PLC 11 的掃描工作過(guò)程如圖 23所示 : 圖 23 PLC的掃描工作過(guò)程 顯然掃描周期的長(zhǎng)短主要取決于程序的長(zhǎng)短。掃描周期越長(zhǎng)，響應(yīng)速度越慢。由于每個(gè)掃描周期只進(jìn)行一次 I/O 刷新，即每一個(gè)掃描周期 PLC只對(duì)輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，所以系統(tǒng)存在輸入輸出滯后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。但是由于其對(duì) I/O 的變化每個(gè)周期只輸出刷 新一次，并且只對(duì)有變化的進(jìn)行刷新，這對(duì)一般的開關(guān)量控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是完全允許的，不但不會(huì)造成影響，還會(huì)提高抗干擾能力。這是因?yàn)檩斎氩蓸与A段僅在輸入刷新階段進(jìn)行，PLC 在一個(gè)工作周期的大部分時(shí)間是與外設(shè)隔離的，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾常常是脈沖、短時(shí)間的，誤動(dòng)作將大大減小。但是在快速響應(yīng)系統(tǒng)中就會(huì)造成響應(yīng)滯后現(xiàn)象，這個(gè)一般 PLC 都會(huì)采取高速模塊。 總之， PLC 采用 循環(huán) 掃描的工作方式，是區(qū)別于其他設(shè)備的最大特點(diǎn)之一，我們?cè)趯W(xué)習(xí)和使用 PLC 當(dāng)中都應(yīng)加強(qiáng)注意。 PLC 的 主要指標(biāo)性能 （ 1） 存儲(chǔ)容量 —— 指的是用戶程序存儲(chǔ) 器的容量，用戶程序存儲(chǔ)器容量決定了 PLC 可以容納的用戶程序的長(zhǎng)短。 （ 2） 輸入 /輸出點(diǎn)數(shù) —— I/O 點(diǎn)數(shù)即 PLC面板上輸入、輸出信號(hào)用的端子的個(gè)數(shù)。 （ 3） 掃描速度 —— 指的是 PLC 執(zhí)行程序的速度，是衡量 PLC 性能的重要指標(biāo)，一般以執(zhí)行 1K 字所用的時(shí)間來(lái)衡量掃描速度。 M100 X401 M100 輸 出 刷新 輸 入 刷新 掃 描 周期 元件映像寄存器 輸出鎖存器 輸出端子 M100 Y430 輸入端子 輸入映像寄存器 12 （ 4） 編程指令的種類和數(shù)量 —— 編程的指令越多，其功能越強(qiáng)。即處理能力和控制能力也就越強(qiáng)。 （ 5） 擴(kuò)展能力 —— I/O 擴(kuò)展單元進(jìn)行 I/O 點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展；使用各種功能模塊進(jìn)行 功能的擴(kuò)展。 （ 6） 智能單元的數(shù)量 —— 利用智能單元可以完成模擬量控制、位置和速度控制 以及通信聯(lián)網(wǎng)的功能。 三菱 FX1N 系列 PLC 的基本指令 FX1N 系列 PLC 的基本指令 如表 21所示 ： 表 21 FX1N系列 PLC的基本指令 助 記 符 功 能 梯形圖符號(hào)和操作軟元件 LD 取 常開觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始 (常開觸點(diǎn)與左母線連接 ) LDI 取反 常閉觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始 (常閉觸點(diǎn)與左母線連接） AND 與 串聯(lián)連接 (常開觸點(diǎn)與其他觸點(diǎn)或觸點(diǎn)組串聯(lián)連接 ) ANI 與非 串聯(lián)連接 (常閉觸點(diǎn)與其他觸點(diǎn)或觸點(diǎn)組串聯(lián)連接 ) OR 或 并聯(lián)連接 (常開觸點(diǎn)與其他觸點(diǎn)或觸點(diǎn)組并聯(lián)連接 ) ORI 或非 并聯(lián)連接 (常閉觸點(diǎn)與其他觸點(diǎn)或觸點(diǎn)組并聯(lián)連接 ) ANB 電路塊與 并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接 (電路塊與其他觸點(diǎn)或觸點(diǎn)組串聯(lián)連接 ) ORB 電路塊或 串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接 (電路塊與其他觸點(diǎn)或觸點(diǎn)組并聯(lián)連接 ) OUT 輸出 線圈驅(qū)動(dòng) 13 SET 置 1 使線圈接通并保持動(dòng)作 RST 復(fù)零 使線圈斷開 ,消除動(dòng)作保持 ,寄存器清零 PLS 上升沿 脈沖 上升沿微分輸出 (當(dāng)檢測(cè)到輸入脈沖的上升沿時(shí) ,指令的操作元件閉合 一個(gè)掃描周期 ) PLF 下降沿 脈沖 下降沿微分輸出 (當(dāng)檢測(cè)到輸入脈沖的下降沿時(shí) ,指令的操作元件閉合一個(gè)掃描周期 ) MC 主控指令 公共串聯(lián)接點(diǎn)的連接 (將左母線臨時(shí)移到一個(gè)所需位置 ,產(chǎn)生一臨時(shí)左母線 ,形成主控電路塊 ) MCR 主控復(fù)位 公共串聯(lián)接點(diǎn)的消除 (取消臨時(shí)左母線 ,將左母線返回到原來(lái)的位置 ,結(jié)束主控電路塊 ) MPS 進(jìn)棧指令 進(jìn)棧 (將邏輯運(yùn)算結(jié)果存入棧存儲(chǔ)器 ,存儲(chǔ)器中原來(lái)的存儲(chǔ)結(jié)果依次向棧存儲(chǔ)器下層推移 ) MRD 讀棧指令 讀棧 (將存儲(chǔ) 器一號(hào)單元的內(nèi)容讀出 ,且詹存儲(chǔ)器中的內(nèi)容不發(fā)生變化 ) MPP 出棧指令 出棧 9將存儲(chǔ)器中一號(hào)單元的結(jié)果取出 ,存儲(chǔ)器中其他單元的數(shù)據(jù)依次向上推移 ) NOP 空操作 無(wú)動(dòng)作 END 結(jié)束 輸入輸出處理以及返回到 0步 STL 步進(jìn)接點(diǎn) 步進(jìn)接點(diǎn)開始 (將步進(jìn)接點(diǎn)接到左母線 ) RET 步進(jìn)結(jié)束 步進(jìn)接點(diǎn)開始 (使副母線返回到原來(lái)的左母線位置 ) 14 3 Z3040搖臂鉆床機(jī)床的電控系統(tǒng)分析 鉆床是一種用途較廣的萬(wàn)能機(jī)床 ,可以用來(lái)鉆孔、擴(kuò)孔、餃孔、 鏜 孔、 攻螺紋及刮 平 面等多種形式的加工。鉆床按用途和結(jié)構(gòu)可分為立式鉆床、臺(tái)式鉆床、搖臂鉆床、多軸鉆床、深孔鉆床、臥式鉆床及其它專用鉆床等。搖臂鉆床 屬于立式鉆床， 其 操作方便 、 靈活 ， 適用范圍廣 ， 具有典型性。 Z3040 是中型搖臂鉆床，其型號(hào)意義為： Z— 鉆床， 3— 搖臂鉆床， 0— 圓柱形主軸， 40— 最大鉆孔直徑 40mm。 Z3040搖臂鉆床機(jī)床結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)情況 搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺(tái)等部分組成 ，如圖 31 所示 。內(nèi)立柱固定在底座的一端 ， 在它外面套著外立柱 ,外立柱可繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn) 360176。 ， 搖臂的一端為套筒 ， 它套在外立柱上 ,借助絲杠的正反轉(zhuǎn)可使搖臂沿外立柱作上下移動(dòng) ， 由于該絲杠與外立柱連為一體 ， 而升降螺母固定在搖臂上 ， 所以搖臂只能與外立柱一起繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。主軸箱是一個(gè)復(fù)合部件 ， 它由主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)、主軸和主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給和變速機(jī)構(gòu)以及機(jī)床的操作機(jī)構(gòu)等部分組成。主軸箱安裝在搖臂的水平導(dǎo)軌上 ， 可以通過(guò)手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動(dòng) 。 圖 31 Z3040搖臂鉆床結(jié)構(gòu)圖 1— 底座； 2— 工作臺(tái)； 3— 主軸縱向進(jìn)給； 4— 主軸旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)； 5— 主軸； 6— 搖臂； 7— 主軸箱沿?fù)u臂徑向運(yùn)動(dòng)； 8— 主軸箱； 9— 內(nèi)外立柱； 10— 搖臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 11— 搖臂垂直移動(dòng) 15 鉆削加工時(shí) ， 主軸旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng) ， 主軸的縱向進(jìn)給為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。此時(shí) ,主軸箱由夾緊接置將其緊固在搖臂水平導(dǎo)軌上 ， 外立柱緊固在內(nèi)立柱上 ， 搖臂緊固在外立柱上 ,然后進(jìn)行鉆削加工 ， 輔助運(yùn)動(dòng)有 :搖臂沿外立柱的垂直移動(dòng) ， 主軸箱沿?fù)u臂長(zhǎng)度方向的水平移動(dòng) ， 搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 Z3040搖臂鉆床的電力拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求 （ 1） 搖臂鉆床運(yùn)動(dòng)部件較多 ， 為簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置 ， 采用多電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。 （ 2） 搖臂鉆床為適應(yīng)多種形式的加工 ， 要求主軸及進(jìn)給有較大的調(diào)速范圍。主軸 一般速度下的鉆削加工常為恒功率負(fù)載 ， 而低速時(shí)主要用于擴(kuò)孔、餃孔、攻螺紋等加工 ， 這時(shí)則為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。 （ 3） 搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)皆為主軸的運(yùn)動(dòng) ， 為此這兩種運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng) ， 分別經(jīng)主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給。所以主軸變速機(jī)構(gòu)與進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)都裝在主軸箱內(nèi) 。 （ 4） 為加工螺紋 ， 主軸要求正、反轉(zhuǎn)。 但 采用機(jī)械方法來(lái)實(shí)現(xiàn) ， 主軸電動(dòng)機(jī)單方向旋轉(zhuǎn)。 （ 5） 搖臂的升降由升降電動(dòng)機(jī)拖動(dòng) ， 要求電動(dòng)機(jī)能正、反轉(zhuǎn)。 （ 6） 內(nèi)外立柱的夾緊與放松、主軸箱與搖臂的夾緊與放松可采用手柄機(jī)械操作、電氣一機(jī)械裝置、 電氣一液壓裝置或電氣一液壓一機(jī)械裝置等控制方法 來(lái)實(shí)現(xiàn)。若采用液壓裝置則備有液壓泵電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)液壓泵供出壓力油來(lái)實(shí)現(xiàn)。 （ 7） 搖臂的移動(dòng)嚴(yán)格按照搖臂松開 → 移動(dòng) → 搖臂夾緊的程序進(jìn)行。因此 ,搖臂的夾緊放松與搖臂升降按自動(dòng)控制進(jìn)行。 （ 8） 根據(jù)鉆削加工需要 ， 應(yīng) 由 冷卻泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵 ， 供出冷卻液進(jìn)行鉆頭 的冷卻。 （ 9） 具有機(jī)床安全照明和信號(hào)指示。 （ 10） 具有必要的聯(lián)鎖和保護(hù)環(huán)節(jié) 。 Z3040搖臂鉆床的電氣控制原理圖 Z3040 搖臂鉆床的電氣控制原理圖如圖 32所示： 16 圖 32 Z3040搖臂鉆床的電氣 控制原理圖 主電路分析 （ 1） 主軸電動(dòng)機(jī)的控制：主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng) M1 為單向旋轉(zhuǎn)，由按鈕 SB1,SB2和接觸器 KM1 構(gòu)成主軸電動(dòng)機(jī)單向啟動(dòng)停止控制電路。主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后拖動(dòng)齒輪泵送出壓力油，再操縱主軸操縱手柄，驅(qū)動(dòng)主軸實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。 （ 2）搖臂的升降控制：當(dāng)搖臂的升降指令發(fā)出，先使搖臂松開，而后搖臂上升或下降，待搖臂升降到位時(shí)，又自行重新夾緊。由于搖臂的松開與夾緊是由夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，所以搖臂升降控制需與夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)緊密配合。 （ 3） M2為搖臂升降電動(dòng)機(jī)，由按鈕 SB SB4點(diǎn)動(dòng)控制正、反轉(zhuǎn)接觸器 KMKM3 實(shí)現(xiàn) M2電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)拖動(dòng)搖臂上升或下降。 （ 4） M3 為液壓泵電動(dòng)機(jī)，由正、反轉(zhuǎn)接觸器 KM KM5 控制，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)雙向液壓泵 M3。 （ 5） 送出壓力油，經(jīng)二位六通閥送至搖臂夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)夾緊與松開。 （ 6） M4 為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，由于冷卻泵電動(dòng)機(jī)容量?。?），由 SA1 開關(guān)控制單向旋轉(zhuǎn)。 控制電路分析 搖臂上升 按下?lián)u臂上升按鈕 SB3，使定時(shí)器 KT 得電，驅(qū)使線圈 KM4和電磁閥 YV 得電，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3正 轉(zhuǎn)，搖臂松開。 17 搖臂松開到位，壓下行程開關(guān) SQ2，驅(qū) 使接觸器線圈 KM4失電，液壓泵電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，而同時(shí)接觸器線圈 KM2 得電，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2正 轉(zhuǎn)，搖臂上升。 搖臂上升到位，松開搖臂上升按鈕 SB3，使接觸器線圈 KM2和 KT 線圈 失電，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M3 停轉(zhuǎn)，搖臂停止上升。定時(shí)器 KT 為斷電延時(shí)型，搖臂完全停止后，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 反 轉(zhuǎn)，搖臂夾緊。搖臂夾緊到位，壓下行程開關(guān) SQ3 時(shí)，使接觸器線圈 KM5 失電，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 停轉(zhuǎn) 。 搖臂下降 按下?lián)u臂下降按鈕 SB4，使定時(shí)器 KT 得電，驅(qū)使線圈 KM4和電磁閥 YV 得電，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3正 轉(zhuǎn)，搖臂松開。 搖臂松開到 位，壓下行程開關(guān) SQ2，驅(qū)使接觸器線圈 KM4失電，液壓泵電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。而同時(shí)接觸器線圈 KM3 得電，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2反轉(zhuǎn)，搖臂下降。 搖臂下降到位，松開搖臂下降按鈕 SB4，接觸器線圈 KM3和電磁閥 YV 失電，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M3 停轉(zhuǎn) ， 搖臂停止下降。 立柱與主軸箱的夾緊與松開 按下立柱與主軸箱松開按鈕 SB5， 使 KM4線圈 得 電 ， 液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 正 轉(zhuǎn)，立柱與主軸箱松開 ， SQ4常閉觸頭得電 ， 松開到位，立柱與主軸箱松開指示燈 HL1亮。 按下立柱與主軸箱夾緊按鈕 SB6，使 KM5線圈 得 電 ， 液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 反 轉(zhuǎn)，立柱與主軸箱夾緊。夾緊到位時(shí) 壓下 SQ4， SQ4 常閉觸頭斷開 ， 燈 HL1 滅， SQ4常開觸頭閉合， 立柱與主軸箱夾緊指示燈 HL2 亮。 互鎖與保護(hù)環(huán)節(jié) SQ1 行程開關(guān)實(shí)現(xiàn)搖臂上升和下降的限位保護(hù)。 SQ2 行程開關(guān)實(shí)現(xiàn)搖臂松開到位，開始升降的聯(lián)鎖。 SQ3 行程開關(guān)實(shí)現(xiàn)搖臂完全夾緊，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 停止運(yùn)轉(zhuǎn)的聯(lián)鎖。 KT 時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)升降電動(dòng)機(jī) M2斷開電源、待停止后再進(jìn)行夾緊的聯(lián)鎖。 M2 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)具有雙重聯(lián)鎖， M3 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)具有電氣聯(lián)鎖。 SB SB5 立柱與主軸箱松開、夾緊按鈕的常閉觸頭串接在電磁閥 YV線 圈電路中，實(shí)現(xiàn)立柱與主軸箱松開、夾緊操作時(shí)，壓力油只進(jìn)入立柱與主軸箱夾緊油腔而不進(jìn)入搖臂夾緊油腔的聯(lián)鎖。 熔斷器 FU1— FU2 實(shí)現(xiàn)電路的短路保護(hù)。熱繼電器 FR FR2 為電動(dòng)機(jī) M 18 M3的過(guò)載保護(hù)。 指示燈電路分析 （ 1） HL1 為主軸箱與立柱松開指示燈，燈亮表示已松開 ，手動(dòng)操作主軸箱沿?fù)u臂移動(dòng)或推動(dòng)搖臂回轉(zhuǎn)。 。 （ 2） HL2 為主軸箱與立柱夾緊指示燈 ， 燈亮表示已夾緊，可以進(jìn)行鉆銷加工。 （ 3） HL3 為主軸正轉(zhuǎn)指示燈。 （ 4） EL 為照明燈，由控制變壓器 TC 供給 24V 安全電壓，由開關(guān) SA2 控制 。 Z3040搖臂鉆床的 電控系統(tǒng)特點(diǎn) （ 1） Z3040 型搖臂鉆床是由機(jī)、電、液的綜合控制。 （