【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 限位SQ4X004鉆孔動(dòng)力頭電機(jī)M3(KM3)Y003鉆孔滑臺(tái)終點(diǎn)SQ5X005冷卻泵電機(jī)M5(KM6)Y004攻絲工位SQ6X006工作臺(tái)右移電磁閥YV2Y011攻絲滑臺(tái)終點(diǎn)SQ7X007攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4正轉(zhuǎn)(KM4)Y005放松限位SQ8X010制動(dòng)DLY000系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕SBX011攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4反轉(zhuǎn)(KM5)Y006自動(dòng)、手動(dòng)選擇SAX012工作臺(tái)左移電磁閥YV3Y012液壓泵啟動(dòng)SB1手動(dòng)控制放松電磁閥YV4Y013凸輪電機(jī)啟動(dòng)SB2自動(dòng)指示HL2Y015鉆孔SB3手動(dòng)指示HL3Y016攻絲正轉(zhuǎn)SB4故障代碼輸出HL7（高位）Y020攻絲反轉(zhuǎn)SB5故障代碼輸出HL6Y021冷卻泵啟動(dòng)SB6故障代碼輸出HL5Y022夾緊SB7故障代碼輸出HL4（低位）Y023工作臺(tái)右移SB8報(bào)警Y007工作臺(tái)左移SB9手動(dòng)控制電源Y017放松SB10表1: I/O分配表由組合機(jī)床加工工藝要求可知，其工藝過程為一順序控制過程，所以可運(yùn)用狀態(tài)編程的思想，采用步進(jìn)順控指令對(duì)其進(jìn)行控制。雖然該控制為自動(dòng)循環(huán)順序控制，考慮到具體情況，需設(shè)置手動(dòng)控制環(huán)節(jié)。為減少輸入點(diǎn)，簡(jiǎn)化程序，將按鈕或轉(zhuǎn)換開關(guān)接在驅(qū)動(dòng)回路，可實(shí)現(xiàn)上述各工步的手動(dòng)操作。系統(tǒng)配置及I/O接線如圖3所示。圖3：系統(tǒng)配置及I/O接線圖 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)床加工工步順序表在整個(gè)加工過程中，機(jī)床按照一定的順序的進(jìn)行加工，機(jī)床的加工工步順序如表2所示:工步1234567891011通電啟動(dòng)液壓泵各部分在原位啟動(dòng)機(jī)床凸輪電機(jī)并進(jìn)行夾緊鉆孔加工鉆孔滑臺(tái)退原位工作臺(tái)右移到攻絲位攻絲加工攻絲工作頭反轉(zhuǎn)后退攻絲滑臺(tái)到原位延時(shí)3s工作臺(tái)左移到鉆孔工位放松放松完成原位指示燈亮輸入及檢測(cè)元件液壓壓力檢測(cè)PV1鉆孔工位SQ1111鉆孔滑臺(tái)終點(diǎn)SQ211111111攻絲滑臺(tái)終點(diǎn)SQ51攻絲滑臺(tái)原位SQ31111啟動(dòng)按鈕SB1夾緊限位SQ4111111攻絲工位SQ61111攻絲滑臺(tái)終點(diǎn)SQ71放松限位SQ811驅(qū)動(dòng)元件液壓泵電機(jī)M11111111111凸輪電機(jī)M21111111夾緊電磁閥YV11111111鉆孔動(dòng)力頭M31冷卻泵電機(jī)M511111工作臺(tái)右移電磁閥YV21攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4正轉(zhuǎn)1攻絲動(dòng)力頭制動(dòng)DL1攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4反轉(zhuǎn)1工作臺(tái)左移電磁閥YV31放松電磁閥YV41原位指示HL111表2： 機(jī)床加工工步順序表 狀態(tài)圖設(shè)計(jì)狀態(tài)圖是一種易于構(gòu)思，易于理解的圖形程序設(shè)計(jì)工具，它既有流程圖的直觀，又有利于復(fù)雜控制邏輯關(guān)系的分解與綜合，它有著以下幾個(gè)特點(diǎn)：1 可以將復(fù)雜的控制任務(wù)或工作過程分解成若干個(gè)程序；2 各工序的任務(wù)明確而具體；3 各工序間的聯(lián)系清楚，工序間的轉(zhuǎn)換條件直觀；4 容易理解，可讀性很強(qiáng)，能清晰的反映整個(gè)控制過程，能帶給編程人員清晰的編程思路。以下便是該設(shè)計(jì)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，見圖4圖4： 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖的設(shè)計(jì)整體反映了編者的思想，使我們更清楚的理解程序的作用及用途，它是由狀態(tài)圖進(jìn)一步轉(zhuǎn)化而來，結(jié)合PLC控制將會(huì)使程序淺顯易懂，以下便是該設(shè)計(jì)的梯形圖：圖5: 梯形圖設(shè)計(jì)原理：系統(tǒng)通電后，初始步S0激活,當(dāng)原位工作臺(tái)在原位, 鉆孔滑臺(tái)在原位,攻絲滑臺(tái)在原位(即SQ1 、SQ2 、SQ3動(dòng)作)時(shí)，進(jìn)入S20步，自動(dòng)啟動(dòng)液壓泵電機(jī)M1。將要加工的工件放到工作臺(tái)上，同時(shí)按下啟動(dòng)按鈕，進(jìn)入S21步，夾緊電磁閥得電，液壓系統(tǒng)控制夾具將待加工工具夾緊；緊接著進(jìn)入S22步，凸輪電機(jī)M2得電運(yùn)轉(zhuǎn)，在夾緊限位X004開始動(dòng)作時(shí)即表明工件已經(jīng)被夾緊。工件被夾緊后進(jìn)入S23步，鉆孔動(dòng)力頭電機(jī)M3啟動(dòng)，且由于凸輪電機(jī)M2運(yùn)轉(zhuǎn)使鉆孔滑臺(tái)前移，進(jìn)行鉆孔加工。當(dāng)SQ5動(dòng)作時(shí)即表明鉆孔滑臺(tái)已達(dá)到終點(diǎn)，此時(shí)進(jìn)入S24步，鉆孔滑臺(tái)將自動(dòng)后退，到原位時(shí)停，M3同時(shí)停止。等到鉆孔滑臺(tái)回到原位后，進(jìn)入S25步，電磁閥YV2得電，液壓系統(tǒng)使工作臺(tái)右移，當(dāng)，限位開關(guān)SQ6動(dòng)作時(shí)表明工作臺(tái)到攻絲工位，此時(shí)工作臺(tái)應(yīng)停止運(yùn)動(dòng)。接著進(jìn)入S26步，啟動(dòng)電機(jī)M4正轉(zhuǎn)，攻絲滑臺(tái)開始前移，進(jìn)行攻絲加工，當(dāng)攻終點(diǎn)限位SQ7動(dòng)作時(shí)，制動(dòng)電磁閥DL得電，攻絲動(dòng)力頭制動(dòng)，進(jìn)入S27步同時(shí)計(jì)時(shí)器開始工作，攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4反轉(zhuǎn)，同時(shí)攻絲滑臺(tái)將自動(dòng)后退。攻絲滑臺(tái)后退到原位后，凸輪電機(jī)M2停，進(jìn)入S29步，延時(shí)3S后即進(jìn)入S30步，左移電磁閥YV3得電，工件臺(tái)左移直至到鉆孔工位時(shí)停。放松電磁閥得電后放松工件，放松限位動(dòng)作后，停止放松。原位指示燈亮?xí)r即可取下工件，整個(gè)加工過程到此完成。0 ST M80021 SET S03 STL S04 AN M4005 SET S207 STL S208 SET Y0019 OT M010 AN X00011 AN X00112 AN X00213 AN X00314 AN X01015 SET S2117 STL S2118 OT Y01419 OT M120 AN X01121 SET S2223 STL S2224 SET Y00225 SET Y00226 OT M227 AN X00428 SET S2330 SEL S2331 SET Y00332 SET Y00433 OT M334 AN X00535 SET S2437 STL S2438 RST Y00339 OT M440 AN X00241 SET S2543 STL S2544 AN/ X00645 OT Y01146 AN S2547 OT M548 AN X00649 SET S2651 STL S2652 AN/ X00653 OT Y00554 AN S2655 OT M656 AN X00757 SET S2759 STL S2760 OT Y00061 T1 K362 OT M765 AN T166 SET S2868 STL S2869 AN/ Y00570 OT Y00671 AN S2872 OT M873 AN X00374 SET S2976 STL S2977 T2 K3080 RST Y00481 OT M982 AN T283 SET S3085 STL S3086 AN/ X00187 OT Y01288 AN S3089 RST Y00290 AN S3091 RST Y01092 AN S3093 OT M1094 AN X00195 SET S3197 STL S3198 AN/ X01099 OT Y013100 AN S31101 RST Y001102 AN S31103 OT M11104 AN X010105 OT S0107 RET108 ED FXGP/WIN軟件應(yīng)用目前，在國(guó)內(nèi)外PLC已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè)，隨著PLC性能價(jià)格比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。從應(yīng)用類型看，PLC的應(yīng)用大致可歸納為以下幾個(gè)方面：（1） 開關(guān)量邏輯控制利用PLC最基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等，例如：機(jī)床、注塑機(jī)、印刷機(jī)械、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC最基本的應(yīng)用，也是PLC最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。（2） 運(yùn)動(dòng)控制大多數(shù)PLC都有拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備，如對(duì)各種機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。（3） 過程控制大、中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能，有的小型PLC也具有模擬量輸入輸出。所以PLC可實(shí)現(xiàn)模擬量控制，而且具有PID控制功能的PLC可構(gòu)成閉環(huán)控制，用于過程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應(yīng)堆、水處理、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。（4） 數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的PLC都具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，同時(shí)可通過通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置，如計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）設(shè)備，進(jìn)行處理。（5） 通信聯(lián)網(wǎng)PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位計(jì)算機(jī)、PLC與其它智能設(shè)備之間的通信，PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理、分散控制”的多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要。 上機(jī)調(diào)試步驟PLC程序的調(diào)試可以分為模擬調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試兩個(gè)調(diào)試過程，在此之前首先對(duì)PLC外部接線作仔細(xì)檢查，這一個(gè)環(huán)節(jié)很重要。外部接線一定要準(zhǔn)確無誤。也可以用事先編寫好的試驗(yàn)程序?qū)ν獠拷泳€做掃描通電檢查來查找接線故障。不過，為了安全考慮，最好將主電路斷開。當(dāng)確認(rèn)接線無誤后再連接主電路，將模擬調(diào)試好的程序送入用戶存儲(chǔ)器進(jìn)行調(diào)試，直到各部分的功能都正常，并能協(xié)調(diào)一致地完成整體的控制功能為止。（1） 程序的模擬調(diào)試將設(shè)計(jì)好的程序?qū)懭隤LC后，首先逐條仔細(xì)檢查，并改正寫入時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。用戶程序一般先在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，實(shí)際的輸入信號(hào)可以用鈕子開關(guān)和按鈕來模擬，各輸出量的通／斷狀態(tài)用PLC上有關(guān)的發(fā)光二極管來顯示，一般不用接PLC實(shí)際的負(fù)載(如接觸器、電磁閥等)?？梢愿鶕?jù)功能表圖，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用開關(guān)或按鈕來模擬實(shí)際的反饋信號(hào)，如限位開關(guān)觸點(diǎn)的接通和斷開。對(duì)于順序控制程序，調(diào)試程序的主要任務(wù)是檢查程序的運(yùn)行是否符合功能表圖的規(guī)定，即在某一轉(zhuǎn)換條件實(shí)現(xiàn)時(shí)，是否發(fā)生步的活動(dòng)狀態(tài)的正確變化，即該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步是否變?yōu)椴换顒?dòng)步，所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒?dòng)步，以及各步被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載是否發(fā)生相應(yīng)的變化。調(diào)試時(shí)應(yīng)充分考慮各種可能的情況，對(duì)系統(tǒng)各種不同的工作方式、有選擇序列的功能表圖中的每一條支路、各種可能的進(jìn)展路線，都應(yīng)逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時(shí)修改梯形圖和PLC中的程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求。如果程序中某些定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的設(shè)定值過大，為了縮短調(diào)試時(shí)間，可以在調(diào)試時(shí)將它們減小，模擬調(diào)試結(jié)束后再寫入它們的實(shí)際設(shè)定值。在設(shè)計(jì)和模擬調(diào)試程序的同時(shí)，可以設(shè)計(jì)、制作控制臺(tái)或控制柜，PLC之外的其他硬件的安裝、接線工作也可以同時(shí)進(jìn)行。（2） 程序的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試完成上述的工作后，將PLC安裝在控制現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)總調(diào)試，在調(diào)試過程中將暴露出系統(tǒng)中可能存在的傳感器、執(zhí)行器和硬接線等方面的問題，以及PLC的外部接線圖和梯形圖程序設(shè)計(jì)中的問題，應(yīng)對(duì)出現(xiàn)的問題及時(shí)加以解決。如果調(diào)試達(dá)不到指標(biāo)要求，則對(duì)相應(yīng)硬件和軟件部分作適當(dāng)調(diào)整，通常只需要修改程序就可能達(dá)到調(diào)整的目的。全部調(diào)試通過后，經(jīng)過一段時(shí)間的考驗(yàn)，系統(tǒng)就可以投入實(shí)際的運(yùn)行了。第四章結(jié)論與建議本課題所研究的是基于PLC的組合機(jī)床控制系統(tǒng)，它的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了兩工位組合機(jī)床的控制自動(dòng)化，方便了工人在生產(chǎn)中對(duì)機(jī)床的實(shí)際操作。通過研究，可得出以下結(jié)論：（1） 研究成果可編程控制器是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的新型控制器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾性強(qiáng)，編程方便等特點(diǎn)，本課題采用PLC自動(dòng)控制技術(shù)取代了傳統(tǒng)繼電器—接觸器電氣控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩工位組合機(jī)床的自動(dòng)控制，從而提高了機(jī)床的工作效率、工作穩(wěn)定性和可靠性，而且，還大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了產(chǎn)品的加工質(zhì)量，降低了設(shè)備故障率，提高了生產(chǎn)率。另外，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)PLC和電控方面的知識(shí)又有了更加深刻的理解和掌握，為今后走向工作崗位從事相關(guān)工作奠定了很好的基礎(chǔ)。（2） 不足之處由于時(shí)間精力有限，還有許多功能有待擴(kuò)展、完善。主要是沒有對(duì)所控制電動(dòng)機(jī)的調(diào)速問題進(jìn)行研究，包括主電動(dòng)機(jī)、升降電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)的調(diào)速只能通過機(jī)械調(diào)速或多速電機(jī)來進(jìn)行，屬于有級(jí)調(diào)速，其加工范圍將受到某些限制，系統(tǒng)僅限于邏輯開關(guān)量的控制，對(duì)于PLC的許多高級(jí)指令沒有應(yīng)用到。以上問題有待今后進(jìn)一步研究解決。 這次設(shè)計(jì)提高了我的動(dòng)手和動(dòng)腦能力，更讓我們體會(huì)到了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性，使我得到了一次專用知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)