【文章內容簡介】 限位SQ4X004鉆孔動力頭電機M3(KM3)Y003鉆孔滑臺終點SQ5X005冷卻泵電機M5(KM6)Y004攻絲工位SQ6X006工作臺右移電磁閥YV2Y011攻絲滑臺終點SQ7X007攻絲動力頭電機M4正轉(KM4)Y005放松限位SQ8X010制動DLY000系統(tǒng)啟動按鈕SBX011攻絲動力頭電機M4反轉(KM5)Y006自動、手動選擇SAX012工作臺左移電磁閥YV3Y012液壓泵啟動SB1手動控制放松電磁閥YV4Y013凸輪電機啟動SB2自動指示HL2Y015鉆孔SB3手動指示HL3Y016攻絲正轉SB4故障代碼輸出HL7（高位）Y020攻絲反轉SB5故障代碼輸出HL6Y021冷卻泵啟動SB6故障代碼輸出HL5Y022夾緊SB7故障代碼輸出HL4（低位）Y023工作臺右移SB8報警Y007工作臺左移SB9手動控制電源Y017放松SB10表1: I/O分配表由組合機床加工工藝要求可知，其工藝過程為一順序控制過程，所以可運用狀態(tài)編程的思想，采用步進順控指令對其進行控制。雖然該控制為自動循環(huán)順序控制，考慮到具體情況，需設置手動控制環(huán)節(jié)。為減少輸入點，簡化程序，將按鈕或轉換開關接在驅動回路，可實現(xiàn)上述各工步的手動操作。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)設計 機床加工工步順序表在整個加工過程中，機床按照一定的順序的進行加工，機床的加工工步順序如表2所示:工步1234567891011通電啟動液壓泵各部分在原位啟動機床凸輪電機并進行夾緊鉆孔加工鉆孔滑臺退原位工作臺右移到攻絲位攻絲加工攻絲工作頭反轉后退攻絲滑臺到原位延時3s工作臺左移到鉆孔工位放松放松完成原位指示燈亮輸入及檢測元件液壓壓力檢測PV1鉆孔工位SQ1111鉆孔滑臺終點SQ211111111攻絲滑臺終點SQ51攻絲滑臺原位SQ31111啟動按鈕SB1夾緊限位SQ4111111攻絲工位SQ61111攻絲滑臺終點SQ71放松限位SQ811驅動元件液壓泵電機M11111111111凸輪電機M21111111夾緊電磁閥YV11111111鉆孔動力頭M31冷卻泵電機M511111工作臺右移電磁閥YV21攻絲動力頭電機M4正轉1攻絲動力頭制動DL1攻絲動力頭電機M4反轉1工作臺左移電磁閥YV31放松電磁閥YV41原位指示HL111表2： 機床加工工步順序表 狀態(tài)圖設計狀態(tài)圖是一種易于構思，易于理解的圖形程序設計工具，它既有流程圖的直觀，又有利于復雜控制邏輯關系的分解與綜合，它有著以下幾個特點：1 可以將復雜的控制任務或工作過程分解成若干個程序；2 各工序的任務明確而具體；3 各工序間的聯(lián)系清楚，工序間的轉換條件直觀；4 容易理解，可讀性很強，能清晰的反映整個控制過程，能帶給編程人員清晰的編程思路。以下便是該設計的狀態(tài)轉移圖，見圖4圖4： 狀態(tài)轉移圖 梯形圖設計梯形圖的設計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)圖進一步轉化而來，結合PLC控制將會使程序淺顯易懂，以下便是該設計的梯形圖：圖5: 梯形圖設計原理：系統(tǒng)通電后，初始步S0激活,當原位工作臺在原位, 鉆孔滑臺在原位,攻絲滑臺在原位(即SQ1 、SQ2 、SQ3動作)時，進入S20步，自動啟動液壓泵電機M1。將要加工的工件放到工作臺上，同時按下啟動按鈕，進入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；緊接著進入S22步，凸輪電機M2得電運轉，在夾緊限位X004開始動作時即表明工件已經被夾緊。工件被夾緊后進入S23步，鉆孔動力頭電機M3啟動，且由于凸輪電機M2運轉使鉆孔滑臺前移，進行鉆孔加工。當SQ5動作時即表明鉆孔滑臺已達到終點，此時進入S24步，鉆孔滑臺將自動后退，到原位時停，M3同時停止。等到鉆孔滑臺回到原位后，進入S25步，電磁閥YV2得電，液壓系統(tǒng)使工作臺右移，當，限位開關SQ6動作時表明工作臺到攻絲工位，此時工作臺應停止運動。接著進入S26步，啟動電機M4正轉，攻絲滑臺開始前移，進行攻絲加工，當攻終點限位SQ7動作時，制動電磁閥DL得電，攻絲動力頭制動，進入S27步同時計時器開始工作，攻絲動力頭電機M4反轉，同時攻絲滑臺將自動后退。攻絲滑臺后退到原位后，凸輪電機M2停，進入S29步，延時3S后即進入S30步，左移電磁閥YV3得電，工件臺左移直至到鉆孔工位時停。放松電磁閥得電后放松工件，放松限位動作后，停止放松。原位指示燈亮時即可取下工件，整個加工過程到此完成。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軟件應用目前，在國內外PLC已廣泛應用冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè)，隨著PLC性能價格比的不斷提高，其應用領域不斷擴大。從應用類型看，PLC的應用大致可歸納為以下幾個方面：（1） 開關量邏輯控制利用PLC最基本的邏輯運算、定時、計數(shù)等功能實現(xiàn)邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機控制、多機群控制、生產自動線控制等，例如：機床、注塑機、印刷機械、裝配生產線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC最基本的應用，也是PLC最廣泛的應用領域。（2） 運動控制大多數(shù)PLC都有拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機械設備，如對各種機床、裝配機械、機器人等進行運動控制。（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可實現(xiàn)模擬量控制，而且具有PID控制功能的PLC可構成閉環(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)據處理現(xiàn)代的PLC都具有數(shù)學運算、數(shù)據傳送、轉換、排序和查表等功能，可進行數(shù)據的采集、分析和處理，同時可通過通信接口將這些數(shù)據傳送給其它智能裝置，如計算機數(shù)值控制（CNC）設備，進行處理。（5） 通信聯(lián)網PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位計算機、PLC與其它智能設備之間的通信，PLC系統(tǒng)與通用計算機可直接或通過通信處理單元、通信轉換單元相連構成網絡，以實現(xiàn)信息的交換，并可構成“集中管理、分散控制”的多級分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動化（FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要。 上機調試步驟PLC程序的調試可以分為模擬調試和現(xiàn)場調試兩個調試過程，在此之前首先對PLC外部接線作仔細檢查，這一個環(huán)節(jié)很重要。外部接線一定要準確無誤。也可以用事先編寫好的試驗程序對外部接線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。當確認接線無誤后再連接主電路，將模擬調試好的程序送入用戶存儲器進行調試，直到各部分的功能都正常，并能協(xié)調一致地完成整體的控制功能為止。（1） 程序的模擬調試將設計好的程序寫入PLC后，首先逐條仔細檢查，并改正寫入時出現(xiàn)的錯誤。用戶程序一般先在實驗室模擬調試，實際的輸入信號可以用鈕子開關和按鈕來模擬，各輸出量的通／斷狀態(tài)用PLC上有關的發(fā)光二極管來顯示，一般不用接PLC實際的負載(如接觸器、電磁閥等)。可以根據功能表圖，在適當?shù)臅r候用開關或按鈕來模擬實際的反饋信號，如限位開關觸點的接通和斷開。對于順序控制程序，調試程序的主要任務是檢查程序的運行是否符合功能表圖的規(guī)定，即在某一轉換條件實現(xiàn)時，是否發(fā)生步的活動狀態(tài)的正確變化，即該轉換所有的前級步是否變?yōu)椴换顒硬?，所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒硬?，以及各步被驅動的負載是否發(fā)生相應的變化。調試時應充分考慮各種可能的情況，對系統(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、各種可能的進展路線，都應逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后應及時修改梯形圖和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系完全符合要求。如果程序中某些定時器或計數(shù)器的設定值過大，為了縮短調試時間，可以在調試時將它們減小，模擬調試結束后再寫入它們的實際設定值。在設計和模擬調試程序的同時，可以設計、制作控制臺或控制柜，PLC之外的其他硬件的安裝、接線工作也可以同時進行。（2） 程序的現(xiàn)場調試完成上述的工作后，將PLC安裝在控制現(xiàn)場進行聯(lián)機總調試，在調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計中的問題，應對出現(xiàn)的問題及時加以解決。如果調試達不到指標要求，則對相應硬件和軟件部分作適當調整，通常只需要修改程序就可能達到調整的目的。全部調試通過后，經過一段時間的考驗，系統(tǒng)就可以投入實際的運行了。第四章結論與建議本課題所研究的是基于PLC的組合機床控制系統(tǒng)，它的設計實現(xiàn)了兩工位組合機床的控制自動化，方便了工人在生產中對機床的實際操作。通過研究，可得出以下結論：（1） 研究成果可編程控制器是一種廣泛應用于工業(yè)現(xiàn)場的新型控制器，具有結構簡單，抗干擾性強，編程方便等特點，本課題采用PLC自動控制技術取代了傳統(tǒng)繼電器—接觸器電氣控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對兩工位組合機床的自動控制，從而提高了機床的工作效率、工作穩(wěn)定性和可靠性，而且，還大大降低了工人的勞動強度，改善了產品的加工質量，降低了設備故障率，提高了生產率。另外，通過這次畢業(yè)設計使我對PLC和電控方面的知識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工作奠定了很好的基礎。（2） 不足之處由于時間精力有限，還有許多功能有待擴展、完善。主要是沒有對所控制電動機的調速問題進行研究，包括主電動機、升降電動機、液壓泵電動機的調速只能通過機械調速或多速電機來進行，屬于有級調速，其加工范圍將受到某些限制，系統(tǒng)僅限于邏輯開關量的控制，對于PLC的許多高級指令沒有應用到。以上問題有待今后進一步研究解決。 這次設計提高了我的動手和動腦能力，更讓我們體會到了理論與實踐相結合的重要性，使我得到了一次專用知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)