【正文】 提高了設(shè)計(jì)和改進(jìn)一般機(jī)械設(shè)備電氣控制的基本能力。掌握了PLC的基本原理及編程方法，能夠根據(jù)工藝過(guò)程和控制要求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和編制應(yīng)用程序。PLC 的采用,降低了機(jī)床的故障率,節(jié)省了大量的維修費(fèi)用,提高了整機(jī)的可靠性，保證了工件的精度要求。3按程序進(jìn)行模擬運(yùn)行先對(duì)照輸入信號(hào)表，設(shè)置好原始狀態(tài)下所有輸入信號(hào)的狀態(tài)，再使PLC運(yùn)行，按下相應(yīng)按鈕，按梯形圖程序，觀察輸出情況，經(jīng)觀察符合程序設(shè)定的輸出；按工步狀態(tài)在一個(gè)工作循環(huán)里逐步轉(zhuǎn)換的順序依次發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移指令信號(hào)，系統(tǒng)將結(jié)束一個(gè)工步狀態(tài)轉(zhuǎn)入下一個(gè)工步狀態(tài)，將轉(zhuǎn)換情況和已編的程序相比較，知轉(zhuǎn)換情況與程序設(shè)定的輸出情況相同，電氣原理圖仿真及程序調(diào)試成功。2信號(hào)模擬用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的模擬開(kāi)關(guān)模擬輸入信號(hào)，接入相對(duì)應(yīng)的輸入端點(diǎn)。由狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖易的相應(yīng)的梯形圖程序，它們二者是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，梯形圖程序請(qǐng)見(jiàn)圖26圖24 設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)初始化梯形圖程序圖25 PLC控制系統(tǒng)手動(dòng)及顯示梯形圖程序 圖26 PLC控制系統(tǒng)梯形圖程序 實(shí)驗(yàn)室電氣原理圖仿真及程序調(diào)試本次設(shè)計(jì)的電氣原理仿真及程序調(diào)試是在工業(yè)技術(shù)中心PLC實(shí)驗(yàn)室完成的，并按下列步驟依次進(jìn)行1 檢驗(yàn)程序?qū)⒕幒玫膽?yīng)用程序輸入到微機(jī)內(nèi)，利用軟件進(jìn)行程序檢驗(yàn)，起初有幾處編程語(yǔ)法錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)幾次認(rèn)真修改后，程序無(wú)誤。2在畫(huà)出的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖上以PLC輸入點(diǎn)或其他元件定義狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，它是完整地描述控制系統(tǒng)的工作過(guò)程，功能和特性的一種圖形，是分析和設(shè)計(jì)電路系統(tǒng)控制程序的重要工具。顯示程序：根據(jù)機(jī)床的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)指示燈顯示。手動(dòng)程序：主要在調(diào)整和檢修時(shí)使用。根據(jù)控制要求，采用STL指令，來(lái)定義相應(yīng)的工作方式，手動(dòng)，自動(dòng)，利用預(yù)停按鈕來(lái)控制全自動(dòng)與半自動(dòng)工作狀態(tài)的切換，并利用定時(shí)器設(shè)定了潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī)間歇時(shí)間，初始化程序見(jiàn)下圖24。I/O電氣接口圖如下圖21圖21 I/O電氣接口圖 設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)操作面板控制系統(tǒng)的操作面板是向PLC控制系統(tǒng)發(fā)布控制命令的主令元件組合而成的。根據(jù)本文所給的輸入輸出元件可列下表21表21 輸入輸出信號(hào)地址表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱功 能編號(hào)名稱功能編號(hào)1SQ滑臺(tái)Ⅰ原位X01YV夾緊Y02SQ滑臺(tái)Ⅰ終點(diǎn)X12YV松開(kāi)Y13SQ滑臺(tái)Ⅱ原位X23YV滑臺(tái)Ⅰ進(jìn)Y24SQ滑臺(tái)Ⅱ終點(diǎn)X34YV滑臺(tái)Ⅰ退Y36SQ滑臺(tái)Ⅲ終點(diǎn)X56YV滑臺(tái)Ⅲ退Y57SQ滑臺(tái)Ⅳ原位X67YV上料進(jìn)Y68SQ滑臺(tái)Ⅳ終點(diǎn)X78YV上料退Y79SQ上料器原位X109YV下料進(jìn)Y1010SQ上料器終點(diǎn)X1110YV下料退Y1211SQ下料器原位X1211YV滑臺(tái)Ⅱ進(jìn)Y1312SQ下料器終點(diǎn)X1312YV滑臺(tái)Ⅱ退Y141YJ夾緊X1413YV滑臺(tái)Ⅳ進(jìn)Y152YJ進(jìn)料X1514YV滑臺(tái)Ⅳ退Y163YJ放料X1615YV放料Y174YJ潤(rùn)滑壓力X1716YV進(jìn)料Y205YJ潤(rùn)滑液面開(kāi)關(guān)X201KMⅠ主軸Y211SB總停X212KMⅡ主軸Y222SB啟動(dòng)X223KMⅢ主軸Y233SB預(yù)停X234KMⅣ主軸Y244SB潤(rùn)滑故障撤除X245KM冷卻電動(dòng)機(jī)Y251SA選擇開(kāi)關(guān)X256KM潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī)Y265SB滑臺(tái)Ⅰ進(jìn)X261HL潤(rùn)滑顯示Y276SB滑臺(tái)Ⅰ退X272HLⅠ、Ⅲ工位滑臺(tái)原位Y307SB主軸Ⅰ點(diǎn)動(dòng)X303HLⅡ、Ⅵ工位滑臺(tái)原位Y318SB滑臺(tái)Ⅱ進(jìn)X314HL上料原位Y329SB滑臺(tái)Ⅱ退X325HL下料原料Y3310SB主軸Ⅱ點(diǎn)動(dòng)X3311SB滑臺(tái)Ⅲ進(jìn)X3412SB滑臺(tái)Ⅲ退X3513SB主軸Ⅲ點(diǎn)動(dòng)X3614SB滑能Ⅳ進(jìn)X3715SB滑臺(tái)Ⅳ退X4016SB主軸Ⅳ點(diǎn)動(dòng)X4117SB夾緊X4218SB松開(kāi)X4319SB上料器進(jìn)X4420SB上料器退X4521SB進(jìn)料X4622SB放料X4723SB冷卻開(kāi)X5024SB冷卻停X51 設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)電氣原理圖I/O接口圖它反映的是PLC輸入輸出模塊與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接。由本設(shè)計(jì)可知控制電路中的按鈕，行程開(kāi)關(guān)，檢測(cè)元件等觸點(diǎn)都屬于PLC的輸入設(shè)備，PLC的輸出控制對(duì)象主要是控制電路中的執(zhí)行元件，本設(shè)計(jì)主要是接觸器，電磁閥，指示燈。足夠可以滿足42個(gè)輸入，27個(gè)輸出的要求，而且留有一定余量。根據(jù)（1）（2）及實(shí)際PLC機(jī)型點(diǎn)數(shù)，選用FX2N64MR主機(jī)和一個(gè)16點(diǎn)的輸入擴(kuò)展模塊（FX16EX）這樣共有輸入點(diǎn)（32+16）。根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)的選取原則考慮10%20%的I/O點(diǎn)數(shù)余量輸入點(diǎn)數(shù)可選取4650個(gè)輸出點(diǎn)數(shù)可選取2933個(gè)。其中檢測(cè)元件17個(gè)，按鈕開(kāi)關(guān)24個(gè)，選擇開(kāi)關(guān)1個(gè)。通常I/O點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控制對(duì)象的輸入輸出信號(hào)的實(shí)際需要，再加上10%20%的余量來(lái)確定。對(duì)于組合機(jī)床，選用整體式PLC較好。模塊式PLC：模塊式PLC功能擴(kuò)展靈活方便。（1） 結(jié)構(gòu)選擇PLC主要有整體式和模塊式。第3章 電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 選擇PLC機(jī)型合理選擇PLC的型號(hào)，對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要作用。而PLC是專門用于工程現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的自動(dòng)控制，在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中采取了抗干擾性措施，穩(wěn)定性和可靠性較高。而且，在輸入接口、輸出接口，由光電耦合器件，使現(xiàn)場(chǎng)的干擾信號(hào)不容易進(jìn)入PLC。而PLC的輸入/輸出接口已經(jīng)做好，輸入接口可以與無(wú)外接電源的開(kāi)關(guān)直接連接，非常方便。例如，要考慮工程現(xiàn)場(chǎng)與單片機(jī)的連接，輸出帶負(fù)載能力、接口的擴(kuò)展，接口的工作方式等。而PLC采用了面向操作者的語(yǔ)言編程，如梯形圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖等，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，無(wú)需了解復(fù)雜的計(jì)算機(jī)知識(shí)，而只要用較短時(shí)間去熟悉PLC的簡(jiǎn)單指令系統(tǒng)及操作方法，就可以使用和編程。這就要求設(shè)計(jì)人員要有一定的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。2．PLC與單片機(jī)比較單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格比較便宜等優(yōu)點(diǎn)，一般用于數(shù)據(jù)采集和工業(yè)控制。PLC還配備了自檢和監(jiān)控功能，能自診斷出自身的故障，并隨時(shí)顯示給操作人員，還能動(dòng)態(tài)的監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供了方便。因而可靠性和維護(hù)性差。繼電接觸式控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多。而可編程程序控制器使用半導(dǎo)體集成電路作為定時(shí)器，時(shí)基脈沖由晶體震蕩器產(chǎn)生，精度相當(dāng)高并且定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，定時(shí)范圍廣。用時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制會(huì)出現(xiàn)定時(shí)的精度不高，定時(shí)時(shí)間易受環(huán)境的濕度和溫度變化而影響。由于PLC內(nèi)部有嚴(yán)格的同步，不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題，更不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)拉弧問(wèn)題。而可編程控制器是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，速度相當(dāng)快。觸點(diǎn)的開(kāi)閉動(dòng)作一般是幾十毫秒數(shù)量級(jí)。而且PLC是由中大規(guī)模集成電路組裝成的，因此，功耗小，體積小。若控制邏輯復(fù)雜時(shí)，則程序會(huì)長(zhǎng)一些，輸入輸出的連線并不多?？删幊炭刂破鞑捎么鎯?chǔ)邏輯。特別是想要能夠增加一些邏輯時(shí)就更加困難了，這都是硬接線的緣故。具體如下：(1) 控制邏輯繼電接觸式控制系統(tǒng)采用硬接線邏輯，它利用繼電器等的觸點(diǎn)串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)，利用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作等組合或控制邏輯，連線復(fù)雜、體積大、功耗也大。它的缺點(diǎn)是動(dòng)作速度慢，可靠性差，采用微電腦技術(shù)的可編程順序控制器的出現(xiàn)，使得繼電接觸式控制系統(tǒng)更加遜色。PLC與單片機(jī)、繼電器接觸