【正文】 43 。在這次畢業(yè)設(shè)計中，真正的感受到了實踐中理論知識的重要性，還在實踐中學(xué)到了書本上學(xué)不到的知識。在這里也感謝一下同組的同學(xué)，他們對我?guī)椭瑯又匾谖矣龅嚼щy的時候，是他們放下他們的設(shè)計用所會的知識給予我?guī)椭?。根?jù)老師安排的時間，我們一步一步的把設(shè)計做完，我們心里知道，這每一步里都有老師的汗水和對我們的期望。在設(shè)計開始的時候，我對于這個題目還一知半解，老師帶我們了解了實驗室的設(shè)備，對于自己的設(shè)計有了一定的了解。從設(shè)計最開始的選題到設(shè)計最后的撰寫和修改，都對我有莫大的幫助。但由于本人的此次設(shè)計基于理論來完成，加上本人了解的知識有限，所有在本次設(shè)計中仍然存在著許多缺陷。對基于PLC和觸摸屏的車床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，跟傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)進(jìn)行了比較，證明論文所提出的方案的有效性和可靠性。進(jìn)行了軟件部分的設(shè)計，包括設(shè)計分析I/O接口、PLC外部接線圖以及運(yùn)動控制梯形圖的編制。針對電氣控制系統(tǒng)中要求操作簡單，易于實現(xiàn)的特點，提出了設(shè)計方案中所涉及的硬件設(shè)備和軟件設(shè)備，并對其進(jìn)行了了解。介紹了相關(guān)的硬件設(shè)備和軟件程序。從而完成車床的自動化，保障了車床運(yùn)動的正常運(yùn)行。在本次設(shè)計中，利用PLC的特點，對于車床的控制電路中的三個電機(jī)進(jìn)行控制，以便完成車床的各種技術(shù)要求。結(jié)　　論隨著社會對車床性能的要求不斷提高，車床的電氣控制系統(tǒng)也在不斷改進(jìn)和發(fā)展。 主要顯示界面 軟件下載1） 將C6140的設(shè)計程序下載至S7200 PLC中；2） 將C6140的觸摸屏程序下載至TP177B觸摸屏中。 變量的建立新建三個變量具體如下圖所示： 組態(tài)界面的建立 變量新建完成后，下一步要建立幾個組態(tài)界面；首先建個主要顯示界面，做為電機(jī)的起動停止的顯示。TP177B裝置的功能如下表: TP177B的功能表事件消息數(shù)目400顯示消息行、消息窗口/消息頁、消息視圖查看所有排隊消息消息頁/消息視圖每行的消息長度70個字符消息文本中的過程值8編輯消息√報警消息數(shù)目400顯示消息窗口/消息頁/消息視圖顯示類型最先/最后，可選擇的查看所有排隊消息在消息頁/消息視窗中每行的消息長度70個字符消息文本的過程值8確認(rèn)單個報警消息√同時確認(rèn)多個報警消息16個確認(rèn)組編輯消息√ALARM_S顯示S7消息√消息采集發(fā)生時間日期/時間消息事件已到達(dá)、已離開、已確認(rèn)畫面數(shù)目100每個畫面的域數(shù)50每個畫面的變量數(shù)50每個畫面的復(fù)合元素數(shù)5查看√畫面對象√操作指導(dǎo)√固定窗口√限制值監(jiān)控輸入/輸出√轉(zhuǎn)換功能輸入/輸出√變量數(shù)目250趨勢數(shù)目50圖形對象數(shù)目50文本元素數(shù)目1000口令保護(hù)口令數(shù)目50口令級10（）在線語言切換語言數(shù)目3畫面設(shè)置對比度√時序表循環(huán)觸發(fā)或者一次觸發(fā)√連接數(shù)目4通訊SIMATIC S7/M7√ 觸摸屏程序的建立 創(chuàng)建設(shè)備1）在Win CC flexible項目界面中選擇“使用項目向?qū)?chuàng)建一個新項目”會彈出如下圖所示的對話框，如圖所示： Win CC flexible項目界面2）選擇“小型設(shè)備”，點擊下一步，添加“HMI設(shè)備”和“控制器” 小型設(shè)備界面在“HMI”設(shè)備中選擇TP177B，在控制器中選擇SIMATIC S7200，然后點擊完成，實現(xiàn)初步連接。項目成功下載以后就可以將操作單元連接到PLC。使用Pro Tool/Pro CS進(jìn)行組態(tài)，需要在操作單元上表示的圖形、文本以及操作和顯示元素，必須首先使用組態(tài)軟件SIMATIC Pro Tool/Pro CS在組態(tài)計算機(jī)（PC/PU）上創(chuàng)建。本裝置還易于操作和觀察，由于以圖形形式顯示操作狀態(tài)、當(dāng)前過程值以及連接的PLC的故障，所以更方便的操作和監(jiān)控相關(guān)的機(jī)器或系統(tǒng)。本裝置允許將自己創(chuàng)建的圖形、數(shù)字照片和掃描的畫面集成到項目中。本次設(shè)計選用西門子觸摸屏TP177B裝置。其中，觸控屏控制器(卡)的主要作用是：從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標(biāo)，再送給CPU，它同時能接收CPU 發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。6 觸摸屏編程 觸控屏裝置的介紹與功能觸摸屏的基本原理是：用手指或其他物體觸摸安裝在顯示器前端的觸控屏?xí)r，所觸摸的位置(以坐標(biāo)形式)由觸摸屏控制器檢測，并通過接口送到CPU，從而確定輸入的信息。（3），（SA1）閉合，冷卻泵電動機(jī)M2啟動運(yùn)轉(zhuǎn)；（SA1）斷開時，冷卻泵電動機(jī)M2停止運(yùn)轉(zhuǎn)。（1）（SB1）閉合時，主軸電動機(jī)M1啟動運(yùn)轉(zhuǎn)；（SB2）得電時，主軸電動機(jī)M1停轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)塊DBn可以是功能塊FBn的背景數(shù)據(jù)塊，也可以作為全局?jǐn)?shù)據(jù)塊，其中的數(shù)據(jù)可在其它各塊中被引用或賦值。 符號表配置 狀態(tài)表頁面在Step7Micro/Win的項目中，可以同時建立幾個相同或不同類型的站，并根據(jù)需要分配站的地址和組態(tài)站與站之間的網(wǎng)絡(luò)。在其中的符號表(Smybols)內(nèi)，可以建立需要的各變量，并給出相應(yīng)的注釋。在建立好的站內(nèi)，打開系統(tǒng)快，在其中對應(yīng)的插槽內(nèi)插入需要的CPU和I/0模板，并可對CPU和各I/0模板的屬性進(jìn)行設(shè)置，最后經(jīng)過編譯后保存即可。下面介紹Step7項目的手動建立過程。生成一個項目的主要任務(wù)就是為編程準(zhǔn)備這些數(shù)據(jù)，一旦生成一個項目，其內(nèi)部定義的各組態(tài)對象自動建立連接，組成一個有機(jī)的整體。這些數(shù)據(jù)包括：硬件結(jié)構(gòu)的組態(tài)數(shù)據(jù)及模板參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)通訊的組態(tài)數(shù)據(jù)。由于STEP7軟件非常龐大，所以在設(shè)計程序之前需先在STEP7里的進(jìn)行硬件組態(tài)，配置需要與實際的PLC硬件完全一樣，同時制作變量表，這樣有利于在編程時對變量的調(diào)用與查詢，并方便了對程序的閱讀。STEP7允許多個用戶同時處理一個工程項目，但不允許多個用戶同時對一個項目進(jìn)行寫操作（如程序及組態(tài)數(shù)據(jù)的下載）。 塊調(diào)用的分層結(jié)構(gòu)? STEP7編程軟件用于SIMATIC SC7和M7和基于PC的Win CC，是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具。S7 CPU還提供標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)功能塊(SFB、SFC)，集成在S7 CPU中的功能程序庫。數(shù)據(jù)塊(DB)是用戶定義的用于存取數(shù)據(jù)的存儲區(qū)，可以被打開或關(guān)閉。FB帶有背景數(shù)據(jù)塊(Instance Data Block)，在FB塊結(jié)束時繼續(xù)保持，即被“記憶”。OB1是主程序循環(huán)塊，在任何情況下，它都是需要的。在硬件配置中選擇了某種類型的CPU模塊后，主窗口中會顯示出該CPU模塊所包含的S7程序組塊，在其中可以編輯符號表(Symbols)和各程序塊(Blocks)。通過Step7，用戶可以進(jìn)行系統(tǒng)配置和程序的編寫、調(diào)試，在線診斷PLC硬件配置狀態(tài)、控制PLC的運(yùn)行狀態(tài)和I/0通道的狀態(tài)等。 Step7簡介SIMATIC Step7是用于SIMATIC S7/C7 PLC和SIMATIC WinCC基于CP控制產(chǎn)品的組態(tài)、編程和維護(hù)的項目管理工具。用戶程序由用戶按具體的控制系統(tǒng)要求進(jìn)行設(shè)計，這里所說的PLC軟件設(shè)計即是指用戶自行開發(fā)的應(yīng)用程序。5 普通車床電氣控制系統(tǒng)PLC軟件設(shè)計 PLC軟件設(shè)計PLC軟件既有制造廠家提供的系統(tǒng)程序，又有用戶自行開發(fā)的應(yīng)用程序。用于較高要求的控制系統(tǒng)。具有PID控制器。本次PLC選擇的是CPU226型，本機(jī)集成24輸入/16輸出共40個數(shù)字量I/O點，可連接7個擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O或者35路模擬量I/O點。S7200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能?，F(xiàn)選擇西門子S7200 CPU226型PLC控制，AC220V供電，DC24V 6點輸入，繼電器型交流3點輸出。本次設(shè)計選用西門子S7200型PLC。Logix等產(chǎn)品； 　　西門子公司的產(chǎn)品，目前有SIMATIC PLC的選用我國市場上流行的有如下幾家PLC產(chǎn)品： 　　施耐德公司，包括早期天津儀表廠引進(jìn)莫迪康公司的產(chǎn)品，目前有Quantum、Premium、Momentum等產(chǎn)品； 　　羅克韋爾公司（包括AB公司）PLC產(chǎn)品，目前有SLC、Micro對于在工廠中搞工藝的人來說，用這種方法編程，不需要很多的電氣知識，非常方便。采用這種編程語言對于熟悉邏輯電路和具有邏輯代數(shù)基礎(chǔ)的技術(shù)人員來說，是非常方便的。3)邏輯功能圖這種編程語言基本上沿用了半導(dǎo)體邏輯電路的邏輯方塊圖形式。上圖的語句表為：2)指令語句表指令語句就是用助記符來表達(dá)PLC的各種控制功能，一般與梯形圖形式一一對應(yīng)。一般講，其順序為：先輸入，后輸出（含其它處理）；先上，后下；先左，后右。下圖是西門子公司的S7200最簡單的梯形圖例： 梯形圖這組梯形圖主要實現(xiàn)的是一個輸出觸點的自保持電路。最后為輸出類指令，實現(xiàn)輸出控制，或為數(shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，以進(jìn)行相應(yīng)的工作。它的聯(lián)機(jī)有兩種：一種為母線，另一種為內(nèi)部橫豎線。 PLC的編程語言PLC與微機(jī)一樣，是以指令程序的形式進(jìn)行工作的，各種型號的PLC一般均以梯形圖語言為主，同時也兼顧一些其他形式的編程語言。多數(shù)PLC具有RS232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出“網(wǎng)絡(luò)就是控制器”的觀點說法。3)輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。編程器可分為簡易編程器和圖形編程器兩種。 PLC的其他設(shè)備1)編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。 其它接口電路除了I/O接口電路外，許多PLC還配置了其它一些接口，使PLC能滿足更多的需要。但是對PLC本身而言，它的輸出模塊基本上也只有3種形式：繼電器、雙向晶閘管型和晶體管型，并用承受能力也是有限的，那么PLC是怎樣帶動這些龐大的機(jī)械電氣設(shè)備的呢？這就是說在PLC與這些被控對象之間還需要一個中間環(huán)節(jié)，也就是執(zhí)行裝置。它的種類繁多，而且還在不斷的涌現(xiàn)大量新型產(chǎn)品。PLC 作為工業(yè)控制裝置，首先就必須要有檢測信號，然后才能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和自動控制。由PLC產(chǎn)生的各種輸出控制信號經(jīng)輸出接口去控制和驅(qū)動負(fù)載，如指示燈的亮滅、電動機(jī)的起停和正反轉(zhuǎn)、設(shè)備的轉(zhuǎn)動、平移、升降、閥門的開閉等。輸入/輸出接口電路用來連接PLC主機(jī)與外部設(shè)備。除了上述通用I/O外，還有特殊I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。常用的I/O分類如下：開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。RAM中一般存放以下內(nèi)容：用戶程序、邏輯變量。1)只讀存儲器ROM在ROM中，存放著PLC制造廠家編寫的系統(tǒng)程序，一般包括以下內(nèi)容：檢查程序、鍵盤輸入處理程序、翻譯程序、信息傳遞程序、監(jiān)控程序。所謂系統(tǒng)程序，是指控制和完成PLC各種功能的程序，這些程序是由PLC的制造廠廠家用微機(jī)的指令系統(tǒng)編寫的，并固化到只讀存儲器（ROM）；所謂用戶程序，就是使