【正文】 這次的畢業(yè)設(shè)計，不僅培養(yǎng)了我的團(tuán)隊(duì)合作能力，也樹立我對自己工作能力的信心，相信會對我往后我學(xué)習(xí)工作生活有十分重要的影響，也讓我充分體會到了經(jīng)過重重困難后取得的成。 在這次畢業(yè)設(shè)計中，我要感謝我的指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，感謝老師對我的嚴(yán)格要求。 接下來就是實(shí)踐了，當(dāng)我把資料收集好 后，就開始把那些收集來的資料從頭到尾的理清一下，選材、分析，把所有材料按指導(dǎo)老師提供的提綱內(nèi)容進(jìn)行分類，確定章節(jié)、重點(diǎn)。 雖然在過去的學(xué)年里我們只學(xué)過一點(diǎn)點(diǎn)與本課程相關(guān)內(nèi)容，因此在設(shè)計過程中，碰到了很多的概念、原理以及方法方面的困難。當(dāng)我接到設(shè)計任務(wù)書時，頭腦里一頭霧水，不知道從何下手，后來我們指導(dǎo)老師張朝霞老師對我們進(jìn)行了輔導(dǎo)，并大致給我們描述了設(shè)計提綱以 及設(shè)計思路，使我對這一任務(wù)開始有了一些思緒，我開始去圖書館查閱資料，并且摘抄了一些有利用價值的材料。在整個設(shè)計過程中，有苦有甜，不過更多的是學(xué)到了不少東西，無論是理論上的還是實(shí)踐上的，都使我受益菲淺。該程序及 PLC 的硬接線不僅保證了原電路的工作邏輯關(guān)系，而且具有各種聯(lián)鎖措施，電氣改造的投資 少，工作兩較小。當(dāng) SA2 復(fù)位時，輔助繼電器 M2 失電，使 Y3 線圈失電，圓形工作臺停止旋轉(zhuǎn)。當(dāng)需要向后或向上進(jìn)給時，壓動 SQ4，常閉觸點(diǎn) SQ42 先斷開，常開觸點(diǎn) SQ41 后閉合， X13 閉合， Y4 線圈得電，電動機(jī) M2 反轉(zhuǎn)，并通過機(jī)械機(jī)構(gòu)使工作臺分別向后或向上運(yùn)行。向右進(jìn)給時， SQ6 被壓合，常閉觸點(diǎn) SQ62 先斷開，常開觸點(diǎn) SQ61 后閉合， X13 閉合， Y4 線圈得電，電動機(jī) M2 反轉(zhuǎn)，工作臺向右運(yùn)行。第 8 支路表達(dá)了工作臺六個方向的進(jìn)給、進(jìn)給沖動及園工作臺的工作邏輯關(guān)系。當(dāng)按停止按鈕 SB5 或 SB6 時， X2 常開觸點(diǎn)復(fù)位， Y1 線圈失電，主軸慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，同時 X3 常開觸點(diǎn)閉合， Y5 線圈得電接通電磁離合器 YC1，主軸制動停轉(zhuǎn)。在第 1 支路中，因 SQ1 和 SB SB6 都采用常閉觸頭分別接至輸入端子 X X2，則 X X2 的常開觸點(diǎn)閉合，按下啟動按鈕 SB1 或 SB2 時， X0 常開觸點(diǎn)閉合， Y M0 線圈得電并自鎖，第 4 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 支路中 Y1 常開觸點(diǎn)閉合，輔助繼電器 M1 線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，為第 5 支路以下程序執(zhí)行做好 準(zhǔn)備，保證了只有主軸旋轉(zhuǎn)后才有進(jìn)給運(yùn)動。所有的電器元件均可采用改造前的型號。輸出器件分三個電壓等級，一個是接觸器使用的 110V 交流電壓，另一個是電磁離合器使用的 36V 直流電，還有一個是照明使用的 24V 交流電壓，這樣也將 PLC 的輸出口分為三組連接點(diǎn)。若有現(xiàn)成的 PC，只需配一條通信電纜在計算機(jī)上裝上相應(yīng)的編程軟件，效果更好。對于開關(guān)量控制系統(tǒng)，用戶程序所需存儲器字?jǐn)?shù)等于 IO 信號總數(shù)乘以 IO 的系統(tǒng)，每一路模擬量信號大約需100 字的存儲器容量。 PLC 的程序步是由一個字構(gòu)成的，即每個程序步占一個存儲器單元。 PLC 的順序掃描工作方式使它不能可靠地接收持續(xù)時間小于掃描周期的輸入信號，為此，需要選取高掃描速度的 PLC。 PLC 響應(yīng)時間的要求 對于大多數(shù)應(yīng)用場合來說， PLC 的響應(yīng)時間不是主要 的問題。模擬式的PLC 采用主機(jī)模塊與 IO 模塊、功能組合模塊組合使用的方法，用戶可以根據(jù)需要，選擇和靈活組合使用主機(jī)與 IO 模塊。 點(diǎn)數(shù) 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 準(zhǔn)確地統(tǒng)計出被控對象所需 IO 點(diǎn)數(shù)是 PLC 選型的 基礎(chǔ)，把各輸入設(shè)備和被控設(shè)備詳細(xì)列出，然后在實(shí)際統(tǒng)計出的 IO 點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上加 15%20%的備用量以便今后調(diào)整和擴(kuò)充。 PLC 的選型基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能需要，兼顧維修、備件的通用性。 PLC 的選型與繼電器系統(tǒng)的元件選擇不同，繼電器控制系統(tǒng)元件的選用要在設(shè)計結(jié)束之后才能確定各元件的型號、規(guī)則和數(shù)量 及屏柜大小等，而 PLC 選用則要在設(shè)計開始即可根據(jù)工藝和控制要求預(yù)先選擇。 的選型 PLC 是一種通用工業(yè)控制裝置，功能的設(shè)置總是面向大多數(shù)用戶的。 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。 最大限度地滿足被控對象的控制要求。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第三章 X62W 萬能銑床電氣控制線路的 PLC 改造 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則與 PLC 選型 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程）的工業(yè)要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 隨著 PLC 功能不斷增強(qiáng)，越來越多地采用了微機(jī)技術(shù)，同時工業(yè)微機(jī)為了適應(yīng) 用戶需要，向提高可靠性、耐用性與便于維修的方向發(fā)展，兩者間相互滲透，差異越來越小。從而使 PLC 絕不會出現(xiàn)死機(jī)的現(xiàn)象。電路布局方面的主要模塊都采用大規(guī)模與超大規(guī)模的集成電路，在輸入、輸出系統(tǒng)中采用完善隔離等通道保護(hù)功能；在電路結(jié)構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵及防震等各方面都做了周密的考慮；在電路硬件方面采用了隔離、屏蔽濾波及接地等抗干擾技術(shù)；在軟件上采用了數(shù)字濾波及循環(huán)掃描、成批輸入、成批輸出處理技術(shù)。 PLC 針對工業(yè)順序控制，在工業(yè)現(xiàn)場有很高的可靠性。另外，工業(yè)微機(jī)在整機(jī)結(jié)構(gòu)上尚不能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，抗干擾能力及適應(yīng)性差，這就是工業(yè)微機(jī)用在工業(yè)現(xiàn)場控制的致命弱點(diǎn)。 3 與工業(yè)微機(jī)控制系統(tǒng)的比較 工業(yè)微機(jī)在要求快速、實(shí)時性強(qiáng)、模擬復(fù)雜的工業(yè)控制中占有優(yōu)勢。不論是 PLC 還是集散系統(tǒng)，在發(fā)展過程中，二者始終是相互滲透、互為補(bǔ)充的。在 PLC 中，各“軟繼電器”都處于周期性循環(huán)掃描接通中，每個“軟繼電器”受制約接通的時間是短暫的。 （ 4）工作方式不同。繼電器控制系統(tǒng)是通過元件之間的硬件來實(shí)現(xiàn)的，控制功能就固定在線路中。繼電器的觸點(diǎn)數(shù)目少，一般只有 4~8 對；而“軟繼電器”可供編程的觸點(diǎn)數(shù)有無限對。PLC 采用無機(jī)械觸點(diǎn)的邏輯運(yùn)算微電子技術(shù)，復(fù)雜的控制由 PLC 內(nèi)部運(yùn)算器完成，故壽命長、可靠性高。繼 電器控制線路是由許多硬件繼電器組成的，而 PLC 則是由許多“軟繼電器”組成。梯形圖與繼電器控制原理圖十分相似，沿用了繼電器電路的元件符號，僅個別地方有些不同。 控制的優(yōu)越性 傳統(tǒng)的繼電器控制只能進(jìn)行開關(guān)量的控制，而 PLC 即可進(jìn)行開關(guān)量控制，又可進(jìn)行模擬量控制，還能與計算機(jī)聯(lián)機(jī)成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)分級控制。 （ 7）其它指標(biāo)。如 步表示掃描一步用戶程序所需的時間為。 （ 6）掃描速度。 （ 5）軟元件的種類和點(diǎn)數(shù)。 （ 4）指令數(shù)。 PLC 有開關(guān)量和模擬量兩種 I/O。 其存儲容量通常以字、步或 KB 為單位計算，常用的用戶存儲器類型有 RAM、 EEPROM、 EPROM三種。 (2)用戶存儲器容量和類型。不同機(jī)型的 PLC，具有不同的編程語言。由于 PLC 是專門為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計的，因此 PLC 一般都能滿足以上硬件指標(biāo)的要求。 ，能耗低 對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用 PLC 后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型 PLC 的體積僅相當(dāng)于幾個繼電器的大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/10~1/12. PLC 的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線少得多，故可省下大量的配線和附件，減少了大 量的安裝接線工時，加上開關(guān)柜體積的縮小，可以節(jié)省大量的費(fèi)用。 PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與 I/O 有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器 控制的 1/100~1/10,因觸頭接觸不良造成的故障大為減少。 ，抗干擾能力強(qiáng) 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用大量的中間繼電器、時間繼電器。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 PLC 具有完善的監(jiān)控及自診斷功能，內(nèi)部各種軟元件的工作狀態(tài)可編程軟件進(jìn)行監(jiān)控，配合程序針對性編程及內(nèi)部特有的診斷功能，可以快速、準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)并及時排除故障。只需在 PLC 的端子上接入相應(yīng)的輸入、輸出信號線即可，絕不像傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)那樣需要使用大批繼電器及電子元件和復(fù)雜繁多的硬件接線。 ，適應(yīng)性強(qiáng)，施工周期短 PLC 產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化、并配設(shè)品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。 ，性價比高 一臺小型 PLC 內(nèi)存有成百上千個可供用戶使用的編程組件，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。 PLC的特點(diǎn)及其優(yōu)越性 的特點(diǎn) 我國國家標(biāo)準(zhǔn)也對 PLC作了與國際電工委員會頒布的可編程序控 制器標(biāo)準(zhǔn)草案基本一致的規(guī)定。這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但有利于提高系統(tǒng)的抗干擾能力及可靠性。 可見， PLC 是通過周期性不斷地循環(huán)掃描并采用集中采樣輸出的方式，實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)過程和設(shè)備的連續(xù)控制。在 PLC 內(nèi)部設(shè)置了監(jiān)控定時器，用來監(jiān)視每個掃描周期是否超出規(guī)定的時間，一旦超出， PLC 就停止運(yùn)行，從而避免了由于 PLC 內(nèi)部 CPU 出故障程序運(yùn)行進(jìn)入死循環(huán)（死機(jī)現(xiàn)象）。然后， CPU 又返回執(zhí)行下一個循環(huán)掃描周期。在輸出刷新時， PLC 對第一、第二階段是處于屏蔽狀態(tài)的。 （ 3） 結(jié)果輸出階段，也叫輸出刷新。 PLC 執(zhí)行用戶程序總是根據(jù)梯形圖的順序先左而右、從上而下地對每條指令進(jìn)行讀取及解釋，并從輸入映像存儲器和輸出映像存儲器中讀取輸入和輸出的狀態(tài)，結(jié)合原來的各軟元件的數(shù)據(jù)及狀態(tài)，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算出每條指令的結(jié)果，并馬上把結(jié)果存入相應(yīng)的寄存器（如果輸出的是 Y 狀態(tài)就 暫存在輸出映像存儲器）中，然后再執(zhí)行下一條指令，直至“ END”。 PLC 工作在輸入刷新階段，只允許 PLC 接收輸入口的狀態(tài)信息， PLC 的第二、第三階段的動作是在屏蔽狀態(tài)。 （ 1） 輸入信號采樣階段又叫輸入刷新階段。 PLC 在運(yùn)行狀態(tài)執(zhí)行用戶指令的動作過程可分 3 個階段。 嚴(yán)格來講，一個掃描周期主要包括：為保障系統(tǒng)正常運(yùn)行的公共操作占用時間、系統(tǒng)與外界交換信息占用時間及執(zhí)行用戶程序過程占用時間 3部分。至于 PLC 系統(tǒng)工作過程對用戶編程來說影響不大。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 系統(tǒng)的初始化包括設(shè)計堆棧指針，工作單元清零，初始化編程接口，設(shè)置工作標(biāo)志及工作指針等。整個過程可分為五個階段：自診斷、與編輯器計算機(jī)等通信、輸入采用（讀入現(xiàn)場信號）、用戶程序執(zhí)行和 輸出刷新（輸出結(jié)果）。因此， PLC 控制的適應(yīng)性很強(qiáng)。 因此，可以將 PLC 等效為一個由許多個各種可編程繼電器（如輸入繼電器、輸出繼電器、定時器等）組成的整體， PLC 內(nèi)的這些可編程元件，由于在使用上與真實(shí)元件有很大的差異，因此稱“軟”繼電器。 PLC的工作原理 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)是由輸入、邏輯控制和輸出三個基本部分組成的，其邏輯控制部分是由各種繼電器（包括接觸器、時間繼電器等）及其觸點(diǎn)，按一定的邏輯關(guān)系用導(dǎo)線而成的電路，若需要改變系統(tǒng)的邏輯控制功能，必須改變繼電器電路?？刂七壿嫵Ｓ门c 、或、非三種邏輯功能來表示。參數(shù)表明操作數(shù)的地址或一個預(yù)先設(shè)定值。操作碼用助記符 LD、 ST 表示取， OR 表示或，用來執(zhí)行要執(zhí)行的功能，告訴 CPU 該進(jìn)行什么操作，例如，邏輯運(yùn)算的與、或、非；算術(shù)運(yùn)算的加、減、乘、除，時間或條件控制中的計數(shù)、計時、移位等功能。 例如，下圖中所示電路如用三菱公司 FX 型 PLC，其語句表為： 步序 操作碼（助記符） 操作數(shù)（參數(shù)） 說明 0 LD X001 邏輯行開始，輸入 X1 常開接點(diǎn) 1 OR Y001 并聯(lián) Y1 的自保接點(diǎn) 2 ANI X002 串聯(lián) X2 的常閉接點(diǎn) 3 OUT Y001 輸出 Y1 邏輯行結(jié)束 4 LD Y001 輸入 Y1 常開接點(diǎn)，邏輯行開始 5 OUT Y002 輸出 Y2 邏輯行結(jié)束 可見，指令語句表是由若干條語句組成的程序，語句是程序的最小獨(dú)立單元，每個操作功能由一條或幾條語句來執(zhí)行。 2． 指令表語言 這種編程語言是一種與計算機(jī)匯編語言相類似的助記符編程方式，是用一系列操作指令組成的語言表控制流程描述出來，并通過編程器送到 PLC 中去的。 3）梯形圖按由左至右、由上至下的順序畫出，因?yàn)?CPU 是按此順序執(zhí)行程序的。同一標(biāo)號的觸點(diǎn)可以反復(fù)地使用。 3）在繼電器控制電路中，若要改變控制功能或增減電器及觸點(diǎn)，就必須改變電路，即重新安裝電器和接線；而對于 PLC 梯形圖而言，改變控制功能只需要改變控制程序。 1）在繼 電控制電路圖中，每個電氣符號代表一個實(shí)際的電器或電器部件，電氣符號之間的連線表示電器部件間的連接線，因此繼電器控制電路圖表示一個實(shí)際的電路；而梯形圖表示的不是一個實(shí)際的電路而是一個程序，圖中的繼電器并不是物理實(shí)體，可稱為“軟繼電器”，它實(shí)質(zhì)上是 PLC 的內(nèi)部寄存器，其間的連線表示的是它們之間的邏輯關(guān)系。 （ 1）梯形圖與繼電控制電路原理圖區(qū)別。 由于 PLC 的設(shè)計和生產(chǎn)至今尚無國際統(tǒng)一