【正文】 參考文獻 [1] 《電氣控制與 PLC 應用》 華滿香主編 人民郵電出版社 [2] 《工廠電氣控制技術》 熊幸命主編 清華大學出版社 [3]《 PLC 與電氣控制》 羅偉鄧木生主編 中國電力出版社 [4] 《電氣與 PLC 控制技術》 姚屏主編 化學工業(yè)出版社 [5] 《流行 PLC 實用程序及設計》。 這次的畢業(yè)設計，不僅培養(yǎng)了我的團隊合作能力，也樹立我對自己工作能力的信心，相信會對我往后我學習工作生活有十分重要的 影響，也讓我充分體會到了經過重重困難后取得的成功的喜悅。 在這次畢業(yè)設計中，我要感謝我的指導老師的悉心指導，感謝老師對我的嚴格要求。 接下來就是實踐了，當我把資料收集好后，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，把所有材料按指導老師提供的提綱內容進行分類，確定章節(jié)、重點。 雖然在過去的學年里我們只學過一點點與本課程相關內容，因此在設計過程中，碰到了很多的概念、原 理以及方法方面的困難。當我接到設計任務書時，頭腦里一頭霧水，不知道從何下手，后來我們指導老師張朝霞老師對我們進行了輔導，并大致給我們描述了設計提綱以及設計思路，使我對這一任務開始有了一些思緒，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。在整個設計過程中，有苦有甜，不過更多的是學到了不少東西，無論是理論上的還是實踐上的，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 SA2 復位時，輔助繼電器 M2 失電，使 Y3 線圈失電，圓形工作臺停止旋轉。當需要向后或向上進給時，壓動 SQ4，常閉觸點 SQ42 先斷開，常開觸點 SQ41 后閉合， X13 閉合， Y4 線圈得電，電動機 M2 反轉，并通過機械機構使工作臺分別向后或向上運行。向右進給時， SQ6 被壓合，常閉觸點 SQ62 先斷開，常開觸點 SQ61 后閉合， X13 閉合， Y4 線圈得電，電動機 M2 反轉，工作臺向右運行。第 8 支路表達了工作臺六個方向的進給、進給沖動及園工作臺的工作邏輯關系。當按停止按鈕 SB5 或 SB6 時， X2 常開觸點復位， Y1 線圈失電，主軸慣性運轉，同時 X3 常開觸點閉合， Y5 線圈得電接通電磁離合器 YC1，主軸制動停轉。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 的常開觸點閉合，按下啟動按鈕 SB1 或 SB2 時， X0 常開觸點閉合， Y M0 線圈得電并自鎖，第 4支路中 Y1 常開觸點閉合，輔助繼電器 M1 線圈得電，其常開觸點閉合，為第 5 支路以下程序執(zhí)行做好準備，保證了只有主軸旋轉后才有進給運動。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。若有現(xiàn)成的 PC，只需配一條通信電纜在計算機上裝上相應的編程軟件，效果更好。對于開關量控制系統(tǒng)，用戶程序所需存儲器字數(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 響應時間的要求 對于大多數(shù)應用場合來說， PLC 的響應時間不是主要的問題。模擬式的PLC 采用主機模塊與 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與 IO 模塊。 點數(shù) 準確地統(tǒng)計出被控對象所需 IO 點數(shù)是 PLC 選型的基礎，把各輸入設備和被控設備詳細列出，然后在實際統(tǒng)計出的 IO 點數(shù)基礎上加 15%20%的備用量以便今后調整和擴充。 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)元件的選用要在設計結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 選用則要在設計開始即可根據(jù)工藝和控制要求預先選擇。 的選型 PLC 是一種通用工業(yè)控制裝置，功能的設置總是面向大多數(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。 第三章 X62W 萬能銑床電 氣控制線路的 PLC 改造 PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則與 PLC 選型 控制系統(tǒng)設計的基本原則 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象（生產設備或生產過程）的工業(yè)要求，以提高生產效率和產品質量。 隨著 PLC 功能不斷增強，越來越多地采用了微機技術，同時工業(yè)微機為了適應用戶需要，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功能；在電路結構上對耐熱、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；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。 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)微機在整機結構上尚不能適應惡劣的工作環(huán)境 ，抗干擾能力及適應性差，這就是工業(yè)微機用在工業(yè)現(xiàn)場控制的致命弱點。 3 與工業(yè)微機控制系統(tǒng)的比較 工業(yè)微機在要求快速、實時性強、模擬復雜的工業(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現(xiàn)的，控制功能就固定在線路中。繼電器的觸點數(shù)目少，一般只有 4~8 對；而“軟繼電器”可供編程的觸點數(shù)有無限對。PLC 采用無機械觸點的邏輯運算 微電子技術，復雜的控制由 PLC 內部運算器完成，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行開關量的控制，而 PLC 即 可進行開關量控制，又可進行模擬量控制，還能與計算機聯(lián)機成網(wǎng)絡，實現(xiàn)分級控制。 （ 7）其它指標。如 步表示掃描一步用戶程序所需的時間為。 （ 6）掃描速度。 （ 5）軟元件的種類和點數(shù)。 （ 4）指令數(shù)。 PLC 有開關量和模擬量兩種 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。不同機型的 PLC，具有不同的編程語言。由于 PLC 是專門為適應惡劣的工業(yè)環(huán)境而設計的， 因此 PLC 一般都能滿足以上硬件指標的要求。 ，能耗低 對于復雜的控制系統(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 的體積僅相當于幾個繼電器的大小，因此可將開關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，加上開關柜體積的縮小，可以節(jié)省大量的費用。 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 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。 PLC 具有完善的監(jiān)控及自診斷功能，內部各種軟元件的工作狀態(tài)可編程軟件進行監(jiān)控，配合程序針對性編程及內部特有的診斷功能，可以快速、準確地找到故障點并及時排除故障。只需在 PLC 的端子上接入相應的輸入、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雜繁多的硬件接線。 ，適應性強，施工周期短 PLC 產品已經實現(xiàn)標準化、系列化、模塊化、并配設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 內存有成百上千個可供用戶使用的編程組件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能。 PLC的特點及其優(yōu)越性 的特點 我國國家標準也對 PLC作了與國際電工委員會頒布的可編程序控制器標準草案基本一致的規(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，實現(xiàn)了對生產過程和設備的連續(xù)控制。在 PLC 內部設置了監(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 就停止運行，從而避免了由于 PLC 內部 CPU 出故障程序運行進入死循環(huán)（死機現(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)，結合原來的各軟元件的數(shù)據(jù)及狀態(tài)，進行邏輯運算，運算出每條指令的結果，并馬上把結果存入相應的寄存器（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 在運行狀態(tài)執(zhí)行用戶指令的動作過程可分 3 個階段。 嚴格來講，一個掃描周期主要包括：為保障系統(tǒng)正常運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。 系統(tǒng)的初始化包括設計堆棧指針，工作單元清零，初始化編程接口，設置工作標志及工作指針等。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（輸出結果）。因此， PLC 控制的適應性很強。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 內的這些可編程元件，由于在使用上與真實元件有很大的差異，因此稱“軟”繼電器。 PLC的工作原理 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，按一定的邏輯關系用導線而成的電路，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)的地址或一個預先設定值。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 該進行什么操作，例如，邏輯運算的與、或、非；算術運算的加、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 1 OR Y001 并聯(lián) Y1 的自保接點 2 ANI X002 串聯(lián) X2 的常閉接點 3 OUT Y001 輸出 Y1 邏輯行結束 4 LD Y001 輸入 Y1 常開接點，邏輯行開始