【正文】 目前國(guó)外的鋸片研磨機(jī)都考慮在同一臺(tái)機(jī)器上完成對(duì)鋸齒的前角、后 角、側(cè)角進(jìn)行研磨 ， 由于必需完成加工平面的轉(zhuǎn)換與控制 ， 機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高。由于工藝的優(yōu)化處理 ， 機(jī)構(gòu)復(fù)雜度的降低 ， 減少了機(jī)械與控制系統(tǒng)成本 。 至此，調(diào)試過(guò)程結(jié)束。要注意的是在調(diào)試前要進(jìn)行編譯， 編譯 能檢查出不少錯(cuò)誤，比如某元件屬性里的讀取 PLC 的地址 沒(méi)定義 之類(lèi)的錯(cuò)誤。 最后再把機(jī)械裝置連接上進(jìn)行調(diào)試，這樣可以很好的保護(hù)設(shè)備。這種調(diào)試方法主要應(yīng)用在開(kāi)關(guān)量為主的系統(tǒng)，否則的話(huà)就不怎么實(shí)用了。這種方法不用和 PLC 進(jìn)行實(shí)際連接進(jìn)行，直接在 PC 上完成調(diào)試，相當(dāng)方便，也可以避免出錯(cuò) ，調(diào)試好以后下載到 PLC 上再執(zhí)行，如果沒(méi)有得到正確結(jié)果，那就要仔細(xì)檢查硬件了，這個(gè)時(shí)候硬件的可疑性比較大。性能的測(cè)試是對(duì)整機(jī)進(jìn)行的，測(cè)試系統(tǒng)是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。把 PLC 控制單元的工作方式置為“ RUN”開(kāi)始 調(diào)試 。在正式調(diào)試前 還 要再次全面檢查整個(gè) PLC 控制系統(tǒng)，包括電源、接地線(xiàn)、 設(shè)備連接線(xiàn)、 I/O 連線(xiàn)等。 硬件連接 按照 由 低到高、由左至右的原則 對(duì) 照電氣連接圖紙進(jìn)行 ，并且要通過(guò)萬(wàn)用表 檢查接線(xiàn) 是否 準(zhǔn)確 ，避免因接線(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致短路和局部電壓或電流過(guò)大而燒壞元器件，還要盡量避免接線(xiàn)不牢，這種錯(cuò)誤導(dǎo)致的結(jié)果就是相當(dāng)難以排查。對(duì)于我們的鋸片側(cè)角研磨機(jī)控制系統(tǒng)，調(diào)試分為硬件部分調(diào)試和軟件部分調(diào)試。 大學(xué)本科畢業(yè)論文 32 5 鋸片側(cè)角研磨機(jī)控制系統(tǒng)總體調(diào)試 一個(gè)控制系統(tǒng)如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)試直接投入運(yùn)行，有可能造成直接的經(jīng)濟(jì)損失，比如直接把設(shè)備燒掉，更嚴(yán)重的甚至可能危及人身安全。 磨削次數(shù)：前面的數(shù)值表示砂輪已磨的次數(shù)，后面的數(shù)值表示要磨削的次數(shù)。在自動(dòng)狀態(tài)下按其他按鈕無(wú)效，只有按“急?！卑?鈕才有效。 AO 退速度：指砂輪磨退時(shí)的速度 (退出合金后的速度 )。 （ 6） 按 F6 顯示 6 號(hào)界面，即 磨退速度 AB、 AO 設(shè)定 界面。 其中 ： OA 速度：指砂輪磨進(jìn)時(shí)的速度 (還沒(méi)有到合金的速度 )。 AB 距離：指要磨合金的距離。 （ 4） 按 F4 顯示 8 號(hào)界面，即 磨進(jìn)距離 OA、 OB 設(shè)定。 （ 3） 按 F3 顯示 4 號(hào)界面，即 磨退距離 AC 設(shè) 定 界面。 其中 ： 磨削次數(shù)：指磨一個(gè)鋸齒的次數(shù)。注意水口槽兩邊的齒要多磨一次，安裝鋸片時(shí)要注意水口槽。 其中 ： 總齒數(shù)：指圓鋸片要磨的鋸齒數(shù)。 設(shè)置完手動(dòng)界面后，我們對(duì) 設(shè)定界面進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先把要顯示的畫(huà)面設(shè)計(jì)出來(lái)，包括 7 個(gè)界面，如圖 412 所示 ： 圖 412 設(shè)定界面 在第一次按“手動(dòng) \設(shè)定”按鈕顯示的是設(shè)定狀態(tài)此時(shí)人機(jī)界面顯示 10 號(hào)界面，也就是 界面 編號(hào)界面 ， 這樣用戶(hù)就可以根據(jù)需要 很方便的 在人機(jī)界面上按下 大學(xué)本科畢業(yè)論文 28 F1,F2,F3,F4,F5,F6 進(jìn)入相應(yīng)界面設(shè)定參數(shù)了。 （ 8） F8 功能鍵：用來(lái)調(diào)試砂輪的磨退性能。 （ 7） F7 功能鍵：用來(lái)調(diào)試砂輪的磨進(jìn)性能。 （ 6） F6 功能鍵：用來(lái)調(diào)試水泵的啟停。 （ 5） F5 功能鍵：用來(lái)調(diào)試砂輪的啟停。 按一下 F4 就安退刀量退刀一次。再按 一次 再 按 進(jìn)刀量進(jìn)刀一次。 （ 3） F3 功能鍵：用來(lái)調(diào)試砂輪的進(jìn)刀性能。 （ 2） F2 功能鍵：用來(lái)調(diào)試夾片機(jī)構(gòu)的啟停。首先我們畫(huà)一個(gè)歡迎界面作為預(yù)設(shè)畫(huà)面，如圖 410 所示： 圖 410 歡迎界面 然后， 再 畫(huà)一個(gè)手動(dòng)界面，用于調(diào)試磨進(jìn) 和 磨退等動(dòng)作，如圖 411 所示： 圖 411 手動(dòng)界面 大學(xué)本科畢業(yè)論文 27 （ 1） F1 功能鍵：用來(lái)調(diào)試撥齒機(jī)構(gòu)的啟停。我們還可以根據(jù)需要在密碼表上設(shè)定不同用戶(hù)的密碼，這樣可以避免非專(zhuān)業(yè)人員的誤操作，讓系統(tǒng)更加有保障性。預(yù)設(shè)起始畫(huà)面是人機(jī)界面開(kāi)始時(shí)出現(xiàn)的界面。而控制區(qū)地址則是 PLC 上面指定的人機(jī)界面的地址， PLC 從該地址輸出一個(gè)值，則人機(jī)界面顯示相應(yīng)的界面，例如在 PLC 的 程序里面從 D500 口輸出 10 進(jìn)制的 1，則人機(jī)界面顯示“ 1歡迎畫(huà)面”即“歡迎使用遠(yuǎn)大機(jī)器”的界面。 PWS 系列 人機(jī)界面與 PLC 通過(guò) RS232 接口 大學(xué)本科畢業(yè)論文 25 連接， 可使用一條 DELTA 提供 8pin male 圓接頭通訊線(xiàn)或如下圖自行接線(xiàn)。 人機(jī)界面在人和機(jī)器間起著一種橋梁作用，人能很直觀的通過(guò)人機(jī)界面設(shè)定好系統(tǒng)各種參數(shù)，而設(shè)定好的參數(shù)會(huì)通過(guò)人機(jī)界面和 PLC 間的通信線(xiàn)傳遞給 PLC，之后 PLC 作出相應(yīng)的動(dòng)作，并且給人機(jī)界面反饋，反饋 能通過(guò)液晶顯示器顯現(xiàn)在用戶(hù)前面。 圖 46 是該人機(jī)界面的主要參數(shù)： 顯 示屏 類(lèi)型 單色 STN LCD 顏色 黑白 背光 黃 綠 LED 點(diǎn)陣 160x80 尺寸 3— (對(duì)角線(xiàn) ) 顯示調(diào)整 對(duì)比度 (背面 VR 調(diào)整 ) CPU Intel 80188 FLASH 存儲(chǔ)器 (全部 /用戶(hù) ) 1024K/640K 電池備份存儲(chǔ)器 (全部 /用戶(hù) ) 無(wú) 觸摸屏 16 鍵按鍵 。具有使用簡(jiǎn)單、組態(tài)方便 、 交互性 好 ， 抗干擾能力強(qiáng) ， 通信可靠性高 、 自動(dòng)化程度高 ， 操作簡(jiǎn)單方便 ， 故障率低 ， 壽命長(zhǎng) ， 維修量少 等 優(yōu)點(diǎn)。③可多幅畫(huà)面重疊或切換顯示 ， 顯示文字、數(shù)字、圖形、字符串、警報(bào)信息、動(dòng)作流程、統(tǒng)計(jì)資料、歷史記錄、趨勢(shì)圖、簡(jiǎn)易報(bào)表等。 人機(jī)界面的主要功 能有 ： ①設(shè)計(jì)者可根據(jù)需要編輯出各種畫(huà)面 ， 實(shí)時(shí)顯示設(shè)備狀態(tài)或系統(tǒng)的操作指示信息。程序如圖 45 所示： 圖 45 自動(dòng)撥齒子程序 至此 ， PLC 軟件設(shè)計(jì)完成，調(diào)試將在下一 章 討論。其他子程序 編寫(xiě)方法相似。 SETY2 語(yǔ)句成立，設(shè)定磨進(jìn) /磨退，即步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行方向，下面的兩條語(yǔ)句一個(gè)是 將 設(shè)定 好的 頻率 送入 D522 寄存器 ，以便控制步進(jìn)電機(jī)前進(jìn)速度， 另外一條是將設(shè)定好的脈沖總個(gè)數(shù)送入 D512寄存器，以便控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)總長(zhǎng)度。 圖 43 撥齒子程序 （ 5） 手動(dòng)磨進(jìn)：手動(dòng)功能中的典型例子，用來(lái)說(shuō)明手動(dòng)功能?？梢赃M(jìn)行進(jìn)刀、退刀、磨進(jìn)、磨出等等動(dòng)作的測(cè)試。 圖 42 程序初始化 （ 3） 手動(dòng) /設(shè)定：為了幫助調(diào)試，排解故障，系統(tǒng)設(shè)置了 手動(dòng)、設(shè)定和自動(dòng)三個(gè)功能，在人機(jī)界面面板上按“手動(dòng) /設(shè)定”按鈕就進(jìn)入設(shè)置功能中，如果按“自動(dòng)磨削”按鈕則進(jìn)入自動(dòng)磨削過(guò)程。圖 42 是自動(dòng)執(zhí)行部分的流程圖： 可 可可 可可 可 可 可 可 可可 可 可 1 = 0 可可可可 可 可 可 1 = 0 可可 可 可B 可可 可 可 可 可 可 0可 可 可 可 可 可 0可 可 可 可 可 可可 可可可可 可可 可 可 可可 可 可 可 可 可可 可可可可 可 可 A 可可 可 可 C 可可 可 圖 42 自動(dòng)磨削流程圖 下面分析其中幾個(gè)關(guān)鍵工序的程序設(shè)計(jì)： 大學(xué)本科畢業(yè)論文 21 （ 1） 系統(tǒng)的初始化 ： 程序如圖 43 所示， M1002 是啟動(dòng)脈沖，在人機(jī)界面編程中已經(jīng)設(shè)定了 500 為人機(jī)界面地址，這里將 10 進(jìn)制的 1 送入 D500，也就是讓人機(jī)界面顯示第 1 個(gè)畫(huà)面，即“歡迎使用遠(yuǎn)大機(jī)器”， ZRST 是一條區(qū)域清零指令，ZRST S0~S127 的那條指令 即為將 S0 到 S127 的所有值都復(fù)位，在初始化時(shí)將那些后面用到的寄存器、輸出等都復(fù)位。 前三步已經(jīng)完成，程序框圖我們只把其中最重要的部分 —— 自動(dòng)執(zhí)行過(guò)程的部分畫(huà)出框圖，還有兩個(gè)部分是設(shè)定 /手動(dòng)，可以在程序開(kāi)始后復(fù)位，然后選擇程序走向即可。 與一般的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)類(lèi)似， PLC 的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)是根據(jù)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和工藝要求，在軟件系統(tǒng)規(guī)格書(shū)的基礎(chǔ)上，使用相應(yīng)的編程語(yǔ)言，對(duì) 用戶(hù)控制程序的編制和相應(yīng)文件的形成過(guò)程。據(jù)此，設(shè)計(jì)出 PLC 控制系統(tǒng)，包括設(shè)計(jì)出控制系統(tǒng)圖、選出合適的 PLC 型號(hào)、確定 PLC 的輸入器件和輸出執(zhí)行器、確定接線(xiàn)方式等，這些內(nèi)容在前面已經(jīng)分析過(guò)了。 圖 41 是程序界面： 圖 41 程序界面 關(guān)鍵工序程序設(shè)計(jì) 應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)是 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。 WPLSoft 除了 提供 一般 PLC程序的規(guī)劃及 WINDOWS 的一般編輯功能（例如：剪 切 、 粘貼、復(fù)制、多窗口??）外，還提供 中 /英文批注編輯及其它便利功能（例如：寄存器編輯、設(shè)定、檔案讀取、存盤(pán)及各接點(diǎn)圖標(biāo)監(jiān)測(cè)與設(shè)定等等 … ）。 考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，價(jià)格，以及筆者曾經(jīng) 接觸 過(guò)三菱 PLC 的編程，所以我們這里采用臺(tái)達(dá)公司 PLC 配套的編程軟件 來(lái)進(jìn)行編程。 （ 3） 梯形圖中各編程元件的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)均可以無(wú)限多次的使用。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。 （ 2） 根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線(xiàn)圈對(duì)應(yīng)的編程元件的 ON/OFF 狀態(tài)，稱(chēng)為梯形圖的邏輯解算。以輔助繼電器 M0 為例，如果對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元為 0 狀態(tài)，梯形圖中 M0 的線(xiàn)圈“斷電”，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷 開(kāi)，常閉觸點(diǎn)閉合，稱(chēng) M0 為 0 狀態(tài)，或者稱(chēng)為 OFF。它的主要特點(diǎn)有： （ 1） PLC 梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱(chēng)，但是他們不是真實(shí)的物理繼電器（即硬件繼電器），而是軟件中使用的編程元件。該標(biāo)準(zhǔn)中定義了 5 種 PLC 編程語(yǔ)言的表達(dá)方式： （ 1） 梯形圖 LAD（ Ladder Diagram）； （ 2） 語(yǔ)句表 STL（ Statement List）； （ 3） 功能塊圖 FBD（ Function Block Diagram）； （ 4） 結(jié)構(gòu)文本 ST（ Structured Text）； （ 5） 順序功能圖 SFC（ Sequential Function Chart） 其中，梯形圖是在傳統(tǒng)的電器控制系統(tǒng)電路圖的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，在形式上類(lèi)似于電器控制電路，由觸點(diǎn)、線(xiàn)圈和用方框表示的功能塊等組成。 A,A`， B,B`用來(lái)連接 步進(jìn)電機(jī)，不同的組合能使步進(jìn)電機(jī) 產(chǎn)生不同轉(zhuǎn)向 ，接線(xiàn)如圖 35 所示： 大學(xué)本科畢業(yè)論文 17 可 可 可 可 可 可 可AA ’BB ’C P +D IR +C P D IR E N +E N A C 60P L C _ Y6P L C _ Y7D C 2 _ 5 V+D C 2 _ 5 V +J 1 9J 2 0J 2 1J 2 2J 1 7J 1 8 圖 35 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連線(xiàn)圖 根據(jù)研磨機(jī)控制性能的要求，結(jié)合使用元器件的特性，所設(shè)計(jì)的鋸片 側(cè)角 研磨機(jī)控制系統(tǒng)的外部電路電氣連接圖如圖 36 所示： 可 可 可 可可 可 可A C3 8 0 VA C2 2 0 VA C6 0 V可 可 可 可可 可 可2 4 V可 可可 可可 可 可 1可 可可 可K M 1 ( 可 可 可 可 可 )K M 3 ( 可 可 可 可 可 可可 )可 可可 可MMK M 2 ( 可 可 可 可 可 )可 可 可 可可 可 可 可A C3 8 0 VA C2 2 0 V可 可可 可( 3 5 W)可 可 可A C2 2 0 VA C1 2 VK J 1 可 可 可可 可K J 2 可 可 可可 可K J 6 可 可 可可 可+ 5VG NDP L C _ Y6P L C _ Y7AA ’BB ’c pd ir可 可 可可 可P L C _ C0+ 2 4VG ND可 可 可 2可 可 可 3P L C _ Y3P L C _ Y4P L C _ Y5P L C _ C1+++P L C可 可 可K J 3可 可 可K J 4可 可 可K J 5C+C H1H2K1K22 4 V可 可圖 36 鋸 片側(cè)角 研磨 機(jī) 系統(tǒng)電氣連接圖 大學(xué)本科畢業(yè)論文 18 4 鋸片側(cè)角研磨機(jī)軟件設(shè)計(jì) PLC 軟件設(shè)計(jì) 編程 軟件選型及介紹 PLC 是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)自動(dòng)控制而開(kāi)發(fā)的裝置，主要使用對(duì)象是廣大工程技術(shù)人員及操作維護(hù)人員，為了滿(mǎn)足他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力， PLC 通常不直接采用微機(jī)的編程語(yǔ)言，而常常采用面向控制過(guò) 程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程。如果要改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向，另外有兩個(gè)控制信號(hào)，一個(gè)是驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的信號(hào)，一個(gè)是控制步進(jìn)電機(jī)方向的信號(hào)。該驅(qū)動(dòng)器需要 5V 電源和的 60V 交流電源 ， 整臺(tái)機(jī)子用的是 380V 交流電。 PLC 讀入這些設(shè)定值后，通過(guò)運(yùn)算產(chǎn)生脈沖、方向信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，達(dá)到對(duì)距離、速度、方向控制的目的。 （ 2） PLC 控制步進(jìn)電機(jī)的方式： PLC 控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的示意圖如圖