【正文】 調(diào)試手段由淺人深，有效避免了問題的發(fā)生，并與設(shè)備制造工期相配合，具有調(diào)試時間短、調(diào)試成本低的特點。就筆者掌握進(jìn)行修改和的情況來看，目前不少調(diào)試人員不是把程序調(diào)試作為一項系統(tǒng)性工作來對待，而是隨心所欲，未能對各種運行情況給予全面考慮，給現(xiàn)場安全運行帶來了隱患。以上幾種抗干擾措施,經(jīng)若干ＰＬＣ控制系統(tǒng)現(xiàn)場實際運行表明,能夠基本消除現(xiàn)場干擾信號的影響,保證系統(tǒng)的可靠運行。若延時后,信號仍不消失,再執(zhí)行相應(yīng)動作。為提高系統(tǒng)運行的可靠性,使ＰＬＣ在信號出錯情況下能及時發(fā)現(xiàn)錯誤,并能排除錯誤的影響繼續(xù)工作,在程序編制中可采用軟件容錯技術(shù)。此方法反應(yīng)速度快,具有很好的實時性,輸入信號經(jīng)過處理后用于信號顯示或回路調(diào)節(jié),有效地抑制了噪聲干擾。再利用數(shù)字濾波程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理,濾去噪聲部分獲得單純信號,其在控制系統(tǒng)中的位置如圖11所示。 軟件抗干擾措施數(shù)字濾波對于較低信噪比的模擬量信號,常因現(xiàn)場瞬時干擾而產(chǎn)生較大波動,若僅用瞬時采樣植進(jìn)行控制計算會產(chǎn)生較大誤差,為此可采用數(shù)字濾波方法。3）集成電路或晶體管設(shè)備的輸入輸出信號線,必須使用屏蔽電纜。 抑制外部配線干擾的措施為防止或減少外部配線的干擾,可采取以下措施:1）交流輸入輸出信號與直流輸入輸出信號分別使用各自電纜。②直流負(fù)載場合,在負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管ＶＤ。(2)抑制輸出信號干擾的措施。當(dāng)控制器輸入直流信號時,在其輸入兩端并接續(xù)流二極管ＶＤ。 抑制輸入輸出電路引入的干擾(1)抑制輸入信號干擾的措施。若不能做到專用接地,可采用共用接地方式即控制器與其它設(shè)備分別與同一接地體相接。(2)控制系統(tǒng)的一般接地方式。但因系統(tǒng)浮地,機殼容易積累靜電,操作不太安全,這樣可采用機殼共地和電路浮地的方式,這種接地方式是上兩種方式的折衷。此方式是將控制系統(tǒng)中電路的接地點Ｇｃ與機殼的接地點Ｇｂ連在一起,但不與電網(wǎng)的接地點Ｇｏ相連。共地接地方式是將控制系統(tǒng)中的電路的接地點Ｇｃ、機殼的接地點Ｇｂ與電網(wǎng)地線的接地點Ｇｏ連在一起,整個系統(tǒng)以大地為電位參考,是目前采用較多的一種方式。 抑制接地系統(tǒng)引入的干擾(1)控制系統(tǒng)與電網(wǎng)的接地方式。控制器和Ｉ/Ｏ系統(tǒng)分別由各自的隔離變壓器供電,并與主電源分開,這樣當(dāng)輸入輸出供電斷電不會影響控制器的供電,各個變壓器的次級繞組的屏蔽層接點應(yīng)分別接入各繞組電路的地。為抑制電網(wǎng)大容量設(shè)備起停引起的電網(wǎng)電壓波動,保持交流供電電壓的穩(wěn)定,對交流電源在濾波前,應(yīng)采用穩(wěn)壓,如圖10所示。同時要使屏蔽良好接地,次級連接線要使用雙鉸線,隔離變壓器的初級繞組和次級繞組應(yīng)分別加屏蔽層,初次級間再加屏蔽層。為了防止外界噪聲干擾及電源電壓波動對CPU的影響,須采用隔離變壓器抑制電源系統(tǒng)的干擾。（銑床PLC控制梯形圖及指令程序表見附錄）第6章 控制面板的設(shè)計控制面板是實現(xiàn)銑床手動操作的基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)計的要求和銑床運行的要求，經(jīng)分析銑床操作面板主要有以下幾個按鈕組成：銑床主軸電機的啟動及停止（SB0～SB3），進(jìn)給運動的快慢轉(zhuǎn)換（SB5～SB6），器開始運行時按下“負(fù)載電源”按鈕，使KM線圈得電并自鎖，KM主觸點接及自動調(diào)整開關(guān)（SB4），為了保證在緊急情況下（包括可編程序控制器發(fā)生故障時）能可靠的地缺斷可編程序控制器的負(fù)載電源，設(shè)置了交流接觸器KM（見圖）在可編程序控制通，給外部負(fù)載提供交流電源，出現(xiàn)緊急情況時用“緊急剎車”按鈕斷開負(fù)載電源。在梯形圖的設(shè)計過程中，盡可能保持了梯形圖與原有線路形式的上一致性，梯形圖盡可能采用現(xiàn)場工人容易熟悉理解的程序語句，以便工人容易掌握理解，便于維修檢查。當(dāng)系統(tǒng)處于手動工作方式時，必須將初始步以外的各步對應(yīng)的輔助繼電器（M20M25）復(fù)位。圖8 系統(tǒng)公用程序當(dāng)銑床處于處于原點狀態(tài)，Y1的常閉觸點的串聯(lián)電路接通時，“原點條件”輔助繼電器M5變?yōu)镺N，在開始執(zhí)行用戶程序（M8002為ON）、系統(tǒng)處于手動狀態(tài)或回原點狀態(tài)（X4為ON）時，初始步對應(yīng)的M0將被置位，為進(jìn)入連續(xù)工作做好準(zhǔn)備。其系統(tǒng)程序的示意框圖如圖7所示： 圖7系統(tǒng)程序示意框圖 控制系統(tǒng)的公共程序公用程序用于自動程序和手動程序相互切換的處理，當(dāng)系統(tǒng)處于手動工作方式時，必須將除初始步以外的各步對應(yīng)的輔助繼電器復(fù)位，同時將表示連續(xù)工作的繼電器復(fù)位，否則當(dāng)系統(tǒng)從自動工作方式切換到手動工作方式，然后又返回自動工作方式時，可能會出現(xiàn)同時有兩個活動步的異常情況，引起錯誤的動作。其I/O分配表如下：表4 I/O分配表I/O地址號輸入信號外部功能I/O地址號輸出信號外部功能X0SB0主軸停止Y1KM1主軸運動接觸器X1SB1主軸停止Y2KM2主軸制動接觸器X2SB2主軸啟動Y3KM3進(jìn)給反轉(zhuǎn)接觸器X3SB3主軸啟動Y4KM4進(jìn)給正轉(zhuǎn)接觸器X4SB4自動調(diào)整開關(guān)Y5KM5快速進(jìn)給接觸器X5SB5快速進(jìn)開關(guān)Y6M500沖動記憶X6SB6快速退開關(guān)X7KS主軸制動速度繼電器X10SQ1主軸變速沖動限位X11SQ2進(jìn)給沖動限位開關(guān)X12SQ3向下限位開關(guān)X13SQ4向上限位開關(guān)X14SQ5右行限位開關(guān)X15SQ6左行限位開關(guān)X16SQ7快速進(jìn)給限位開關(guān) 系統(tǒng)程序的設(shè)計根據(jù)銑床控制線路我們設(shè)計出了系統(tǒng)的整個程序，系統(tǒng)程序的邏輯關(guān)系表明機床工作原理、動作順序、操作方式等。經(jīng)處理，引入PLC的輸入信號只剩下15個，需要PLC控制輸出的點數(shù)為5個．具體有以下輸入控制信號：主軸啟動按鈕SB0、SB1，主軸停止按鈕SB2和SB3，快速進(jìn)/退開關(guān)SBSB6，以及自動調(diào)整開關(guān)SB4，及各種限位開關(guān)SQ1～SQ7共15個輸入控制信號．輸出信號有分別驅(qū)動接觸器KMl～KM5的6個輸出信號．所有的信號均為開關(guān)量．根據(jù)以上輸入輸出控制信號的分析，選用日本三菱公司的FX2N32MR型PLC來控制系統(tǒng)。 PLC輸入/輸出地址分配根據(jù)控制過程的分析，在選擇PLC規(guī)格時，對機床的原有輸入信號及負(fù)載情況進(jìn)行了分析綜合。對電動機M2的具體控制要求是：M2的啟動控制：快速進(jìn)給控制和過載、短路保護(hù)。FX2N系列基本單元如表3所示。為了抑制電路斷開時產(chǎn)生的電弧對PLC的影響，在接觸器線圈兩端并聯(lián)阻容吸收電路．阻容吸收電路的電阻取100～120 Q，電容取0．1 pF，電容的額定電壓大于等于250 V． 圖6 PLC外部接線圖第5章 軟件設(shè)計 銑床電力拖動和控制任務(wù) 主要對電機MMM3的控制。由公式得：2= 20A型的電機；2=45A可選用NGT00 50A型的熔斷器；2=59A 可選用NGT00 63A型的熔斷器；同理30KW的電機可選用NGT1 125A型的熔斷器、37KW的電機可選用NGT1 160A型的熔斷器、2=169A 可選用NGT1 160A型、 25A、 35A的熔斷器；對于總的電路的熔斷器選擇，可根據(jù)公司計算的，可選擇NGT4 1000A型的熔斷器。3）、保護(hù)多臺電機時，則應(yīng)按下式計算 Ifu≥（~）INmax+∑IN （）式中，INmax為容量最大的一臺電機的額定電流；∑IN為其余電動機的額定電流的總和。（4）熔體的額定電流的選擇 熔體的額定電流可按以下幾種情況選擇：1）、對于電爐、照明等阻性負(fù)載的短路保護(hù)，應(yīng)使熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流，即 Ifu≥I （）式中，Ifu為熔體的額定電流；I為電路的工作電流。（2）熔斷器額定電壓的選擇 其額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。（1）熔器類型的選擇 其類型應(yīng)根據(jù)線路的要求、使用場合和安裝條件來選擇。熔斷器的容體與被保護(hù)的電路串聯(lián)，當(dāng)電路正常工作時，容體允許通過一定大小的電流而不熔斷。 熔斷器熔斷器是一種簡單而有效的保護(hù)電器。而且觸點簧片反裝可使常開、常閉觸點相互轉(zhuǎn)換，以滿足設(shè)計的要求。其線圈電壓有直流：12V、24V、48V、110V、220V；交流110V、127V、220V、380V等等級。JZ7系列，適用于交流電壓550V，電流5A以下的控制電路。中間繼電器觸點多，可擴充其他電器的控制作用。在此系統(tǒng)中選用JR1620型的熱繼電器。在接線時對星型聯(lián)結(jié)的電動機，應(yīng)選擇帶斷相保護(hù)的熱繼電器。選用熱繼電器主要應(yīng)考慮的因素有：額定電流或熱元件的整定電流要求均應(yīng)大于被保護(hù)電路或設(shè)備的正常工作電流。電動機在實際運行中，常遇到過載情況，過載時間長時，繞組溫升超過了允許值是將會加劇繞組絕緣老化，縮短電機的使用年限，嚴(yán)重時甚至?xí)闺姍C繞組燒壞。雙金屬片是熱繼電器的感應(yīng)元件，它由兩種不同線膨脹系數(shù)的金屬機械輾壓而成。其主要數(shù)據(jù)有：1）電源種類：交流或直流；2）主觸點額定電壓、額定電流；3）輔助觸點的種類、數(shù)量及觸點的額定電流；4）電磁線圈的電源種類、頻率和額定電壓；5）額定操作頻率，即允許每小時接通的最多次數(shù)；機床常選用的是CJ10系列接觸器，電源種類為交流，主觸點最大電壓500V，最大電流150A。機床中應(yīng)用最多的是交流接觸器。下表列出JL；JLXK1系列行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)形式及有關(guān)參數(shù)。LW2型為組合行程開關(guān)，最多可備有5對動和、5對動斷公10對觸頭。LX19型及JLXK1型行程開關(guān)均有一對動和和一對動斷觸頭、且有自動復(fù)位和非自動復(fù)位兩類。行程開關(guān)的額定電壓：交流500V、直流440V，額定電流5A。據(jù)控制功能及安裝位置、控制路數(shù)，選擇觸頭種類、數(shù)量、結(jié)構(gòu)型號及安裝尺寸。 行程開關(guān)行程開關(guān)也稱限位開關(guān)。常用的組合開關(guān)為HZ10系列，額定電流分為260和100A四種。它也可以起停5KW以下的異步電動機，但每小時的接通次數(shù)不宜超過15～20次，～。根據(jù)系統(tǒng)的工作情況選用HR160型膠刀開關(guān)。接線時，應(yīng)將電源接在上端，負(fù)載接在下端，作用在電弧上的電動力和熱空氣的上升方向一致，就能使電弧迅速拉長而且熄滅， 這樣拉閘后刀片與電源隔離，可防止意外事故的發(fā)生。由操作手柄、刀片、觸頭座和底板等組成。一般性的按鈕可選用LA1822型，其中常開常閉觸頭各兩個；緊急按鈕可選用LA1822J型；當(dāng)按鈕作為選擇開關(guān)時可選用帶指示燈的按鈕，可選用LA1911B/D。按鈕是由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼組成，通常做成復(fù)合式，即具有常閉觸點和常開觸點。 圖4 電動機組啟動原理圖 銑床常用電器的選型 按鈕按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用廣泛的主令電器。進(jìn)給電動機M2用來驅(qū)動工作臺進(jìn)行縱向，橫向和垂直三個方向的進(jìn)給運動與快速移動。電動機M3拖動冷卻泵，在銑削加工時提供切削液。工作臺進(jìn)給電動機M2，直接啟動，為滿足縱向、橫向、垂直方面的往返運動，要求電動機能正反轉(zhuǎn)，為提高生產(chǎn)率，要求行程時可快速移動。對主運動和進(jìn)給運動沒有嚴(yán)格內(nèi)在聯(lián)系的車床，如銑床，為了使用方便和減少電能的消耗，進(jìn)給運動一般采用單獨電機傳動，該電機除傳動進(jìn)給外還傳動工作臺的快速移動。有時甚至更低。 進(jìn)給運動電動機容量的確定機床進(jìn)給運動的功率也是由有效功率和功率損失兩部分組成的。因此通常采用通過調(diào)查統(tǒng)計類比或采用分析計算想結(jié)合的方法來確定電動機的功率。然而機床的載荷是經(jīng)常變化的，而每個負(fù)載的工作時間也不盡相同，這就產(chǎn)生了使電動機的功率如何經(jīng)濟的滿足機床負(fù)載功率的的問題。由以上的系統(tǒng)設(shè)計分析可知：自動銑床PLC控制系統(tǒng)共有15個輸入點，6個輸出點，所以根據(jù)它的輸入輸出點數(shù)我選用FX2N16MR型號的PLC。以此為依據(jù)，我選用三菱公司的FX2N系列可編程序控制器。 機型選擇的其他考慮在考慮上述性能后，還要根據(jù)工程應(yīng)用實際考慮其它一些因素，包括：性能價格比，毫無疑問，高性能的機型必然需要較高的價格，在考慮滿足需要的性能后，還要根據(jù)工作的投資狀況來確定機型；備品備件的統(tǒng)一考慮，無論什么樣的設(shè)備，投入生產(chǎn)以后都要具有一定數(shù)量的備品備件，在系統(tǒng)軟件設(shè)計時，對于一個工廠來說應(yīng)盡量與原有設(shè)備統(tǒng)一機型們這樣就可減少備品備件的種類和資金積壓，同時還有考慮備品備件的來源，所選機型要有可靠的訂貨來源；計數(shù)支持，選定機型時還要考慮有可靠的計數(shù)支持，這些支持包括必要的技術(shù)培訓(xùn)，設(shè)計指導(dǎo)，系統(tǒng)維修等內(nèi)容。在機型選擇時，從指令系統(tǒng)方向應(yīng)注意下述內(nèi)容：指令系統(tǒng)的總語句數(shù)，這一點反映了整個指令所包括的全部功能；指令系統(tǒng)的種類，主要應(yīng)包括邏輯指令，運算指令和控制指令，具體的要求則與實際要完成的控制功能有關(guān)；指令系統(tǒng)的表達(dá)方式，指令系統(tǒng)的表達(dá)方式有多種；應(yīng)用軟件的程序結(jié)構(gòu)圖，程序結(jié)構(gòu)有模塊化的程序結(jié)構(gòu)，有子程序式的程序結(jié)構(gòu)；軟件開發(fā)手段。代替繼：M=Km[(10*DI)+(5*DO)] ( )模擬量控制：M=Km[(10*DI)+(5*DO)+(100*AI)] ()多路采樣控制：M=Km{[(10*DI)+(5*DO)+(100*AI)]+[1+采樣點*]} ()需開關(guān)量控制：M=I/O點數(shù)*8 ()式中，DI—數(shù)字（開關(guān)量）輸入信號 DO—數(shù)字（開關(guān)量）輸出信號 AI—模擬量輸入信號 Km—每個節(jié)點所占有存儲器字節(jié)數(shù) M—存儲器容量 可編程序控制器的指令系統(tǒng)由于可編程序控制器應(yīng)用的