【正文】 用者根據(jù)工程現(xiàn)場生產(chǎn)過程和工藝要求編寫的控制程序。 存儲器存儲器是具有記憶功能的半導體電路。CPU速度和內存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，I/O數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。如果在一個掃描周期的I/O更新階段剛過就收到一個輸入信號，則該信號在本周期內不能起作用，必須等下一個掃描周期才能起作用，這時響應時間最長，它等于輸入延遲時間、二個掃描周期時間與輸出延遲時間三者之和。 PLC的I/O響應時間用PLC設計一個控制系統(tǒng)時，必須知道有了一個輸入信號后PLC經(jīng)過多長時間才能有一個對應的輸入信號，否則，就不能正確并精確地解決系統(tǒng)各部分之間的配合問題。在此期間，CPU按照I/O映像區(qū)內對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅動相應的外設。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映像區(qū)內的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映像區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。(2)用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映像區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。（1）輸入采樣階段 PLC掃描時間示意圖 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映像區(qū)中的相應得單元內。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。將一次工作循環(huán)中每個階段所需的時間加在一起就是掃描時間。 PLC的掃描時間PLC完成一個掃描周期所需要的時間，稱為掃描周期時間，簡稱掃描時間。當PLC加電后，首先進行初始化處理，包括檢查I/O及內部輔助繼電器、復位所有定時器、檢查I/O單元的連接等?？傊?，在使用PLC時，可以把輸入端等效為一個繼電器線圈，其相應的繼電器觸點（常開或常閉）可在內部控制電路中使用，而輸出端可以等效為內部輸出繼電器的一個常開觸點，驅動外部設備。在PLC內部，有若干能與外部設備直接相連的輸出繼電器（有繼電器、雙向硅、晶體管三種形式），它也有無限多軟件實現(xiàn)的常開、常閉觸點，可在PLC內部控制電路中使用；但對應每一個輸出端只有一個硬件的動合觸點與之相連，用以驅動需要操作的外部負載。在PLC內部還設有定時器、計數(shù)器、移位器、保持器、內部輔助繼電器等繼電器控制系統(tǒng)沒有的器件，它們的線圈及常開、常閉觸點只能在PLC內部控制電路中使用，而不能與外部電路相連。PLC程序一般用梯形圖形式表示。2)內部控制電路這部分的作用是運算和處理由輸入部分得到的信息，判斷應該產(chǎn)生哪些輸出。這個線圈由接到的輸入端的外部信號來驅動，其驅動電源可由PLC的電源部件提供（如直流24V），也可由獨立的交流電源（如交流110V）供給。輸入接線端是PLC與外部的開關、按鈕、傳感器等輸入設備連接的端口。4 PLC系統(tǒng)構成、網(wǎng)絡通訊 PLC的工作原理 PLC的等效工作電路PLC是一種微機控制系統(tǒng)，其工作原理也與微機相同，但在應用時，可不必用計算機的概念去做深入的了解，只需將它看成是由普通的繼電器、定時器、計數(shù)器、移位器等組成的裝置，從而把PLC等效成輸入、輸出或內部控制電路三部分。一種是采用單獨的CPU完成PLC功能，即配有專門的PLC，PLC在CPU外部，稱為外裝型PLC；第二種是采用數(shù)控系統(tǒng)與PLC合用一個CPU的方法，PLC在CPU內部，稱為內裝型PLC。低速信號的控制對象，主要一些高電壓或大電流的強電設備，其控制采用可編程序控制器，具有可靠性高，柔性好等特點，而且隨著可編程控制器本身性能價格比不斷提高，在現(xiàn)代CNC、FMS系統(tǒng)中的應用有不斷上升的趨勢。 PLC的分類(1)CNC數(shù)控系統(tǒng)的兩類控制信號。如M00（程序停止)，M03(主軸正轉)，M05(主軸停止)等，M功能的一部分是由數(shù)控系統(tǒng)本身的硬件和軟件實現(xiàn)，還有一部分需要數(shù)控裝置與Pig相結合來完成。(6)M功能代碼實現(xiàn)方法。在PLC上實現(xiàn)的是第1部分功能：刀具選擇。(5)T功能代碼的實現(xiàn)方法。根據(jù)數(shù)控車床性能的不同，能執(zhí)行這4種功能多少的程度也不同。目前，數(shù)控車床程序中，有關車床坐標系約定、準備功能、輔助功能、刀具功能及程序格式等方面已趨于統(tǒng)一，形成了統(tǒng)一的標準，即所謂的CNC車床ISO代碼。從數(shù)控裝置I／O口的信息流向分析，可以分為兩種情況：一是數(shù)控裝置從I／O口輸出指令，控制PLC完成相應的動作；另一種是檢測PLC輸入口的開關狀態(tài)，數(shù)控裝置的I／O口是輸入信號，數(shù)控裝置根據(jù)輸入信號的性質做出相應的控制?？删幊炭刂破鬏敵龆说耐〝?，是由其輸入端通斷狀態(tài)及梯形圖程序決定的。同理，每個電機的運行程序控制邏輯，都固化在PCROM卡中，受機床操作面板開關和數(shù)控系統(tǒng)軟件的控制。為了提高電機運行的可靠性。由于流過強電電路的電流很大，在PLC輸出端都接有保護用繼電器。(2)PLC輸出端與車床強電信號聯(lián)接。(1)PLC輸入輸出端與機床面板信號聯(lián)接。 PLC在普通車床電氣控制系統(tǒng)中的應用 PLC在數(shù)控系統(tǒng)中的作用在機床的數(shù)控系統(tǒng)中，控制部分可分數(shù)字控制和順序控制兩大部分。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡系統(tǒng)。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。3)PLC數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。如注塑機、印刷機、訂書機械、普通車床、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。3)系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造　　PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性?？梢灶A期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應用。我國可編程控制器的引進、應用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。上世紀80年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為PC，為了方便，也為了反映或可編程控制器的功能特點，美國AB公司將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器Programmable Logic Controller（PLC）。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，使得電氣控制功能實現(xiàn)的程序化，這就是第一代可編程序控制器，英文名字叫Programmable Controller（PC）。 PLC的概況在制造工業(yè)（以改變幾何形狀和機械性能為特征）和過程工業(yè)（以物理變化和化學變化將原料轉化成產(chǎn)品為特征）中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。在保證控制功能和可靠性的基礎上，盡可能降低成本。在保證控制功能的基礎上，盡可能的將自檢、報警等功能納入設計方案。在設計中，盡可能選擇可靠的元件和產(chǎn)品，雖然初始投資可能多一點但是考慮到因為可靠性不好造成的生產(chǎn)和維修費用，還是值得的。在設計中應考慮以下原則:。具體實際操作有：（1）原車床的工藝加工方法不變；（2）在保留主電路的原有元件的基礎上，不改變原控制系統(tǒng)電氣操作方法；（3）電氣控制系統(tǒng)控制元件（包括按鈕，行程開關，熱繼電器和接觸器等），作用與原電氣線路中作用相同；（4）主軸和進給啟動，制動，低速，高速和變速沖動的操作方法不變；（5）改造原繼電器控制中的硬件接線，改為PLC編程實現(xiàn)；（6）在普通車床電氣控制系統(tǒng)中加入觸控屏監(jiān)控系統(tǒng)設計。合上電源開關QS，指示燈HL亮，表示控制電路有電。 信號及照明電路控制變壓器TC的二次側分別輸出24V和6V電壓，作為機床照明燈和信號燈的電源。熔斷器FU1～FU4分別對主電路、控制電路和輔助電路實行短路保護?？焖僖苿与妱訖CM3的控制要求：按下點動按鈕SB3，接觸器KM3通電閉合，快速移動電動機M3啟動運轉；松開點動按鈕SB3，接觸器KM3斷電釋放，快速移動電動機M3停轉。( 3) 為了提高生產(chǎn)效率、 減輕工人勞動強度， 溜板箱的快速移動由電動機M3 單獨拖動。( 2) 車削加工中， 為防止刀具和工件的溫度過高、 延長刀具使用壽命、 提高加工質量， 車床附有一臺單方向旋轉的冷泵電動機 M2 ， 提供冷卻液。 電動機采用直接起動的方式起動。控制變壓器的一次側由FU1做短路保護。QS為電源總開關。FU~FU4為熔斷器。M2為冷卻泵電動機，M3為快速移動電動機。圖2為該車床的電氣主電路圖。 C6140型普通車床技術參數(shù)表類型參數(shù)及單位主電機功率4（kw）外形尺寸750（mm） 2170 870 1300（mm）凈重(t)床身上最大回轉直徑 400(mm）刀架上最大回轉直徑205(mm)最大車削長度700/1000/1500(mm)螺紋車削范圍（mm）(tpi)主軸轉速級數(shù)8轉速范圍42980（r/min）主軸通孔直徑40（mm）小刀架95（mm）橫滑板180（mm）孔徑52(mm)內錐孔M T 6 2 車床電氣控制系統(tǒng)分析及總體設計 車床的電氣控制電路原理圖C6140型普通車床電氣控制電路原理圖如下圖所示。車床的另一個運動則是進給運動，進給運動由溜板帶動刀架的直線移動。 C6140 型普通車床的主要結構 C6140車床的主要運動車床的主運動是工件的旋轉運動，它是由主軸通過卡盤或頂尖帶動工件旋轉。 溜板箱的作用是將絲杠或光杠傳來的旋轉運動轉變?yōu)橹本€運動并帶動刀架進給，控制刀架運動的接通、斷開和換向等。進給箱的作用是變換被加工螺紋的種類和導程，以及獲得所需的各種進給量。1 C6140型普通車床概述 C6140型車床的主要結構C6140 ，主要有主軸變速箱、掛輪箱、進給箱、溜板箱、溜板與刀架、尾架、床身等。最后為結論部分。第五章則是PLC的軟件設計，Step7分析，并且做出了I/O端口、PLC外部接線圖、梯形圖以及設計分析。 第四章詳細的分析了PLC的工作原理、工作過程、組成部分通信聯(lián)網(wǎng)以及編程語言。