【正文】 橫 向 延 時(shí) 1 s橫 向 快 退車 平 面 開 始 ？縱 向 快 進(jìn)縱 向 工 進(jìn)縱 向 延 時(shí) 1 s縱 向 快 退NY 圖 31 主程序控制流程圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 多工步機(jī)床電氣控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì) 工步一：鉆孔梯形圖如圖 32 所示。一旦安裝后，其作用立即顯現(xiàn)，其收益也馬上實(shí)現(xiàn)，向其他智能設(shè)備一樣 ， PLC 的潛在優(yōu)點(diǎn)還取決于應(yīng)用時(shí)的創(chuàng)造 性 。本文編程確定選用梯形圖 LAD 編程語言，以便形象、直觀地反映所實(shí)現(xiàn)的邏輯關(guān)系。使用它可以對(duì)具有選擇等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行編程，許多 PLC 都提供了用于SFC 編程的指令。這種編程語言適合于那些熟悉數(shù)字電子電路的人員。他特別適合于熟悉計(jì)算機(jī)原理和熟悉 PLC 的結(jié)構(gòu)原理和工作過程的程序員，用它可以編寫儲(chǔ)梯形圖 LAD 或功能塊圖 FBD 無法實(shí)現(xiàn)的編程，程序執(zhí)行速度最快?！澳芰鳌痹谌魏螘r(shí)候都不會(huì)通過接點(diǎn)自右向左流。如沒有，則線圈未被激勵(lì) 。梯形圖的一個(gè)關(guān)鍵概念是“能流” (Power Flow)。 梯形圖 (LAD)編程語言是從繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上演變而來的。最后為輸出類指令，實(shí)現(xiàn)輸出控制，或?yàn)閿?shù)據(jù)控制、流 程控制、通訊控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，以進(jìn)行相應(yīng)的工作。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 它的連接有兩種：以為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。 STEP7 Micro/WIN32 編程軟件提供了三種編程語言，即梯形圖 LAD，語言表 STL 及功能塊圖 FBD，每種語言都有自己的特點(diǎn)。 編程語言的選擇 PLC 最常用的三種編程語言，一是梯形圖，二是語句表 STL，三是功能塊圖 FBD。這是一種基于 Windows 平臺(tái)的應(yīng)用軟件，是西門子公司專為 SIMATIC 系統(tǒng) S7200 PLC 研制開發(fā)的編程軟件，它可以使用通用的個(gè)人計(jì)算機(jī)作為圖片編輯器，用于在線或離線開發(fā)用戶程序，用于在線對(duì) PLC 進(jìn)行各種操作，并 且可以在線監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 軟件開發(fā)平臺(tái) 在硬件設(shè)計(jì)中已經(jīng)確定選擇德國西門子公司生產(chǎn)的 S7200PLC。系統(tǒng)軟件由 PLC 廠家提供并 已固化在 EPROM 中，不能直接存取和干預(yù)。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第 3 章 軟件設(shè)計(jì) 軟件開發(fā)平臺(tái)和編程語言的選擇 PLC 軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成?？梢圆捎?PLC 技術(shù)設(shè)計(jì)信號(hào)通信電路。 PLC 控制系統(tǒng)為模塊結(jié)構(gòu)，維護(hù)更換方便，并可顯示故障類型。 PLC 的輸入 /輸出回路均帶有光電隔離等抗干擾和過載保護(hù)措施。 PLC 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信等功能，并且具有處理分支、中斷、自診斷能力。 主電動(dòng)機(jī) M1 Y100L24 5KW 380V 快速電動(dòng)機(jī) M2 Y90L4 2KW 380V 慢速電動(dòng)機(jī) M3 X8024 2KW 380V 具體元件明細(xì)表如表 23 所示。電動(dòng)機(jī)的額定功率選擇的方法是：根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械工作時(shí)負(fù)載（轉(zhuǎn)矩、功率、電流）大、小變化特點(diǎn)，預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定功率，再根據(jù)所選擇額定功率效驗(yàn)過載能力和啟動(dòng)能力。本設(shè)計(jì)使用 RL1 系列。額定電壓是根據(jù)所保護(hù)電路的電壓來 選擇的。電磁閥選擇額定電壓是 AC220V，額定電流 5A，電氣壽命為通斷次數(shù)大于 15 萬次。電磁閥用于控制液壓流動(dòng)方向，該設(shè)計(jì)的機(jī)械裝置有氣壓鋼控制，所以就會(huì)用到電磁閥。額定電壓至 480V，額定電流至 600A 的交流電力線路之用，適宜于控制交流電動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)、停止、 換向及反接制動(dòng)。交流接觸器的結(jié)構(gòu)原理與直流接觸器相似，主要由點(diǎn)此系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧裝置、復(fù)位彈簧和支架底座等部分組成。 接觸器用于帶有負(fù)載主電路的自動(dòng)接通或斷開。 線圈的額定電壓：通常的電壓等級(jí)為 直流線圈： 24， 48， 220， 440V 交流線圈： 36， 127， 220， 380V （選擇時(shí)一般交流對(duì)交流，直流對(duì)直流，但交流負(fù)載頻繁動(dòng)作時(shí)可采用直流吸引線圈的接觸器；直流接觸器斷開時(shí)產(chǎn)生的過電壓高達(dá) 10~20 倍，故不宜采用高電壓等 級(jí)，電壓太低，接通線圈用的繼電器或接觸器的聯(lián)鎖觸點(diǎn)不可靠。若超過 8 小時(shí)，必須空載開閉三次以上，以消除表面氧 化膜。 額定電流：銘牌額定電流是指主觸點(diǎn)的額定電流。通常用的電壓等級(jí)為交流接觸器： 220V， 380V， 500V。 5. 額定操作頻率，即允許的每小時(shí)接通的最多次數(shù)。 3. 輔助觸點(diǎn)種類、數(shù)量級(jí)觸點(diǎn)額定電流。 接觸器的選擇，選擇接觸器主要考慮一下技術(shù)資料： 1. 電源種類：交流或直流。在電梯的控制電路中，還利用行程 開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自動(dòng)開關(guān)的限位，轎廂的上下限位保護(hù)。限位開關(guān)有 LX1 LXW LXK LX32 和 LX33 等系列。 在實(shí)際生產(chǎn)中，將限位開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)不見的模塊撞擊限位開關(guān)時(shí)，限位開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。主要根據(jù)使用場(chǎng)合所需要的觸電數(shù)、觸洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 電式及顏色選用。機(jī)床常用的按鈕開關(guān)有 LA LA1 LA1 LA20 和 LA25 等系列產(chǎn)品，其中LA18 系列采用積木式結(jié)構(gòu)。 按照通常是用來短時(shí)接通或斷開小電流的控制電路的開關(guān)。 S B 1S Q 1S Q 2S Q 3S Q 42 4 VI 0 . 0I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 41 MI 0 . 52 MQ 0 . 0Q 0 . 11 L2 LP L CS 7 2 0 0K M 1K M 2K M 3A C 2 2 0 VQ 0 . 2Q 0 . 5K M 4F U 圖 22 PLC 電路主機(jī)單元 I/O 接線圖 元件明細(xì)表 由于工步機(jī)床電氣控制系統(tǒng) I/O 點(diǎn)及元件的數(shù)量和類型可知，該系統(tǒng)有一個(gè)電磁閥，四個(gè)接觸式接觸器 KM KM KM3 和 KM4，兩個(gè)按鈕開關(guān) SB SB2，四個(gè)限位開關(guān) SQ SQ SQ3 和 SQ4，兩個(gè)熔斷器 FU1和 FU2，還有三臺(tái)三相異步交流電動(dòng)機(jī) M M2 和 M3。 表 22 PLC 的輸入 /輸出編址 信 號(hào) 名 稱 信 號(hào) 符 號(hào) I / O 編 址 輸 入 電 源啟 動(dòng) 開 關(guān) S B 1 I 0 . 0 D C 2 4 V橫 向 工 進(jìn) 開 始 S Q 1 I 0 . 1 D C 2 4 V限 位 開 關(guān) Q R W T R E T R T R Y R T Y T R U T Y R T Y R E 橫 向 延 時(shí) 開 始 S Q 2 I 0 . 2 D C 2 4 V 限 位 開 關(guān) Q R W T R E T R T R Y R T Y T R U T Y R T Y R E 橫 向 快 退 結(jié) 束 S Q 3 I 0 . 3 D C 2 4 V限 位 開 關(guān) Q R W T R E T R T R Y R T Y T R U T Y R T Y R E 縱 向 快 退 結(jié) 束 S Q 4 I 0 . 4 D C 2 4 V 限 位 開 關(guān) Q R W T R E T R T R Y R T Y T R U T Y R T Y R E 停 止 開 關(guān) S B 2 I 0 . 5 D C 2 4 V正 轉(zhuǎn) 接 觸 器 K M 1 Q 0 . 0 A C 2 2 0 V反 轉(zhuǎn) 接 觸 器 K M 2 Q 0 . 1 A C 2 2 0 V快 速 接 觸 器 K M 3 Q 0 . 2 A C 2 2 0 V電 磁 閥 D T 1 Q 0 . 3 A C 2 2 0 V主 軸 接 觸 器 K M 4 Q 0 . 4 A C 2 2 0 V 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 PLC 的 I/O 電路設(shè)計(jì) PLC 的主電路圖如圖 21 所示。 PLC 的具體硬件配置如表 21 所示。 CPU226 系列具有多種功能模塊和人機(jī)界面可供選擇，具有功能齊全的編程軟膠囊，控制系統(tǒng)硬件電路需要 6 輸入 /5 輸出共計(jì) 10 個(gè)數(shù)字量 I/O點(diǎn)，所以選擇 CPU226 作為主機(jī)單元，它具有 24 點(diǎn)開關(guān)量輸入 16 點(diǎn)開關(guān)量輸出。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 4. CPU224XP 型主機(jī)單元 具有與 CPU224 相比增加了 2 路輸入 /1路輸出功 3 路模擬量 I/O。 2. CPU222 型主機(jī)單元 具有 8 輸入 /6 輸出共計(jì) 14 個(gè)數(shù)字 I/O 點(diǎn)，可以連接 2 個(gè) I/O 擴(kuò)展單元，最大擴(kuò)展至 78 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 10 路模擬量 I/O。第二代產(chǎn)品為 CPU22X 型，包括 CPU22 CPU22 CPU22CPU224X、 CPU226 和 CPU226XM，他們已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。 S7200 主機(jī)單元發(fā)展至今，經(jīng)歷了兩代產(chǎn)品。 S7200 系列 PLC 體積小，價(jià)格低廉，軟硬件功能強(qiáng)大，系統(tǒng)配置方便，它一推向市場(chǎng)就在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù) PLC 的技術(shù)特點(diǎn)又可增加一些 新的功能。 PLC 控制系統(tǒng)為模塊結(jié)構(gòu)，維護(hù)更換方便，并可顯示故障類型。 PLC 的輸入輸出回路均帶有光電隔離等抗干擾和過載保護(hù)措施。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 2 章 硬件設(shè)計(jì) PLC 選型設(shè)計(jì) PLC 技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)化的重要手段，它可以實(shí)現(xiàn)邏 輯控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)通信等功能，并且具有處分支、中斷、自診斷能力。機(jī)械零件的形狀精度，尺寸精度和表面粗糙要求高的零件，主要靠機(jī)床切削加工來達(dá)到，特別是形狀復(fù)雜和精度要求高的零件，往往需要幾道切削加工工步才能完成。最好的方法是單片機(jī)系統(tǒng)嵌入 PLC的功能，這樣可大大簡(jiǎn)化單片機(jī)系統(tǒng)的研制時(shí)間，性能得到保障，效益也就有保證。單片機(jī)可以構(gòu)成各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)，從微型，小型到中型，大型都可， PLC 是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)特例。學(xué)得輕松，做得舒服。 7. 體積小，能耗低 對(duì)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(shí)間繼電器，小型 PLC 的體積相當(dāng)于幾個(gè)繼電器大小，因此可將開關(guān)柜的體洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 積縮小到原來的 1/21/10。 6. 維修工作量少，維修方便 PLC 的故障率很低，且有完善的自診斷和顯 示功能。熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。 PLC的梯形圖程序一般采用順序設(shè)計(jì)方法。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障， PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的 1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。 2. 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) 可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝備供用戶選用。與相同功能的繼電器相比，具有很高洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 的性價(jià)比。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這類控制系統(tǒng)已顯示出越來越多的弊端。多工步機(jī)床是一種進(jìn)行物定加工的高效率，自動(dòng)化專用設(shè)備。 課題研究的意義，價(jià)值和技術(shù)可行性 原來用于加工棉紡錠腳的機(jī)床用于大量的繼電器控制，可靠性低容易產(chǎn)生誤動(dòng)作，故障不易檢查，維修頻繁，噪聲大且耗能，越來越滿足不了生產(chǎn)需要。費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不僅加大了維修成本，而且影響了設(shè)備的工效。由于體積 小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變生產(chǎn)程序改變生產(chǎn)過程成為可能。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。 3. 易學(xué)易用，深受工