【正文】 語(yǔ)言，一是梯形圖，二是語(yǔ)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(mén)子公司專為SIMATIC系統(tǒng)S7200 PLC研制開(kāi)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(kāi)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)。在硬件設(shè)計(jì)中已經(jīng)確定選擇德國(guó)西門(mén)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)。 第3章 軟件設(shè)計(jì)PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。可以采用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(lèi)型。PLC的輸入/輸出回路均帶有光電隔離等抗干擾和過(guò)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(guò)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(lái)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(wàn)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(kāi)。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(kāi)時(shí)產(chǎn)生的過(guò)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(guò)8小時(shí)，必須空載開(kāi)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(lèi)、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(lèi)：交流或直流。在電梯的控制電路中，還利用行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制開(kāi)關(guān)轎門(mén)的速度、自動(dòng)開(kāi)關(guān)的限位，轎廂的上下限位保護(hù)。限位開(kāi)關(guān)有LX1LXWLXKLX32和LX33等系列。在實(shí)際生產(chǎn)中，將限位開(kāi)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(jiàn)的模塊撞擊限位開(kāi)關(guān)時(shí)，限位開(kāi)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)、觸電式及顏色選用。機(jī)床常用的按鈕開(kāi)關(guān)有LALA1LA1LA20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(lái)短時(shí)接通或斷開(kāi)小電流的控制電路的開(kāi)關(guān)。 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(lèi)型可知，該系統(tǒng)有一個(gè)電磁閥，四個(gè)接觸式接觸器KMKMKM3和KM4，兩個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)SBSB2，四個(gè)限位開(kāi)關(guān)SQSQSQ3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)MM2和M3。表22 PLC的輸入/輸出編址 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(kāi)關(guān)量輸入16點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出。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CPU22CPU22CPU22CPU224X、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(lèi)型。PLC的輸入輸出回路均帶有光電隔離等抗干擾和過(guò)載保護(hù)措施。 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(lái)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(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)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(yǔ)言，并用來(lái)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，具有很高的性價(jià)比。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這類(lèi)控制系統(tǒng)已顯示出越來(lái)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(lái)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(lái)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(guò)改變生產(chǎn)程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。梯形圖語(yǔ)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(kāi)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，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。近年來(lái)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(chǎng)合。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電器系統(tǒng)相比，電氣線接及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。例如三菱公司身材的F系統(tǒng)PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。 PLC的特點(diǎn)1. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)辦法的PLC做了如下定義：“PLC是一種專業(yè)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在世界各地發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。然而這種自動(dòng)化需要投入大量的資金，是一種高投資、高效率同時(shí)是高風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展模式，很難為大多數(shù)中小企業(yè)所采用。全球市場(chǎng)導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)空前激烈，促使企業(yè)必須加快及完善服務(wù)體系體系、是企業(yè)實(shí)現(xiàn)“在正確的時(shí)間，將正確的信息以正確的方式傳給正確的人，以便做出正確的決策”。從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，西方國(guó)家就依照技術(shù)（及新設(shè)備，新工藝以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用）開(kāi)始對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)進(jìn)行改造，使工業(yè)的得到飛速發(fā)展。目前我國(guó)工業(yè)控制電氣化技術(shù)，產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。圖11 各個(gè)工步的動(dòng)作分解圖 我國(guó)工業(yè)電氣控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r工業(yè)電氣控制技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論，食品儀表、計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、高度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量，提高質(zhì)量，降低消耗，確保安全等目的綜合性技術(shù)，主要包括工業(yè)電氣化軟件，硬件和系統(tǒng)三大部分。采用PLC技術(shù)改造的多工步機(jī)床和自動(dòng)控制系統(tǒng)完全符合多工步機(jī)床自動(dòng)的生產(chǎn)特點(diǎn)，能夠滿足多工步機(jī)床自動(dòng)控制的各種要求，從而提高了面紡錠子錠腳的加工水平。PLC現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、易與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)行控制、具備高速記數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，日益取代有大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、繼數(shù)繼電器等組成的繼電接觸控制系統(tǒng)，在機(jī)械、化工、石油、冶金、輕工、電子、紡織、食品、交通等各行各業(yè)都得到廣泛的應(yīng)用。因此，此PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)就是PLC和上述器件的選取和連可編程控制器不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來(lái)滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，擯棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語(yǔ)言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)、調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)分為硬件和軟件設(shè)計(jì)兩部分。采用PLC控制，可使線大為簡(jiǎn)化，不但安裝十分方便，而且保證了可靠性，減少了維修費(fèi)，提高了工效。關(guān)鍵詞：多工步組合機(jī)床，PLC，步進(jìn)順序控制Design of Combination Machine Tools Control System of PLC ABSTRACTThe control of industrial automation control in industrial production occupies an important position. The machine tool industry , multistage machine and work because of its action,control is more plicated. Using traditional relay control, need plex, the relay, fault than wiring, maintenance difficulties, Feigong timeconsuming. PLC control, but not only greatly simplified wiring, installation is very convenient, and ensure the reliability, reduce the maintenance and increase the is one country or region development of the important pillars, its development level mark the country or region`s economic strength and technology level, the living standards and national defence capabilities. While manufacturing production capacity depends on the advanced manufacturing equipment, machine tool. Many workers step for processing cotton spinning ingots machine a processing machine a feet, a spindle feet processing technology is more plex, parts processing for solid blank piece before, the whole mechanical processing by seven tool points