【正文】 分析被控對象工藝過程提出系統(tǒng)控制要求確定外部輸入/ 輸出設(shè)備選擇P L C分配I / O 點(diǎn)，設(shè)計I / O 連接圖繪制功能表圖設(shè)計梯形圖編制程序清單輸入程序并檢查模擬調(diào)試滿足要求？設(shè)計控制臺及安裝接線圖現(xiàn)場施工接線聯(lián)機(jī)調(diào)試硬件滿足要求？軟件滿足要求？編制技術(shù)文件交付使用否是是修改否否是 圖 41 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試的一般步驟 17 PLC程序的模塊化設(shè)計 由于車床的 操作過程復(fù)雜， 機(jī)加工控制對象每一工作循環(huán)周期的控制關(guān)系 比較 復(fù)雜，因此，如果將各種控制程序“混合”在一起設(shè)計，則各程序間必然會相互“牽連”，從而使設(shè)計的難度成倍增大。這樣，使得每一部分的程序都可以單獨(dú)設(shè)計和修改，也就是說設(shè)計和修改某一部分程序時，不必?fù)?dān)心會對另一部分程序造成影響。 本次設(shè)計中，綜合車床的特點(diǎn)，在開發(fā)該機(jī)床的 PLC 控制程序的過程中將PLC 程序劃分為 7 個模塊，即公用程序模塊、主軸模塊、坐標(biāo)軸控制模塊、潤滑控制模塊、自動換刀模塊、報警模塊和冷卻控制模塊。 I/O分配表是設(shè)計 梯形圖程序的基礎(chǔ)資料之一，也是設(shè)計 PLC控制系統(tǒng)時必須首先完成的工作，會給 PLC系統(tǒng)軟件設(shè)計和系統(tǒng)調(diào)試帶來很多方便。本次程序開發(fā)所用 I/O分配見表 41所示。 FXGP_WINC 是在Windows 操作系統(tǒng)下運(yùn)行 的 FX系列 PLC的專用編程軟件，操作界面簡單方便，在該軟件中可通過梯形圖、指令表及 SFC 符號來編寫 PLC程序。 梯形圖總體框圖 圖 42 所示為該控制系統(tǒng)的 PLC 梯形圖 程序的總體結(jié)構(gòu)，將程序分為公用程序、回原點(diǎn)程序、主軸 控制程序、 坐標(biāo)軸控制 程序、 報警處理 程序、 定時 潤滑控制 程序、 冷卻 程序、 自動換刀 控制 程序八個部分。在構(gòu)思出這個程序主體的框架后，接下來就是以它為主線，逐一編寫各子程序。 圖 43 公用程序 回原點(diǎn)程序 在正式進(jìn)行數(shù)控加工之前，刀架應(yīng)當(dāng)先回零，回零之后刀架在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置就定下來了。 撥開 回原點(diǎn)起動按鈕 X12， M14變?yōu)?ON, 刀架開始向 X 和 Z 兩個方向退，退到 X 正向行程開關(guān)時 X36 為 ON，刀架向 Z 方向退，到 Z 向限位處時， X34 變?yōu)?ON, Z 方向也停止并將 M14 復(fù)位。 21 主軸控制程序 數(shù)控機(jī)床主軸控制包括主軸正反轉(zhuǎn)控制和主軸停轉(zhuǎn)控制等。除此之外，必須采用 PLC 內(nèi)部的時間繼電器進(jìn)行延時控制，否則會造成 正、反轉(zhuǎn)接觸器同時接通而引起電源短路。程序中用定時器 T0 和 T1 來完成 5s 的轉(zhuǎn)換延時。 坐標(biāo)軸控制 程序 坐標(biāo)軸控制設(shè)計的核心是圍繞坐標(biāo)軸驅(qū)動允許而展開的 [10]。一方面為 PLC 給出坐標(biāo)軸可以運(yùn)動的信號，另一方面又控制著電機(jī)運(yùn)行。此處用 PLC基本邏輯指令實(shí)現(xiàn)報警功能 ,其梯形圖如圖 所示 。同時，特殊繼存器M8013 周期性的通斷，與之相連的報警指示燈閃爍，當(dāng)按下“ 超程解除 ” 按鈕X33，繼存器 M12 接通， 報警指示燈熄滅。 說明：行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。 定時潤滑控制程序 對于機(jī)床潤滑系統(tǒng)的改造 可加裝潤滑泵，通過設(shè)定潤滑時間的方法進(jìn)行，這樣可降低手工潤滑的勞動強(qiáng)度，提高設(shè)備可靠性。 潤滑系統(tǒng)的控制過程如下：在正常工作時，按下 潤滑電機(jī)起動 按鈕后， 系統(tǒng)即開始進(jìn)行潤滑，運(yùn)行 10秒后停止，停止 30分鐘后重新開始進(jìn)行潤滑，如此循環(huán)往復(fù)下去。 PLC在 潤滑系統(tǒng)開始進(jìn)行潤滑后即通過 潤滑 油路壓力繼電器 檢查 潤滑 油路中 潤滑 油的流動是否正常，若壓力繼電器一 26 直閉合，說明油路有堵塞。在這兩種情況下， PLC都會報警， 潤滑就會停止。 否 是 是 否 圖 411 定時 潤滑控制流程圖 使用 FXGP_WINC軟件編寫的 梯形圖程序 如圖 。在急停生效時， 冷卻輸出禁止。 為提高換刀的效率和定位精度， 28 滿足在一次裝夾下完成多工序加工的需要，采用電動刀架替換原有的手動刀架。此處選擇結(jié)構(gòu)簡單、體積小、剛性好、價格便宜的四刀位電動刀架。 選用自動轉(zhuǎn)位電動刀架，刀架上同時安裝四把不同的車刀，可在一個工序中依次用四把車刀自動完成幾個表面的加工。 自動換刀 的控制流程如圖 。 假設(shè) T0 是實(shí)際刀號 ,T1 為待換刀號。 D7 存放待換刀號與實(shí)際刀號的差值。比較結(jié)果使 M17， M18， M19 中的一個接通。在程序中首先對 D5 和 D6 中存放的值進(jìn)行比較，判斷是否到位。 D8 中存放的是旋轉(zhuǎn)刀位數(shù)，將它作為計數(shù)器的計數(shù)值，由計數(shù)器對轉(zhuǎn)過的刀位進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)計數(shù) 值到，表示換刀結(jié)束?？紤]到本控制系統(tǒng)中各 模塊之間差異較大，沒有專門編制這一子 程序，而是將這些內(nèi)容穿插在相關(guān)的子程序中。 所編寫的用戶程序在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬調(diào)試，實(shí)際的輸入信號用按鈕 來模擬，各輸出量的通 /斷狀態(tài)則用有關(guān)的發(fā)光二極管來顯示。 通過調(diào)試，確實(shí)發(fā)現(xiàn)了一些關(guān)鍵的問題，有的是對于某些指令的含義的理解存在偏差，有的是程序的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，還有則是對于程序在實(shí)際執(zhí)行中可能出現(xiàn)的問題考慮不周。 31 從上述過程可以看出，程序設(shè)計完成后，調(diào)試是檢驗(yàn)其正確性的必要手段。 總之，通過調(diào)試這個環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高了程序的正確性和可靠性，也使自己對于某些指令的理解更加全面，并且學(xué)到了一些難得的程序設(shè)計經(jīng)驗(yàn)。在車床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，屬于 PLC 的一種典型控制。 在 這一章中，采用 模塊化設(shè)計思想 ，分八個 模塊 詳盡地展示了 PLC 控制程序的開發(fā)過程。 程序編寫完以后， 通過調(diào)試，除了可以判斷程序的正誤外，還能在實(shí)踐中進(jìn)一步提高程序的正確性和可靠性。所以開展此類有關(guān)機(jī)床改造的技術(shù)方案的研究從而切實(shí)有效地推進(jìn)這項(xiàng)工程，很有意義。 ② 比較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了 PLC的工作原理、特點(diǎn)及控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。 ④ 為了進(jìn)一步完善 控制系統(tǒng)，在保留原有控制功能基礎(chǔ)上，增加了自動換刀、 定時潤滑等功能。 ⑥ 了解了機(jī)床數(shù)控改造的相關(guān)知識。 利用 PLC對 普通機(jī)床 進(jìn)行改造不僅提高了機(jī)床的性能，而且利用了原有的設(shè)備 ,節(jié)約了資源 。 ① 線圈。而 線圈 (無論是繼電器還是接觸器 )在 梯形圖中只能出現(xiàn)一次，所以設(shè)計 程序時要抓住它。這時只要將電氣原理圖中相應(yīng)的觸點(diǎn)從和連接線引入這個網(wǎng)絡(luò)即可。中間繼電器或接觸器的輔助觸頭變換為輸出或寄存器等，相應(yīng)的連線在 PLC 梯形圖中對應(yīng)連接好。在 本次車 床的 PLC 控制梯形圖 設(shè)計中 就恰到好處地使用它來實(shí)現(xiàn)或取代了一些功能，其簡捷、準(zhǔn)確的控制功能是其他控制方式所難以比擬的。 ② 系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了 PLC 的相關(guān)知識。 ③ 訓(xùn)練了綜合運(yùn)用知識的能力，鍛煉了 實(shí)踐操作 能力。 35 致 謝 本論文是在 高級工程師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇到 論文的最終完成，王工都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 在此，我還要感謝和我一起愉快度過本科生活的 09級中南機(jī)制的各位同學(xué)，由于你們的熱情幫助和支持，我才能克服一個又一個的困難和疑惑，直至本論文的順利完成。在這論文即將完成之際，我的心情卻無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，不知有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請都接受我最誠摯的謝意！ 最后，在此 對閱讀評審本論文的各位老師，表示由衷的感謝！ 36 參考文獻(xiàn) [1] 杜柳青主編 . 數(shù)控機(jī)床電氣控制 . 重慶：重慶大學(xué)出版社， 2021 [2] 王淑英主編 .電器控制與 PLC控制技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [3] 廖常初主編 . 可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用 . 重慶：重慶大學(xué)出版社， 2021 [4] 李建新主編 .可編程序控制器應(yīng)用技術(shù) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [5] 陸志強(qiáng)，吳祖育，王庚 .數(shù)控機(jī)床控制邏輯的 分析與設(shè)計 .傳動技術(shù)， 1996年 ， 第 1期 [6] 汪木蘭 主編 . 數(shù)控原理與系統(tǒng) . 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021. [7] Mitsubishi Electric Corporation. FX2N系列微型可編程控制器使用手冊， 1999 [8] Mitsubishi Electric Corporation. 三菱微型可編程控制器 FX2N系列編程手冊，1999 37 附 錄 梯形圖 程序 ： 38 39 40 內(nèi)部資料 41 請勿外傳 項(xiàng) 目 經(jīng) 理項(xiàng) 目 副 經(jīng) 理 項(xiàng) 目 總 工 質(zhì) 安 總 監(jiān)工程管理部物資管理部技術(shù)管理部檢測試驗(yàn)室質(zhì)安管理部監(jiān) 督 工 程 管 理部 、 物 資 管 理部 、 檢 測 試 驗(yàn) 室現(xiàn) 場 質(zhì) 檢 員 、 施 工 員施 工 班 組 9JWKf wvGt YM*Jgamp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 q