【正文】 的濕度和溫度變化而影響。而可編程程序控制器使用半導(dǎo)體集成電路作為定時(shí)器，時(shí)基脈沖由晶體震蕩器產(chǎn)生，精度相當(dāng)高并且定時(shí)時(shí)間長，定時(shí)范圍廣。 繼電接觸式控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多。因而可靠性和維護(hù)性差。 PLC 還配備了自檢和監(jiān)控功能，能自診斷出自身的故障，并隨時(shí)顯示給操作人員，還能動(dòng)態(tài)的監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)提供了方便。 2． PLC 與單片機(jī)比較 單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價(jià)格比較便宜等優(yōu)點(diǎn)，一般用于數(shù)據(jù)采集和工業(yè)控制。這就要求設(shè)計(jì)人員要有一定的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。 而 PLC 采用了面向操作者的語言編程，如梯形圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖等，對(duì)于使用者來說，無需了解復(fù)雜的計(jì)算機(jī)知識(shí)，而只要用較短時(shí)間去熟悉 PLC的簡單指令系統(tǒng)及操作方法，就可以使用和編程。例如，要考慮工程現(xiàn)場與單片機(jī)的連接，輸出帶負(fù)載能力、接口的擴(kuò)展，接口的工作方式等。 而 PLC 的輸入 /輸出接口 已經(jīng)做好，輸入接口可以與無外接電源的開關(guān)直接連接，非常方便。而且，在輸入接口、輸出接口，由光電耦合器件，使現(xiàn)場的干擾信號(hào)不容易進(jìn)入 PLC。 而 PLC 是專門用于工程現(xiàn)場環(huán)境中的自動(dòng)控制，在設(shè)計(jì)和制造過程中采取了抗干擾性措施，穩(wěn)定性和可靠性較高。 第 四 章 電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 一、 選擇 PLC 機(jī)型 合理選擇 PLC 的型號(hào)，對(duì)于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要作用。 （ 1） 結(jié)構(gòu)選擇 PLC 主要有整體式和模塊式。 模塊式 PLC：模塊式 PLC 功能擴(kuò)展靈活方便。 對(duì)于組合機(jī)床，選用整體式 PLC 較好。通常 I/O 點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控制對(duì)象的輸入輸出信號(hào)的實(shí)際需要，再加上10%20%的余量來確定。其中檢測元件 17 個(gè)，按鈕開關(guān) 24 個(gè)，選擇開關(guān) 1 個(gè)。根據(jù) I/O 點(diǎn)數(shù)的選取原則考慮 10%20%的 I/O 點(diǎn)數(shù)余量輸入點(diǎn)數(shù)可選取 4650 個(gè)輸出點(diǎn)數(shù)可選取 2933 個(gè)。 根據(jù)（ 1）（ 2）及實(shí)際 PLC 機(jī)型點(diǎn)數(shù)，選用 FX2N64MR 主機(jī)和一個(gè) 16點(diǎn)的輸入擴(kuò)展模塊（ FX16EX）這樣共有輸入點(diǎn)（ 32+16）。足夠可以滿足 42 個(gè)輸入， 27 個(gè)輸出的要求，而且留有一定余量。由本設(shè)計(jì)可知控制電路中的按鈕，行程開關(guān)，檢測元件等觸點(diǎn)都屬于 PLC 的輸入設(shè)備， PLC 的輸出控制對(duì)象主要是控制電路中的執(zhí)行元件，本設(shè)計(jì)主要是接觸器，電磁閥，指示燈。根據(jù)本文所給的輸入輸出元件可列下表 21 表 21 輸入輸出 信號(hào)地址表 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 名稱 功 能 編號(hào) 名稱 功能 編號(hào) 1SQ 滑臺(tái)Ⅰ原位 X0 1YV 夾緊 Y0 2SQ 滑臺(tái)Ⅰ終點(diǎn) X1 2YV 松開 Y1 3SQ 滑臺(tái)Ⅱ原位 X2 3YV 滑臺(tái)Ⅰ進(jìn) Y2 4SQ 滑臺(tái)Ⅱ終點(diǎn) X3 4YV 滑臺(tái)Ⅰ退 Y3 5SQ 滑臺(tái)Ⅲ原位 X4 5YV 滑臺(tái)Ⅲ進(jìn) Y4 6SQ 滑臺(tái)Ⅲ終點(diǎn) X5 6YV 滑臺(tái)Ⅲ退 Y5 7SQ 滑臺(tái)Ⅳ原位 X6 7YV 上料進(jìn) Y6 8SQ 滑臺(tái)Ⅳ終點(diǎn) X7 8YV 上料退 Y7 9SQ 上料器原位 X10 9YV 下料進(jìn) Y10 10SQ 上料器終點(diǎn) X11 10YV 下料退 Y12 11SQ 下料器原位 X12 11YV 滑臺(tái)Ⅱ進(jìn) Y13 12SQ 下料器終點(diǎn) X13 12YV 滑臺(tái)Ⅱ退 Y14 1YJ 夾緊 X14 13YV 滑臺(tái)Ⅳ進(jìn) Y15 2YJ 進(jìn)料 X15 14YV 滑臺(tái)Ⅳ退 Y16 3YJ 放料 X16 15YV 放料 Y17 4YJ 潤滑壓力 X17 16YV 進(jìn)料 Y20 5YJ 潤滑液面開關(guān) X20 1KM Ⅰ主軸 Y21 1SB 總停 X21 2KM Ⅱ主軸 Y22 2SB 啟動(dòng) X22 3KM Ⅲ主軸 Y23 3SB 預(yù)停 X23 4KM Ⅳ主軸 Y24 4SB 潤滑故障撤除 X24 5KM 冷卻電動(dòng)機(jī) Y25 1SA 選擇開關(guān) X25 6KM 潤滑電動(dòng)機(jī) Y26 5SB 滑臺(tái)Ⅰ進(jìn) X26 1HL 潤滑顯示 Y27 6SB 滑臺(tái)Ⅰ退 X27 2HL Ⅰ、Ⅲ工位滑臺(tái)原位 Y30 7SB 主軸Ⅰ點(diǎn)動(dòng) X30 3HL Ⅱ、Ⅵ工位滑臺(tái)原位 Y31 8SB 滑臺(tái)Ⅱ進(jìn) X31 4HL 上料原位 Y32 9SB 滑臺(tái)Ⅱ退 X32 5HL 下料原料 Y33 10SB 主軸Ⅱ點(diǎn)動(dòng) X33 16 11SB 滑臺(tái)Ⅲ進(jìn) X34 12SB 滑臺(tái)Ⅲ退 X35 13SB 主軸Ⅲ點(diǎn)動(dòng) X36 14SB 滑能Ⅳ進(jìn) X37 15SB 滑臺(tái)Ⅳ退 X40 16SB 主軸Ⅳ點(diǎn)動(dòng) X41 17SB 夾緊 X42 18SB 松開 X43 19SB 上料器進(jìn) X44 20SB 上料器退 X45 21SB 進(jìn)料 X46 22SB 放料 X47 23SB 冷卻開 X50 24SB 冷卻停 X51 三、 設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)電氣原理圖 I/O 接口圖它反映的是 PLC 輸入輸出模塊與現(xiàn)場設(shè)備的連接。 I/O 電氣接口圖如下圖 21 17 圖 I/O電氣接口圖 18 四、 設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)操作面板 控制系統(tǒng)的操作面板是向 PLC 控制系統(tǒng)發(fā)布控制命令的主令元件組合而成的。根據(jù)控制要求，采用 STL 指令，來定義相應(yīng)的工作方式，手動(dòng)，自動(dòng)，利用預(yù)停 按鈕來控制全自動(dòng)與半自動(dòng)工作狀態(tài)的切換，并利用定時(shí)器設(shè)定了潤滑電動(dòng)機(jī)間歇時(shí)間，初始化程序見下圖 。 手動(dòng)程序：主要在調(diào)整和檢修時(shí)使用。 顯示程序：根據(jù)機(jī)床的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)指示燈顯示。 四、 設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與梯形圖程序 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，它是 完整地描述控制系統(tǒng)的工作過程，功能和特性的一種圖形，是分析和設(shè)計(jì)電路系統(tǒng)控制程序的重要工具。 2 在畫出的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖上以 PLC 輸入點(diǎn)或其他元件定義狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件。 由狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖易的相應(yīng)的梯形圖程序，它們二者是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，梯形圖程序請(qǐng)見圖 22 圖 設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)初始化梯形圖程序 23 圖 PLC控制系統(tǒng)手動(dòng)及顯示梯形圖程序 24 25 圖 PLC控制系統(tǒng)梯形圖程序 26 五、 實(shí)驗(yàn)室電氣原理圖仿真及程序調(diào)試 本次設(shè)計(jì)的電氣原理仿真及程序調(diào)試是在工業(yè)技術(shù)中心 PLC 實(shí)驗(yàn)室完成的，并按下列步驟依次進(jìn)行 1 檢驗(yàn)程序 將編好的應(yīng)用程序輸入到微機(jī)內(nèi)，利用軟件進(jìn)行程序檢驗(yàn)，起初有幾處編程語法錯(cuò)誤，經(jīng)過幾次認(rèn)真修改后，程序無誤。 2 信號(hào)模擬 用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的模擬開關(guān)模擬輸入信號(hào)，接入 相對(duì)應(yīng)的輸入端點(diǎn)。 3 按程序進(jìn)行模擬運(yùn)行 先對(duì)照輸入信號(hào)表，設(shè)置好原始狀態(tài)下所有輸入信號(hào)的狀態(tài)，再使 PLC 運(yùn)行，按下相應(yīng)按鈕，按梯形圖程序，觀察輸出情況，經(jīng)觀察符合程序設(shè)定的輸出；按工步狀態(tài)在一個(gè)工作循環(huán)里逐步轉(zhuǎn)換的順序依次發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移指令信號(hào)，系統(tǒng)將結(jié)束一個(gè)工步狀態(tài)轉(zhuǎn)入下一個(gè)工步狀態(tài)，將轉(zhuǎn)換情況和已編的程序相比較，知轉(zhuǎn)換情況與程 序設(shè)定的輸出情況相同，電氣原理圖仿真及程序調(diào)試成功。 PLC 的采用 ,降低了機(jī)床的故障率 ,節(jié)省了大量的維修費(fèi)用 ,提高了整機(jī)的可靠性，保證了工件的精度要求。掌握了 PLC 的基本原理及編程方法，能夠根據(jù)工藝過程和控制要求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和編制 應(yīng)用程序。提高了設(shè)計(jì)和改進(jìn)一般機(jī)械設(shè)備電氣控制的基本