【正文】 燈變壓器。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC 的選型 由 PLC改造的 M7120平面磨床控制系統(tǒng)中 其各種按鈕、操作開關(guān)、欠壓繼電器、熱繼電器等，需占用 14個(gè)輸人端點(diǎn)。 CP1H 系列可編程控制器，是 歐姆龍公司于 2021 年推出，該系列屬于小型 PLC，擁有眾多功能。其特點(diǎn)是： （ 1）處理速度快 CPU運(yùn)行速度是小型機(jī) CPM2A的數(shù)倍，系統(tǒng)管理、 I/O刷新時(shí)間和外設(shè)服務(wù)所需時(shí)間也大幅減少。 （ 3）整體式結(jié)構(gòu) CP1H PLC采用整體式結(jié)構(gòu)，體積小，功能強(qiáng)，空間利用率大 （ 4）軟硬件兼容性好 （ 5）系統(tǒng)擴(kuò)展性好 CP1H PLC可以處理的最大 I/O點(diǎn)數(shù)為 320點(diǎn)。 （ 8）程序組織模式結(jié)構(gòu)化 CP1H PLC可將程序劃分為最多 32個(gè)實(shí)現(xiàn)不同控制功能的循環(huán)任務(wù)段，另外提供了電源斷開中斷、定時(shí)中斷、 I/O中斷和外部 I/O中斷等 4類 256個(gè)中斷任務(wù)。 （ 10） USB通信方式簡(jiǎn)便 PLC 控制系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)分配 輸入 /輸出接口是可編程控制器與外部設(shè)備相互聯(lián)系的窗口。通過輸 入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠接收和處理的信號(hào)。如表32 和表 33 所示分別為 M7120 型平面磨床控制系統(tǒng)的 PLC 輸入輸出接口功能表。在 PLC 的輸入回路中，信號(hào)電源由 PLC 內(nèi)部的 24V 直流電源提供，所有輸入回路在 COM 端短接后接入 PLC 電源 DC24V 的（＋）端，無需外接電源。所有電源電壓等級(jí)相同的輸出回路需接在同一個(gè) COM 上。圖 31 為 M7120 平面磨床 PLC控制系統(tǒng)外部接線圖。 磨床 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 圖 31 為 M7120 平面磨床 PLC 控制系統(tǒng)外部接線圖。之后點(diǎn)動(dòng)砂輪箱升降電動(dòng)機(jī)至預(yù)定位置，后依次啟動(dòng)液壓泵電動(dòng)機(jī)、砂輪電動(dòng)機(jī)和冷卻電動(dòng)機(jī)。完成一次加工流程。在 M7120 平面磨床的 PLC 程序設(shè)計(jì)中 ,充分考慮控制對(duì)象的參數(shù)和邏輯關(guān)系，對(duì)各個(gè)被控對(duì)象設(shè)計(jì)程序如下： （ 1） 液壓泵電動(dòng)機(jī) M1 的控制 液壓泵電動(dòng)機(jī)的控制梯形圖如圖 33 所示，當(dāng)欠壓繼電器線圈吸合，常開觸點(diǎn) 00013由 OFF 變 ON。當(dāng)按下 SB1 按鈕時(shí)， 00001 由 ON 變 OFF，整體電路失電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行、指示燈滅。 圖 33 液壓泵電動(dòng)機(jī)控制梯形圖 （ 2） 砂輪電動(dòng)機(jī) M2 和冷卻電動(dòng)機(jī) M3 的控制 砂輪電動(dòng)機(jī)和冷卻電動(dòng)機(jī)的控制梯形圖如圖 34 所示，當(dāng)欠壓繼電器線圈吸合，常開觸點(diǎn) 00013 由 OFF 變 ON。當(dāng)按下 SB3 按鈕時(shí)， 00003由 ON 變 OFF，整體電路失電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行、指示燈滅。 圖 34 砂輪電動(dòng)機(jī)和冷卻電動(dòng)機(jī)控制梯形圖 00010 00001 00002 00013 10000 10000 10000 10001 KM1 HL1 00011 00003 00004 00013 10002 10002 10002 10003 00012 KM2 HL2 福州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 （ 3） 砂輪箱升降電動(dòng)機(jī) M4 的控制 砂輪箱升降電動(dòng)機(jī)的控制梯形圖如圖 35 所示，其電動(dòng)機(jī)采用點(diǎn)動(dòng)控制。當(dāng)按下按鈕 SB5 時(shí)，觸點(diǎn) 00005 由 OFF變 ON，繼電器 10004 接通，接觸器 KM3 閉合，電動(dòng)機(jī)正向運(yùn) 行。同樣，當(dāng)按下按鈕 SB6 時(shí)，觸點(diǎn) 00006 由 OFF 變 ON，繼電器 10005 接通，接觸器 KM4 閉合，電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)行。 圖 35 砂輪箱升降電動(dòng)機(jī)控制梯形圖 （ 4） 電磁吸盤的控制 對(duì)電磁吸盤充磁與消磁的控制梯形圖如圖 36 所示，為保證電磁吸盤的磁性穩(wěn)定，充磁時(shí)采用自鎖控制使吸盤一直處于勵(lì)磁狀態(tài)；為能確保退磁時(shí)不反向充磁，在消 磁過程 圖 36 電磁吸盤控制梯形圖 用使用點(diǎn)動(dòng)方式進(jìn)行消磁此功能由 SB9 和 KM6 實(shí)現(xiàn)。當(dāng)按下常開按鈕 SB8 時(shí)，觸點(diǎn) 00008 由 OFF 變 ON,繼電器 10007接通，并使 10007 常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)接通，形成自鎖和互鎖，接觸器 KM5 得電，對(duì)電磁吸盤進(jìn)行充電；同時(shí)電磁吸盤運(yùn)行指示燈 HL4 亮。在對(duì)電磁吸盤進(jìn)行消磁時(shí)，按下常開按鈕 SB9，此時(shí)繼電器 10008 接通，接觸器 KM6 得電 動(dòng)作，電磁吸盤消磁同時(shí)運(yùn)行指示燈 HL4 亮。不斷重復(fù)上述消磁過程直至電磁吸盤完全退磁。在最大程度的滿足控制目標(biāo)前提下，盡量的使程序的整體線條層次清晰、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能模塊化。在 M7120 平面磨床的 PLC 控制系統(tǒng)中先對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后不斷的修改和調(diào)試最后綜合各模塊程序得出最終完整的程序。 表 34 M7120 平面磨床 PLC 控制語句表 1. LD NOT 00000 29. OUT 10004 2. AND 00001 30. LD NOT 00000 3. LD 00002 31. AND 00006 4. OR 10000 32. AND NOT 10004 5. AND LD 33. OUT 10005 6. LD NOT 00010 34. LD NOT 00000 7. AND 00013 35. LD 10004 8. AND LD 36. OR 10005 9. OUT 10000 37. AND LD 10. LD NOT 00000 38. OUT 10006 11. AND 10000 39. LD NOT 00000 12. OUT 10001 40. AND NOT 00007 13. LD NOT 00000 41. LD 00008 14. AND NOT 00003 42. OR 10007 15. LD 00004 43. AND LD 16. OR 10002 44. LD NOT 10008 17. AND LD 45. OUT 10007 18. LD NOT 00011 46. LD NOT 00000 19. AND NOT 00012 47. AND NOT 00007 20. OUT 00013 48. AND 00009 21. AND LD 49. AND NOT 10007 22. OUT 10002 50. OUT 10008 福州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 23. LD NOT 00000 51. LD NOT 00000 24. AND 10002 52. LD 10007 25. OUT 10003 53. OR 10008 26. LD NOT 00000 54. AND LD 27. AND 00005 55. OUT 10008 28. AND NOT 10005 圖 37 M7120 平面磨床 PLC 控制梯形圖 磨床 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 第 4 章 M7120 平面磨床 PLC 控制系統(tǒng)的仿真 在本課題設(shè)計(jì)過程中，對(duì) M7120 型平面磨床的 PLC 控制系統(tǒng)的仿真采用了CXProgrammer 軟件和 EL PLCII可編程控制器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) . CXProgrammer 是歐姆龍公司開發(fā)、用于對(duì) C 系列 PLC 建立、測(cè)試和維 護(hù)程序的計(jì)算機(jī)圖形化編程軟件，可以實(shí)現(xiàn)梯形圖或語句表編程，檢查編譯程序，下載程序和設(shè)置 PLC的特定區(qū)等功能。 課題中仿真運(yùn)行所用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是北京精儀達(dá)盛科技有限公司生產(chǎn)的 ELPLCII可編程控制器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由 PLC、實(shí)驗(yàn)箱、計(jì)算機(jī)軟件等三部分組成。 在 CXProgrammer 的工作窗口編寫好程序，然后按要求接好各輸入輸出電路，在仿真 圖 41 PLC 控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn) 過程中輸入口同樣接常開按鈕和常閉按鈕，將熱繼電器的輔助觸頭和欠壓的輔助觸頭用常閉按鈕替代；將輸出口接到實(shí)驗(yàn)箱的指示燈上，通過指示燈的工作狀態(tài)來反映接觸器的的通斷情況進(jìn)而反映出各電機(jī)和電磁吸盤的運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)過程中，經(jīng)過不斷的程序修改和調(diào)試，使最后各實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象均符合最初的設(shè)計(jì)要求。通過 分析傳統(tǒng)磨床的結(jié)構(gòu)和控制要點(diǎn)設(shè)計(jì)出一套基于 PLC 的控制系統(tǒng)。其中液壓泵電動(dòng)機(jī)、砂輪電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)采用直接啟動(dòng)且是單方向旋轉(zhuǎn)；砂輪箱升降電動(dòng)機(jī)要求正反轉(zhuǎn)且點(diǎn)動(dòng)控制；電磁吸盤的控制要求能夠其自動(dòng)充磁和點(diǎn)動(dòng)消磁。在 PLC 改造過程中總共用到 14 個(gè)輸入端點(diǎn)和 10 個(gè)輸出端點(diǎn)，采用了由歐姆龍生產(chǎn)的CP1H 系列可編程控制器。根據(jù)各被控對(duì)象的控制要求，分別設(shè)計(jì)各功能模塊的控制梯形圖，并在 EL PLCII可編程控制器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，最終結(jié)果使各項(xiàng)性能均達(dá)到最初的設(shè)計(jì)要求。 利用 PLC 控制磨床運(yùn)行， 使線路得到簡(jiǎn)化，可靠性提高，響應(yīng)速度明顯加快，精 確度更準(zhǔn)確 ； 實(shí)現(xiàn)了磨床啟動(dòng)、停止、故障停止、緊急停止 等 功能， 并 實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)控 。在基于PLC 控制系統(tǒng)的特點(diǎn)上，磨床將以 PLC 為控制核心結(jié)合人機(jī)交互的自動(dòng)化電氣控制和多種加工功能結(jié)合在同一臺(tái)機(jī)床上，形成效率更高、操作更方便的復(fù)合機(jī)床。在此我要對(duì)這四年里幫助過我的人表示感謝。同時(shí)也感謝同組的同學(xué)們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)過程的給予的支持和幫助。也感謝四年里幫助和教育過我的所有老師，各位老師啟發(fā)式的指導(dǎo)，使我在學(xué)識(shí)、理念等各個(gè)方面都有了極大的收獲，使我成長(zhǎng)成為一個(gè)合格的大學(xué)生，老師們的諄諄教誨我終身難忘！同時(shí)，在這里，我也要衷心的感謝 我所有的同學(xué)們，他們?cè)谌粘５纳詈蛯W(xué)習(xí)中給予的幫助和關(guān)懷。