【正文】 本身具有修改性，所以 PLC具有靈活性。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， FX 系列 PLC 平均故障間隔大于 20210~50000h，而平均修復(fù)時(shí)間則小于 10min； PLC 機(jī)能處理工業(yè)現(xiàn)場的強(qiáng)電信號(hào)，如交流 220V、直流 24V，并可直接驅(qū)動(dòng)功率部件，可長期工作在嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境能夠中。根據(jù)信號(hào)，控制器就會(huì)作出反映，通過用戶編程 的內(nèi)部邏輯便產(chǎn)生輸出信號(hào)，而且這些輸出信號(hào)可直接控制外部的控制系統(tǒng)負(fù)載，如電機(jī)，接觸器，指示燈，電磁閥等。用 PLC的編程邏輯提供了能隨要求而改變的“間接網(wǎng)絡(luò)”，這樣生產(chǎn)線的自動(dòng)化過程就能隨意去中國機(jī)械加工網(wǎng) ： 中國最專業(yè)的機(jī)械加工行業(yè)網(wǎng)站！ 中國機(jī)械加工社區(qū) ： 中國最專業(yè)的機(jī)械加工行業(yè)社區(qū)！ 第 10 頁 共 23 頁 中國機(jī)械加工網(wǎng) ： 中國最專業(yè)的機(jī)械加工行業(yè)網(wǎng)站！ 中國 機(jī)械加工社區(qū) ： 中國最專業(yè)的機(jī)械加工行業(yè)社區(qū)！ 改變，這種性能使 PLC 具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。但是在實(shí)際工程中往往選擇一種經(jīng)濟(jì)、有效、性能優(yōu)越的控制方案，考慮到上述幾點(diǎn)， PLC 較適合組合機(jī)床的電 氣控制。由于它的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價(jià)格低廉，所以使用廣泛。PLC 等取代繼電接觸式控制邏輯。當(dāng)一個(gè)電氣控制系統(tǒng)研制完后，要想再做修改都要隨著現(xiàn)場接線的改動(dòng)而改動(dòng)。所以，繼電接觸式控制系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性較差。它除了輸入端和輸出端要與現(xiàn)場連線以外，而控制邏輯是以程序的方式存儲(chǔ)在 PLC 的內(nèi)存當(dāng)中。若需要對(duì)控制邏輯進(jìn)行修改時(shí)，只要修改程序就行了，而輸入輸出的連接線改動(dòng)不多，并且也容易改動(dòng)，因此， PLC 的靈活性和擴(kuò)展性強(qiáng)。 (2) 控制速度 繼電器接觸式控制系統(tǒng)的控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)的，工作頻率低。而且使用的繼電器越多，反映的速度越慢，還是容易出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)和觸點(diǎn)拉弧問題。通常，一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級(jí)。 (3) 定時(shí)控制和計(jì)數(shù)控制： 繼電接觸式控制系統(tǒng)利用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作來進(jìn)行定時(shí)控制。有些中國機(jī)械加工網(wǎng) ： 中國最專業(yè)的機(jī)械加工行業(yè)網(wǎng)站！ 中國機(jī)械加工社區(qū) ： 中國最專業(yè)的機(jī)械加工行業(yè)社區(qū)！ 第 11 頁 共 23 頁 中國機(jī)械加工網(wǎng) ： 中國最專業(yè)的機(jī)械加工行業(yè)網(wǎng)站！ 中國 機(jī)械加工社區(qū) ： 中國最專業(yè)的機(jī)械加工行業(yè)社區(qū)！ 特殊的時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)不方便。 (4) 可靠性和維護(hù)性。觸點(diǎn)在開閉時(shí)會(huì)受到電弧的損壞，壽命短。 PLC 采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，可靠性高。 總之， PLC 在性能上均優(yōu)越于繼電接觸式控制系統(tǒng)，特別是控制速度快，可靠性高，設(shè)計(jì)施工周期短，調(diào)試方便，控制邏輯修改方便，而且體積小，功耗低。但是，單片機(jī)不是專門針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場的自動(dòng)化控制而設(shè)計(jì)的，所以它與 PLC 比較起來有以下缺點(diǎn)： (1) 單片機(jī)不如 PLC 容易掌握 使用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，一般要使用微處理器的匯編語言編程。對(duì)于那些只熟悉機(jī)電控制的技術(shù)人員來說，需要進(jìn)行相當(dāng)長一段時(shí)間系統(tǒng)地學(xué)習(xí)單片機(jī)的知識(shí)才能掌握。 (2) 單片機(jī)不如 PLC 使用簡單 使用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，一般要在輸入輸出接口上做大量的工作。除了要進(jìn)行控制程序的 設(shè)計(jì)，還要在單片機(jī)的外圍進(jìn)行很多硬件和軟件工作，才能與控制現(xiàn)場連接起來，調(diào)試也較繁瑣。輸出接口具有一定的驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力，能適應(yīng)一般的控制要求。 (3) 單片機(jī)不如 PLC 可靠 使用單片機(jī)進(jìn)行工業(yè)控制，突出的問題就是抗干擾性能較差。 通過上面的比較， 針對(duì)組合機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)，雖然 PLC 的價(jià)格高一些，但良好的穩(wěn)定性和高度的可靠性可確保機(jī)床在加工零件時(shí)的精度，所以決定采用 PLC 控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。選擇機(jī)型的基本原則是在功能滿足要求的前提下，保證可靠，維護(hù)使用方便以及最佳功能價(jià)格比。 整體式 PLC：整體式 PLC 的每一個(gè)點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對(duì)小，一般 用于系統(tǒng)工藝過程較為固定，環(huán)境條件較好，維修量較小的小型控制系統(tǒng)中。在點(diǎn)數(shù)上，輸入點(diǎn)數(shù)，輸出點(diǎn)數(shù)的比例，模塊的種類方面選擇余地大，且維修方便，一般用于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 （ 2） I/O 點(diǎn)選取原則 PLC 平均的 I/O 點(diǎn)價(jià)格比較高，因此應(yīng)該合理選用 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)量，在滿足控制要中國機(jī)械加工網(wǎng) ： 中國最專業(yè)的機(jī)械加工行業(yè)網(wǎng)站！ 中國機(jī)械加工社區(qū) ： 中國最專業(yè)的機(jī)械加工行業(yè)社區(qū)！ 第 13 頁 共 23 頁 中國機(jī)械加工網(wǎng) ： 中國最專業(yè)的機(jī)械加工行業(yè)網(wǎng)站！ 中國 機(jī)械加工社區(qū) ： 中國最專業(yè)的機(jī)械加工行業(yè)社區(qū)！ 求的前提下力爭使用的 I/O 點(diǎn)最少，但必須留有一定余量。 由 PLC 組成的四工位組合機(jī)床控制系統(tǒng)有輸入信號(hào) 42 個(gè)，均為開關(guān)量。 電控制系統(tǒng)有輸出信號(hào) 27 個(gè)，其中電磁閥 16 個(gè)，六臺(tái)電動(dòng)機(jī)的接觸器和 5 個(gè)指示燈。 （ 3） 確定 PLC 機(jī)型及擴(kuò)展模塊。輸出點(diǎn)就是主機(jī)的 32。 設(shè)計(jì)輸入輸出信號(hào)地址表 輸入輸出信號(hào)地址表是將輸入輸出列成表，給出相應(yīng)的地址和名稱，以備軟件編程和系統(tǒng)調(diào)試時(shí)使用的一種表。根據(jù)電控系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)表知： 1 輸入元件數(shù)量 行程開關(guān) 12 個(gè) 按鈕 24 個(gè) 選擇開關(guān) 1 個(gè) 檢測元件 5 個(gè) 2 輸出元件數(shù)量 電磁閥 16 個(gè) 接觸器 6 個(gè) 指示燈 5 個(gè) 根據(jù)本設(shè)計(jì)選用的 PLC 機(jī)型，將輸入輸出元件分配到 PLC 的輸入輸出接口。 PLC 的輸入點(diǎn)大部分是共點(diǎn)式，即所有輸入點(diǎn)具有一個(gè)公共端 COM。本設(shè)計(jì)中，輸入元 件共 42 個(gè)其中按鈕 SB 24 個(gè)、檢測元件 YJ 5 個(gè)、行程開關(guān) SQ 12 個(gè)，選擇開關(guān) 1 個(gè)，基于對(duì)機(jī)床工作方式的控制要求，面板上應(yīng)設(shè)有選擇開關(guān) 1SA、預(yù)停按鈕；鑒于手動(dòng)調(diào)整方式下，相應(yīng)按鈕發(fā)出控制命令，驅(qū)動(dòng)組合機(jī)床相應(yīng)部件運(yùn)動(dòng)，因此面板上應(yīng)設(shè)相應(yīng)按鈕 5SB24SB，鑒于對(duì)組合機(jī)床的啟動(dòng)，停止及潤滑故障的處理控制，應(yīng)在操作制面板上設(shè)有啟動(dòng)按鈕 2SB、總停按鈕 1SB、潤滑故障切除按鈕 4SB、其他輸入元件均為檢測元件，不在操作面板中設(shè)置，由上面綜述，可得控制系統(tǒng)操作面板如下圖 22所示 圖 22 控制系統(tǒng)的操作面板 圖 22 控制系統(tǒng)操作面板圖邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 15 頁 共 26 頁 第 4 章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)工作循環(huán)流程圖 根據(jù)本設(shè)計(jì)的控制與工藝要求，按機(jī)床的動(dòng)作順序及每步所完成的任務(wù)，可得工作循環(huán)流程圖如圖 23 圖 23 PLC控制系統(tǒng)工作循環(huán)流程圖 邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 16 頁 共 26 頁 設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)初始化梯形圖程序 初始化程序主要用來處理組合機(jī)床的各種號(hào)，如啟動(dòng)，預(yù)停，總停以及各種的原始信號(hào)，機(jī)床啟動(dòng)前應(yīng)具備的各種初始信號(hào)，工作方式選擇信 號(hào)，各種復(fù)位信號(hào)，并將處理結(jié)果作為機(jī)床啟動(dòng)，停止，程序轉(zhuǎn)換的依據(jù)，初始化程序一般用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)手動(dòng)及顯示梯形圖程序 本設(shè)計(jì)的手動(dòng)程序與顯示程序均為用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)的梯形圖。 為了對(duì)滑臺(tái)的進(jìn)退、上料器的進(jìn)退、夾具的加緊松開等進(jìn)行調(diào)整與控制，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的手動(dòng)程序，設(shè)計(jì)手動(dòng)程序時(shí)應(yīng)注 意互鎖的設(shè)計(jì)。如手動(dòng)及顯示梯形圖程序圖 25。本設(shè)計(jì)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖按下列幾步進(jìn)行的 1 按組合機(jī)床的控制要求與加工工藝畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 3 按照電控系統(tǒng)提供的電氣執(zhí)行元件功能表，在狀態(tài)流程圖上對(duì)每個(gè)狀態(tài)和動(dòng)作命令配畫上實(shí)現(xiàn)該狀態(tài)或動(dòng)作命令的 控制功能的電氣執(zhí)行元件，并以對(duì)應(yīng)的 PLC輸出點(diǎn)的編號(hào)定義這些電氣執(zhí)行元件。然后傳入 PLC 內(nèi)。輸入程序后，扳動(dòng)開關(guān)，接通或斷開模擬開關(guān)，用來模擬相應(yīng)按鈕動(dòng)作及機(jī)械動(dòng)作使檢測元件狀態(tài)發(fā)生的變化，并通過輸入輸出指示燈來觀查輸入輸出端點(diǎn)的狀態(tài)變化，經(jīng)觀察模擬開關(guān)與 PLC 連接正確。 邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 22 頁 共 23 頁 結(jié) 論 PLC 作為新一代的工業(yè)控制裝置，具有開發(fā)柔性好，接線簡單，安裝方便，抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，用它來控制四工位組合機(jī)床這樣復(fù)雜的生產(chǎn)設(shè)備，是理想的選擇。 通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我加深了對(duì) PLC 的理解，了解了其型號(hào)規(guī)格并能正確使用。熟悉了典型設(shè)備電氣控制系統(tǒng)，具有了從事電氣設(shè)備安裝調(diào)試、維修管理等方面的能力。 邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 23 頁 共 23 頁 參考文獻(xiàn) [1] 郁漢琪、郭健 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