【正文】 和溫度變化而影響。而可編程程序控制器使用半導體集成電路作為定時器，時基脈沖由晶體震蕩器產生，精度相當高并且定時時間長，定時范圍廣。 繼電接觸式控制系 統(tǒng)使用了大量的機械觸點，連線也多。因而可靠性和維護性差。 PLC 還配備了自檢和監(jiān)控功能，能自診斷出自身的故障，并隨時顯示給操作人員，還能動態(tài)的監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調試和維護提供了方便。 2． PLC 與單片機比較 單片機具有結構簡單，使用方便，價格比較 便宜等優(yōu)點，一般用于數(shù)據采集和工業(yè)控制。這就要求設計人員要有一定的計算機硬件和軟件知識。 而 PLC 采用了面向操作者的語言編程，如梯形圖、狀態(tài)轉移圖等，對于使用者來說，無需了解復雜的計算機知識，而只要用較短時間去熟悉 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)場與單片機的連接，輸出帶負載能力、接口的擴展，接口的工作方式等。 而 PLC 的輸入 /輸出接口已經做好，輸入接口可以與無外接電源的開關直接連接，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 號不容易進入 PLC。 而 PLC 是專門用于工程現(xiàn)場環(huán)境中的自動控制，在設計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)硬件設計 一、 選擇 PLC 機型 合理選擇 PLC 的型號，對于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術經濟指標起著重要作用。 （ 1） 結構選擇 PLC 主要有整體式和模塊式。 模塊式 PLC：模塊式 PLC 功能擴展靈活方便。 對于組合機床，選用整體式 PLC 較好。通常 I/O 點數(shù)是根據被控制對象的輸入輸出信號的實際需要，再加上10%20%的余量來確定。其中檢測元件 17 個，按鈕開關 24 個，選擇開關 1 個。根據 I/O 點數(shù)的選取原則考慮 10%20%的 I/O 點數(shù)余量輸入點數(shù)可選取 4650 個輸出點數(shù)可選取 2933 個。 根據（ 1）（ 2）及實際 PLC 機型點數(shù)，選用 FX2N64MR 主機和一個 16點的輸入擴展模塊（ FX16EX）這樣共有輸入點（ 32+16）。足夠可以滿足 42 個輸入， 27 個輸出的要求，而且留有一定余量。由本設計可知控制電路中的按鈕，行程開關，檢測元件等觸點都屬于 PLC 的輸入設備， PLC 的輸出控制對象主要是控制電路中的執(zhí)行元件 ，本設計主要是接觸器，電磁閥，指示燈。根據本文所給的輸入輸出元件可列下表 21 表 21 輸入輸出信號地址表 輸入信號 輸出信號 名稱 功 能 編號 名稱 功能 編號 1SQ 滑臺Ⅰ原位 X0 1YV 夾緊 Y0 2SQ 滑臺Ⅰ終點 X1 2YV 松開 Y1 3SQ 滑臺Ⅱ原位 X2 3YV 滑臺Ⅰ進 Y2 4SQ 滑臺Ⅱ終點 X3 4YV 滑臺Ⅰ退 Y3 5SQ 滑臺Ⅲ原位 X4 5YV 滑臺Ⅲ進 Y4 6SQ 滑臺Ⅲ終點 X5 6YV 滑臺Ⅲ退 Y5 7SQ 滑臺Ⅳ原位 X6 7YV 上料進 Y6 8SQ 滑臺Ⅳ終點 X7 8YV 上料退 Y7 9SQ 上料器原位 X10 9YV 下料進 Y10 10SQ 上料器終點 X11 10YV 下料退 Y12 11SQ 下料器原位 X12 11YV 滑臺Ⅱ進 Y13 12SQ 下料器終點 X13 12YV 滑臺Ⅱ退 Y14 1YJ 夾緊 X14 13YV 滑臺Ⅳ進 Y15 2YJ 進料 X15 14YV 滑臺Ⅳ退 Y16 3YJ 放料 X16 15YV 放料 Y17 4YJ 潤滑壓力 X17 16YV 進料 Y20 5YJ 潤滑液面開關 X20 1KM Ⅰ主軸 Y21 1SB 總停 X21 2KM Ⅱ主軸 Y22 2SB 啟動 X22 3KM Ⅲ主軸 Y23 3SB 預停 X23 4KM Ⅳ主軸 Y24 4SB 潤滑故障撤除 X24 5KM 冷卻電動機 Y25 1SA 選擇開關 X25 6KM 潤滑電動機 Y26 5SB 滑臺Ⅰ進 X26 1HL 潤滑顯示 Y27 6SB 滑臺Ⅰ退 X27 2HL Ⅰ、Ⅲ工位滑臺原位 Y30 7SB 主軸Ⅰ點動 X30 3HL Ⅱ、Ⅵ工位滑臺原位 Y31 8SB 滑臺Ⅱ進 X31 4HL 上料原位 Y32 9SB 滑臺Ⅱ退 X32 5HL 下料原料 Y33 10SB 主軸Ⅱ點動 X33 16 11SB 滑臺Ⅲ進 X34 12SB 滑臺Ⅲ退 X35 13SB 主軸Ⅲ點動 X36 14SB 滑能Ⅳ進 X37 15SB 滑臺Ⅳ退 X40 16SB 主軸Ⅳ點動 X41 17SB 夾緊 X42 18SB 松開 X43 19SB 上料器進 X44 20SB 上料器退 X45 21SB 進料 X46 22SB 放料 X47 23SB 冷卻開 X50 24SB 冷卻停 X51 三、 設計 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、 設計 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。根據控制要求，采用 STL 指令，來定義相應的工作方式，手動，自動，利用預停按鈕來控制全自動與半自動工作狀態(tài)的切換，并利用定時器設定了潤滑電動機間歇時間，初始化程序見下圖 。 手動程序：主要在調整和檢修時使用。 顯示程序：根據機床的工作狀態(tài)，驅動相應指示燈顯示。 四、 設計 PLC 控制系統(tǒng)狀態(tài)轉移圖與梯形圖程序 狀態(tài)轉移圖，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，是分析和設計電路系統(tǒng)控制程序的重要工具。 2 在畫出的狀態(tài)轉移圖上以 PLC 輸入點或其他元件定義狀態(tài)轉換條件。 由狀態(tài)轉移圖易的相應的梯形圖程序，它們二者是一一對應關系，梯形圖程序請見圖 22 圖 設計 PLC 控制系統(tǒng)初始化梯形圖程序 23 圖 PLC 控制系統(tǒng)手動及顯示梯形圖程序 24 25 圖 PLC 控制系統(tǒng)梯形圖程序 26 五、 實驗室電氣原理圖仿真及程序調試 本次設計的電氣原理仿真及程序調試是在工業(yè)技術中心 PLC 實驗室完成的，并按下列步驟依次進行 1 檢驗程序 將編好的應用程序輸入到微機內，利用軟件進行程序檢驗，起初有幾處編程語法錯誤，經過幾次認真修改后，程序無誤。 2 信號模擬 用實驗臺上的模擬開關模擬輸入信號，接入相對應的輸入端點。 3 按程序進行模擬運行 先對照輸入信號表，設置好原始狀態(tài)下所有輸入信號的狀態(tài)，再使 PLC 運行，按下相應按鈕，按梯形圖程序，觀察輸出情況，經觀察符合程序設定的輸出；按工步狀態(tài)在一個工作循環(huán)里逐步轉換的順序依次發(fā)出狀態(tài)轉移指令信號，系統(tǒng)將結束一個工步狀態(tài)轉入下一個工步狀態(tài)，將轉換情況和已編的程序相比較，知轉換情況與程序設定的輸出情況相同，電氣原理圖仿真及程序調試成功。 PLC 的采用 ,降低了機床的故障率 ,節(jié)省了大量的維修費用 ,提高了整機的可靠性，保證了工件的精度要求。掌握了 PLC 的基本原理及編程方法，能夠根據工藝過程和控制要求進行系統(tǒng)設計和編制應用程序。提高了設計和改進一般機械設備電氣控制的基本能