【正文】 ) Y10 KM10(M3 快退 ) Y12 KM11(M4 正轉(zhuǎn) ) Y9 KM12(M4 反轉(zhuǎn) ) Y11 KM13(夾具夾緊電磁閥 ) Y13 /輸出點(diǎn)分配，畫(huà)出 PLC 的外部接線(xiàn)如圖 3 所示 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 3 組合機(jī)床 PLC控制系統(tǒng)的外部接線(xiàn) 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第 3 章 PLC 的編程 概述 梯形圖和指令語(yǔ)言是 PLC 的主要編程軟件。不同廠(chǎng)家、不同系列的 PLC，其內(nèi)部軟繼電器（編程元件）的功能和編號(hào)也不同。 編程語(yǔ)言的形式 PLC 的用戶(hù)程序是設(shè)計(jì)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝控制要求，通過(guò) PLC 編程語(yǔ)言的編制設(shè)計(jì)的。 PLC 的編程語(yǔ)言包括以下五種：梯形圖語(yǔ)言（ LD）、指令表語(yǔ)言（ IL）、功能模塊圖語(yǔ)言（ FBD）、順序功能流程圖語(yǔ)言（ SFC）及結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言（ ST）。它是與繼電器線(xiàn)路類(lèi)似的一種編程語(yǔ)言。 梯形圖編程語(yǔ)言的特點(diǎn)是：與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；與原有繼電器控制相一致，電氣設(shè)計(jì)人員易于掌 握。 指令表語(yǔ)言（ IL） 指令表編程語(yǔ)言是與匯編語(yǔ)言類(lèi)似的一種助記符編程語(yǔ)言，和匯編語(yǔ)言一樣由操作碼和操作數(shù)組成。同時(shí)，指令表編程語(yǔ)言與梯形圖編程語(yǔ)言圖一一對(duì)應(yīng)，在 PLC南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 編程軟件下可以相互轉(zhuǎn)換。 指令表表編程語(yǔ)言的特點(diǎn)是：采用助記 符來(lái)表示操作功能，具有容易記憶，便于掌握；在手持編程器的鍵盤(pán)上采用助記符表示，便于操作，可在無(wú)計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合進(jìn)行編程設(shè)計(jì)；與梯形圖有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 功能模塊圖語(yǔ)言（ FBD） 功能模塊圖語(yǔ)言是與數(shù)字邏輯電路類(lèi)似的一種 PLC 編程語(yǔ)言。 功能模塊圖編程語(yǔ)言的特點(diǎn)：功能模塊圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)是：以功能模塊為單位，分析理解控制方案簡(jiǎn)單容易；功能模塊是用圖形的形式表達(dá)功能，直觀性強(qiáng)，對(duì)于具有數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)人 員很容易掌握的編程；對(duì)規(guī)模大、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜的控制系統(tǒng)，由于功能模塊圖能夠清楚表達(dá)功能關(guān)系，使編程調(diào)試時(shí)間大大減少。編程時(shí)將順序流程動(dòng)作的過(guò)程分成步和轉(zhuǎn)換條件，根據(jù)轉(zhuǎn)移條件對(duì)控制系統(tǒng)的功能流程順序進(jìn)行分配，一步一步的按照順序動(dòng)作。在方框內(nèi)含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。用 于系統(tǒng)的規(guī)模校大，程序關(guān)系較復(fù)雜的場(chǎng)合。 順序功能流程圖編程語(yǔ)言的特點(diǎn)：以功能為主線(xiàn)，按照功能流程的順序分配，條理清楚，便于對(duì)用戶(hù)程序理解；避免梯形圖或其他語(yǔ)言不能順序動(dòng)作的缺陷，同時(shí)也避免了用梯形圖語(yǔ)言對(duì)順序動(dòng)作編程時(shí)，由于機(jī)械互鎖造成用戶(hù)程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以理解的缺陷；用戶(hù)程序掃描時(shí)間也大大縮短。它是類(lèi)似于高級(jí)語(yǔ)言的一種編程語(yǔ)言。主要用于其他編程語(yǔ)言較難實(shí)現(xiàn)的用戶(hù)程序編制。大多數(shù) PLC 制造商采用的結(jié)構(gòu)化文本編南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 程語(yǔ)言與 BASIC 語(yǔ)言、 PASCAL 語(yǔ)言或 C 語(yǔ)言等高級(jí)語(yǔ)言相類(lèi)似，但為了應(yīng)用方便，在語(yǔ)句的表達(dá)方法及語(yǔ)句的種類(lèi)等方面都進(jìn)行了簡(jiǎn)化。直觀性和操 作性較差。目前的 PLC 對(duì)梯形圖（ LD）、指 令 表 （ STL ）、 功 能 模 塊 圖 （ FBD ） 編 程 語(yǔ) 言 都 以 支 持 。 在 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員不但對(duì) PLC 的硬件性能了解外，也要了解 PLC 對(duì)編程語(yǔ)言支持的種類(lèi)。有時(shí)需要多次反復(fù)地調(diào)試和修改梯形圖，增加一些中間編程元件和觸點(diǎn)，最后才能得到一個(gè)較為滿(mǎn)意的結(jié)果。 “翻譯”設(shè)計(jì)法 PLC 的梯形圖是在繼電器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，如果用 PLC 改造繼電器控制系統(tǒng)，根 據(jù)繼電器電路圖來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖是一條捷徑。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 將繼電器控制系統(tǒng)電路圖轉(zhuǎn)換為功能相同的 PLC的外部接線(xiàn)圖和梯形圖的步驟如下： （ 1）了解和熟悉被控設(shè)備的工藝過(guò)程和機(jī)械的動(dòng)作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理，這樣才能做到在設(shè)計(jì)和調(diào)試控制系統(tǒng)時(shí)心中有數(shù)。 （ 3）確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時(shí)間繼電器對(duì)應(yīng)的梯形圖中的存儲(chǔ)器位（ M）和定時(shí)器（ T）的地址。 （ 4）根據(jù)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系畫(huà)出梯形圖。它有規(guī)律可循，基本步驟為， 1.了解控制要求。 。 狀態(tài)編程法也叫功能表圖法，是程序編制的重要方法及工具。 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 (SFC)是狀態(tài)編程的重要工具，包含了狀態(tài)編程的全部要素。 （ 1）順序功能圖的組成 順序功能圖是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特性的一種圖形 , 也是設(shè)計(jì)PLC 的順序控制程序的有力工具。步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化來(lái)劃分的 , 在任何一步之內(nèi) , 各輸出量的 ON/ OFF 狀態(tài)不變 , 但是相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的步的這種劃分方法使代南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 表各步的編程元件的狀態(tài)與各輸出量的狀態(tài)之間有著極為簡(jiǎn)單的“與”邏輯關(guān)系。初始步用雙線(xiàn)方框表示 , 每一個(gè)順序功能圖至少應(yīng)該有一個(gè)初始步。當(dāng)系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時(shí) , 叫做該步處于活動(dòng)狀態(tài) , 稱(chēng)該步為“活動(dòng)步”。 處于不活動(dòng)狀態(tài)時(shí) ,相應(yīng)的非存儲(chǔ)型動(dòng)作被停止執(zhí)行。在畫(huà)順序功能圖時(shí) ,將代表 各步的方框按它們成為活動(dòng)步的先后次序順序排列 , 并用有向連線(xiàn)將它們連接起來(lái)。如果不是上述的方向 ,應(yīng)在有向連線(xiàn)上用箭頭注明進(jìn)展方向。 ③轉(zhuǎn)換條件 步的活動(dòng)狀態(tài)的進(jìn)展是由轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)來(lái)完成的。轉(zhuǎn)換條件一般用 X 來(lái)表示， 普通的梯形圖設(shè)計(jì)方法實(shí)際上是試圖用輸入信號(hào) X 直接控制輸出信號(hào) Y, ④驅(qū)動(dòng)處理 驅(qū)動(dòng)處理指每一步對(duì)應(yīng)的工作內(nèi)容，也用方框表示，它直接與相應(yīng)步的矩形框相連。 順序控制設(shè)計(jì)法是用輸入量 X 控制代表各步的編程元件 (如輔助繼電器 M) , 再用它們控制輸出量 Y。任何復(fù)雜系統(tǒng)代表步的輔助繼電器控制電路 , 其設(shè)計(jì)方法都是相同的 , 并且很容易掌握 , 所以順序控制設(shè)計(jì)法具有簡(jiǎn)單、規(guī) 范、通用的優(yōu)點(diǎn)。 （ 2）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（ SFC）的建立 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是狀態(tài)編程法的重要工具。 SFC 圖可以在北郵 A7PHP/HGP 等圖示圖像外圍設(shè)備和與其對(duì)應(yīng)編程軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)上編程。主要步驟： ①了解控制要求。 1）整個(gè)過(guò)程按工序要求分解 2）對(duì)每個(gè)工序分配狀態(tài)元件 3） SFC 轉(zhuǎn)換成狀態(tài)梯形圖（ STL）、指令表程序 順序功能圖的繪制 根據(jù)組合機(jī)床控制功能要求，可見(jiàn)該控制完全按步進(jìn)進(jìn)行，所以采用步進(jìn)指令編程最適合。注意：狀態(tài) S20 之后，有一個(gè)選擇序列的合并，還有一個(gè)并行序列的分支。在并行序列中，兩個(gè)子序列中的第一個(gè)狀態(tài) S21 和 S26 是同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)狀態(tài)的，兩個(gè)子序列的最后一個(gè)狀態(tài) S25 和S30 不是同時(shí)變?yōu)椴换顒?dòng)狀態(tài)的。在梯形圖中，用 S20 的 STL 觸點(diǎn)和 T0 的常開(kāi)觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路來(lái)控制 SET 指令對(duì) S21和 S26 同時(shí)置位，系統(tǒng)程序?qū)⑶凹?jí)狀態(tài) S20 變?yōu)椴换顒?dòng)狀態(tài)。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 4組合機(jī)床 PLC控制系統(tǒng)的順序功能圖 PLC 控制梯形圖 根據(jù)組合機(jī)床 PLC 控制系統(tǒng)的順序功能圖，利用 FXGP_WINC 軟件繪制的梯形圖如圖 5 所示 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 5 組合機(jī)床 PLC 控制系統(tǒng)的梯形圖 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 第 4 章 安裝維護(hù) 安裝注意事項(xiàng) （ 1） PLC 要安裝在 DIN46277（ 35mm 寬）導(dǎo)軌上，或直接用 M4 螺釘對(duì)準(zhǔn)螺孔固定。電震、火災(zāi)、誤操作是造成產(chǎn)品損傷或劣化的原因。 （ 4） PLC 主機(jī)和其他設(shè)備或結(jié)構(gòu)物之間留 50mm 以上的空隙，要遠(yuǎn)離高壓線(xiàn)、高壓設(shè)備和動(dòng)力設(shè)備。輸入、輸出線(xiàn)達(dá)到 50~100m,基本不會(huì)有噪聲問(wèn)題，但是，一般為安全起見(jiàn)，配線(xiàn)長(zhǎng)度定在 20m 以?xún)?nèi)為好。 （ 7）通電中不要觸摸端子，清掃及擰 緊端子，須在關(guān)閉電源后進(jìn)行。 FX 系列 PLC 使用直流 24V 、交流 100V ～ 120V 或 200V ～ 240V 的工業(yè)電源。使用直徑為 的雙絞線(xiàn)作為電源線(xiàn)。為避免由此引起的事故發(fā)生， 在電源接線(xiàn)時(shí)，需采取隔離變壓器等有效措施，且用于 FX 系列可編程控制器， I/O 設(shè)備及電動(dòng)設(shè)備的電源接線(xiàn)應(yīng)分開(kāi)連接。為保證這一點(diǎn)，可采取下面的措施： 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 所有外部設(shè)備都上電后再將方式選擇開(kāi)關(guān)由“ STOP ”方式設(shè)置為“ RUN ”方式。 ② 當(dāng)控制單元與其他單元相接時(shí)，各單元的電源線(xiàn)連接應(yīng)能同時(shí)接通和斷開(kāi)。 ④ 為避免因失常而引起的系統(tǒng)癱瘓或發(fā)生無(wú)法補(bǔ)救的重大事故，應(yīng)增加緊急停車(chē)電路。 良好的接地是保證 PLC 正常工作的必要條件。 ② 接地電阻應(yīng)小于 100 Ω。 ④ PLC 的各單元的接地線(xiàn)相連。在進(jìn)行輸入端子接線(xiàn)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ① 輸入線(xiàn)盡可能遠(yuǎn)離輸出線(xiàn)、高壓線(xiàn)及電機(jī)等干擾源。 ③ 交流型 PLC 的內(nèi)藏式直流電源輸出可用于輸入；直流型 PLC 的直流電源輸出功率不夠時(shí)，可使用外接電源。 ⑤ 切勿將用于輸入的電源并聯(lián)在一起，更不可將這些電源 并聯(lián)到其他電源上。在進(jìn)行輸出端子接線(xiàn)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 ① 輸出線(xiàn)盡可能遠(yuǎn)離高壓線(xiàn)和動(dòng)力線(xiàn)等干擾源。 ③ 各“ COM ”端均為獨(dú)立的，故各輸出端既可獨(dú)立輸出，又可采用公共并接輸出。 ④ 當(dāng)多個(gè)負(fù)載連到同一電源上時(shí)，應(yīng)使用型號(hào)為 AFP1803 的短路片將它們的“ COM ”端短接起來(lái)。在交流感性負(fù)載兩端并接 RC 串聯(lián)電路；在直流感性負(fù)載兩端并接二極管保護(hù)電路；在帶低電流負(fù)載的輸出端并接一個(gè)泄放電阻以避免漏電流的干擾。 ⑥ 在 PLC 內(nèi)部輸出電路中沒(méi)有保險(xiǎn)絲，為防止因負(fù)載短路而造成輸出短路，應(yīng)在外部輸出電路中安裝熔斷器或設(shè)計(jì)緊急停車(chē)電路。 若一臺(tái) PLC 的輸入輸出點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，還可將 FX 系列的基本單元與其他擴(kuò)展單元連接起來(lái)使用。 6. FX 系列可編程控制器的 A/D ， D/A 轉(zhuǎn)換單元接線(xiàn) A/D ， D/A 轉(zhuǎn)換單元的接線(xiàn)方法在有關(guān)章節(jié)已敘述，下面是連接時(shí)的注意事項(xiàng)。 b. 建議將屏蔽電纜接到框架接地端（ ） c. 若需將電壓范圍選擇端（ RNAGE ）短路，應(yīng)直接在端子板上 短接，不要拉出引線(xiàn)短接。 f. 應(yīng)確保使用同一組電源線(xiàn)對(duì)控制單元和 A/D 單元進(jìn)行供電。 b. 建議將屏蔽電纜接到負(fù)載設(shè)備的接地端。沒(méi)有使用的輸出端子應(yīng)開(kāi)路。 e. 應(yīng)確保使用同一組電源線(xiàn)對(duì)控制單元和 D/A 單元進(jìn)行供電。文章主要采用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)法進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，利用步進(jìn)指令并根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)出相應(yīng)的梯形圖，然后利用 FXGP_WINC 軟件進(jìn)行編制。 隨著現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是隨著它在自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)的快速發(fā)展，組合機(jī)床的研究已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)器制造界的一個(gè)重要方向，隨著大規(guī)模的組合機(jī)床的出現(xiàn)以及客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，組合機(jī)床的控制也成為了目前研究的重要方向。 在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時(shí)，加工的形狀卻日益復(fù)雜。另外，產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化，滿(mǎn)足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。 在這些方 面我國(guó)組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距，因此我國(guó)組合機(jī)床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的 研究