PLC在兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的應(yīng)用

1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）PLC在兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的應(yīng)用目錄摘要 I第一章前言 i1.1 研究目的和意義 i1.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀 21.3 研究容和方法 3第二章PLC在組合機(jī)床中的應(yīng)用 42.1 組合機(jī)床的簡(jiǎn)介 42.2可編程控制器的簡(jiǎn)介 52.3 PLC的簡(jiǎn)介 第三章兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的設(shè)計(jì)3.1兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床示意圖3.2 兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的控制要求3.3 I/O 分配3.4 硬件接線圖設(shè)計(jì)3.5 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第四章 結(jié)論和建議 總結(jié) 致謝 參考文獻(xiàn) 附錄摘要正文：本課題主要研究的是用 PLC控制兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的運(yùn)作。兩工位鉆孔攻絲組 合機(jī)床經(jīng)系統(tǒng)通電后能自動(dòng)完成工

2、件的鉆孔和攻絲加工，該機(jī)床主要由床身、移動(dòng)工作臺(tái)、 夾具、鉆孔滑臺(tái)、鉆孔動(dòng)力頭、攻絲滑臺(tái)、攻絲動(dòng)力頭、滑臺(tái)移動(dòng)控制凸輪和液壓系統(tǒng)組 成。工作臺(tái)的移動(dòng)包括左移和右移以及夾具的動(dòng)作包括夾緊和放松，鉆孔滑臺(tái)的移動(dòng)包括 前移和后移，都由液壓系統(tǒng)執(zhí)行，其中鉆孔滑臺(tái)和攻絲滑臺(tái)的移動(dòng)是通過(guò)控制凸輪來(lái)控制 滑臺(tái)移動(dòng)液壓系統(tǒng)的液壓閥實(shí)現(xiàn)的, 電氣系統(tǒng)不參與。只需啟動(dòng)控制凸輪電機(jī)即可。該系統(tǒng)通過(guò)PLC的控制，工作臺(tái)和滑臺(tái)的移動(dòng)將嚴(yán)格的按規(guī)定的時(shí)序同步進(jìn)行，使兩種運(yùn)動(dòng)密切 配合，生產(chǎn)效率大大提高。關(guān)鍵詞：組合機(jī)床，PLC控制，軟件設(shè)計(jì)，調(diào)試ABSTRACTContent ：This topic research i

3、s to use PLC control two worktables drilling tapping combination machine tools of operation.Two worktables drilling tapping combination machine tools after the power supply by the system can automatically accomplish the drilling and tapping processing, this machine mainly by the lathe bed, mobile wo

4、rkstation, fixture, drilling machine, drilling power slide head, tapping slippery platform, tapping power head, slippery portable control CAM and hydraulic system composition. The stage of the mobile including moves left and move to the right and fixture action including clamping and relax, drilling

5、platform of mobile including sliding forward and back, by thehydraulic system implementation, including drilling slippery stations and tapping machine movement is smooth by controlling the CAM to control the hydraulic system of sliding portable hydraulic valves implementation, electrical system not

6、to participate. Simply start control CAMmotor can. The system through the PLC control, workbench and slide the mobile platform will be strictly according to the provisions of the timing synchronization carry on, make two sports closely, the production efficiency is greatly increased.Key words ： comb

7、ination machine tools，PLC control ， software design ， debugging第一章前言1.1 研究目的和意義普通車(chē)床是應(yīng)用非常廣泛的金屬切削工具，目前采用傳統(tǒng)的繼電器控制的普通車(chē)床，在 中小型企業(yè)仍大量使用，由于繼電器系統(tǒng)接線復(fù)雜，故障診斷與排除困難，并存在：（1）觸點(diǎn)易被電弧燒壞而導(dǎo)致接觸不良。 （2） 機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)的觸點(diǎn)控制反應(yīng)速度慢（3）繼電器的控制功能被固定在線路中，功能單一、靈活性差等特點(diǎn)。因而造成了這些企業(yè)的生產(chǎn)率低下， 效益差，反過(guò)來(lái)這些企業(yè)有沒(méi)有足夠的資金購(gòu)買(mǎi)新的數(shù)控機(jī)床。因此，當(dāng)務(wù)之急就是對(duì)這些 普通車(chē)床進(jìn)行技術(shù)改造，以提高企

8、業(yè)的設(shè)備利用率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。由于可編程控 制器（PLC）具有：（1）通用性適應(yīng)強(qiáng)（2）完善的故障自診斷能力且維修方便（3）可靠性高及柔性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且小型 PLC 的價(jià)格目前易很便宜，因此在普通車(chē)床的控制電路改造中發(fā) 揮了極其重要作用。1.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀二十世紀(jì) 70 年代以來(lái)，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和刀具自動(dòng)補(bǔ)償 技術(shù)的發(fā)展， 組合機(jī)床的加工精度也有所提高。 銑削平面的平面度可達(dá) 0.05 毫米 1000 毫米， 表面粗糙度可低達(dá) 2.50.63微米；鏜孔精度可達(dá) IT76級(jí)，孔距精度可達(dá) 0.030.02微 米。專(zhuān)用機(jī)床是隨著汽車(chē)工業(yè)的興起而發(fā)展起來(lái)的。在專(zhuān)用

9、機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用，逐 步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機(jī)床。最早的組合機(jī)床是 1911 年在美國(guó)制成的，用于加工汽車(chē)零件。初期，各機(jī)床制造廠都有 各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。 為了提高不同制造廠的通用部件的互換性， 便于用戶使用和維修， 1953 年美國(guó)福特汽車(chē)公司和通用汽車(chē)公司與美國(guó)機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn) 化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對(duì)部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。為了使組合機(jī)床能在 中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺(tái)組 合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。這類(lèi)機(jī)床常見(jiàn)的有兩種，可換主軸箱式組合機(jī)床和轉(zhuǎn) 塔式組合機(jī)床。組合機(jī)床

10、未來(lái)的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮短生 產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔 性制造系統(tǒng)等。 21 世紀(jì)， PLC 會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地 應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快，存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種 出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品 的品種更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好的適應(yīng)各種工業(yè)控制 場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，生產(chǎn)多種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù) 幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面

11、，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看，可編 程控制器和其他工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。1.3 研究容和方法本次課題的設(shè)計(jì)的功能是實(shí)現(xiàn)兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床加工工程中的控制。我采用的是PLC 程序?qū)崿F(xiàn)方法。用某種編程語(yǔ)言的指令對(duì)流程圖進(jìn)行編程 , 以實(shí)現(xiàn)其中的功能和操作。目 前已有提供直接功能流程圖編程的PLC,但對(duì)于不具有該編程語(yǔ)言的PLC，可采用仿功能流程圖編程的方法 , 這里所說(shuō)的是采用梯形圖、指令表等最常見(jiàn)的編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)編程的方法。根據(jù)功 能流程圖的描述 , 可將該復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分解為單序列、選擇序列、并行序列幾種基本環(huán)節(jié), 找出這些基本環(huán)節(jié)

12、各自的規(guī)律、編程規(guī)則 , 化整為零分塊編程。這樣程序?yàn)榻Y(jié)構(gòu)化模塊形式, 編程的思路更清楚 , 程序設(shè)計(jì)更為規(guī)。各種基本環(huán)節(jié)的程序?qū)崿F(xiàn)可采用通用邏輯指令、置位與復(fù)位 指令或移位寄存器 , 這幾種實(shí)現(xiàn)方法有一個(gè)共性就是要考慮如何激活一步、保持該步、又如何 停止一步 , 如果用步進(jìn)指令來(lái)實(shí)現(xiàn) , 這些問(wèn)題就無(wú)需考慮 , 程序也簡(jiǎn)潔的多。 PLC 是中和繼電器 接觸器控制的優(yōu)點(diǎn)及計(jì)算機(jī)靈活、方便的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)制造和發(fā)展的，這就是PLC具有很多其他控制器所無(wú)法比的特點(diǎn)。編程方便，易于使用；功能完善，擴(kuò)展能力強(qiáng)；維修方便，維修工作量少； PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便，能夠更好的達(dá)到目的 。第二章 P

13、LC 在組合機(jī)床中的應(yīng)用2.1 組合機(jī)床簡(jiǎn)介組合機(jī)床（ transfer and unit machine）是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計(jì)的專(zhuān)用部件和夾具，組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專(zhuān)用機(jī)床。2.1.1 組合機(jī)床加工方式組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通 用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短 設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣 泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。組合機(jī)床一般用于加工箱體類(lèi)或特殊形狀的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具

14、與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、 切削外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機(jī)床采用車(chē)削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件 （ 如飛輪、汽車(chē)后橋半軸等 ）的外圓和端面加工。2.1.2 組合機(jī)床部件分類(lèi)通用部件按功能可分為動(dòng)力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類(lèi)。動(dòng) 力部件是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。主要有動(dòng)力箱、切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)。支承部件是用以安裝動(dòng)力滑臺(tái)、帶有進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中 間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回

15、轉(zhuǎn)工作臺(tái)、環(huán)形分 度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度鼓輪和往復(fù)移動(dòng)工作臺(tái)等?？刂撇考怯靡钥刂茩C(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺(tái)等。輔助 部件有潤(rùn)滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。2.1.3 在中小批量生產(chǎn)中組合機(jī)床是如何應(yīng)用的組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定外形和加工工藝設(shè)計(jì)的專(zhuān)用部件和夾具， 組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專(zhuān)用機(jī)床。它一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的 方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需 要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、 大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。

16、組合機(jī)床一般用于加工箱體類(lèi)或非凡 外形的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)， 來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削外螺紋以及加工外圓和端面等。有 的組合機(jī)床采用車(chē)削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件 （ 如飛輪、汽車(chē)后橋半軸等 ） 的外圓和端面加工。 專(zhuān)用機(jī)床是隨著汽車(chē)工業(yè)的興起而發(fā)展起來(lái)的。在專(zhuān)用機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機(jī)床。最早的組合機(jī)床是 1911 年在美國(guó)制成的，用于加工汽車(chē)零件。初期，各機(jī)床制造廠都有 各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。 為了提高不同制造廠的通用部件的互換性， 便于

17、用戶使用和維修， 1953 年美國(guó)福特汽車(chē)公司和通用汽車(chē)公司與美國(guó)機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn) 化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對(duì)部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。通用部件按功能可分 為動(dòng)力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類(lèi)。動(dòng)力部件是為組合機(jī)床提供 主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。主要有動(dòng)力箱、切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)。為了使組合機(jī)床能在中小批 量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺(tái)組合機(jī)床 上加工，以提高機(jī)床的利用率。這類(lèi)機(jī)床常見(jiàn)的有兩種，可換主軸箱式組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組 合機(jī)床。組合機(jī)床未來(lái)的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮

18、短生 產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔 性制造系統(tǒng)等。2.2 可編程控制器的概述可編程序控制器是以微處理器為核心的工業(yè)自動(dòng)控制通用裝置，其種類(lèi)繁多，不同廠家 的產(chǎn)品各有特點(diǎn)，且有一定的區(qū)別，但作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，可編程序控制器具有一定的共性。2.2.1 可編程序控制器的由來(lái)20世紀(jì) 60 年代，人們?cè)噲D用小型計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼接觸器控制， 但 因價(jià)格昂貴、輸入輸出電路布匹配、編程復(fù)雜等原因，而沒(méi)能得到推廣和應(yīng)用。 60 年代末， 美國(guó)通用汽車(chē)公司（GM為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)不斷翻新的需要，提出需要有這樣一種靠在設(shè)備， 即它的繼電控制系統(tǒng)設(shè)

19、計(jì)周期短，更改容易，接線簡(jiǎn)單，成本低；它能把計(jì)算機(jī)的許多功能 和繼電控制系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，但編程又比計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)單易學(xué)，操作方便；系統(tǒng)通用性強(qiáng)。1969年美國(guó)DEC公司研制出第一臺(tái)可編程控制器，用在GM公司生產(chǎn)線上獲得成功。其后日本、德國(guó)等相繼引入，可編程控制器迅速發(fā)展起來(lái)。這一時(shí)期它主要用于順序控制。雖然 也采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，但實(shí)際上只能進(jìn)行邏輯控制，故稱為“可編程序邏輯控制器 （Programmable Logic Controller） ”，簡(jiǎn)稱為 PLC。2.2.2 可編程序控制器的特點(diǎn)（ 1 ） 抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高繼電接觸器控制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力， 但使用了大量的機(jī)械觸頭，

20、使設(shè)備連線復(fù)雜， 由于器件的老化、脫焊、觸頭的抖動(dòng)及觸頭在開(kāi)閉時(shí)受電弧的損害大大降低了系統(tǒng)的可靠性。 而 PLC 采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器件來(lái)完成，大部分繼電器和 繁雜的連線被軟件程序所取代，故壽命長(zhǎng)，可靠性大大提高。微機(jī)雖然具有很強(qiáng)的功能，但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾，電源波動(dòng)，機(jī)械振 動(dòng)，溫度和濕度的變化，都可能使一般通用微機(jī)不能正常工作。而PLC 在電子線路、機(jī)械結(jié) 構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸取了生產(chǎn)控制經(jīng)驗(yàn)，主要模塊均采用了大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，I/O 系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵、抗震等都有 精確考慮；在硬件上采用隔

21、離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施；在軟件上采用數(shù)字濾波等 抗干擾和故障診斷措施。所有這些使PLC具有較高的抗干擾能力，目前各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的 PLC, 平均無(wú)故障時(shí)間都大大超過(guò)了 IEC 規(guī)定的 10 萬(wàn)小時(shí)，有的甚至達(dá)到了幾十萬(wàn)小時(shí)。（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、應(yīng)用靈活PLC產(chǎn)品均成系列化生產(chǎn)，品種齊全，外圍模塊品種也多，可由各種組件靈活組合成各種 大小和不同要求的控制系統(tǒng)。在PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，只需在PLC的端子上接入相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)線即可，不需要諸如繼電器之類(lèi)的物理電子器件和大量而又繁雜的硬接線線路。 當(dāng)控制要求改變，需要變更控制系統(tǒng)功能時(shí)，可以用編程器在線或離線修改程序，修

22、改接線 的工作量是很小的。同一個(gè) PLC 裝置用于不同的控制對(duì)象，只是輸入、輸出組件和應(yīng)用軟件 不同而已。（ 3）編程方便，易于使用PLC 是面向用戶的設(shè)備， PLC 的設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，PLC程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類(lèi)似， 直觀易懂，容易掌握，不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)知識(shí)和語(yǔ)言，深受現(xiàn)場(chǎng)電氣技術(shù)人員的歡迎，近 年來(lái)又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樋亓鞒虉D語(yǔ)言，也稱功能圖，使編程更加簡(jiǎn)單方便。（4）功能完善，擴(kuò)展能力強(qiáng)PLC中含有數(shù)量巨大的用于開(kāi)關(guān)量處理的繼電器類(lèi)軟元件，可輕松地實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的開(kāi)關(guān)量邏輯控制，這是一般的繼電器控制所不能實(shí)

23、現(xiàn)的。PLC 部具有許多控制功能，能方便地實(shí)現(xiàn)D/A、A/D轉(zhuǎn)換及PID運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制、數(shù)字控制等功能。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，他不僅可以控制一臺(tái)單機(jī)，一條生產(chǎn)線，還可以控制一個(gè)機(jī)群，許多條生產(chǎn)線。他不但可以進(jìn)行 現(xiàn)場(chǎng)控制，還可以用于遠(yuǎn)程控制。（ 5） PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便PLC 中相當(dāng)于繼電接觸器系統(tǒng)中的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等“軟元件”數(shù)量巨 大，硬軟件齊全，且為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，并已商品化，故可按性能、容量（輸入、輸出點(diǎn) 數(shù)、存大?。┑冗x用組裝。又由于用軟件編程取代了硬接線實(shí)現(xiàn)控制功能，使安裝接線工作 量大大減小，設(shè)計(jì)人員只要有一臺(tái)PLC就可進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

24、并可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試。而繼電接觸器系統(tǒng)需在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，工作量大且繁難。（ 6） 維修方便，維修工作量小PLC具有完善的自診斷，履歷情報(bào)存儲(chǔ)及監(jiān)視功能。對(duì)于其部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常 狀態(tài)和 I/O 點(diǎn)的狀態(tài)均有顯示。工作人員通過(guò)他可查出故障原因，便于迅速處理，及時(shí)排除。（7） 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。由于 PLC 具有上述特點(diǎn)，使得PLC獲得極為廣泛的應(yīng)用。223可編程序控制器的應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)字量邏輯控制，運(yùn)動(dòng)控制，閉環(huán)過(guò)程控制，數(shù)據(jù)處理，通信聯(lián)網(wǎng)。2.2.4 可編程序控制器的發(fā)展趨勢(shì)向高性能，高速度、大容量發(fā)展；大力發(fā)展微型可編程序控制器；大力開(kāi)發(fā)智能型I / O模塊和

25、分布式I/0子系統(tǒng)；基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的編程軟件取代手持式編程器；可編程序控制器 編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化；可編程序控制器通信的易用化和“傻瓜化”；可編程序控制器的軟件化 與Pc化；組態(tài)軟件引發(fā)的七位計(jì)算機(jī)編程革命；可編程序控制器與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合。2.3 PLC的簡(jiǎn)介2.3.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)目前PLC生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也各不相同，但其基本組成部分如圖1所示?？梢钥闯鰜?lái)，PLC采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要包括CPU RAM ROM和I/O接口電路等。其部采用總線結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。如果把PLC看做一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由“輸入變量tPLS輸出變量”組成。外部各自開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)以及傳感器檢測(cè)的各種

26、信號(hào)均可作為PLC的輸入變量；它們經(jīng) PLC外部輸入端子輸入到 PLC部寄存器中，經(jīng) PLC部邏輯運(yùn)算或其它各種運(yùn) 算處理后送到到輸出端子，它們是PLC的輸出變量；由這些輸出變量對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。因此也可以把 PLC看做一個(gè)中間處理器或變換器，它將工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的歌種輸入變量轉(zhuǎn)換為 能控制工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種輸出變量。上位算計(jì)機(jī)圖形監(jiān)控系統(tǒng)打印機(jī)EPROM寫(xiě)入器盒式磁帶機(jī)條碼判讀器按鈕觸點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)輸入設(shè)備圖1: PLC的典型結(jié)構(gòu)I/O 擴(kuò) 展 單 元外 部 設(shè) 備 接 口編程器輸入接口I/O 擴(kuò) 展 單 元指示燈 電磁線圈電磁閥輸出設(shè)備-0-(1) CPUCPU是計(jì)算機(jī)中央處理器的英文縮寫(xiě)。CP

27、U 一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成。它作為整個(gè)PLC的核心，起著總指揮和總調(diào)度的作用。它主要完成以下功能：將輸入信號(hào)送入PLC種存儲(chǔ)起來(lái)按存放的先后順序取出用戶指令，進(jìn)行編譯完成用戶指令規(guī)定的各種操作將結(jié)果送到輸出端 響應(yīng)各種外圍設(shè)備(如編程器、打印機(jī)等)的請(qǐng)求。目前PLC中所用的CPU多為單片機(jī)，在高檔機(jī)中已采用16位甚至32位的CPU(2) 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，用來(lái)存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其他一些信息。PLC部存儲(chǔ)器有兩類(lèi)：一類(lèi)是 RAM(即隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)可以隨時(shí)由CPU對(duì)它進(jìn)行讀出、寫(xiě)入；一類(lèi)是 ROM(即只讀存儲(chǔ)器)，CPU只能從中讀取而不能寫(xiě)入。R

28、AM主要用來(lái)存放各種暫存的數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及用戶程序。ROM主要用來(lái)存放監(jiān)控程序及系統(tǒng)部數(shù)據(jù)，這些程序及數(shù)據(jù)在出廠時(shí)已固化在ROM芯片中了。在 PLC中，為了讀寫(xiě)修改方便，其用戶程序通常是放在RAM中。為了防止用戶的程序在 PLC斷電時(shí)丟失，采用鋰電池保持，一般可以保持 5-10 年時(shí)間。(3) I/O 模塊輸入( Input )模塊和輸出( Output )模塊簡(jiǎn)稱 I/O 模塊，它們是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳， 是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和 CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)。數(shù)字量(或開(kāi)關(guān)量) 輸入模塊用來(lái)接收從按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、壓 力繼電器等來(lái)的數(shù)

29、字輸入信號(hào)；模擬量輸入模塊用來(lái)接收電位器，測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送提 供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號(hào)。數(shù)字量輸出模塊用來(lái)控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、 批示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備。模擬量輸出模塊用來(lái)控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等 執(zhí)行裝置。如 DC5X和 AC220V。CPU模塊的工作電壓一般是 DC5V而PLC的輸入/輸出信號(hào)電壓一般較高,從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊中的元器件，或影響PLC的正常工作。在 I/O 模塊中，用光電耦合器、小型繼電器等器件來(lái)隔離外部輸入電路和負(fù)載。I/O 模塊除了 傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。(4) 電源PLC電源一般指將外部交流電

30、經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換成滿足PLC中CPU存儲(chǔ)器、I/O接口等部電路工作所需要的直流電源或電源模塊。為避免電源干擾，接口電路的電源回路彼此 相互獨(dú)立。(5) 編程工具編程工具用來(lái)生成用戶程序，并對(duì)它進(jìn)行編輯、檢查和修改。手持式編程器不能直接輸入 和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。它的體積小，價(jià)格便 宜，一般用來(lái)給小型PLC編程，或者用來(lái)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維修。使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實(shí)現(xiàn)不同的編程語(yǔ)言的相 互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后下載到PLC,也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送。可以用編程軟件設(shè)置PLC部的各種參數(shù)。通過(guò)通信，

31、可以顯示梯形圖中觸點(diǎn)和線圈的通斷情況，以及運(yùn)行時(shí) PLC部的各種參數(shù)，對(duì)于查找故障非常有用。(6) I/O 擴(kuò)展接口若主機(jī)單元(帶有 CPU的I/O點(diǎn)數(shù)不夠用，可以進(jìn)行I/O擴(kuò)展，即通過(guò)I/O擴(kuò)展接口電纜與I/O擴(kuò)展單元(不帶 CPU相接，以擴(kuò)充I/O點(diǎn)數(shù)。A/D、D/A單元一般也通過(guò)接口與主 機(jī)單元相接。2.3.2 PLC 的基本技術(shù)特性(1) 輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)(即 I/O 點(diǎn)數(shù))這是PLC最重要的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。所謂 I/O點(diǎn)數(shù)，即是PLC外部的輸入、輸出端子數(shù)。這 些端子可以通過(guò)螺釘或電纜端口與外部設(shè)備相連，它直接決定了PLC能控制的輸入與輸出量的多少，即控制系統(tǒng)規(guī)模的大小。(2) 程序容

32、量一般以PLC所能存放用戶程序的多少來(lái)衡量。在PLC中程序時(shí)按“步”存放的(一條指令少則 1 步多則十幾步)，一“步”占用了一個(gè)地址單元，一個(gè)地址單元占兩個(gè)字節(jié)。如日本 三菱公司F1系列PLC的程序容量為1000步，可以推知其程序容量為2k字節(jié)；FX2N系列PLC的程序容量為 8000 步， 16k 字節(jié)。(3) 掃描速度PLC工作時(shí)時(shí)按照掃描周期進(jìn)行循環(huán)掃描的，所用掃描周期的長(zhǎng)短決定了PLC的運(yùn)行速度的快慢。因掃描周期的長(zhǎng)短取決于多種因素， 故一般用執(zhí)行 1000步指令所需時(shí)間作為衡量 PLC 速度快慢的一項(xiàng)招標(biāo)，稱為掃描速度，單位為“ms/k” 。掃描速度有時(shí)也用執(zhí)行一步指令所需的時(shí)間來(lái)表

33、示，單位為“卩s/步”。(4) 指令條數(shù)這是衡量PLC軟件功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。PLC具有的指令種類(lèi)越多，說(shuō)明其軟件功能越強(qiáng)。(5) 部繼電器和寄存器PLC 部有許多繼電器和寄存器，用以存放變量狀態(tài)、中間結(jié)果、數(shù)據(jù)等，還有許多具有特 殊功能的輔助繼電器和寄存器，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、系統(tǒng)寄存器、索引寄存器等。用戶通過(guò) 使用它們，可簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因此部繼電器、寄存器的配置情況是衡量PLC硬件功能的一個(gè)指標(biāo)。(6) 編程語(yǔ)言及編程手段 編程語(yǔ)言一般分為梯形圖、助記符語(yǔ)句表、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、控制流程圖等幾類(lèi)，不同廠家的PLC編程語(yǔ)言類(lèi)型有所不同，語(yǔ)句也各異。編程手段主要指用何種編程裝置，編程裝置一般分

34、為手持式編程器和帶有相關(guān)軟件的計(jì)算機(jī)兩種。(7) 高級(jí)(功能)模塊PLC 除了主控模塊外，還可以配接各種高級(jí)模塊。主控模塊實(shí)現(xiàn)基本控制功能，高級(jí)模塊則可以實(shí)現(xiàn)某種特殊功能。高級(jí)模塊的種類(lèi)及其功能的強(qiáng)弱常用來(lái)衡量PLC產(chǎn)品的技術(shù)水平高低。目前各廠家開(kāi)發(fā)的高級(jí)模塊種類(lèi)繁多，主要有以下一些：A/D、D/A、高速計(jì)數(shù)、高速脈沖輸出、PID控制、模糊控制、運(yùn)動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通信以及各種物理量轉(zhuǎn)換模塊等這些高級(jí)模 塊使PLC不但能進(jìn)行開(kāi)關(guān)量順序控制，而且能進(jìn)行模擬量控制以及精確的速度和定位控制， 特別是網(wǎng)絡(luò)通信模塊的迅速發(fā)展，使得PLC可以充分的利用計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的資源，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。第三章兩工位鉆孔攻絲組合

35、機(jī)床的設(shè)計(jì)3.1兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床示意圖機(jī)床主要由床身、移動(dòng)工作臺(tái)、夾具、鉆孔滑臺(tái)、 滑臺(tái)移動(dòng)控制凸輪和液壓系統(tǒng)等組成。如圖2.1鉆孔動(dòng)力頭、攻絲滑臺(tái)、攻絲動(dòng)力頭、 所示：鉆孔滑臺(tái)攻絲滑臺(tái)鉆孔原位Q鉆孔終點(diǎn)M3鉆孔動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)攻絲動(dòng)力頭.電動(dòng)機(jī)攻絲原位M4鉆孔動(dòng)力頭攻絲動(dòng)力頭夾緊YV1夾緊限位SQ4左移YV3 夾工夾具/、件具/、匸作臺(tái)/Q攻絲終點(diǎn)右移YV2SQ1鉆孔工位放松YV4放松限位SQ8攻絲工位Q6圖2：兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床結(jié)構(gòu)示意圖3.2兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的控制要求兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床主要加工工藝及控制要求如下:系統(tǒng)通電，自動(dòng)啟動(dòng)液壓泵電機(jī)M1若機(jī)床各部分在原位（工作臺(tái)在

36、鉆孔工位SQ1動(dòng)作,鉆孔滑臺(tái)在原位 SQ2動(dòng)作，攻絲滑臺(tái)在原位 SQ3動(dòng)作），并且液壓泵系統(tǒng)壓力正常，壓力繼電器PV動(dòng)作，原位指示燈 HL1亮。將工件放在工作臺(tái)上，按下啟動(dòng)按鈕 SB夾緊電磁閥YV1 得電，液壓系統(tǒng)控制夾具將工件夾緊，與此同時(shí)控制凸輪電機(jī)M2得電運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)夾緊限位 SQ4動(dòng)作后，表明工件已經(jīng)被夾緊。啟動(dòng)鉆孔動(dòng)力頭電機(jī)M3且由于凸輪電機(jī) M2運(yùn)轉(zhuǎn)，控制凸輪控制相應(yīng)的液壓閥使鉆孔滑臺(tái)前移，進(jìn)行鉆孔加工。當(dāng)鉆孔滑臺(tái)達(dá)到終點(diǎn)時(shí)SQ5動(dòng)作，鉆孔滑臺(tái)自動(dòng)后退，到原位時(shí)停，M3同時(shí)停止。等到鉆孔滑臺(tái)回到原位后，工作臺(tái)右移電磁閥 YV2 得電，液壓系統(tǒng)使工作臺(tái)右移，當(dāng)工作臺(tái)到攻絲工位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)

37、SQ6動(dòng)作，工作臺(tái)停止。啟動(dòng)攻絲動(dòng)力頭電機(jī) M4正轉(zhuǎn)，攻絲滑臺(tái)開(kāi)始前移，進(jìn)行攻絲加工，當(dāng)攻絲滑臺(tái)到終點(diǎn)時(shí)(終 點(diǎn)限位SQ7動(dòng)作)，制動(dòng)電磁閥 DL得電，攻絲動(dòng)力頭制動(dòng)，0.3S后攻絲動(dòng)力頭電機(jī) M4反轉(zhuǎn)， 同時(shí)攻絲滑臺(tái)由控制凸輪控制使其自動(dòng)后退。當(dāng)攻絲滑臺(tái)后退到原位時(shí)，攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4停凸輪正好運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)周期，凸輪電機(jī)M2停，延時(shí)3S后左移電磁閥 YV3得電，工件臺(tái)左移，到鉆孔工位時(shí)停。放松電磁閥YV4得電，放松工件，放松限位SQ8動(dòng)作后，停止放松。原位指示燈亮，取下工件，加工過(guò)程完成。兩個(gè)滑臺(tái)的移動(dòng)，是通過(guò)控制凸輪來(lái)控制滑臺(tái)移動(dòng)液 壓系統(tǒng)的液壓閥實(shí)現(xiàn)的，電氣系統(tǒng)不參與，只需啟動(dòng)控制凸輪電機(jī)M

38、2即可。在加工過(guò)程中，應(yīng)啟動(dòng)冷卻泵電機(jī) M5供給冷卻液。3.3 I/O 分配I/O的分配有助于我們更好的理解題意，使編程過(guò)程不再?gòu)?fù)雜難懂。表1 :I/O分配表輸入元件輸入點(diǎn)編號(hào)輸岀元件輸岀點(diǎn)編號(hào)壓力檢測(cè)PVX000原點(diǎn)指示HL1Y014鉆孔工位SQ1X001:液壓泵電機(jī)M1(KM1)Y001鉆孔滑臺(tái)原位SQ2:X002凸輪電機(jī)M2(KM2)Y002攻絲滑臺(tái)原位SQ3X003夾緊電磁閥YV1Y010夾緊限位SQ4X004鉆孔動(dòng)力頭電機(jī)M3(KM3)Y003鉆孔滑臺(tái)終點(diǎn)SQ5X005冷卻泵電機(jī)M5(KM6)Y004攻絲工位SQ6X006工作臺(tái)右移電磁閥 YV2Y011攻絲滑臺(tái)終點(diǎn)SQ7X007攻絲

39、動(dòng)力頭電機(jī)M4正轉(zhuǎn)(KM4)Y005放松限位SQ8X010制動(dòng)DLY000系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕SBX011攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4反轉(zhuǎn)(KM5)Y006自動(dòng)、手動(dòng)選擇SAX012工作臺(tái)左移電磁閥 YV3Y012液壓泵啟動(dòng)SB1手動(dòng)控制放松電磁閥YV4Y013凸輪電機(jī)啟動(dòng)SB2 P自動(dòng)指示HL2Y015鉆孔SB3手動(dòng)指示HL3Y016攻絲正轉(zhuǎn)SB4故障代碼輸出HL(高位)Y020攻絲反轉(zhuǎn)SB5故障代碼輸出HL6Y021冷卻泵啟動(dòng)SB6:故障代碼輸出HL5Y022夾緊SB7故障代碼輸出HL(低位)Y023工作臺(tái)右移SB8報(bào)警Y007工作臺(tái)左移SB9手動(dòng)控制電源Y017放松SB10表1: I/O 分配表3.4硬件

40、接線圖設(shè)計(jì)由組合機(jī)床加工工藝要求可知，其工藝過(guò)程為一順序控制過(guò)程，所以可運(yùn)用狀態(tài)編程的思想，采用步進(jìn)順控指令對(duì)其進(jìn)行控制。雖然該控制為自動(dòng)循環(huán)順序控制，考慮到具體情況， 需設(shè)置手動(dòng)控制環(huán)節(jié)。為減少輸入點(diǎn)，簡(jiǎn)化程序，將按鈕或轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接在驅(qū)動(dòng)回路，可實(shí)現(xiàn) 上述各工步的手動(dòng)操作。系統(tǒng)配置及I/O接線如圖3所示。PVSQ2ECU手動(dòng)SBAC22OX0Y0灼flX2Y2Y3X3C0M1X4Y4X5Y516X6X77COM21XIDh rioXIIYll12ri2Y13COM3K14Y15Y価Y17COM4Y201LY21Y22U也COWKM1KM3CsBlUSE2JdSsP3 1 WS4tSB6rrKI

41、VUKM5KM4UjSBICIn W4DLKM5YV2YV3HL1HL2HL3Hb4HL5HL6HL7圖3:系統(tǒng)配置及I/O接線圖3.5 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.5.1 機(jī)床加工工步順序表2 所示:在整個(gè)加工過(guò)程中，機(jī)床按照一定的順序的進(jìn)行加工，機(jī)床的加工工步順序如表工步1234567891011通 電 啟 動(dòng) 液 壓 泵各部分在原位啟動(dòng) 機(jī)床 凸輪 電機(jī) 并進(jìn) 行夾 緊鉆 孔 加 工鉆孔滑臺(tái)退 原位工作臺(tái) 右移到 攻 絲 位 攻 絲 加 工攻絲 滑臺(tái) 至U終 端制 動(dòng)延 時(shí)0.3s攻 絲 工 作 頭 反 轉(zhuǎn) 后 退攻 絲 滑 臺(tái) 到 原 位 延 時(shí) 3s工作 臺(tái)左 移到 鉆孔 工位 放松放 松 宀

42、完 成 原 位 指 示 燈 亮輸 入 及 檢 測(cè) 元 件液壓壓力檢測(cè)PV1鉆孔工位SQ1111鉆孔滑臺(tái)終點(diǎn)SQ211111111攻絲滑臺(tái)終點(diǎn)SQ51攻絲滑臺(tái)原位SQ31111啟動(dòng)按鈕SB1夾緊限位SQ4111111攻絲工位SQ61111攻絲滑臺(tái)終點(diǎn)SQ71放松限位SQ811驅(qū) 動(dòng) 元 件液壓泵電機(jī)M11111111111凸輪電機(jī)M21111111夾緊電磁閥YV11111111鉆孔動(dòng)力頭M31冷卻泵電機(jī)M511111工作臺(tái)右移電磁閥YV21攻絲動(dòng)力頭 電機(jī)M4正轉(zhuǎn)1攻絲動(dòng)力頭制動(dòng)DL1攻絲動(dòng)力頭 電機(jī)M4反轉(zhuǎn)1工作臺(tái)左移電磁閥YV31放松電磁閥YV41原位指示HL111表2:機(jī)床加工工步順序表3

43、.5.2 狀態(tài)圖設(shè)計(jì)狀態(tài)圖是一種易于構(gòu)思，易于理解的圖形程序設(shè)計(jì)工具，它既有流程圖的直觀，又有利于 復(fù)雜控制邏輯關(guān)系的分解與綜合，它有著以下幾個(gè)特點(diǎn)：1可以將復(fù)雜的控制任務(wù)或工作過(guò)程分解成若干個(gè)程序；2 各工序的任務(wù)明確而具體；3各工序間的聯(lián)系清楚，工序間的轉(zhuǎn)換條件直觀；4容易理解，可讀性很強(qiáng)，能清晰的反映整個(gè)控制過(guò)程，能帶給編程人員清晰的編程思路。以下便是該設(shè)計(jì)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，見(jiàn)圖4M8002二-M400S20 SETY100PVSQ1SQ2SQ3SQ8X000X001X002X003X010SBS21X011-Y014 HL1原位指示-M1S22SQ4SQ5X004S23X005S24SQ2

44、S25SQ6SETY 002SETY 010啟動(dòng)凸輪電機(jī)M2M2SETY 003-SETY 004-RSTY 003鉆孔動(dòng)力頭M3啟動(dòng)冷卻泵電機(jī)M5鉆孔動(dòng)力頭回位X002I X006 .Wh-M441工作臺(tái)右移電磁閥YV2X0065S26攻絲動(dòng)力頭M4正轉(zhuǎn)SQ7S27X007X006M6攻絲動(dòng)力頭M4制動(dòng)K3制動(dòng)時(shí)間一T1M7圖4 :狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖3.5.3 梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖的設(shè)計(jì)整體反映了編者的思想，使我們更清楚的理解程序的作用及用途，它是由狀 態(tài)圖進(jìn)一步轉(zhuǎn)化而來(lái)，結(jié)合PLC控制將會(huì)使程序淺顯易懂，以下便是該設(shè)計(jì)的梯形圖：51 ISTl64 roniSETrIG5u tst_ InlET.卜i?

45、86稈9；94F：ICl10：IMit;103A330TP330I卜珈IFI卜S51I卜WWT卜SETSRVtOiI(SRH1I2)ASTmfsrmj1 mo)SET31j: m阿冊(cè)1刑)SO j掃洞J圖5:梯形圖設(shè)計(jì)原理：系統(tǒng)通電后，初始步 so激活，當(dāng)原位工作臺(tái)在原位，鉆孔滑臺(tái)在原位，攻絲滑臺(tái)在原位 （即SQ1、SQ2、SQ3動(dòng)作）時(shí)，進(jìn)入S20步，自動(dòng)啟動(dòng)液壓泵電機(jī)M1。將要加工的工件放到工作臺(tái)上，同時(shí)按下啟動(dòng)按鈕，進(jìn)入 s21 步，夾緊電磁閥得電，液壓系統(tǒng)控制夾具將待加工 工具夾緊；緊接著進(jìn)入S22步，凸輪電機(jī) M2得電運(yùn)轉(zhuǎn)，在夾緊限位 X004開(kāi)始動(dòng)作時(shí)即表明工件已經(jīng)被夾緊。工件被夾

46、緊后進(jìn)入S23步，鉆孔動(dòng)力頭電機(jī) M3啟動(dòng)，且由于凸輪電機(jī) M2運(yùn)轉(zhuǎn)使鉆孔滑臺(tái)前移，進(jìn)行鉆孔加工。當(dāng)SQ5動(dòng)作時(shí)即表明鉆孔滑臺(tái)已達(dá)到終點(diǎn)，此時(shí)進(jìn)入S24步，鉆孔滑臺(tái)將自動(dòng)后退，至噸位時(shí)停，M3同時(shí)停止。等到鉆孔滑臺(tái)回到原位后，進(jìn)入S25步，電磁閥YV2得電，液壓系統(tǒng)使工作臺(tái)右移，當(dāng)，限位開(kāi)關(guān)SQ6動(dòng)作時(shí)表明工作臺(tái)到攻絲工位，此時(shí)工作臺(tái)應(yīng)停止運(yùn)動(dòng)。接著進(jìn)入S26步，啟動(dòng)電機(jī) M4正轉(zhuǎn)，攻絲滑臺(tái)開(kāi)始前移，進(jìn)行攻絲加工，當(dāng)攻終點(diǎn)限位SQ7動(dòng)作時(shí)，制動(dòng)電磁閥 DL得電，攻絲動(dòng)力頭制動(dòng)，進(jìn)入S27步同時(shí)計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，0.3S后進(jìn)入S28步，攻絲動(dòng)力頭電機(jī) M4反轉(zhuǎn)，同時(shí)攻絲滑臺(tái)將自動(dòng)后退。攻絲滑臺(tái)后退

47、到原位后，凸輪電機(jī)M2停，進(jìn)入S29步，延時(shí)3S后即進(jìn)入S30步，左移電磁閥 YV3 得電，工件臺(tái)左移直至到鉆孔工位時(shí)停。放松電磁閥得電后放松工件，放松限 位動(dòng)作后，停止放松。原位指示燈亮?xí)r即可取下工件，整個(gè)加工過(guò)程到此完成。3.5.4 指令表o ST M8oo2I SET So3 STL So4 AN M4oo5 SET S2o7 STL S2o8 SET Yoo19 OT Mo10 AN XoooII AN Xoo112 AN Xoo213 AN Xoo314 AN Xo1o15 SET S2117 STL S2118 OT Yo1419 OT M120 AN Xo1121 SET S22

48、23 STL S2224 SET Yoo225 SET Yoo226 OT M227 AN X00428 SET S2330 SEL S2331 SET Y00332 SET Y00433 OT M334 AN X00535 SET S2437 STL S2438 RST Y00339 OT M440 AN X00241 SET S2543 STL S2544 AN/ X00645 OT Y01146 AN S2547 OT M548 AN X00649 SET S2651 STL S2652 AN/ X00653 OT Y00554 AN S2655 OT M656 AN X00757 SE

49、T S2759 STL S2760 OT Y00061 T1K362 OT M765 AN T166 SET S2868 STL S2869 AN/ Y00570 OT Y00671 AN S2872 OT M873 AN X00374 SET S2976 STL S2977 T2K3080 RST Y00481 OT M982 AN T283 SET S3085 STL S3086 AN/ X00187 OT Y01288 AN S3089 RST Y00290 AN S3091 RST Y01092 AN S3093 OT M1094 AN X00195 SET S3197 STL S31

50、98 AN/ X01099 OT Y013100 AN S31101 RST Y001102 AN S31103 OT M11104 AN X010105 OT S0107 RET108 ED3.6 系統(tǒng)調(diào)試3.6.1 FXGP/WIN 軟件應(yīng)用目前，在國(guó)外PLC已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車(chē)、輕工、 環(huán)保及文化娛樂(lè)等各行各業(yè)，隨著PLC性能價(jià)格比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。從應(yīng)用類(lèi)型看，PLC的應(yīng)用大致可歸納為以下幾個(gè)方面：（1）開(kāi)關(guān)量邏輯控制利用 PLC 最基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器 控制，用于單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)自

51、動(dòng)線控制等，例如：機(jī)床、注塑機(jī)、印刷機(jī)械、 裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC最基本的應(yīng)用，也是 PLC最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。（2）運(yùn)動(dòng)控制大多數(shù)PLC都有拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用 于各種機(jī)械設(shè)備，如對(duì)各種機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。（3）過(guò)程控制大、中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能，有的小型 PLC也具有模擬量 輸入輸出。所以PLC可實(shí)現(xiàn)模擬量控制，而且具有PID控制功能的PLC可構(gòu)成閉環(huán)控制，用于過(guò)程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應(yīng)堆、水處理、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控 制等方面。（4）數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的PLC都

52、具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、 分析和處理， 同時(shí)可通過(guò)通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置， 如計(jì)算機(jī)數(shù)值控制 （CNC） 設(shè)備，進(jìn)行處理。（5）通信聯(lián)網(wǎng)PLC的通信包括PLC與PLC PLC與上位計(jì)算機(jī)、PLC與其它智能設(shè)備之間的通信，PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可直接或通過(guò)通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交 換，并可構(gòu)成“集中管理、分散控制”的多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要。3.6.2 上機(jī)調(diào)試步驟PLC程序的調(diào)試可以分為模擬調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試兩個(gè)調(diào)試過(guò)程，在此之前首先對(duì)PLC外部接線作仔細(xì)檢查，這一個(gè)環(huán)節(jié)很重要。外部接線一定要準(zhǔn)確無(wú)誤。也可以用事先編寫(xiě)好的試驗(yàn) 程序?qū)ν獠拷泳€做掃描