銑床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

1、I摘要可編程控制器是在繼電器控制和計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上， 逐漸發(fā)展起來的以微處理器為核心，集微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)為一體，以工業(yè)自動化控制為目標(biāo)的新型控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計，可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機(jī)器人、CAD/CAM 將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于 PLC 具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富。它的功能主要是：控制功能、數(shù)據(jù)采集、儲存與處理功能、通信、聯(lián)網(wǎng)功能、輸入/輸出接

2、口調(diào)理功能、人機(jī)界面功能。在系統(tǒng)構(gòu)成時，可由一臺計算機(jī)與多臺 PLC 構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。傳統(tǒng)的 XXXX 臥式車床采用繼電器實(shí)現(xiàn)電氣控制，接線多且復(fù)雜，體積大，功耗大， 一旦系統(tǒng)構(gòu)成， 想改變或增加功能很困難， 其工作性能已不能達(dá)到現(xiàn)代生產(chǎn)的要求。因此，以 PLC 取代常規(guī)的繼電器，可提高工作性能，并且達(dá)到車床的控制要求。本次設(shè)計介紹了 XXXX 臥式車床電氣控制系統(tǒng)的工作原理及其運(yùn)動形式，編寫了PLC 控制梯形圖程序和指令表程序。利用 PLC 控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車床啟動、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)、反接制動、刀架快速移動、冷卻泵在作等一些列功能，改由 PLC

3、 控制后，其控制系統(tǒng)大大的簡單化,并且維修方便,易于檢查，節(jié)省大量的繼電器元件,機(jī)床的各項(xiàng)性能有了很大的改善，工作效率有了明顯提高。經(jīng)反復(fù)調(diào)試，該項(xiàng)技術(shù)可推廣應(yīng)用于自動化其他領(lǐng)域的控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，車削精度更高。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: PLC；臥式車床；繼電器；臥式車床；繼電器IIAbstractSiemens PLC is introduced in ordinary lathe XXXX retrofit applications. Given theXXXX lathe electrical control hardware and software design, this sys

4、tem not only can be usedfor the development of new type of machine tool CNC lathe can also be used forreconstruction. Programmable controller is in the relay control and computer technology,gradually developed based on the core is a microprocessor microelectronics technology,automation, integrating

5、technology, computer technology communication technology as awhole, with industrial automation control for target of new control device. It is simple instructure, programming and high reliability etc, convenient already widely used in industrialprocesses and position in the automatic control. Its ma

6、in functions are: control function, datacollection, storage and processing functions, communications, networking, an input/outputinterface regulate function, man-machine interface functions. In the system structure, but by acomputer with many sets of PLC constitute the centralized management, the di

7、stributedcontrol distributed control network, so complete a large-scale complex control。ThetraditionalXXXXhorizontallatheadoptsrelayselectricalcontrolrealization .Wiring and complex, big volume and power consumption Once composition thesystems, it is very difficult to change or add function. Its per

8、formance cannot reach therequirement of modern production. Therefore, replace relay of conventional PLC, it is canimprove the working performance and achieve the lathe control requirements.This design recommends XXXX horizontal lathes are introduced the working principleof electric control system an

9、d the forms of exercise. Write a PLC control procedures andinstructions ladder-diagram form program. Using PLC control system, realized the lathe, areturning inversion, reverse connect braking, cutter in fast moving, cooling pump and somefunction. By PLC control, the control system of large and conv

10、enient maintenance, simple,easy to check and save a lot of relays, various properties of machine elements have greatlyimproved, work efficiency was obviously improved.After repeated testing, the technology can be applied to other areas of automation controlsystem, the system operation condition, tur

11、ning a higher precision.Keyword：PLC；horizontal lathe；relayIIIIV目目錄錄摘要.IAbstract. II目錄.IV第 1 章 緒論.11.1 概述.11.2 可編程控制器簡介.21.2.1 PLC 的結(jié)構(gòu)及各部分的作用.31.2.2 PLC 的工作原理.41.3 可編程控制器與繼電器控制的比較與選型.5第 2 章 XXXX 銑床概述.82.1 銑床概述.82.1.1 概述.82.1.2 銑床的歷史.82.1.3 銑床的種類.82.2 XXXX 銑床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動形式.92.3 XXXX 銑床的控制要求及電氣控制線路分析.102.3

12、.1 主電路分析.112.3.2 控制電路分析.11第 3 章 XXXX 銑床的 PLC 改造.153.1 改造方案的確定.153.2 XXXX 銑床電氣控制線路的 PLC 改造措施.153.3 XXXX 型萬能銑床 PLC 控制.163.3.1 XXXX 型萬能銑床 PLC 控制輸入輸出分配.163.3.2 XXXX 型萬能銑床 PLC 改造.173.3.3 XXXX 型萬能銑床 PLC 控制梯形圖.19第 4 章 調(diào)試過程.244.1 PLC 的檢查.244.2 模擬調(diào)試.254.3 主軸電動機(jī)控制電路調(diào)試.264.4 進(jìn)給拖動制電路調(diào)試.26V第 5 章 結(jié)論.28參 考 文 獻(xiàn).29致

13、謝.30附錄附錄. 31附錄一電氣控制原理圖.32附錄二 PLC 改造電氣圖.33沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計1第第 1 1 章章 緒緒論論1.1 概述本畢業(yè)設(shè)計論文以 PLC 在機(jī)床中的應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計與論述， 機(jī)床是以各類電動機(jī)為動力的傳動裝置與系統(tǒng)的對象以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的技術(shù)裝置，是電氣系統(tǒng)其中的主干部分，在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中的許多部門得到廣泛應(yīng)用， 機(jī)床作為機(jī)械加工的通用設(shè)備在內(nèi)燃機(jī)配件的生產(chǎn)中一直起著不可替代的作用。自動機(jī)床具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護(hù)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低的特點(diǎn)，已成為現(xiàn)代生產(chǎn)中的主要設(shè)備。自動機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計是一個很傳統(tǒng)的課題，現(xiàn)在隨著各種先進(jìn)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，機(jī)床

14、控制的設(shè)計方案也越來越先進(jìn)，越來越趨于完美，各種參考文獻(xiàn)也數(shù)不勝數(shù)。在我國 7080 年代大多數(shù)機(jī)床中,大多數(shù)的開關(guān)量控制系統(tǒng)都是采用繼電器控制,也有相當(dāng)一部分輔機(jī)系統(tǒng)是采用繼電控制。 因此,繼電器本身固有的缺陷,給機(jī)床的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來了不利影響,用 PLC 對機(jī)床的繼電器式控制系統(tǒng)進(jìn)行改造已是大勢所趨。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展改進(jìn)，特別是計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌。在控制方法上，從手動控制發(fā)展到自動控制;在控制功能上，從簡單控制發(fā)展到智能化控制；在操作上，從策重發(fā)展到信息化處理；在控制原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系

15、統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微型計算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)。可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）通常稱為可編程控制器，英文縮寫為 PLC,是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信而發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置，作為通用工業(yè)控制計算機(jī)，它具有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計簡單、靈活通用、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的惡劣工業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力更是得到用戶的好評，它將傳統(tǒng)的電器控制技術(shù)和現(xiàn)代計算機(jī)信息處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)集合起來，成為工業(yè)自動化領(lǐng)域中最重要，應(yīng)用最多的控制設(shè)備。目前已廣泛應(yīng)用于冶金、能源、化工、交通、電力等行業(yè)，并已躍居現(xiàn)代

16、工業(yè)控制三大支柱(PLC、機(jī)器人和 CAD/CAM)的首位。機(jī)床是一種典型的機(jī)械、液壓、電氣一體化協(xié)同控制的通用加工機(jī)床。其液壓、電氣配合時間的控制部分，且故障率高;故障現(xiàn)象多變，不易排除。本設(shè)計則是將 PLC 靈活應(yīng)用與機(jī)床電氣控制中，取代了傳統(tǒng)的機(jī)床電氣控制中以繼電器、沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計2接觸器為主體的控制裝備。 充分利用 PLC 的可靠性和時間控制的精確性對其進(jìn)行改造，可以獲得較好的效果。設(shè)計中選取了:XXXX 銑床。 XXXX 銑床是一種通用的多用途機(jī)床， 它可以進(jìn)行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，它采用繼電接觸器電路實(shí)現(xiàn)電氣控制。PLC 專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計，其顯著的特

17、點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。將 XXXX 銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高整個電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護(hù)、維修的工作量1。1.2 可編程控制器簡介可編程控制器是 60 年代末在美國首先出現(xiàn)， 當(dāng)時叫可編程邏輯控制器 PLC（Programmable Logic Controller） ，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。PLC 的基本設(shè)計思想是把計算機(jī)功能完善、靈活、通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對象，將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲器內(nèi)?？刂?/p>

18、器和被控對象連接方便。隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，到 70 年代中期以后，PLC已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的 PLC 已不再是邏輯判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、PID 調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制、定時、計算和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC 是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控

19、制系統(tǒng)中機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)， 充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)。 可編程控制器對用戶來說， 是一種無觸點(diǎn)設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，因此可在初步設(shè)計階段選用可編程控制器，在實(shí)施階段再確定工藝過程；另一方面，從制造生產(chǎn)可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據(jù)用戶的訂貨要求專門設(shè)計控制器，適合批量生產(chǎn)。由于這些特點(diǎn)，可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)展。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的應(yīng)用。沈陽工業(yè)大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計31.2.1 PLC 的結(jié)構(gòu)及各部分的作用可編程控制器的結(jié)構(gòu)多種多樣，但其組成的一般原理

20、基本相同，都是以微處理器為核心的結(jié)構(gòu)。通常由中央處理單元（CPU） 、存儲器（RAM、ROM） 、輸入輸出單元（I/O） 、電源和編程器等幾個部分組成。（1）中央處理單元（CPU）CPU 作為整個 PLC 的核心，起著總指揮的作用。CPU 一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個集成電路的芯片上。CPU 通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路連接。CPU 的功能有以下一些：從存儲器中讀取指令，執(zhí)行指令，取下一條指令，處理中斷。（2）存儲器（RAM、ROM）存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器;存放應(yīng)用

21、軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器；存放工作數(shù)據(jù)的存儲器稱為數(shù)據(jù)存儲器。常用的存儲器有 RAM、EPROM 和 EEPROM。RAM 是一種可進(jìn)行讀寫操作的隨機(jī)存儲器存放用戶程序， 生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)， 存放在 RAM 中的用戶程序可方便地修改。 RAM存儲器是一種高密度、低功耗、價格便宜的半導(dǎo)體存儲器，可用鋰電池做備用電源。掉電時，可有效地保持存儲的信息。EPROM、EEPROM 都是只讀存儲器。用這些類型存儲器固化系統(tǒng)管理程序和應(yīng)用程序。（3）輸入輸出單元（I/O 單元）I/O 單元實(shí)際上是 PLC 與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。I/O 單元有良好的電隔離和濾波作用。接到 PLC 輸入接

22、口的輸入器件是各種開關(guān)、按鈕、傳感器等。PLC 的各輸出控制器件往往是電磁閥、接觸器、繼電器，而繼電器有交流和直流型，高電壓型和低電壓型，電壓型和電流型。（4）電源 PLC 電源單元包括系統(tǒng)的電源及備用電池，電源單元的作用是把外部電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。PLC 內(nèi)有一個穩(wěn)壓電源用于對 PLC 的 CPU單元和 I/O 單元供電。（5）編程器編程器是 PLC 的最重要外圍設(shè)備。利用編程器將用戶程序送入 PLC 的存儲器，還可以用編程器檢查程序，修改程序，監(jiān)視 PLC 的工作狀態(tài)。除此以外，在個人計算機(jī)上添加適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖?，即可用個人計算機(jī)對 PLC 編程。利用微機(jī)作為編程器，可以直接編制

23、并顯示梯形圖。沈陽工業(yè)大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計41.2.2 PLC 的工作原理PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，在 PLC 中用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后又返回第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。PLC 的掃描過程分為內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。當(dāng) PLC 處于停狀態(tài)時， 只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。 在 PLC 處于運(yùn)行狀態(tài)時，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。（1）輸入處理輸入處理也叫輸入采樣。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通端狀態(tài)，并將讀入的

24、信息存入內(nèi)存中所對應(yīng)的映象寄存器。 在此輸入映象寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行時，輸入映象寄存器與外界隔離，即使輸入信號發(fā)生變化，其映象寄存器的內(nèi)容也不會發(fā)生變化，只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。（2）程序執(zhí)行根據(jù) PLC 梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。從用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時，PLC 從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映象寄存器讀出對應(yīng)映象寄存器，根據(jù)用戶程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，存入有關(guān)器件寄存器中。對每個器件來說，器件映象寄存器中所寄存

25、的內(nèi)容，會隨著程序執(zhí)行過程而變化。（3）輸出處理程序執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器，即器件映象寄存器中的 Y 寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過隔離電路，驅(qū)動功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號，驅(qū)動外部負(fù)載。1.2.3 PLC 編程語言（1）梯形圖編程語言梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，它是在電器控制系統(tǒng)中常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡化了符號演變來的，形象、直觀、實(shí)用。梯形圖的設(shè)計應(yīng)注意以下三點(diǎn)：梯形圖按從左到右、從上到下的順序排列。每一邏輯行起始于左母線，然后是觸點(diǎn)的串、并聯(lián)接，最后是線圈與右母線相聯(lián)。沈陽工業(yè)大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計5梯形圖中每個梯級流過的不是物理

26、電流，而是“概念電流”，從左流向右，其兩端沒有電源。這個“概念電流”只是形象地描述用戶程序執(zhí)行中應(yīng)滿足線圈接通的條件。輸入繼電器用于接收外部輸入信號， 而不能由 PLC 內(nèi)部其它繼電器的觸點(diǎn)來驅(qū)動。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不出現(xiàn)其線圈。輸出繼電器輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備，當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈得電時，就有信號輸出，但不是直接驅(qū)動輸出設(shè)備，而要通過輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管才能實(shí)現(xiàn)。輸出繼電器的觸點(diǎn)可供內(nèi)部編程使用。（2）語句表編程語言指令語句表示一種與計算機(jī)匯編語言相類似的助記符編程方式，但比匯編語言易懂易學(xué)。一條指令語句是由步序、指令語和作用器件編號三部分組成

27、。（3）控制系統(tǒng)流程圖編程圖控制系統(tǒng)流程圖是一種較新的編程方法。它是用像控制系統(tǒng)流程圖一樣的功能圖表達(dá)一個控制過程，目前國際電工協(xié)會(IEC)正在實(shí)施發(fā)展這種新式的編程標(biāo)準(zhǔn)2。1.3 可編程控制器與繼電器控制的比較與選型（1）繼電器存在的缺點(diǎn)絕大多數(shù)控制繼電器都是長期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞。而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果。再者，對一個具體使用的裝有上百個繼電器的設(shè)備，其控制箱將是龐大而笨重的，在全負(fù)荷運(yùn)載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動，也需要花費(fèi)大量

28、時間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。（2）程序控制器的優(yōu)勢、特點(diǎn)及功能可編程控制器以體積小功能強(qiáng)大所著稱，它不但可以很容易地完成順序邏輯、運(yùn)動控制、定時控制、計數(shù)控制、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機(jī)械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。特別是現(xiàn)在，由于信息、網(wǎng)絡(luò)時代的到來，擴(kuò)展了 PLC 的功能，使它具有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。順序控制沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計6順序控制是 PLC 最基本、應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。所謂的順序控制，就是按照工藝流程的順序，在控制信號的作用下，使得生產(chǎn)過程的各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動地按照順序動作。由于它還

29、具有編程設(shè)計靈活、速度快、可靠性高、成本低、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，所以在實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)流程控制中可以完全取代傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)。它主要是根據(jù)操作按扭、限位開關(guān)及其它現(xiàn)場給來的指令信號和傳感器信號，控制機(jī)械運(yùn)動部件進(jìn)行相應(yīng)的操作，從而達(dá)到了自動化生產(chǎn)線控制。比較典型應(yīng)用在自動電梯的控制、管道上電磁伐的自動開啟和關(guān)閉、皮帶運(yùn)輸機(jī)的順序啟動等。例如我分廠的原料混料系統(tǒng)就是利用了 PLC 的順序控制功能。行程控制以往對于過程控制的模擬量均采用硬件電路構(gòu)成的 PID 模擬調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)開、閉環(huán)控制。而現(xiàn)在完全可以采用 PLC 控制系統(tǒng)，選用模擬量控制模塊，其功能由軟件完成，系統(tǒng)的精度由位

30、數(shù)決定，不受元件影響，因而可靠性更高，容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制和先進(jìn)的控制方法，可以同時控制多個控制回路和多個控制參數(shù)。例如生產(chǎn)過程中的溫度、流量、壓力、速度等。運(yùn)動位置控制PLC 可以支持?jǐn)?shù)控機(jī)床的控制和管理，在機(jī)械加工行業(yè)，可編程控制器與計算機(jī)數(shù)控（CNC）集成在一起，用以完成機(jī)床的運(yùn)動位置控制，它的功能是接受輸入裝置輸入的加工信息，經(jīng)處理與計算，發(fā)出相應(yīng)的脈沖給驅(qū)動裝置，通過步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，使機(jī)床按預(yù)定的軌道運(yùn)動，以完成多軸伺服電機(jī)的自控。目前以用于控制無心磨削、沖壓、復(fù)雜零件分段沖裁、滾削摸削等應(yīng)用中。生產(chǎn)過程的監(jiān)控和管理PLC 可以通過通迅接口與顯示終端和打印機(jī)等外設(shè)相連。顯示器作為人

31、機(jī)界面（HMI）是一種內(nèi)含微處理芯片的智能化設(shè)備，它與 PLC 相結(jié)合可取代電控柜上眾多的控制按鈕、選擇開關(guān)、信號指示燈，及生產(chǎn)流程模擬屏和電控柜內(nèi)大量的中間繼電器和端子排。 所有操作都可以在顯示屏上的操作元件上進(jìn)行。PLC 可以方便、快捷地對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，并可對要顯示的參數(shù)以二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制、ASCII 字符等方式進(jìn)行顯示。在顯示畫面上，通過圖標(biāo)的顏色變化反應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如閥門的開與關(guān)，電機(jī)的啟動與停止，位置開關(guān)的狀態(tài)等。PID 回路控制用數(shù)據(jù)、棒圖等綜合方法反映沈陽工業(yè)大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計7生產(chǎn)過程中量的變化，操作人員通過參數(shù)設(shè)定可進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，通過數(shù)據(jù)查詢

32、可查找任一時刻的數(shù)據(jù)記錄，通過打印可保存相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為今后的生產(chǎn)管理和工藝參數(shù)的分析帶來便利3。沈陽工業(yè)大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計8第第 2 2 章章 XXXXXXXX 銑床概述銑床概述2.1 銑床概述2.1.1 概述銑床（milling machine）系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機(jī)床。通常銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為主運(yùn)動，工件(和)銑刀的移動為進(jìn)給運(yùn)動。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床是用銑刀對工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。2.1.2 銑床的歷史最早的銑床是美國人惠

33、特尼于 1818 年創(chuàng)制的臥式銑床； 為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人布朗于 1862 年創(chuàng)制了第一臺萬能銑床，這是升降臺銑床的雛形；1884 年前后又出現(xiàn)了龍門銑床；二十世紀(jì) 20 年代出現(xiàn)了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進(jìn)給-決速”或“決速-進(jìn)給”的自動轉(zhuǎn)換。1950 年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是 70 年代以后，微處理機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴(kuò)大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。2.1.3 銑床的種類（1）按其結(jié)構(gòu)分：臺式銑床：小型的用于銑削儀器、儀表等小型零件的銑床。懸臂式銑床：銑頭裝在懸臂上的銑

34、床，床身水平布置，懸臂通?？裳卮采硪粋?cè)立柱導(dǎo)軌作垂直移動，銑頭沿懸臂導(dǎo)軌移動?；硎姐姶玻褐鬏S裝在滑枕上的銑床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍導(dǎo)軌作橫向移動，滑鞍可沿立柱導(dǎo)軌作垂直移動。龍門式銑床：床身水平布置，其兩側(cè)的立柱和連接梁構(gòu)成門架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上，可沿其導(dǎo)軌移動。通常橫梁可沿立柱導(dǎo)軌垂向移動，沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計9工作臺可沿床身導(dǎo)軌縱向移動。用于大件加工。平面銑床：用于銑削平面和成型面的銑床，床身水平布置，通常工作臺沿床身導(dǎo)軌縱向移動，主軸可軸向移動。它結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高。仿形銑床：對工件進(jìn)行仿形加工的銑床。一般用于加工復(fù)雜形狀工件。升降臺銑床：具有可沿床身導(dǎo)軌垂直移

35、動的升降臺的銑床，通常安裝在升降臺上的工作臺和滑鞍可分別作縱向、橫向移動。搖臂銑床：搖臂裝在床身頂部，銑頭裝在搖臂一端，搖臂可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)和移動，銑頭能在搖臂的端面上回轉(zhuǎn)一定角度的銑床。床身式銑床：工作臺不能升降，可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動，銑頭或立柱可作垂直移動的銑床。專用銑床：例如工具銑床：用于銑削工具模具的銑床，加工精度高，加工形狀復(fù)雜。(2) 按布局形式和適用范圍分，主要的有升降臺銑床、龍門銑床、單柱銑床和單臂銑床、儀表銑床、工具銑床等。升降臺銑床有萬能式、臥式和立式幾種，主要用于加工中小型零件，應(yīng)用最廣；龍門銑床包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床，均用于加工大型零件；單柱銑床的水平銑

36、頭可沿立柱導(dǎo)軌移動，工作臺作縱向進(jìn)給；單臂銑床的立銑頭可沿懸臂導(dǎo)軌水平移動，懸臂也可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整高度。單柱銑床和單臂銑床均用于加工大型零件。儀表銑床是一種小型的升降臺銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件；工具銑床主要用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬能角度工作臺和插頭等多種附件，還可進(jìn)行鉆削、鏜削和插削等加工。其他銑床還有鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等，它們都是為加工相應(yīng)的工件而制造的專用銑床。(3)按控制方式分，銑床又可分為仿形銑床、程序控制銑床和數(shù)控銑床等4。2.2 XXXX 銑床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動形式XXXX 型萬能銑床的外形結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。它主要由床身

37、、主軸、刀桿、懸梁、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板、升降臺、底座等幾部分組成。在床身的前面有垂直導(dǎo)軌，升降臺可沿著它上下移動。在升降臺上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可在平行主軸軸線方向移動（前后移動）的溜板。溜板上部有可移動的回轉(zhuǎn)沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計10盤，工作臺就在溜板上部回轉(zhuǎn)盤上的導(dǎo)軌上作垂直于主軸軸線方向移動（左右移動） 。工作臺上有 T 形槽用來固定工件。這樣，安裝在工作臺上的工件就可以在三個坐標(biāo)上的六個方向調(diào)整位置或進(jìn)給。銑床主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的主運(yùn)動；銑床工作臺的前后（橫向） 、左右（縱向）和上下（垂直）6 個方向的運(yùn)動是進(jìn)給運(yùn)動；銑床其他的運(yùn)動，如工作臺的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動則屬于輔助運(yùn)動。圖 2

38、-1 萬能銑床2.3 XXXX 銑床的控制要求及電氣控制線路分析該銑床共用 3 臺異步電動機(jī)拖動，它們分別是主軸電動機(jī) M1、進(jìn)給電動機(jī) M2 和冷卻泵電動機(jī) M3。 XXXX 銑床的電路如圖 2-2 所示。該線路分為主電路、控制電路和照明電路三部分。電氣控制線路的工作原理如圖 2-2 所示。沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計11圖 2-2 XXXX 銑床控制電路圖2.3.1 主電路分析主軸電動機(jī) M1 拖動主軸帶動銑刀進(jìn)行銑削加工，通過組合開關(guān) SA3 來實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)； 進(jìn)給電動機(jī) M2 通過操縱手柄和機(jī)械離合器的配合拖動工作臺前后、左右、上下 6 個方向的進(jìn)給運(yùn)動和快速移動，其正反轉(zhuǎn)由接觸器 KM3

39、、KM4來實(shí)現(xiàn)；冷卻泵電動機(jī) M3 供應(yīng)切削液，且當(dāng) M1 啟動后，用手動開關(guān) QS2 控制；3 臺電動機(jī)共用熔斷器 FU1 作短路保護(hù)，3 臺電動機(jī)分別用熱繼電器 FR1、FR2、FR3 作過載保護(hù)。2.3.2 控制電路分析控制電路的電源由控制變壓器 TC 輸出 110V 電壓供電。（1）主軸電動機(jī) M1 的控制主軸電動機(jī) M1 采用兩地控制方式，SB1 和 SB2 是兩組啟動按鈕，SB5 和SB6 是兩組停止按鈕。KM1 是主軸電動機(jī) M1 的啟動接觸器，YC1 是主軸制動沈陽工業(yè)大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計12用的電磁離合器，SQ1 是主軸變速時瞬時點(diǎn)動的位置開關(guān)。主軸電動機(jī) M1 啟動前，應(yīng)首先

40、選擇好主軸的轉(zhuǎn)速，然后合上電源開關(guān)QS1， 再把主軸換向開關(guān) SA3 扳到所需要的轉(zhuǎn)向。 按下啟動按鈕 SB1 （或 SB2） ，接觸器 KM1 線圈得電，KM1 主觸頭和自鎖觸頭閉合，主軸電動機(jī) M1 啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，KM1 常開輔助觸頭（9-10）閉合，為工作臺進(jìn)給電路提供了電源。按下停止按鈕 SB5（或 SB6） ，SB5-1（或 SB6-1）常閉觸頭分?jǐn)?，接觸器 KM1 線圈失電，KM1 觸頭復(fù)位，電動機(jī) M1 斷電慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，SB5-2（或 SB6-2）常開觸頭閉合，接通電磁離合器 YC1，主軸電動機(jī) M1 制動停轉(zhuǎn)。主軸換銑刀時將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳向換刀位置， 這時常開觸頭SA1-1閉合，電

41、磁離合器 YC1 線圈得電，主軸處于制動狀態(tài)以便換刀；同時常閉觸頭 SA1-2斷開，切斷了控制電路，保證了人身安全。主軸變速時，利用變速手柄與沖動位置開關(guān) SQ1，通過 M1 點(diǎn)動，使齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次抖動，以便于齒輪順利嚙合，且變速前應(yīng)先停車。(2)進(jìn)給電動機(jī) M2 的控制工作臺的進(jìn)給運(yùn)動在主軸啟動后方可進(jìn)行。工作臺的進(jìn)給可在 3 個坐標(biāo)的6 個方向運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動是通過兩個操作手柄和機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)控制相應(yīng)的位置開關(guān)使進(jìn)給電動機(jī) M2 正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，并且 6 個方向的運(yùn)動是聯(lián)鎖的，不能同時接通。當(dāng)需要圓形工作臺旋轉(zhuǎn)時，將開關(guān) SA2 扳到接通位置，這時觸頭 SA2-1和 SA2-3 斷開，觸

42、頭 SA2-2 閉合，電流經(jīng) 1013141520191718路徑，使接觸器 KM3 得電，電動機(jī) M2 啟動，通過一根專用軸帶動圓形工作臺作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。轉(zhuǎn)換開關(guān) SA2 扳到斷開位置，這時觸頭 SA2-1 和 SA2-3 閉合，觸頭 SA2-2 斷開，以保證在 6 個方向的進(jìn)給運(yùn)動，因?yàn)閳A形工作臺的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和6 個方向的進(jìn)給運(yùn)動也是聯(lián)鎖的工作臺。工作臺的左右進(jìn)給運(yùn)動由左右進(jìn)給操作手柄控制。操作手柄與位置開關(guān)SQ5 和 SQ6 聯(lián)動，有左、中、右三個位置，其控制關(guān)系見表 1。當(dāng)手柄扳向中間位置時，位置開關(guān) SQ5 和 SQ6 均未被壓合，進(jìn)給控制電路處于斷開狀態(tài)；當(dāng)手柄扳向左或右位置時，手柄壓下

43、位置開關(guān) SQ5 或 SQ6，使常閉觸頭 SQ5-2 或SQ6-2 分?jǐn)?，常開觸頭 SQ5-1 或 SQ6-1 閉合，接觸器 KM3 或 KM4 得電動作，電動機(jī) M2 正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。由于在 SQ5 或 SQ6 被壓合的同時，通過機(jī)械機(jī)構(gòu)已將電動機(jī) M2 的傳動鏈與工作臺下面的左右進(jìn)給絲杠相搭合，所以電動機(jī) M2 的沈陽工業(yè)大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計13正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)就拖動工作臺向左或向右運(yùn)動5。表表 2-12-1 工作臺左右進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系工作臺左右進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系手柄位置位置開關(guān)動作接觸器動作電動機(jī) M2 轉(zhuǎn)向傳動鏈搭合絲杠工作臺運(yùn)動方向左SQ5KM3正轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向左中停止停止右SQ

44、6KM4反轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向右工作臺的上下和前后進(jìn)給運(yùn)動是由一個手柄控制的。該手柄與位置開關(guān)SQ3 和 SQ4 聯(lián)動，有上、下、前、后、中 5 個位置，其控制關(guān)系見表 2。當(dāng)手柄扳至中間位置時， 位置開關(guān) SQ3 和 SQ4 均未被壓合， 工作臺無任何進(jìn)給運(yùn)動；當(dāng)手柄扳至下或前位置時，手柄壓下位置開關(guān) SQ3 使常閉觸頭 SQ3-2 分?jǐn)啵ｉ_觸頭 SQ3-1 閉合，接觸器 KM3 得電動作，電動機(jī) M2 正轉(zhuǎn)，帶動著工作臺向下或向前運(yùn)動；當(dāng)手柄扳向上或后時，手柄壓下位置開關(guān) SQ4，使常閉觸頭SQ4-2 分?jǐn)?，常開觸頭 SQ4-1 閉合，接觸器 KM4 得電動作，電動機(jī) M2 反轉(zhuǎn)，帶動著工作

45、臺向上或向后運(yùn)動。當(dāng)兩個操作手柄被置定于某一進(jìn)給方向后，只能壓下四個位置開關(guān) SQ3、SQ4、SQ5、SQ6 中的一個開關(guān)，接通電動機(jī) M2 正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電路，同時通過機(jī)械機(jī)構(gòu)將電動機(jī)的傳動鏈與三根絲杠（左右絲杠、上下絲杠、前后絲杠）中的一根（只能是一根）絲杠相搭合，拖動工作臺沿選定的進(jìn)給方向運(yùn)動，而不會沿其他方向運(yùn)動。表表 2-22-2 工作臺上、下、中、前、后進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系工作臺上、下、中、前、后進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系手柄位置位置開關(guān)動作接觸器動作電動機(jī) M2 轉(zhuǎn)向傳動鏈搭合絲杠工作臺運(yùn)動方向沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計14上SQ4KM4反轉(zhuǎn)上下進(jìn)給絲杠向上下SQ3KM3正轉(zhuǎn)上下進(jìn)

46、給絲杠向下中停止停止前SQ3KM3正轉(zhuǎn)前后進(jìn)給絲杠向前后SQ4KM4反轉(zhuǎn)前后進(jìn)給絲杠向后左右進(jìn)給手柄與上下前后手柄實(shí)行了聯(lián)鎖控制，如當(dāng)把左右進(jìn)給手柄扳向左時， 若又將另一個進(jìn)給手柄扳到向下進(jìn)給方向， 則位置開關(guān) SQ5 和 SQ3 均被壓下，觸頭 SQ5-2 和 SQ3-2 均分?jǐn)?，斷開了接觸器 KM3 和 KM4 的通路，電動機(jī) M2 只能停轉(zhuǎn)，保證了操作安全。 6 個進(jìn)給方向的快速移動是通過兩個進(jìn)給操作手柄和快速移動按鈕配合實(shí)現(xiàn)的。安裝好工件后，扳動進(jìn)給操作手柄選定進(jìn)給方向，按下快速移動按鈕 SB3 或 SB4（兩地控制） ，接觸器 KM2 得電，KM2 常閉觸頭分?jǐn)?，電磁離合器 YC2

47、失電，將齒輪傳動鏈與進(jìn)給絲杠分離；KM2 兩對常開觸頭閉合，一對使電磁離合器 YC3 得電，將電動機(jī) M2 與進(jìn)給絲杠直接搭合；另一對使接觸器 KM3 或 KM4 得電動作，電動機(jī) M2 得電正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動工作臺沿選定的方向快速移動。 由于工作臺的快速移動采用的是點(diǎn)動控制， 故松開 SB3 或 SB4，快速移動停止。進(jìn)給變速時與主軸變速時相同，利用變速盤與沖動位置開關(guān) SQ2 使 M1產(chǎn)生瞬時點(diǎn)動，齒輪系統(tǒng)順利嚙合6。沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計15第第 3 3 章章 XXXXXXXX 銑床的銑床的 PLCPLC 改造改造3.1 改造方案的確定三菱 FX2N 系列 PLC 對 XXXX 銑床的

48、改造，闡述了系統(tǒng)改造方案，同時根據(jù) XXXX 銑床的控制要求和特點(diǎn)，確定 PLC 的輸入、輸出分配，在繼電器控制線路的基礎(chǔ)上，設(shè)計出梯形圖并進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試。XXXX 銑床是應(yīng)用最廣泛的一種。它原控制電路為繼電器控制，接觸觸點(diǎn)多，線路復(fù)雜，故障多，操作人員維修任務(wù)較大。針對這種情況，我們用 PLC控制改造其繼電器控制電路，克服了以上缺點(diǎn)，降低了設(shè)備故障率，提高了設(shè)備使用效率。（1）原萬能銑床的工藝加工方法不變（2） 在保留主電路的原有元件的基礎(chǔ)上， 不改變原控制系統(tǒng)電氣操作方法。（3）電氣控制系統(tǒng)控制元件（包括按鈕、行程開關(guān)、熱繼電器、接觸器） ，作用原電氣線路相同。改造原繼電器控制中的硬件接線改

49、為 PLC 編程實(shí)現(xiàn)。三菱 FX 系列 PLC 指令系統(tǒng)一覽表3.2 XXXX 銑床電氣控制線路的 PLC 改造措施XXXX 銑床電氣控制線路中的電源電路、主電路及照明電路保持不變，在控制電路中，變壓器 TC 的輸出及整流器 VC 的輸出部分去掉。用可編程控制器改造后的 PLC 硬接線如圖 3-1 所示，為了保證各種聯(lián)鎖功能，將 SQ1SQ6,SB1SB6 按圖示分別接入 PLC 的輸入端， 換刀開關(guān) SA1 和圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān) SA2 分別用其一對常開和常閉觸頭接入 PLC 的輸入端子。輸出器件分兩個電壓等級，一個是接觸器使用的 110V 電壓，另一個是電磁離合器使用的36V 直流電， 這

50、樣也將 PLC 的輸出口分為兩組連接點(diǎn)。 根據(jù)輸入輸出口的數(shù)量，可選擇三菱 FX2N32MR 型 PLC。XXXX 型萬能銑床電器位置圖如圖 3-1 所示，所有的電器元件均可采用改造前的型號7。沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計163.3 XXXX 型萬能銑床 PLC 控制3.3.1 XXXX 型萬能銑床 PLC 控制輸入輸出分配經(jīng)過對 XXXX 銑床的控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析可知， 該系統(tǒng)需要輸入點(diǎn)數(shù)為 14 點(diǎn)， 輸出點(diǎn)數(shù)為 7 點(diǎn)， 根據(jù)輸入輸出口的數(shù)量， 可選擇三菱 FX2N32MR型 PLC。所有的電器元件均可采用改造前的型號。萬能銑床各個輸入/輸出點(diǎn)的 PLC I/O 地址分配入下表 3-1

51、 所示。表 3-1 XXXX 型萬能銑床 PLC 邏輯元件分配表SB1X0主軸起動按鈕SB2X1主軸起動按鈕SB3X2主軸停止按鈕SB4X3主軸停止按鈕SB5X4工作臺快速按鈕SB6X5工作臺快速按鈕SQ1X6工作臺向右進(jìn)給行程開關(guān)SQ2X7工作臺向左進(jìn)給行程開關(guān)SQ3X10工作臺向前、向下進(jìn)給行程開關(guān)SQ4X11工作臺向后、向上進(jìn)給行程開關(guān)SQ6X13進(jìn)給變速瞬時點(diǎn)動開關(guān)SQ7X14主軸變速瞬時點(diǎn)動開關(guān)M0工作臺變速點(diǎn)動用輔助繼電器FR1X15主軸電動機(jī)熱繼電器FR2X15進(jìn)給電動機(jī)熱繼電器FR3X16冷卻泵電動機(jī)熱繼電器SA1X17圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2X20主軸上刀制動開關(guān)KM1Y0主

52、電動機(jī)起動接觸器KM2Y1正向進(jìn)給電動機(jī)起動接觸器KM3Y2反向進(jìn)給電動機(jī)起動接觸器續(xù)表 XXXX 型萬能銑床 PLC 邏輯元件分配表沈陽工業(yè)大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計17KM4Y3快速接觸器YBY4主軸制動電磁離合器YC1Y5進(jìn)給電磁離合器YC2X6快速電磁離合器M1圓形工作臺控制輔助繼電器圖 3-1 XXXX 型萬能銑床電器位置圖3.3.2 XXXX 型萬能銑床 PLC 改造XXXX 型萬能銑床 PLC 改造電氣圖如圖 3-2 所示。沈陽工業(yè)大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計18圖 3-2 XXXX 型萬能銑床 PLC 改造圖沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計193.3.3 XXXX 型萬能銑床 PLC 控制梯形圖XXX

53、X 型萬能銑床 PLC 控制梯形圖如 3-3 所示。圖 3-3 XXXX 型萬能銑床 PLC 控制梯形圖沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計20根據(jù) XXXX 銑床的控制要求，設(shè)計該電氣控制系統(tǒng)的 PLC 控制梯形圖，如圖 3-3 所示。根據(jù) XXXX 銑床的控制要求，設(shè)計該電氣控制系統(tǒng)的 PLC 控制梯形圖，如圖 3-3 所示。該程序的支路，反映了原繼電器電路中的各種邏輯內(nèi)容。在第1 支路中， 按下啟動按鈕，X0 線圈得電，常開觸點(diǎn)閉合，Y1 得電自鎖，KM1得電，KM1 常開觸點(diǎn)閉合，主軸啟動，按下主軸沖動按鈕 SQ1,Y001 瞬間得電，主軸沖動。在第二條支路中，按下停止按鈕 S56、SB6 或換

54、刀按鈕 SA1，KM1 失電，同時 YC1 得電，主軸制動。當(dāng)主軸啟動時，按下圓工作臺開關(guān)，Y3 得電，KM3閉合，圓工作臺開始工作。在第四條支路中，按下快速進(jìn)給，Y2、Y6 線圈得電，開始快速進(jìn)給。在第五條支路中表達(dá)了工作臺六個方向的進(jìn)給、進(jìn)給沖動及圓工作臺的工作邏輯關(guān)系。當(dāng)圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān) SA2 動作，當(dāng)主軸啟動時，Y1 閉合，按下進(jìn)給方向控制按鈕，Y4 或 Y3 得電，它們之間有一個聯(lián)鎖，可以保證進(jìn)給電機(jī)只朝一個方向移動。拖動工作臺按選定的方向（上、下、前、后中某一方向）作進(jìn)給運(yùn)動。在最后一條支路中，按下照明開關(guān) SA4，X5 線圈得電，那么與之相對應(yīng)的 Y0 得電，照明燈開始工作。

55、該程序及 PLC 的硬接線不僅保證了原電路的工作邏輯關(guān)系，而且具有各種聯(lián)鎖措施，電氣改造的投資少、工作量較小。沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計213.3.3 XXXX 型萬能銑床 PLC 控制指令語句表XXXX 型萬能銑床 PLC 控制指令語句如表 3-3 所示。表 3-3 XXXX 型萬能銑床 PLC 控制指令語句布指令元素0LDX0001ORY0012ANIX0063ANIX0024ORX0065ANIX0036ANIX0127ANIX0138OUTY0019LDX00210ORX00311OUTY00512LDY00113ORY00214ANDX00415ANIX00616ANIX00717O

56、RX00718ANIX01019ANIX01120ANIX01221ANIX01322ANIX01423ANIX00224OUTY003續(xù)表 3-3 XXXX 型萬能銑床 PLC 控制指令沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計2225LDX00126ANIX00627ANIX00228MPS29ANIX01230ANIX01331ANIX01432MPP33ANDY00234OUTYOO635LDX01036ORX01137ORB38ANDY00139ORY00240ANIX00241ANIXOO642MPS43ANIY00344ANIX01045ANIX01246ANIX01347ANIXO1448OU

57、TY00449MPP50ANIY00451ANIX01152ANIX01253ANIXO13續(xù)表 3-3 XXXX 型萬能銑床 PLC 控制指令54ANIX014沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計2355OUTYOO356LDX00557OUTY00058END沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計24第第 4 4 章章 調(diào)試過程調(diào)試過程4.1 PLC 的檢查（1）查接線、核對地址逐點(diǎn)進(jìn)行，要確保正確無誤。帶電查，加上信號后，看電控系統(tǒng)的動作情況是否符合設(shè)計的目的。（2）檢查模擬量輸入輸出看輸入輸出模塊是否正確，工作是否正常。必要時，還可用標(biāo)準(zhǔn)儀器檢查輸入輸出的精度。（3）檢查與測試指示燈控制面板上如有指示燈，應(yīng)

58、先對應(yīng)指示燈的顯示進(jìn)行檢查。一方面，查看燈壞了沒有，另一方面檢查邏輯關(guān)系是否正確。指示燈是反映系統(tǒng)工作的一面鏡子，先調(diào)好它，將對進(jìn)一步調(diào)試提供方便。（4）檢查手動動作及手動控制邏輯關(guān)系完成了以上調(diào)試，繼而可進(jìn)行手動動作及手動控制邏輯關(guān)系調(diào)試。要查看各個手動控制的輸出點(diǎn)，是否有相應(yīng)的輸出以及與輸出對應(yīng)的動作，然后再看，各個手動控制是否能夠?qū)崿F(xiàn)。如有問題，立即解決。（5） 半自動工作如系統(tǒng)可自動工作，那先調(diào)半自動工作能否實(shí)現(xiàn)。調(diào)試時可一步步推進(jìn)。直至完成整個控制周期。哪個步驟或環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就著手解決哪個步驟或環(huán)節(jié)的問題。（6）自動工作在完成半自動調(diào)試后，可進(jìn)一步調(diào)試自動工作。要多觀察幾個工作循環(huán)

59、，以確保系統(tǒng)能正確無誤地連續(xù)工作。（7）模擬量調(diào)試、參數(shù)確定以上調(diào)試的都是邏輯控制的項(xiàng)目。這是系統(tǒng)調(diào)試時，首先要調(diào)通的。這些調(diào)試基本完成后，可著手調(diào)試模擬量、脈沖量控制。最主要的是選定合適控制參數(shù)。一般講，這個過程是比較長的。要耐心調(diào)，參數(shù)也要作多種選擇，再從中選出最優(yōu)者。有的 PLC，它的 PID 參數(shù)可通過自整定獲得。但這個自整定過程，也是需要相當(dāng)?shù)臅r間才能完成的。沈陽工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計25（8）異常條件檢查完成上述所有調(diào)試，整個調(diào)試基本也就完成了。但是好再進(jìn)行一些異常條件檢查?？纯闯霈F(xiàn)異常情況或一些難以避免的非法操作，是否會停機(jī)保護(hù)或是報警提示8。4.2 模擬調(diào)試將 PLC 及輸入、

60、輸出器件按要求連接好，將設(shè)計好的程序輸入 PLC 后進(jìn)行驗(yàn)證，在計算機(jī)上進(jìn)行用戶程序的模擬運(yùn)行和調(diào)試，觀察各輸入量、輸出量之間的變化關(guān)系及邏輯狀態(tài)是否滿足設(shè)計要求，發(fā)現(xiàn)問題及時修改。程序的運(yùn)行。 當(dāng) PLC 工作方式開關(guān)在 RUN 位時， 操作各種按鈕可以對 CPU工作方式進(jìn)行軟件設(shè)置。按下啟動按鈕 SB1 或 SB2 時，X0 的輸入信號燈亮，Y0 的輸出信號燈就會亮，按下停止按鈕 SB5 或 SB6 時，X2 的輸入信號燈亮，Y0 的輸出信號燈就會熄，Y4 的輸出信號燈就會亮。說明主軸電動機(jī) M1 能正常工作。當(dāng)按下快速移動按鈕 SB3 或 SB4 時，X1 的輸入信號燈亮，Y1、Y5 的