分度盤磨銑專用機床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

1、目 錄摘要(1)一 緒 論 1.1設(shè)計的目的和意義. . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3) 1.2任務(wù)書（4）二 數(shù)控系統(tǒng)平面磨床簡介2.1數(shù)控平面磨床的現(xiàn)狀. . . . . . . . . . (7)2.2數(shù)控平面磨床的發(fā)展. . . . . . . . . . . . . . . .（8）2.3數(shù)控磨床的發(fā)展展望. . . . . . . . . . . . . .（10）三.數(shù)控銑床編程和PLC概述3.1數(shù)控編程的定義. . . . . . . . . . . .（11）3.2數(shù)控編程的內(nèi)容. . . . . . . . . . . . . .

2、 . . . . .（12）3.3 可編程序控制器概述 PLC的產(chǎn)生（13） PLC的特點.（14） PLC的等效電路和工作原理.（20）四. PLC的應(yīng)用設(shè)計4.1.PLC系統(tǒng)設(shè)計的基本原則. . . . . . . . . . .（21）4.2. PLC的輸出與輸入分配.（23）4.3.PLC的安裝與接線.（25）4.4. PLC與輸入/輸出設(shè)備的連接。（27）4.4 PLC程序設(shè)計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .（29）4.5 PLC控制梯形圖。（31）五.結(jié)束語. . . . . . . . . . . . . . . . .

3、. . . . . . .（35）六.參考文獻：（36） 緒論（一）設(shè)計的目的和意義現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，中、小批量零件的生產(chǎn)占產(chǎn)品數(shù)量的比例越來越高，零件的復(fù)雜性和精度要求迅速提高，傳統(tǒng)的普通機床已經(jīng)越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，而數(shù)控機床具有高精度、高效率、一機多用，可以完成復(fù)雜型面加工的特點，特別是計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展并廣泛應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)中，數(shù)控裝置的主要功能幾乎全由軟件來實現(xiàn)，硬件幾乎能通用，從而使其更具加工柔性，功能更加強大。 制造業(yè)的竟?fàn)幰褟脑缙诮档蛣趧恿Τ杀?、產(chǎn)品成本，提高企業(yè)整體效率和質(zhì)量的竟?fàn)?，發(fā)展到全面滿足顧客要求、積極開發(fā)新產(chǎn)品的竟?fàn)帲瑢⒚媾R知識技術(shù)產(chǎn)品的更新周期越來越短，產(chǎn)

4、品批量越來越小，而對質(zhì)量、性能的要求更高，同時社會對環(huán)境保護、綠色制造的意識不斷加強。因此敏捷先進的制造技術(shù)將成為企業(yè)贏得竟?fàn)幒蜕妗l(fā)展的主要手段。計算機信息技術(shù)和制造自動化技術(shù)的結(jié)合越來越緊密，作為自動化柔性生產(chǎn)重要基礎(chǔ)的數(shù)控機床在生產(chǎn)機床中所占比例將越來越多。PLC一經(jīng)出現(xiàn)，由于它的自動化程度高、可靠性好、設(shè)計周期短、使用和維護簡便等獨特優(yōu)點，備受國內(nèi)外工程技術(shù)人員和工業(yè)界廠商的極大關(guān)注，生產(chǎn)PLC的廠家云起。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器在PLC中的應(yīng)用，使PLC的功能不斷得到增強，產(chǎn)品得到飛速發(fā)展。畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書12 一、設(shè)計題目分度盤磨銑專用機床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計二、設(shè)計目

5、的a)        通過設(shè)計掌握PLC的基本原理及應(yīng)用，使學(xué)生受到PLC系統(tǒng)設(shè)計的綜合訓(xùn)練，掌握一般方法和步驟，達到進行PLC系統(tǒng)設(shè)計和改造的目的。b)        掌握機電結(jié)合控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計。c)        培養(yǎng)學(xué)生查閱技術(shù)資料的能力，和綜合運用所學(xué)知識，結(jié)合實際獨立完成課題的工作能力。d)        提高學(xué)生對工作認(rèn)真負責(zé)、一絲不茍，對事物能潛心觀察、勇于創(chuàng)新、勇于實踐的基本

6、素質(zhì)。三、設(shè)備概述及技術(shù)數(shù)據(jù)1、機床加工過程概述分度盤磨銑專用機床是一種小型八工位回轉(zhuǎn)工作臺式組合機床，磨頭上裝磨銑刀具，由磨頭電動機驅(qū)動運轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)磨頭的三次上、下運動即是對工件的磨銑加工，這個上下運動是由液壓系統(tǒng)實現(xiàn)的。臺升臺轉(zhuǎn)（45°）臺降臺轉(zhuǎn)油缸復(fù)位，實際就是帶動被加工工件回轉(zhuǎn)（45°），以便進行下一工位的磨銑加工。當(dāng)裝好工件按上述工作循環(huán)重復(fù)進行8次后就完成了八工位的加工任務(wù)，然后由人工卸下。分度盤磨銑專用機床每個工位的工作循環(huán)如圖所示，該圖中的9個行程開關(guān)的具體用途為：SQG1磨頭上升到頂時動作 SQG2磨頭下降到底時動作SQ1 回轉(zhuǎn)工作臺上升到頂時動作 SQ2

7、回轉(zhuǎn)工作臺下降到底時動作SQ3 回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)位到達時動作 SQ4 液壓缸復(fù)位時壓合SQ5 磨頭上升超行程保護 SQ6 磨頭下降超行程保護SQ7 1工位時壓下其余均不受壓分度盤磨銑專用機床電磁閥均采用三位四通閥，下表為動作順序：名稱1YV2YV3YV4YV5YV6YV磨頭下 +    磨頭上+     臺升  +   臺降   +  液壓缸轉(zhuǎn)位    +

8、60;液壓缸復(fù)位     +2、技術(shù)數(shù)據(jù)液壓泵電動機型號及規(guī)格：Y100L14，2.2KW，380V，5A，1420r/min。磨頭電動機型號及規(guī)格：Y100L12，3KW，380V，6.4A，2880r/min。電磁閥線圈：DC24V，0.004678A 四、設(shè)計任務(wù)1、控制要求（1）反映磨頭上、下運動到位的檢測元件要選取用接近開關(guān)。（2）工件的裝卸由人工完成，裝上工件后要求能自動完成8個工位的加工后停機，進行調(diào)整時則要求能進行一個工位的工作循環(huán)。（3）控制電路要在液壓泵電動機起動后才能工作。（4）系統(tǒng)具有程序預(yù)選功能，選定程序后，

9、整個加工過程能自動進行。（5）加工過程要求停位準(zhǔn)確，各運動之間應(yīng)有相應(yīng)的聯(lián)鎖。（6）點動調(diào)整時必須考慮磨頭上下運動的極限位保護以及必要的聯(lián)鎖。（7）應(yīng)有相應(yīng)的指示和電氣保護措施。2、設(shè)計內(nèi)容（1）、設(shè)計電氣控制原理圖。（2）、進行PLC的選擇及I/O分配。（3）、PLC控制程序設(shè)計。（4）對所需電氣元器件選型，編制電氣元器件明細表。五、參考資料1、自動控制原理及系統(tǒng)2、PLC及應(yīng)用 3、機床電氣控制4、工廠電氣設(shè)備控制 第二章數(shù)控系統(tǒng)平面磨床簡介2.1數(shù)控平面磨床的現(xiàn)狀： 平面磨床相對于車床、銑床等采用數(shù)控系統(tǒng)較晚，因為它對數(shù)控系統(tǒng)的特殊要求。近十幾年來，借助CNC技術(shù)，磨床上砂輪的連續(xù)修整，

10、自動補償，自動交換砂輪，多工作臺，自動傳送和裝夾工件等操作功能得以實現(xiàn)，數(shù)控技術(shù)在平面磨床上逐步普及。在近年漢諾威、東京、芝加哥、及 內(nèi)等大型機床展覽會上，CNC磨床在整個磨床展品中已占大多數(shù)，如德國BLOHM公司，ELB公司等著名磨床制造廠已經(jīng)不再生產(chǎn)普通磨床，日本的岡本、日興等公司也成批生產(chǎn)全功能CNC平磨，在開發(fā)高檔數(shù)控平磨的同時，積極發(fā)展中、低檔數(shù)控平磨。 2.2數(shù)控平面磨床的發(fā)展： 我國從80年代開始生產(chǎn)數(shù)控平面磨床，各開發(fā)廠家分別走過了自行研制，與大學(xué)及科研單位合作開發(fā)至直接引進成熟數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展道路。例如：杭州機床廠是一家具有五十年歷史，專業(yè)生產(chǎn)平面磨床的制造廠，它從80年代中期

11、開始生產(chǎn)數(shù)控平磨，先后開發(fā)生產(chǎn)了MGK7132臥軸矩臺高精度平磨，MK7130系列普通數(shù)控平磨，MLK7140數(shù)控緩進給成型磨，MGK7120、MK7163、MK7150臥軸矩臺數(shù)控平磨，MKY7760立軸數(shù)控雙端面磨，MKY7660、MKY7650/101臥軸數(shù)控雙端面磨，以及HZ-K1610，HZ-K2010，HZ-050 CNC，HZ-KD2010、HZ-K3015、HZ-K3020、HZ-K4020等專用數(shù)控龍門式平面與導(dǎo)軌磨床。數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，有與大專院校及科研單位合作研制的單板機系統(tǒng)，也有自行開發(fā)的以單片機為主機的簡易控制系統(tǒng)，及采用數(shù)控主機廠生產(chǎn)的成熟數(shù)控系統(tǒng)等。 其生產(chǎn)的M

12、GK7120高精度平磨，采用了日本FANUC公司的POWER MATE-D雙軸數(shù)控系統(tǒng)，控制磨頭進給，最小進給量0.1m，具有自動完成磨削循環(huán)功能。 MKY7650/101全自動數(shù)控雙端面磨床是與意大利VIOTTO公司技術(shù)合作產(chǎn)品，采用西門子SIMATIC S5-115U可編程控制器控制，CRT顯示，機床的左、右磨頭由二軸直流伺服電機驅(qū)動，機床能進行手動調(diào)整和自動磨削循環(huán)選擇。配有意大利馬爾波斯E9型測量系統(tǒng)，二個測量頭，一個測量砂輪，將砂輪磨損量反饋給控制系統(tǒng)，進行砂輪補償；另一個測量頭測量磨削后的工件，并將測量結(jié)果輸入控制系統(tǒng)，由伺服電機進行補償進給；左、右磨頭用VIOTTO光柵作位置測量

13、控制，實現(xiàn)了整機從工件上料到磨削完畢的全閉環(huán)和全自動加工。 HZ-050CNC數(shù)控直線滾動導(dǎo)軌專用磨床，是為上海市科技結(jié)合生產(chǎn)重點工業(yè)項目第三次科技攻關(guān)項目而開發(fā)的專用磨床。既具有平面磨削功能又有成型磨削功能，它采用了美國A-B公司生產(chǎn)的8400MP數(shù)控系統(tǒng)，機床有7根數(shù)控軸，X、Y、Z三根磨頭進給軸和U、V、W三根砂輪修整軸由系統(tǒng)直接控制，另一軸Q為臥式砂輪橫向進給（磨削平面用）通過SLC可編程控制器加IMC定位模塊，由系統(tǒng)I/O口輸入8400MP主機，控制其位置，具有在磨削中連續(xù)修整砂輪或間隙式砂輪修整補償進給等自動加工能力。 HZ-KD2010六軸數(shù)控龍門式雙磨頭平面磨床，采用FANUC

14、-0MC數(shù)控系統(tǒng)，用四根CNC軸分別控制兩個磨頭的橫向和垂直進給，用一根PMC軸控制周邊磨頭的砂輪修整器金剛筆進給，另一根PMC軸控制萬能磨頭的分度旋轉(zhuǎn)。充分利用了系統(tǒng)性能，降低生產(chǎn)成本，提高了機床的性價比。2.3數(shù)控磨床的發(fā)展展望 數(shù)控磨床發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)具有了相當(dāng)?shù)膶嵙?，作為主機生產(chǎn)廠，我們的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)有開發(fā)，已經(jīng)走過了從完全依賴系統(tǒng)供應(yīng)商到自己初步具有一般開發(fā)能力的過程，但數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用尚在提高機械傳動鏈性能、替代機械手輪、簡單加工循環(huán)階段，與先進水平相比，還有著許多差距，在機床的精度、自動化功能、加工效率、可靠性等方面都有許多需要提高、突破的問題，有待解決。我認(rèn)為應(yīng)該對廠目前生產(chǎn)的各類

15、產(chǎn)品的各種結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品的使用工藝加以總結(jié)，分析其 短得失，產(chǎn)品究競要實現(xiàn)怎樣的自動功能，如何逐步發(fā)展有個規(guī)劃，以利學(xué)習(xí)和工作；重視數(shù)控軟件的開發(fā)，有條件引進技術(shù)或外派學(xué)習(xí)，跟上發(fā)展潮流，硬件上結(jié)合市場需要，在產(chǎn)品制造中將新技術(shù)、新功能逐項實踐應(yīng)用，以縮小與世界先進水平的差距。 隨著數(shù)控系統(tǒng)性能與可靠性的提高，價格更趨合理，使數(shù)控磨床與普通磨床的比價為廣大用戶所接受，同時隨著先進制造與自動化技術(shù)在生產(chǎn)中的要求提高，數(shù)控磨床的使用也將越來越廣泛。數(shù)控平磨及其它磨床將向加工柔性更好的高檔磨加工中心和更加高效的專用數(shù)控磨床方向發(fā)展。我們相信伴隨著計算機、信息技術(shù)革命的深入，數(shù)控磨床在其智能化、系統(tǒng)信息控

16、制等方面，將會有很大的進步。如何緊跟歷史前進的步伐，找到適合于我們自己特點的發(fā)展道路，尋找技術(shù)進步的突破點，是我們工作的重點，是關(guān)系到企業(yè)未來發(fā)展及生存的關(guān)鍵問題。 第三章 數(shù)控銑床編程和PLC概述3.1 數(shù)控編程的定義 為了使數(shù)控機床能根據(jù)零件加工的要求進行動作，必須將這些要求以機床數(shù)控系統(tǒng)能識別的指令形式告知數(shù)控系統(tǒng)，這種數(shù)控系統(tǒng)可以識別的指令稱為程度，制作程序的過程稱為數(shù)控編程。 數(shù)控編程的過程不僅僅指編寫數(shù)控加工指令代碼的過程，它還包括從零件分析到編寫加工指令代碼，再到制成控制介質(zhì)以及程序校核的全過程。在編程前首先要進行零件的加工工藝分析，確定加工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運動軌跡、位移

17、量、切削參數(shù)(切削速度、進給量、背吃刀量)以及各項輔助功能(換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、切削液開關(guān)等)；接著根據(jù)數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫加工程序單；再把這一程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上(如軟盤、移動存儲器、硬盤等)，檢查正確無誤后采用手工輸人方式或計算機傳輸方式輸入數(shù)控機床的數(shù)控裝置中，從而指揮機床加工零件。3.2 數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程步驟如圖51所示，主要有以下幾個方面的內(nèi)容：圖51 數(shù)控編程步驟 (a)分析圖樣 包括零件輪廓分析，零件尺寸精度、形位精度、表面粗糙度、技術(shù)要求的分析，零件材料、熱處理等要求的分析。 (b)確定加工藝 包括選擇加工方案，確定加工路線，選擇定位與夾緊方式，選

18、擇刀具，選擇各項切削參數(shù)，選擇對刀點、換刀點。 (c)數(shù)值計算 選擇編程原點，對零件圖形各基點進行正確的數(shù)學(xué)計算，為編寫程序單做好準(zhǔn)備。 (d)編寫程序單 根據(jù)數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫加工程序單。 (e)制作控制介質(zhì) 簡單的數(shù)控程序直接采用手工輸入機床，當(dāng)程序自動輸入機床時，必須制作控制介質(zhì)?，F(xiàn)在大多數(shù)程序采用軟盤、移動存儲器、硬盤作為存儲介質(zhì)，采用計算機傳輸來輸入機床。目前，除了少數(shù)老式的數(shù)控機床仍在采用穿孔紙帶外，現(xiàn)代數(shù)控機床均不再采用此種控制介質(zhì)了。(f)程序校驗 程序必須經(jīng)過校驗正確后才能使用。一般采用機床空運行的方式進行校驗，有圖形顯示卡的機床可直接在CRT顯示屏上進行校

19、驗，現(xiàn)在有很多學(xué)校還采用計算機數(shù)控模擬進行校驗。以上方式只能進行數(shù)控程序、機床動作的校驗，如果要校驗加工精度，則要進行首件試切校驗。3.3可編程序控制器概述可編程控制器是在繼電器控制和計算機控制的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的新型工業(yè)自動控制裝置。早期的可編程控制器在功能上只能實現(xiàn)邏輯控制，因而被稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC。隨著微電子技術(shù)和微型計算機的發(fā)展，微處理器用于PLC，使其不僅可以實現(xiàn)邏輯控制，還可以進行數(shù)字運算和處理、模擬量調(diào)節(jié)和聯(lián)網(wǎng)通信等，因此美國電氣制造協(xié)會于1980年將它正式命名為可編程控制器（Programmable Co

20、ntroller），簡稱PC。但近年來PC又成為個人計算機（Personal Computer）的簡稱，為避免發(fā)生混淆，我們?nèi)园芽删幊炭刂破骱喎Q為PLC。1、PLC的產(chǎn)生傳統(tǒng)的繼電器控制具有結(jié)構(gòu)簡單、易于掌握、價格便宜等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣。但是，這些控制裝置體積大、動作速度較慢、耗電較多、功能少，特別是接線復(fù)雜、排除故障非常困難而且要花費大量的時間。如果工藝要求發(fā)生變化，控制柜內(nèi)的元件和接線也需要作相應(yīng)的變動，改造的工期長、費用高，通用性和靈活性較差。1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號的不斷翻新，想尋找一種方法，以盡可能減少重新設(shè)計繼電器控制系統(tǒng)和接

21、線、降低成本、縮短時間，而考慮把計算機的功能完善、通用靈活等優(yōu)點與繼電器控制的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，制成一種通用控制裝置，提出了研制PLC的基本設(shè)想：編程簡單方便，可在現(xiàn)場修改程序；硬件維護方便，最好是插件式結(jié)構(gòu)；可靠性要高于繼電器控制裝置；體積小于繼電器控制裝置；可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機；成本上可與繼電器競爭；輸入可以是交流115V；輸入為交流115V，2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥；擴展時，原有系統(tǒng)只需做很小的改動；用戶程序存儲器容量器容量至少可以擴展到4K。根據(jù)以上設(shè)想和要求，1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出世界上第一臺可編程控制器，并在通用汽車公司的汽車生

22、產(chǎn)線上試用成功，從而開創(chuàng)了工業(yè)控制的新局面。從此，這一更新技術(shù)就以很快的速度發(fā)展起來，現(xiàn)代的PLC已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC，機器人和CADCAM）之一。2、PLC的特點（1）編程方法簡單易學(xué) 考慮到企業(yè)中一般電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人的傳統(tǒng)讀圖習(xí)慣和應(yīng)用微機的實際水平，PLC配備有他們最容易接受和掌握的梯形圖語言。梯形圖語言的電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖非常接近。而且某些僅有開關(guān)量邏輯控制功能的PLC只有十幾條指令。通過閱讀PLC的使用手冊或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員或技術(shù)工人只要幾天的時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。 （2）硬件配套齊全，用戶使用方便PLC配備有品種

23、齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶不必自己設(shè)計和制作硬件裝置。用戶在硬件方面的設(shè)計工作只是確定PLC的硬件配置和外部接線。PLC的安裝接線也很方便。 （3）通用性強，適應(yīng)性強 PLC的生產(chǎn)具有系列化和模塊化特點，硬件配置相當(dāng)靈活，可以很方便地組成能滿足各種控制要求的控制系統(tǒng)。組成系統(tǒng)后，如果工藝變化，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)變化。 （4）可靠性高，抗干擾能力強 絕大多數(shù)用戶都將可靠性作為選擇控制裝置的首要條件。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。PLC的平均無故障間隔時間高，如日本三菱公司的F1、F2系列PLC的平均無故障間隔時間長達30萬

24、小時，這是一般微機所不能比擬的。 （5）系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序很容易掌握，設(shè)計和調(diào)試梯形圖所花的時間比設(shè)計繼電器系統(tǒng)電路圖花的時間要少得多。（6）維修工作量小，維修方便PLC的故障率很低，并且有完善的診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生故障時，可以根據(jù)PLC上的指示燈或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因。用更換模塊的方法可以迅速地排除PLC的故障。 （7）體積小，能耗低 以F1一40M型PLC為例，其外形尺寸為305×l

25、l0×110mm，功耗小于25VA。由于體積小，PLC很容易裝入機械設(shè)備內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想的控制設(shè)備。3、PLC的等效電路和工作原理可編程序控制器的工作原理與計算機的工作原理基本上是一致的，可以簡單地表述為系統(tǒng)程序的管理下，通過運行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。但個人計算機與PLC的工作方式有所不同，計算機一般采用等待命令的工作方式。如常見的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式。當(dāng)鍵盤有鍵按下或I/O口有信號輸入時則中斷轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序。而PLC在確定了工作任務(wù)，裝入了專業(yè)程序后成為一種專用機，它采用循環(huán)掃描工作方式，系統(tǒng)工作任務(wù)管理及應(yīng)用程序執(zhí)行都是循環(huán)掃描方式完成的。（1）PLC的等效

26、電路圖9-2 PLC的等效電路PLC的工作酷似一個繼電器系統(tǒng)，其等效電路可分為三部分：輸入部分、內(nèi)部控制電路和輸出部分，如圖9-2所示，圖中“”為PLC內(nèi)部用程序?qū)崿F(xiàn)的軟繼電器的線圈，“”為常開觸點，“”為常閉觸點。輸入部分這部分的作用是收集被控設(shè)備的信息或操作命令。輸入端子外接行程開關(guān)、按鈕等的觸頭，內(nèi)連輸入繼電器線圈。輸入繼電器由外部信號通過輸入端子驅(qū)動，可提供無限多對常開、常閉的軟觸點供內(nèi)部使用。內(nèi)部控制電路由用戶根據(jù)控制要求編制的程序所組成，其作用是按用戶程序的控制要求對輸入信號進行運算處理，判斷哪些信號需要輸出，并將得到的結(jié)果輸出給負載。PLC內(nèi)部有許多類型的器件，如定時器（T）、計

27、數(shù)器（C）、輔助繼電器（M）等，它們都有許多對用軟件實現(xiàn)的常開、常閉觸點。編寫的梯形圖是將這些軟器件進行內(nèi)部接線，完成被控設(shè)備的控制要求。輸出部分這部分的作用是驅(qū)動外部負載，所以輸出端子是PLC向外部負載輸出信號的端子，其內(nèi)連輸出繼電器（Y）的一對常開觸點。輸出繼電器除提供一對常開觸點驅(qū)動負載以外，還可以提供無數(shù)對常開、常閉觸點供內(nèi)部使用。第四章. PLC的應(yīng)用設(shè)計4.1 PLC系統(tǒng)設(shè)計的基本原則隨著PLC功能的不斷增強，通信網(wǎng)絡(luò)化的實現(xiàn)以及功能模塊的專用化，使得PLC的應(yīng)用場合愈加多樣性，它所控制的系統(tǒng)也越來越復(fù)雜。因此，PLC的系統(tǒng)設(shè)計不可能歸納出一個適合于任何PLC控制系統(tǒng)的具體準(zhǔn)則和步

28、驟，下面只敘述PLC控制系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵守的基本原則。1. 歸納出被控系統(tǒng)的工作流程在應(yīng)用PLC時，首先需要詳細了解被控對象的特點，明確生產(chǎn)設(shè)備的控制過程與要求，例如控制對象的動作順序，相互之間的約束關(guān)系，驅(qū)動裝置的工作電壓、電流、功率以及驅(qū)動時間等。在此基礎(chǔ)上，進一步熟悉生產(chǎn)工藝流程，對控制系統(tǒng)中的所有功能和指標(biāo)，進行歸類整理，明確其控制任務(wù)。對于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，應(yīng)歸納出工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖。一個清晰完整準(zhǔn)確的流程圖，將為PLC的系統(tǒng)設(shè)計帶來十分便捷的作用。2. 確定系統(tǒng)的控制方案(1)確定控制范圍就是確定受控對象與PLC之間的輸入、輸出關(guān)系。例如確定哪些是輸入信號類型(如按鈕、行程開關(guān)等開

29、關(guān)量信號以及溫度、壓力等模擬量信號等)及性能要求(例如精度、幅度、速度等)；明確哪些信號是輸出到受控對象(例如執(zhí)行機構(gòu)和狀態(tài)顯示)等；并考慮這些信號的輸入接口以及輸出接口問題，例如輸入信號的高低電平匹配、波特率等參數(shù)要求，輸出信號與執(zhí)行機構(gòu)的匹配等。明確上述關(guān)系和要求，實現(xiàn)參數(shù)控制的具體方案，將為確定PLC控制所需的硬件和軟件結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。(2)確定控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案。如果沒有通信網(wǎng)絡(luò)，則這一步可省略。關(guān)于通信網(wǎng)絡(luò)的方案選擇，請見可編程序控制器通信與網(wǎng)絡(luò)一書。3進行系統(tǒng)設(shè)計將PLC用于實際控制系統(tǒng)的工作，稱為PLC的系統(tǒng)設(shè)計，它包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分。硬件設(shè)計是根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的

30、控制要求、工藝要求和技術(shù)要求等，對PLC進行選型和硬件配置；軟件設(shè)計是PLC的應(yīng)用程序設(shè)計。硬件和軟件的設(shè)計一般可以同時進行。 4.2 PLC的I/O分配PLC的安裝、接線和硬件設(shè)置，雖然工作都不太復(fù)雜，但也要認(rèn)真完成。為了防止接線錯誤，首先要對I/O點進行分配，做成一個I/O分配表，并設(shè)計PLC的I/O端口接線圖。在分配I/O點編號時，盡量將同類的信號集中配置，地址號按順序連續(xù)編排。例如，對彼此關(guān)聯(lián)的輸出器件(正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，前進和后退)等，它們的地址應(yīng)連續(xù)編號。一般來說，中間繼電器、定時器、計數(shù)器等元件，不必列在I/O表中。對于微型或小型系列的PLC，如果控制功能少，且I/O點數(shù)不多時，則I/

31、O分配表可按順序排列，列出了用一臺CS1系列PLC控制U型折扳機的I/O分配情況。 輸入部分輸出部分輸入設(shè)備輸入點編號輸出設(shè)備輸出點編號起動按鈕X400磨頭電動機接觸器Y530停止按鈕X401磨頭上1YVY531磨頭上升限位開關(guān)SQG1X402磨頭下2YVY532磨頭下降限位開關(guān)SQG2X403臺升3YVY533回轉(zhuǎn)工作臺上升限位開關(guān)SQ1X404臺降4YVY534回轉(zhuǎn)工作臺下降限位開關(guān)SQ2X405液壓缸轉(zhuǎn)位5YVY535回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)到位動作開關(guān)SQ3X406液壓缸復(fù)位6YVY536液壓缸復(fù)位壓合開關(guān)SQ4X407磨頭上升超行程限位開關(guān)SQ5X500磨頭下降超行程限位開關(guān)SQ6X501工位時

32、壓下其余均不受壓SQ7X502對于中型以上系列的PLC，一般需要完成多個功能，若將I/O點按順序分配，將給編程和調(diào)試帶來不便。為此，其I/O分配應(yīng)按照功能把輸入、輸出分段，將相同功能的輸入模塊和輸出模塊組成一組。則在PLC機架上形成輸入模塊和輸出模塊交叉插放。例如用一臺I/O容量各為512點的PLC來控制五臺交流異步電動機的起動，假設(shè)每臺電動機的起動互鎖條件(輸入)為8點，起動命令(輸入)為6點(點動、手動和自動)，起動和停止輸出各1點，與電動機同時起動的電磁閥(輸出)2個(點)，顯示燈(輸出)2個(點)。即輸入有14點，輸出有6點，則按功能劃分的I/O分配情況，在此基礎(chǔ)上，還可以將各臺PLC

33、的控制再按順序?qū)/O進行分配。4.3 PLC的安裝與接線每種工業(yè)設(shè)備對外部環(huán)境都有特定的要求，PLC的安裝也不例外。如果不滿足安裝環(huán)境，有可能不會影響PLC的正常功能，但會影響PLC的可靠性和使用壽命。下面簡要介紹PLC的安裝環(huán)境。(1)不適合安裝PLC的場合 周圍溫度低于0 °C 或高于55 °C 的場合。 有劇烈溫度變化或冷凝的場合。 周圍濕度低于10%或高于90%的場合。 遭受腐蝕性或可燃性氣體的場合。 遭受過度灰塵、鹽蝕或金屬粉末填充的場合。 PLC易遭受到直接沖擊或激烈振動的場合。 直接暴露在日光下的場合。 PLC可能受水、油或化學(xué)品侵蝕的場合。(2) 應(yīng)對PLC加以保護的場合 在PLC易遭受到靜電、強電磁場或其它干擾的場合，應(yīng)采取相應(yīng)的靜電防護、磁場屏蔽以及抗干擾措施。 在PLC可能遭受到放射源輻射的場合，應(yīng)對輻射源做好屏蔽措施。 PLC不能安裝在裝有高壓設(shè)備的控制屏上，當(dāng)PLC位置靠近供電線時，PLC的安裝位置至少離電源線200mm以上。 為了確保PLC不致過熱，需要考慮機架之間的凈空距離和采用風(fēng)扇進行冷卻。安裝PLC的機架之間應(yīng)該有足夠的空間，供I/O布線，但是I/O布線不應(yīng)該妨礙散熱。在確定機架之間的距離時，應(yīng)該考慮線槽的寬度、通風(fēng)和PLC單元拆裝的方便程度等因素