PLC任務(wù)設(shè)計(jì)書

1、任務(wù)設(shè)計(jì)書設(shè)計(jì)題目C650臥式普通車床PLC電氣改造設(shè)計(jì)要求1.分析C650臥式普通車床的工作原理；2.設(shè)計(jì)PLC對C650臥式普通車床進(jìn)行改造的硬件電路；3.設(shè)計(jì)PLC對C650臥式普通車床進(jìn)行控制的軟件程序；4.進(jìn)行調(diào)試,找出問題,并改進(jìn)設(shè)計(jì)；5.撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。設(shè)計(jì)進(jìn)度要求：第一周： 確定題目、準(zhǔn)備資料、講解課題；第二周： 企業(yè)實(shí)習(xí)、收集C650臥式普通車床的資料；第三、四周： 方案設(shè)計(jì)；第五、六周： 調(diào)試修正；第七周： 寫設(shè)計(jì)說明書；第八周： 打印報(bào)告、準(zhǔn)備答辯。指導(dǎo)教師（簽名）： 摘要可編程控制器是在繼電器控制和計(jì)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

2、動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)為一體，以工業(yè)自動(dòng)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(dòng)控制中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可編程控制器是工業(yè)自動(dòng)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(shí)其內(nèi)部定時(shí)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/輸出接口調(diào)理功能、人機(jī)界面功能。在系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)，可由一臺計(jì)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)，

3、以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是利用PLC（Programmable Logic Controller）對C650型車床的電器部分進(jìn)行改造。首先我對本設(shè)計(jì)進(jìn)行總體的分析，使自己有一個(gè)大致的總體概念，然后仔細(xì)分析C650車床，對車床主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)還有其它的輔助運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行分析。最后根據(jù)控制電路的線路圖，編譯PLC的梯形圖，編譯通過后，利用PLC實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真。因此使C650車床在完成原有的功能特點(diǎn)外，還具有安裝簡便、穩(wěn)定性好、易于維修、擴(kuò)展能力強(qiáng)等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：可編程控制器，車床，梯形圖，電氣控制系統(tǒng)目錄摘要II1可編程控制器概述及構(gòu)成原理11.1 可編程控制器的產(chǎn)生及定義1

4、1.2 可編程控制器的特點(diǎn)21.3 可編程控制器的應(yīng)用及發(fā)展32 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述52.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求52.2 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖52.3 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟73 電氣功能的主要分析和特點(diǎn)113.1 C650型臥式車床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)情況113.2 車床對電力拖動(dòng)的要求123.3 控制線路特點(diǎn)與電氣線路概述124 硬件的概述174.1 PLC 類型的簡介174.2 PLC的特點(diǎn)174.3 選配PLC型號184.4 車床控制PLC電氣原理圖及I/O分配圖194.5外部硬件接線電路205 軟件的概述215.1 S7200 PLC編程軟件STEP 7-Micro/

5、WIN的介紹215.2 梯形圖21結(jié)論23致謝24參考文獻(xiàn)251可編程控制器概述及構(gòu)成原理1.1 可編程控制器的產(chǎn)生及定義1.1.1 可編程控制器的產(chǎn)生20世紀(jì)是人類科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的一個(gè)世紀(jì)，電器控制技術(shù)也由繼電器控制過度到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。各種工業(yè)用計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)品的出現(xiàn)，對提高機(jī)械設(shè)備自動(dòng)控制性能起到關(guān)鍵的作用。進(jìn)入21世紀(jì)，各種自動(dòng)控制產(chǎn)品在向控制可靠、操作簡單、通用性強(qiáng)、價(jià)格低廉的方向發(fā)展，是自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)越來越容易。自動(dòng)控制裝置的研究，是為了最大限度的滿足人們對機(jī)械設(shè)備的要求。在1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）首先研制出第一臺符合要求的控制器，即可編程邏輯控制器，并在美國GE公司

6、的汽車自動(dòng)裝置上試用成功。此后，這項(xiàng)研究技術(shù)迅速發(fā)展，從美國、日本、歐洲普及到全世界。我國從1976年開始研制，1977年應(yīng)用與工業(yè)控制。目前已有型號數(shù)百種?？删幊炭刂破鲬?yīng)具備的10項(xiàng)指標(biāo)：（1） 編程簡單，可在現(xiàn)場修改和調(diào)試程序；（2） 維護(hù)方便，采用插入式，模塊結(jié)構(gòu)；（3） 可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；（4） 體積小于繼電器控制柜；（5） 成本可與繼電器控制系統(tǒng)相競爭；（6） 能與管理中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信；（7） 輸入量是115V交流電壓（美國電網(wǎng)電壓110）；（8） 輸出量為115V，輸出電流在2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；（9） 系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只需要作很小改動(dòng)；（10） 用戶程序存儲

7、器容量至少4KB。1.1.2 可編程控制器的定義IEC在1987年對可編程控制器下的定義是：可編程控制器是一種數(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(jì)；它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令；并通過數(shù)字式或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。1.2 可編程控制器的特點(diǎn)1.2.1 可編程控制器的特點(diǎn)（1）軟硬件功能強(qiáng)PLC的功能非常強(qiáng)大，其內(nèi)部具備很多功能，如時(shí)序、計(jì)數(shù)器、主控繼電器、移位寄存器及中間寄存器等，能夠方便

8、地實(shí)現(xiàn)延時(shí)、鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)和強(qiáng)制I/O等功能。PLC不僅可進(jìn)行邏輯運(yùn)算，算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及順序控制，還可以實(shí)現(xiàn)模擬運(yùn)算、顯示、監(jiān)控、打印及報(bào)表生成等功能，并具有完善的輸入輸出系統(tǒng)。PLC能夠適應(yīng)各種形式的開關(guān)量和模擬量的輸入、輸出控制，還可以和其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、控制設(shè)備共同組成分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)成組數(shù)據(jù)傳送、矩陣運(yùn)算、閉環(huán)控制、排序與查表、函數(shù)運(yùn)算及快速中斷等功能。PLC的編程語言豐富，可分為梯形圖語言、邏輯功能語言、指令表、順序功能4種。特別是梯形圖語言，它直觀、方便，只要有了通常的繼電接觸器電路圖、邏輯圖或邏輯方程，就等于有了PLC系統(tǒng)的用戶程序，很適合電器工程技術(shù)人員使用。（2）使

9、用維護(hù)方便PLC不需要像計(jì)算機(jī)控制那樣在輸入輸出接口上做大量的工作。PLC的輸入輸出接口是已經(jīng)按不同需求做好的，可直接與控制現(xiàn)場的設(shè)備相連接的接口。如輸入接口可以與各種開關(guān)、傳感器連接；輸出接口具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，可以直接與繼電器，接觸器、電磁閥等連接。不論是輸入接口或輸出接口，使用都很簡單。PLC具有很強(qiáng)的監(jiān)控功能，利用編程器、監(jiān)視器或觸摸屏等人機(jī)界面可對PLC的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控 （3）運(yùn)行穩(wěn)定可靠由于PLC采用了微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作有無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，同是還采用了屏蔽，濾波，隔離等抗干擾措施，所以其平均無故障時(shí)間在2萬小時(shí)以上。特別是在制造工藝上加強(qiáng)了抗干擾措施，例如輸入輸出

10、都采用光電隔離，能有效的隔離PLC內(nèi)部電路與輸入輸出電路之間的聯(lián)系，從而避免了有輸入輸出同道串入的干擾信號引起的誤動(dòng)作。PLC還采取了屏蔽，輸入延時(shí)濾波等軟，硬件措施，有效的防止了空間電磁干擾，特別對高頻傳導(dǎo)干擾信號具有良好的抑制作用。所以這一切措施，都有效的保證了PLC在惡劣的工作環(huán)境下能正常穩(wěn)定的運(yùn)行。（4）組成靈活可編程控制器品種很多。小型PLC為整體結(jié)構(gòu)，并可外接I/O擴(kuò)展機(jī)箱構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)。中大型PLC采用分體模塊式結(jié)構(gòu)，設(shè)有各種專用功能模塊（開關(guān)量、模擬量輸入/輸出模塊、位控模塊、伺服、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊等）供選用和組合，由各種模塊組成大小和要求不同的控制系統(tǒng)。外部控制電路雖然仍為硬

11、接線系統(tǒng)，但當(dāng)受控對象的控制要求改變時(shí)，可以在線使用編程器修改用戶程序來滿足新的控制要求，最大限度地縮短了工藝更新所需要的時(shí)間。1.3 可編程控制器的應(yīng)用及發(fā)展1.3.1 可編程控制器的應(yīng)用目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛的應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保以及文化娛樂等各行各業(yè)，隨著PLC性能價(jià)格比的不斷提高，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，大致可歸納以下幾類：（1）開關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，可用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制等，例如注塑機(jī)、印刷機(jī)械、組合機(jī)械、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流

12、水線等等。（2）位置控制大多數(shù)的PLC制造商，目前都提供拖動(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，這一功能可廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、金屬成型機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人和電梯等。（3）過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制，PLC通過模擬量I/O模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間A/D、D/A轉(zhuǎn)換，并對模擬量進(jìn)行閉環(huán)PID（Pro-portional-Integral-Derivative）控制?，F(xiàn)代的大、中型PLC一般都有PID閉環(huán)控制模塊，這一功能可用PID子程序來實(shí)現(xiàn)，也可用專用的智能PID模塊實(shí)現(xiàn)。 （4）數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（包括矩陣運(yùn)算

13、、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳遞、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作功能。也能完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可通過接口傳送到其它智能裝置，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相互之間，PLC與上位計(jì)算機(jī)，PLC和其它智能設(shè)備見間的通信。PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可以直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換器相連接成網(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，各PLC系統(tǒng)或遠(yuǎn)程I/O模塊按功能各自放置在生產(chǎn)現(xiàn)場分散控制。然后采用網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成集中管理信息分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。1.3.2 可編程控制器的發(fā)展隨著技術(shù)

14、的發(fā)展和市場需求的增加，PLC的結(jié)構(gòu)和功能也不斷改進(jìn)，生產(chǎn)廠家不斷推出功能更強(qiáng)的PLC新產(chǎn)品，平均35年更新?lián)Q代一次。如西門子公司在S5系列PLC的基礎(chǔ)上又推出了S7系列PLC，性能價(jià)格越來越高。S7300屬中小型PLC，有很強(qiáng)的模擬器處理能力和數(shù)字運(yùn)算功能，用戶程序存儲容量達(dá)24KB，具有許多過去大型PLC才具有的功能。它的掃描速度為1000條0.3ms，超過了許多大型PLC?，F(xiàn)代PLC的發(fā)展主要有二大趨勢：其一是向體積更小，速度更快，功能更強(qiáng)，價(jià)格更低的微小型PLC方面發(fā)展；其二是向大型網(wǎng)絡(luò)化，高可靠性，好的兼容性，多功能方面發(fā)展。2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述2.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求P

15、LC的內(nèi)部控制結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)、微機(jī)相似，但其接口電路不同,編程語言也不一致。因此PLC控制系統(tǒng)與微機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)過程不完全相同，需要根據(jù)PLC本身的特點(diǎn)、性能進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)被控對象的工藝要求，以及生產(chǎn)效率和產(chǎn)品產(chǎn)量的進(jìn)一步提高最大限度地發(fā)揮PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。2.1.1 流程圖功能說明（1）根據(jù)生產(chǎn)的工藝分析控制要求：如需要完成的動(dòng)作（動(dòng)作順序、動(dòng)作條件及必須的保護(hù)和聯(lián)鎖）、操作方式（手動(dòng)、自動(dòng)；連續(xù)、單周期及單步等）；（2）根據(jù)控制要求確定所需要的用戶輸入、輸出設(shè)備、據(jù)此確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)；（3）選擇PLC；（4）分配PLC的I/O接口，設(shè)計(jì)I/O電氣接口接圖；（5）進(jìn)行PLC程

16、序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制臺（柜）的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。在設(shè)計(jì)傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)時(shí)，必須在控制線路（接線程序）設(shè)計(jì)完成后，才能進(jìn)行控制臺（柜）設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。采用PLC控制，可以使整個(gè)工程的周期縮短。2.1.2 PLC程序設(shè)計(jì)的步驟（1）繪制系統(tǒng)流程圖；（2）設(shè)計(jì)梯形圖；（3）根據(jù)梯形圖編制程序清單；（4）用編程其將程序鍵入到PLC的用戶程序存儲器中，并檢驗(yàn)后鍵入的程序是否正確；（5）調(diào)試和修改程序，直到滿足要求為止；（6）控制臺現(xiàn)場施工完成后進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試；（7）編制技術(shù)文件。2.2 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖 圖2.1系統(tǒng)流程圖2.3 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟2.3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 （1）

17、擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書的形式來確定，它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)；（2）選擇電氣傳動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)；（3）選定PLC的型號； （4）編制PLC的輸入/輸出分配表或繪制輸入/輸出端子接線圖；（5）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫軟件規(guī)格說明書，然后再用相應(yīng)的編程語言（常用圖形）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)； （6）了解并遵循用戶認(rèn)知心理學(xué)，重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)人與機(jī)器之間的友善關(guān)系；（7）設(shè)計(jì)操作臺、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件； （8）編寫設(shè)計(jì)說明書和使用說明書。 2.3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟：（1）深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要

18、求 被控對象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程?？刂埔笾饕缚刂频幕痉绞健?yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立部分，這種可化繁為簡，有利于編程和調(diào)試。（2）確定I/O設(shè)備 根據(jù)被控對象對PLC控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。（3）選擇合適的PLC類型 根據(jù)已確定的用戶I/O設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號和輸出信號的點(diǎn)數(shù)，選擇合適的PLC類型，包括機(jī)型、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。 （

19、4）分配I/O點(diǎn) 分配PLC的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入/輸出分配表或者畫出輸入/輸出端子的接線圖。接著九可以進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。（5）設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序 根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。（6）將程序輸入PLC 當(dāng)使用簡易編程器將程序輸入PLC時(shí)，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程時(shí)，可通過上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到PLC中去。 （7）進(jìn)行軟件

20、測試程序輸入PLC后，應(yīng)先進(jìn)行測試工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過程中，難免會有疏漏的地方。因此在將PLC連接到現(xiàn)場設(shè)備上去之前，必需進(jìn)行軟件測試，以排除程序中的錯(cuò)誤，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。 （8）應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試 在PLC軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，如果控制系統(tǒng)是由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。（9）編制技術(shù)文件 系統(tǒng)技術(shù)文件包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、PLC梯形圖。（10）分配輸入/輸出點(diǎn) 一般輸入點(diǎn)和輸入信號、輸出點(diǎn)和輸出控制是一一對應(yīng)的。

21、 分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號，分配給每一個(gè)輸入信號和輸出信號，即進(jìn)行編號。在個(gè)別情況下，也有兩個(gè)信號用一個(gè)輸入點(diǎn)的，那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個(gè)觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián)），然后再接到輸入點(diǎn)。（11）確定I/O通道范圍不同型號的PLC，其輸入/輸出通道的范圍是不一樣的，應(yīng)根據(jù)所選PLC型號，查閱相應(yīng)的編程手冊，決不可“張冠李戴”。必須參閱有關(guān)操作手冊。 （12）內(nèi)部輔助繼電器內(nèi)部輔助繼電器不對外輸出，不能直接連接外部器件，而是在控制其他繼電器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器時(shí)作數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù)處理用。從功能上講，內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。未分配模塊的輸入/輸出繼電器區(qū)以及未

22、使用1：1鏈接時(shí)的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設(shè)計(jì)的需要，應(yīng)合理安排PLC的內(nèi)部輔助繼電器，在設(shè)計(jì)說明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途，避免重復(fù)使用。參閱有關(guān)操作手冊。 （13）分配定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 PLC的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)量分別見有關(guān)操作手冊。PLC軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及步驟，PLC軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。在了解了PLC程序結(jié)構(gòu)之后，就要具體地編制程序了。編制PLC控制程序的方法很多，這里主要介紹幾種典型的編程方法。圖解法編程，圖解法是靠畫圖進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)。為此，不少PLC生產(chǎn)廠家在自己的PLC中增加了步進(jìn)順控指令。在畫完各個(gè)步進(jìn)的狀態(tài)流程圖之后，可以利用步進(jìn)順控

23、指令方便地編寫控制程序。2.3.3 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是通過PLC編程軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、離線或在線編程、離線仿真和在線調(diào)試等等。使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上離線或在線編程、在線調(diào)試，使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序的存取、加密以及形成EXE運(yùn)行文件。 2.3.4 編制控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖 從邏輯關(guān)系圖上，可以反應(yīng)出某一邏輯關(guān)系的結(jié)果是什么，這一結(jié)果又導(dǎo)出哪些動(dòng)作。這個(gè)邏輯關(guān)系可以是以各個(gè)控制活動(dòng)順序?yàn)榛鶞?zhǔn)，也可能是以整個(gè)活動(dòng)的時(shí)間節(jié)拍為基準(zhǔn)。邏輯關(guān)系圖反映了控制過程中控制作用與被控對象的活動(dòng)，也反應(yīng)了輸入與輸出的關(guān)系。2.3.5 繪制各種電路圖 繪制

24、各種電路的目的，是把系統(tǒng)的輸入輸出所設(shè)計(jì)的地址和名稱聯(lián)系起來。這是很關(guān)鍵的一步。在繪制PLC的輸入電路時(shí)，不僅要考慮到信號的連接點(diǎn)是否與命名一致，還要考慮到輸入端的電壓和電流是否合適，也要考慮到在特殊條件下運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定條件等問題。特別要考慮到能否把高壓引導(dǎo)到PLC的輸入端，把高壓引入 PLC輸入端，會對PLC造成比較大的傷害。在繪制PLC的輸出電路時(shí)，不僅要考慮到輸出信號的連接點(diǎn)是否與命名一致，還要考慮到PLC輸出模塊的帶負(fù)載能力和耐電壓能力。此外，還要考慮到電源的輸出功率和極性問題。在整個(gè)電路的繪制中，還要考慮設(shè)計(jì)的原則努力提高其穩(wěn)定性和可靠性。雖然用PLC進(jìn)行控制方便、靈活。但是在電

25、路的設(shè)計(jì)上仍然需要謹(jǐn)慎、全面。因此，在繪制電路圖時(shí)要考慮周全，何處該裝按鈕，何處該裝開關(guān)，都要一絲不茍。 2.3.6 編制PLC程序并進(jìn)行模擬調(diào)試 在繪制完電路圖之后，就可以著手編制PLC程序了。當(dāng)然可以用上述方法編程。在編程時(shí)，除了要注意程序要正確、可靠之外，還要考慮程序要簡捷、省時(shí)、便于閱讀、便于修改。編好一個(gè)程序塊要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，這樣便于查找問題，便于及時(shí)修改，最好不要整個(gè)程序完成后一起算總帳。2.3.7 制作控制臺與控制柜 在繪制完電器、編完程序之后，就可以制作控制臺和控制柜了。在時(shí)間緊張的時(shí)候，這項(xiàng)工作也可以和編制程序并列進(jìn)行。在制作控制臺和控制柜的時(shí)候要注意選擇開關(guān)、按鈕、繼電器等

26、器件的質(zhì)量，規(guī)格必須滿足要求。設(shè)備的安裝必須注意安全、可靠。比如說屏蔽問題、接地問題、高壓隔離等問題必須妥善處理?，F(xiàn)場調(diào)試是整個(gè)控制系統(tǒng)完成的重要環(huán)節(jié)。任何程序的設(shè)計(jì)場調(diào)試就能使用的。只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序不能滿足系統(tǒng)要求之處；只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制電路和控制程序發(fā)生矛盾之處；只有進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試才能最后實(shí)地測試和最后調(diào)整控制電路和控制程序，以適應(yīng)控制系統(tǒng)的要求。 3 電氣功能的主要分析和特點(diǎn)臥式車床是機(jī)械加工中廣泛使用的一種機(jī)床，可以用來加工各種回轉(zhuǎn)表面、螺紋和端面。臥式車床通常由一臺主電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，經(jīng)由機(jī)械傳動(dòng)鏈，實(shí)現(xiàn)切削主運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的輸出，其運(yùn)動(dòng)速度由變速齒輪

27、箱通過手柄操作進(jìn)行切換。刀具的快速移動(dòng)、冷卻泵和液壓泵等，常采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。圖.臥式車床外觀圖、床身、主軸、刀架、溜板箱3.1 C650型臥式車床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)情況C650型臥式車床主要由床身、主軸、刀架、溜板箱和尾架等部分組成。該車床有兩種主要運(yùn)動(dòng)：一種是安裝在床身主軸箱中的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，稱為主運(yùn)動(dòng)；另一種是溜板箱中的溜板帶動(dòng)刀架的直線運(yùn)動(dòng)，稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。刀安裝在刀架上，與滑板一起隨溜板箱沿主軸軸線方向?qū)崿F(xiàn)進(jìn)給移動(dòng)，主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和溜板箱的移動(dòng)均由住電機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于加工的工件比較大，加工時(shí)其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也比較大，需停車時(shí)不易立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)楸仨氂型＼囍苿?dòng)的功能，較好的停車制動(dòng)是采電氣制動(dòng)方法。為了

28、加工螺紋等工件，主軸需要正反轉(zhuǎn)，主軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)工件的材料、尺寸、工藝要求及刀住的種類不同而變化，要求在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)可進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。在加工過程中，還需提供切削液，為減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)約輔助工作時(shí)間，要求帶動(dòng)刀架移動(dòng)的溜板能夠快速移動(dòng)。車床的運(yùn)動(dòng)形式有：（1）主運(yùn)動(dòng) 主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 帶動(dòng)刀架的直線移動(dòng)3.2 車床對電力拖動(dòng)的要求（1）主電動(dòng)機(jī)Ml(功率為30kw)，完成主軸主運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)采用直接起動(dòng)的方式起動(dòng)，可正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并可進(jìn)行正反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動(dòng)。為加工調(diào)整方便，還具有點(diǎn)動(dòng)功能。 （2）電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)冷卻泵，在加工時(shí)提供切削液，采用直接起

29、動(dòng)停止方式并且為連續(xù)工作狀態(tài)。 （3）快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3，電動(dòng)機(jī)可根據(jù)使用需要，隨時(shí)手動(dòng)控制起停。3.3 控制線路特點(diǎn)與電氣線路概述（1）控制線路的特點(diǎn)控制線路裝設(shè)有總起動(dòng)按鈕和總停止按鈕，便于操縱和緊急停車。主電路、控制線路及照明線路的電源引入開關(guān)均采用隔離開關(guān)。由于電動(dòng)機(jī)容量較小，所以三臺異步電動(dòng)機(jī)均采用直接起動(dòng)控制線路。M1、M2采用熱繼電器做過載保護(hù)?？刂凭€路采取了電氣措施，以防止發(fā)生電源短路事故。（2）電氣線路概述 主電路由三臺三相異步交流電動(dòng)機(jī)及其附屬電路元件組成。三臺異步電動(dòng)機(jī)均采用接觸器直接起動(dòng)。M1是主軸電機(jī)，功率為30kw，由交流接觸器KM1、KM2、KM3控制其起動(dòng)與停止

30、。熱繼電器FR1是過載保護(hù)電器。短路保護(hù)電器是FU1。M2是冷卻泵電動(dòng)機(jī)，接觸器KM4控制M2，M2的短路保護(hù)電器是FU4，熱繼電器FR2是過載保護(hù)電器。M3是快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，接觸器KM5控制M3，其短路保護(hù)電器的FU5。主電路電源電壓為交流380v，隔離開關(guān)QS作為電源引入開關(guān)?？刂凭€路電源電壓為交流110v，照明電壓為36v，由控制變壓器TC提供電源?？刂凭€路、照明電路均由相應(yīng)的熔斷器作為短路保護(hù)電器。表3.1 電氣元件符號及功能說明序號名稱及用途序號名稱及用途M1主電動(dòng)機(jī)SB1總停按鈕M2冷卻泵電動(dòng)機(jī)SB2主電動(dòng)機(jī)正向電動(dòng)按鈕M3快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)SB3主電動(dòng)機(jī)正向啟動(dòng)按鈕KM1主電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)

31、接觸器SB4主電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)按鈕KM2主電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器SB5冷卻泵電動(dòng)機(jī)停止按鈕KM3短接限流電阻接觸器SB6冷卻泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕KM4冷卻泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)接觸器TC控制變壓器KM5快移電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)接觸器FU06熔斷器KA中間繼電器FR1主電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)熱繼電器KT通電延時(shí)時(shí)間繼電器FR2冷卻泵電動(dòng)機(jī)保護(hù)熱繼電器SQ快移電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)行程開關(guān)R限流電阻SA開關(guān)EL照明燈KS速度繼電器TA電流互感器A電流表QS隔離開關(guān)圖3.2 C650車床電氣原理圖本機(jī)床使用380V、50HZ三相交流電源。根據(jù)特殊定貨，亦可使用220V、50HZ、380V、60HZ、420V、50HZ、220V/440V、60HZ等三

32、相交流電源。控制電路，照明電路由控制變壓器供電。電壓分別為110V、36V。（3）主電路分析圖3.2所示的主電路中有三臺電動(dòng)機(jī)，隔離開關(guān)QS將380V的三相電源引入。電動(dòng)機(jī)M1的電路接線分三部分：第一部分由正轉(zhuǎn)控制交流接觸器KM1和反轉(zhuǎn)控制交流接觸器KM2的兩組主觸點(diǎn)構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)接線；第二部分為電流表A經(jīng)電流互感器TA接在主電動(dòng)機(jī)M1的主回路上以監(jiān)視電動(dòng)機(jī)繞組工作時(shí)的電流變化。為防止電流表被啟動(dòng)電流沖擊損壞，利用時(shí)間繼電器KT的延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)，在啟動(dòng)的短時(shí)間內(nèi)將電流表暫時(shí)短接掉；第三部分為一串聯(lián)電阻控制部分，交流接觸器KM3的主觸點(diǎn)控制限流電阻R的接入和切除，在進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)調(diào)整時(shí)，為防止連續(xù)的

33、啟動(dòng)電流造成電動(dòng)機(jī)過載，串入限流電阻R保證電路設(shè)備的正常運(yùn)行。速度繼電器KS的速度檢測部分與電動(dòng)機(jī)的主軸同軸相聯(lián)，在停車制動(dòng)過程中，當(dāng)主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于KS的動(dòng)作值時(shí)，其常開觸點(diǎn)可將控制電路中反接制動(dòng)的相應(yīng)電路切斷，完成停車制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)M2有接觸器KM4的主觸點(diǎn)控制其主電路的接通和斷開，電動(dòng)機(jī)M3由交流接觸器KM5的主觸點(diǎn)控制。為保證主電路的正常運(yùn)行，主電路中還設(shè)置了熔斷器的短路保護(hù)環(huán)節(jié)和熱繼電器的過載保護(hù)環(huán)節(jié)。（4）控制電路分析 控制電路可分為主電動(dòng)機(jī)M1的控制電路和電動(dòng)機(jī)M2及M3的控制電路部分。由于主電動(dòng)機(jī)控制電路比較復(fù)雜，因而還可進(jìn)一步將主電動(dòng)機(jī)控制電路分為正、反轉(zhuǎn)啟動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)和停車制動(dòng)等

34、局部控制電路，它們的控制電路如圖3-3所示。下面對各部分控制電路進(jìn)行分析。 a)主電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)控制電路 b)主電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制電路圖3.3 控制主電動(dòng)機(jī)的基本控制電路主軸電動(dòng)機(jī)的正、反向啟動(dòng)控制由圖3.3（a）可知，當(dāng)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB3壓下時(shí)，其兩常開觸點(diǎn)同時(shí)閉合，一常開觸點(diǎn)接通交流接觸器KM3的線圈電路和時(shí)間繼電器KT的線圈電路，時(shí)間繼電器的常閉觸點(diǎn)在主電路中短接電流表A，以防止電流對電流表的沖擊，經(jīng)延時(shí)短開后，電流表接入電路正常工作。KM3的主觸點(diǎn)將主電路中限流電阻短接，其輔助動(dòng)合觸點(diǎn)同時(shí)將中間繼電器KA的線圈電路接通，KA的常閉觸點(diǎn)將停車制動(dòng)的基本電路切除，其動(dòng)合觸點(diǎn)與SB3的的動(dòng)合

35、觸點(diǎn)均在閉合狀態(tài)，控制主電機(jī)的交流接觸器KM1的線圈電路得電工作并自鎖，其主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)正向直接啟動(dòng)并結(jié)束。KM1的自鎖回路由它的常開輔助觸點(diǎn)和KM3線圈上方的KA的常開觸點(diǎn)組成的自鎖回路，來維持KM1的通電狀態(tài)。反向直接啟動(dòng)控制過程與其相同，只是啟動(dòng)按鈕為SB4。主軸電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制SB2為主電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制按鈕。按下SB2點(diǎn)動(dòng)按鈕，直接接通KM1的線圈電路，電動(dòng)機(jī)M1正向直接啟動(dòng)，這時(shí)KM3線圈電路并沒有接通，因此其主觸點(diǎn)不閉合，限流電阻R介接入主電路限流，其輔助動(dòng)合觸點(diǎn)不閉合，KA線圈不能得電工作，從而使KM1線圈電路形不成自鎖，松開按鈕，M1停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了主電動(dòng)機(jī)串聯(lián)電阻限流的點(diǎn)動(dòng)控制

36、。主軸電動(dòng)機(jī)的反接控制 圖3.3(b)所示為主電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路的構(gòu)成。C650型臥式車床采用反接制動(dòng)的方式進(jìn)行停車制動(dòng)，停車按鈕按下后開始制動(dòng)過程。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，速度繼電器的觸點(diǎn)打開，結(jié)束制動(dòng)。以原工作狀態(tài)為正轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行停車制動(dòng)過程為例，說明電路的工作過程。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度繼電器KS的動(dòng)合觸點(diǎn)KS1閉合，制動(dòng)電路處于準(zhǔn)備狀態(tài)，按下停車按鈕SB1，切斷控制電源，KM1、KM3、KA線圈均失電，此時(shí)控制反接制動(dòng)電路工作與不工作的KA動(dòng)斷觸點(diǎn)恢復(fù)原狀閉合，與KS1觸點(diǎn)一起將反向啟動(dòng)交流接觸器KM2的線圈電路接通，電動(dòng)機(jī)M1接入反向序電流，反向啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩將平衡正向慣性轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，強(qiáng)迫電

37、動(dòng)機(jī)迅速停車。當(dāng)電動(dòng)機(jī)速度趨近于零時(shí)，速度繼電器觸點(diǎn)KS2復(fù)位打開，切斷KM2的線圈電路，完成正轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)。在反接制動(dòng)過程中，KM3失電，所以限流電阻R一直起限制反接制動(dòng)電流的作用。反轉(zhuǎn)時(shí)的反接制動(dòng)工作過程相似，此時(shí)反轉(zhuǎn)狀態(tài)下，KS2觸點(diǎn)閉合，制動(dòng)時(shí)，接通交流接觸器KM1的線圈電路，進(jìn)行反接制動(dòng)。另外，接觸器KM3的輔助觸點(diǎn)數(shù)量是有限的，故在控制電路中使用了中間繼電器KA，因?yàn)镵A沒有主觸點(diǎn)，而KM3的輔助觸點(diǎn)又不夠，所以用KM3來帶一個(gè)KA，這樣解決了在主電路中使用主觸點(diǎn)，而控制電路輔助觸點(diǎn)不夠的問題。刀架的快速移動(dòng)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)的的控制刀架快速移動(dòng)是由轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄壓動(dòng)位置開關(guān)SQ，接通快

38、速移動(dòng)M3的控制接觸器KM5的線圈電路，KM5的主觸點(diǎn)閉合，M3電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)溜板帶動(dòng)刀架快速移動(dòng)。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2由啟動(dòng)按鈕SB6、停止按鈕SB5和KM4輔助觸點(diǎn)組成自鎖回路，并控制接觸器KM4線圈電路的通斷，來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)M2的控制。開關(guān)SA可控制照明燈EL，EL的電壓為36V安全照明電壓。4 硬件的概述4.1 PLC 類型的簡介自20世紀(jì)70年代末，PLC產(chǎn)品出現(xiàn)以來，它以面向工業(yè)控制為特點(diǎn)，普通受到電氣控制領(lǐng)域的歡迎。特別是中小容量PLC成功地取代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)的可靠性大大提高。目前各國生產(chǎn)的PLC品種繁多，發(fā)展迅速。在中國的市場上最具競爭力的有德國西

39、門子公司、日本三菱系列、歐姆龍公司、AB公司所推出的PLC均為從小到大全系列的產(chǎn)品，可滿足各種各樣的需求。其中，S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動(dòng)檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。4.2 PLC的特點(diǎn)PLC是綜合繼電器接觸器控制優(yōu)點(diǎn)及計(jì)算機(jī)靈活方便的優(yōu)點(diǎn)而制造和發(fā)展的、這使PLC具有許多其他控制器無法相比的特點(diǎn)：（1）可靠性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)PLC生產(chǎn)廠商在硬件和軟件上采取了一系列抗干擾措施，使他可以直接安裝于工業(yè)現(xiàn)場而

40、穩(wěn)定可靠地工作。目前個(gè)生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的PLC，其平均無故障時(shí)間大大超過了IEC規(guī)定的10萬小時(shí)。而且為了適應(yīng)特殊場合需求，有的PLC生產(chǎn)廠商還采用差異設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高其可靠性。（2）通用性強(qiáng)，使用方便由于PLC均為系列化生產(chǎn)，品種齊全，多數(shù)采用模塊式的硬件結(jié)構(gòu)，組合和擴(kuò)展方便，用戶可根據(jù)自己的需用靈活選用，以滿足系統(tǒng)大小不同及功能繁簡各異的空子系統(tǒng)要求。（3）編程語言簡單，易學(xué)，便于掌握。PLC的編成可采用與繼電器電路極為相似的梯形圖語言，直觀易懂，深受現(xiàn)場電器技術(shù)人員的歡迎。近年來又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樞蚩刂屏鞒虉D語言，也稱功能圖，使編成更加簡單方便。（4）系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短。（5）對生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)

41、性強(qiáng)。（6）安裝簡單，調(diào)試方便，維護(hù)工作量小。PLC控制系統(tǒng)的安裝接線工作量比繼電器接觸器控制系統(tǒng)少，只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相比的I/O端相連，而且PLC軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試太多可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，模擬調(diào)試以后再將PLC控制系統(tǒng)安裝到現(xiàn)場調(diào)試，這樣既省時(shí)間又方便，由于PLC本身的 可靠性高，又有完善的自診斷能力。一旦發(fā)生故障可以根據(jù)報(bào)警信息迅速查明原因，這樣即保證了工作效率又維護(hù)了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。4.3 選配PLC型號S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有

42、極高的性能/價(jià)格比。S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。S7-200系列PLC可提供5個(gè)不同的基本型號的8種CPU可供使用。表4.1 S7-200 CPU的技術(shù)指標(biāo)特性CPU 221CPU 222CPU 224CPU 224XPCPU 226本機(jī)I/O數(shù)字量模擬量6入/4出-8入/6出-14入/10出-14入/10出2入/1出24入/16出-最大擴(kuò)展模塊數(shù)量 0個(gè)模塊2個(gè)模塊7個(gè)模塊7個(gè)模塊7

43、個(gè)模塊數(shù)據(jù)存儲區(qū)2048字節(jié)2048字節(jié)8192字節(jié)10240字節(jié)10240字節(jié)掉電保持時(shí)間50小時(shí)50小時(shí)100小時(shí)100小時(shí)100小時(shí)程序存儲器：可在運(yùn)行模式下編輯不可在運(yùn)行模式下編輯4096字節(jié)4096字節(jié)4096字節(jié)4096字節(jié)8192字節(jié)12288字節(jié)12288字節(jié)16384字節(jié)16384字節(jié)24576字節(jié)高速計(jì)數(shù)器單相雙相4路30KHz2路20KHz4路30KHz2路20KHz6路30KHz4路20KHz4路30KHz2路200KHz3路20KHz1路100KHz6路30KHz4路20KHz脈沖輸出（DC）2路20KHz2路20KHz2路20KHz2路100 KHz2路20KHz模

44、擬電位器11222實(shí)時(shí)時(shí)鐘配時(shí)鐘卡配時(shí)鐘卡內(nèi)置內(nèi)置內(nèi)置通訊口1RS-4851RS-4851RS-4852RS-4852RS-485浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算有有有有有I/O映象區(qū)256 128入/128出256 128入/128出256 128入/128出256 128入/128出256 128入/128出布爾指令執(zhí)行速度0.22s /指令0.22s /指令0.22s /指令0.22s /指令0.22s /指令外形尺寸（）908062908062120.5806214080621908062在選用PLC上，考慮到只是對C650型車床做電器部分的改造，輸出端口需要6個(gè)，輸入端口需要13個(gè)。改造后的程序只143字

45、節(jié)，內(nèi)容小于4千字節(jié)。而且并不通過網(wǎng)絡(luò)或其他方式做遠(yuǎn)程控制。因此，考慮到經(jīng)濟(jì)，實(shí)用，穩(wěn)定等方面因素。我們決定選用SIMATIC S7-200 系列的S7224 作為本次設(shè)計(jì)的PLC。4.4 車床控制PLC電氣原理圖及I/O分配圖表4.2 I/O接口分配表名稱符號輸出端子名稱符號輸出端子控制燈EL開SB7I0.0控制照明燈ELQ0.0控制燈EL關(guān)SB8I0.1主電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器KM1Q0.1主電機(jī)正向啟動(dòng)按鈕SB3I0.2短接限流電阻KM3Q0.2總停止按鈕SB1I0.3主電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器KM2Q0.3主電機(jī)過載保護(hù)FR1I0.4冷卻泵電機(jī)接觸器KM4Q0.4主電機(jī)正向點(diǎn)動(dòng)啟動(dòng)按鈕SB2I0.5快移

46、電動(dòng)機(jī)接觸器KM5Q0.5速度繼電器KS1I0.6主軸反向啟動(dòng)SB4I0.7速度繼電器KS2I1.0冷卻泵啟動(dòng)按鈕SB6I1.1冷卻泵停止按鈕SB5I1.2行程開關(guān)SQI1.3冷卻泵電機(jī)過載保護(hù)FR2I1.44.5 外部硬件接線電路圖4.1 接線圖5 軟件的概述5.1 S7200PLC編程軟件STEP 7-Micro/WIN的介紹S7200可編程控制器使用STEP7-Micro/WIN32編程軟件進(jìn)行編程。STEP7-Micro/WIN32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，主要用于開發(fā)程序，也可用于適時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。加上漢化后的程序，可在全漢化的界面下進(jìn)行操作。STEP7-Micro/WIN32編程軟件包括Microwin3.1；Microwin3.1的升級版本軟件Microwin3.1 SP1；Toolbox（包括Uss協(xié)議指令：變頻通信用，TP070：觸摸屏的組態(tài)軟件Tp Designer V1.0設(shè)計(jì)師）工具箱；以及Microwin 3.