Z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 緒論1.1國(guó)內(nèi)外關(guān)于本課題的技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)早在上世紀(jì)六十年代國(guó)外就已經(jīng)出現(xiàn)了可編程序控制器（plc）的應(yīng)用，之后世界各國(guó)爭(zhēng)相在該領(lǐng)域投入大量資金進(jìn)行新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，在1995年西門(mén)子又成功地開(kāi)發(fā)出了s7200、s7300系列，它具有 td 200和 coros ops操作模板為用戶(hù)提供了方便人機(jī)界面，用戶(hù)程序三級(jí)口令保護(hù)，極強(qiáng)的計(jì)算性能，完善的指令集，mpi接口和通過(guò)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)profd3us以及以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)能力，強(qiáng)勁的內(nèi)部集成功能，全面的故障診斷功能；模塊式結(jié)構(gòu)可用于各處性能的擴(kuò)展，脈沖輸出晶閘管步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)；快速的指令處理大大縮短了循環(huán)周期，并采用了高速計(jì)

2、數(shù)器，高速中斷處理可以分別響應(yīng)過(guò)程事件，大幅度降低了成本。由于電氣控制系統(tǒng)的可靠性日益受到人們的重視，一些公司己將自診斷技術(shù)、冗余技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)廣泛應(yīng)用到現(xiàn)有產(chǎn)品中，推出了高可靠性的冗余系統(tǒng)，并采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。由于plc的眾多優(yōu)點(diǎn)，使其迅速在工業(yè)控制中得到推廣。雖然國(guó)內(nèi)plc技術(shù)的應(yīng)用前景很大，并且取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，而相比之下，由于受經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平的限制，大多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)上使用的z3040搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)，還是采用采用繼電器接觸器控制方式，而這種控制方式存在著明顯的缺陷和隱患。極易發(fā)生故障。而且，由于線(xiàn)路復(fù)雜，要想找到問(wèn)題所在也相當(dāng)?shù)睦щy。和國(guó)外大量采用pl

3、c技術(shù)替代繼電器接觸器系統(tǒng)相比，我們還存在很大差距。隨著plc技術(shù)在我國(guó)的迅猛發(fā)展，我們和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距會(huì)不斷縮小。因此，抓住這個(gè)有利時(shí)機(jī)進(jìn)一步促進(jìn)plc技術(shù)的推廣與應(yīng)用，是提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平的迫切任務(wù)，此次對(duì)于z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)，就是希望借鑒國(guó)外先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)，應(yīng)用到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，以提高搖臂鉆床的工作性能。隨著信息化產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的功能日趨完善，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)完全取代了普通機(jī)床，而數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，其水平高、低關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位、國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平和體現(xiàn)國(guó)家綜合實(shí)力的水平。今后數(shù)控技術(shù)又將向著高精化，高速化，高效化，系統(tǒng)化，自

4、動(dòng)化，智能化，集體化方向發(fā)展，并注重工藝適用性和經(jīng)濟(jì)性。1.2 z3040搖臂鉆床簡(jiǎn)介鉆床是一種孔加工機(jī)床，可用來(lái)鉆孔、擴(kuò)孔、絞孔、攻螺紋及修刮端面等多種形式的加工。鉆床的結(jié)構(gòu)形式很多，有立式鉆床、臥式鉆床、深孔鉆床等。搖臂鉆床是一種立式鉆床，它適用于單件或批量生產(chǎn)中帶有多孔大型零件的孔加工，是一般機(jī)械加工車(chē)間常用的機(jī)床。搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)外立座、搖臂、主軸箱和工作臺(tái)等組成。搖臂的一端為套筒，套裝在外立柱上，并借助絲杠的正、反轉(zhuǎn)可沿外立柱作上下移動(dòng)。主軸箱安裝在搖臂的水平導(dǎo)軌上可通過(guò)手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動(dòng)。加工時(shí)，根據(jù)工件高度的不同，搖臂借助于絲杠可帶著主軸箱沿外立柱上下升降。

5、在升降之前，應(yīng)自動(dòng)將搖臂松開(kāi)，再進(jìn)行升降，當(dāng)達(dá)到所需的位置時(shí)，搖臂自動(dòng)夾緊在立柱上。搖臂鉆床鉆削加工分為工作運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。工作運(yùn)動(dòng)包括：主運(yùn)動(dòng)（主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（主軸軸向運(yùn)動(dòng)）；輔助運(yùn)動(dòng)包括：主軸箱沿?fù)u臂的橫向移動(dòng)，搖臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)。鉆削加工時(shí)，鉆頭一面旋轉(zhuǎn)一面作縱向進(jìn)給。鉆床的主運(yùn)動(dòng)是主軸帶著鉆頭作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是鉆頭的上下移動(dòng)。輔助運(yùn)動(dòng)是主軸箱沿?fù)u臂水平移動(dòng)，搖臂沿外立柱上下移動(dòng)和搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。搖臂回轉(zhuǎn)和主軸箱的左右移動(dòng)采用手動(dòng).1.3 本論文研究的對(duì)象及意義本論文是研究機(jī)械加工中常用的z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的改造問(wèn)題,旨在解決傳統(tǒng)繼電

6、器接觸器電氣控制系統(tǒng)存在的線(xiàn)路復(fù)雜、可靠性穩(wěn)定性差、故障診斷和排除困難等難題。由于plc電氣控制系統(tǒng)與繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編程方便，調(diào)試周期短，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，故障率低，對(duì)工作環(huán)境要求低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，本論文對(duì)z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的改造，將把plc控制技術(shù)應(yīng)用到改造方案中去，從而大大提高搖臂鉆床的工作性能。論文分析了搖臂鉆床的控制原理，制定了可編程控制器改造z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，其中包括plc機(jī)型的選擇、i/o端口的分配、i/o硬件接線(xiàn)圖的繪制、plc梯形圖程序的設(shè)計(jì)。對(duì)plc控制搖臂鉆床的工

7、作過(guò)程作了詳細(xì)闡述，論述了采用plc取代傳統(tǒng)繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)從而提高機(jī)床工作性能的方法。由于z-3040型搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)存在線(xiàn)路復(fù)雜、故障率高、維護(hù)工作量大、可靠性低、靈活性差等缺點(diǎn),本文提出了用plc對(duì)z-3040型搖臂鉆床的繼電器接觸式模擬控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,從而保證了電控系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性、合理性,更好地滿(mǎn)足了實(shí)際生產(chǎn)的需要,提高了經(jīng)濟(jì)效益。第2章 總體方案2.1 plc與繼電器-接觸器的對(duì)比目前，我國(guó)的z3040搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)普遍采用的是傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制方式。因其所要控制的電機(jī)較多所以電路較復(fù)雜，在日常的生產(chǎn)作業(yè)當(dāng)中，經(jīng)常發(fā)生電氣故障，從而影響生產(chǎn)。另

8、外，一些復(fù)雜的控制如：時(shí)間、計(jì)數(shù)控制用繼電器接觸器控制方式較難實(shí)現(xiàn)，所以，有必要對(duì)傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。plc電氣控制系統(tǒng)可以有效的彌補(bǔ)上述系統(tǒng)的這一缺陷。 可編程序控制器(plc)是以微處理器為核心，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與自然控制技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它克服了繼電器接觸器控制電路存在觸點(diǎn)多、組合復(fù)雜、通用性和靈活性差等缺點(diǎn)。它不僅具有各種邏輯控制功能，而且還具有各種運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的控制，同時(shí)還具有抗干擾性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性好和可靠性高等特點(diǎn)。因而廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各領(lǐng)域中。因此有必要對(duì)舊式機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)化改造。2.2 具體方案闡述方案一：依照舊式z3040

9、搖臂鉆床，利用“翻譯法”進(jìn)行plc改造。 其中搖臂回轉(zhuǎn)、主軸箱左右移動(dòng)為手動(dòng)操作把舊式z3040搖臂鉆床電氣圖翻譯成plc的梯形圖即可圖2.1 方案1圖方案二：在舊式z3040搖臂鉆床基礎(chǔ)上，加入搖臂回轉(zhuǎn)自動(dòng)操作，主軸箱左右移動(dòng)為自動(dòng)操作，可提高生產(chǎn)效率。并加入工件加工計(jì)數(shù)功能、pc通信功能。 圖2.2 方案2圖方案三：在舊式z3040搖臂鉆床基礎(chǔ)上，引入pc技術(shù)，以芯片為控制中心，實(shí)現(xiàn)智能操作。把搖臂上升、下降的限位開(kāi)關(guān)，換成限位傳感器，把信號(hào)傳遞給智能芯片，然后智能芯片在操作電磁閥工作，進(jìn)而操作電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。在機(jī)床夾具旁邊加一個(gè)感應(yīng)“筆”，可以與機(jī)床刀具的刀頭產(chǎn)生感應(yīng)（像用磁鐵、特殊傳感器等

10、）來(lái)給芯片信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)刀具智能定位。其中搖臂上、下運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及主軸箱的左右移動(dòng)都可與感應(yīng)“筆”產(chǎn)生信號(hào)給智能芯片，實(shí)現(xiàn)搖臂上、下運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及主軸箱的左右移動(dòng)智能化。圖2.3本設(shè)計(jì)選用第二種方案，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，技術(shù)含量、成本、設(shè)計(jì)周期也低，適合本階段自身的設(shè)計(jì)水平。第3章 z3040鉆床控制系統(tǒng)工藝分析3.1 z3040搖臂鉆床的運(yùn)動(dòng)形式和主要結(jié)構(gòu)：搖臂鉆床適合與在大、中型零件上進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)口、絞孔及攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下還可以進(jìn)行鏜孔。z3040搖臂鉆床由底座、外立柱、內(nèi)立柱，搖臂、主軸箱及工作臺(tái)等部分組成。內(nèi)立柱固定在底座的一端，外立柱套在內(nèi)立柱上，工作時(shí)用液壓夾

11、緊機(jī)構(gòu)與內(nèi)立柱夾緊，松開(kāi)后，可繞立柱回轉(zhuǎn)360度。搖臂的一端為套筒，它套在外立柱上，經(jīng)液壓夾緊機(jī)構(gòu)可與外立柱夾緊。夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)后，借助升降絲桿的正、反向旋轉(zhuǎn)可沿外立柱上、下移動(dòng)。由于升降絲桿與外立柱構(gòu)成一體，而升降螺母則固定在搖臂上，所以搖臂只能與外立柱一起繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。 主軸箱是一個(gè)復(fù)合部件，它由主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)。主軸和主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給和變速機(jī)構(gòu)以及機(jī)床的操作機(jī)構(gòu)部分組成。主軸箱安裝與搖臂的水平導(dǎo)軌上，可以通過(guò)手輪操作使主軸箱沿水平導(dǎo)軌移動(dòng)，通過(guò)液壓夾緊機(jī)構(gòu)固在搖臂在。鉆削加工時(shí)，主軸旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，而主軸的直線(xiàn)移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。即鉆孔使鉆頭一面做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主軸變速和進(jìn)給變速的

12、機(jī)構(gòu)在主軸箱內(nèi)，用變速機(jī)構(gòu)分別調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速和上下進(jìn)給量。搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)交流異步電動(dòng)m1機(jī)拖到。搖臂鉆床的輔助運(yùn)動(dòng)有：搖臂沿外立柱的上升、下降、立柱的夾緊和松開(kāi)以及搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。搖臂的上升、下降由一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)m2拖動(dòng)，立柱的夾緊和松開(kāi)、搖臂的夾緊與松開(kāi)以及主軸箱的夾緊和松開(kāi)是有另一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)m3拖動(dòng)一臺(tái)齒輪泵，供給夾緊裝置所需的壓力油推動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。而搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱沿?fù)u臂水平導(dǎo)軌方向的左右移動(dòng)。此外還有一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)m4對(duì)加工的刀具進(jìn)行冷卻。z3040搖臂鉆床的電力拖動(dòng)要求與控制特點(diǎn)：l 為簡(jiǎn)化機(jī)床傳動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)常采用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)

13、拖動(dòng)。l 主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及其變速機(jī)構(gòu)均在主軸箱內(nèi)，由一臺(tái)主電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。l 為了適應(yīng)多種加工方式的要求，主軸的旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均有較大的調(diào)速范圍，由機(jī)械變速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。l 加工螺紋時(shí)，要求主軸能正反轉(zhuǎn)，采用機(jī)械方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，主電動(dòng)機(jī)只需單向旋轉(zhuǎn)，可直接啟動(dòng)，不需要制動(dòng)。l 搖臂的升降由升降電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，要求電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，多采用鼠籠異步電動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)直接啟動(dòng)，不需要調(diào)速和制動(dòng)。l 內(nèi)外立柱、主軸箱與搖臂的夾緊與松開(kāi)，是通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)液壓泵送出不同流向的壓力油，推動(dòng)活塞、帶動(dòng)菱形塊動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此拖動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī)要求正反轉(zhuǎn)，采用點(diǎn)動(dòng)控制。l 搖臂鉆床主軸箱、立柱的夾緊與

14、松開(kāi)由一條油路控制，且同時(shí)控制。而搖臂的夾緊、松開(kāi)是搖臂升降工作聯(lián)成一體，由另一條油路控制。兩條油路哪一條處于工作狀態(tài)，是根據(jù)工作要求通過(guò)控制電磁閥操縱。由于主軸箱和立柱的夾緊、松開(kāi)動(dòng)作是點(diǎn)動(dòng)操作，因此液壓泵電動(dòng)機(jī)采用點(diǎn)動(dòng)控制。l 根據(jù)夾緊要求，操作者可以手控操作冷卻泵電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)。l 必要的聯(lián)鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)。l 機(jī)床安全照明及信號(hào)指示燈電路。3.2 具體電動(dòng)機(jī)的配置情況及控制形式圖3.1 z3040搖臂鉆床主電路該鉆床共配置5臺(tái)電動(dòng)機(jī)。m1為主軸電動(dòng)機(jī)，由繼電器km1控制，帶動(dòng)主軸的旋轉(zhuǎn)和使主軸作軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，為單向旋轉(zhuǎn)。主軸的正、反轉(zhuǎn)則由主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)齒輪泵送出壓力油，通過(guò)液壓系統(tǒng)操作機(jī)構(gòu)

15、配合正反轉(zhuǎn)摩擦離合器驅(qū)動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并由熱繼電器做長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。m2為搖臂上升、下降電動(dòng)機(jī)，由輸出繼電器km2、km3控制正、反向運(yùn)行。m3為液壓泵電動(dòng)機(jī)，由km4、km5控制正、反向運(yùn)行，控制電路保證在操作搖臂升降時(shí)，首先時(shí)液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，供出壓力油，經(jīng)液壓系統(tǒng)使搖臂松開(kāi)，然后才使電動(dòng)機(jī)m2啟動(dòng)，拖動(dòng)搖臂上升或下降。當(dāng)搖臂移動(dòng)到位后，控制電路又使m2停下，再自動(dòng)通過(guò)液壓系統(tǒng)，將搖臂夾緊，然后液壓泵電動(dòng)機(jī)m3才停下。m4為冷卻電動(dòng)機(jī)，由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)sa1控制。在舊式電路圖中加一個(gè)m5為主軸箱移動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。由km6、km7繼電器控制其正反轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主軸箱移動(dòng)。短路保護(hù)：在主電路中

16、，利用熔斷器fu1作總電路m1、m4的短路保護(hù)；利用熔斷器fu2做電動(dòng)機(jī)n2、m3和控制變壓器t原邊的短路保護(hù)；在控制電路中，利用熔斷器fu3作照明回路的短路保護(hù)。過(guò)載保護(hù)：在主電路中，利用熱繼電器fr1、fr2分別作主電動(dòng)機(jī)m1、液壓泵電動(dòng)機(jī)m3的過(guò)載保護(hù)。如果由于液壓系統(tǒng)的夾緊機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障而不能夾緊，那么行程開(kāi)關(guān)sq3的觸電將斷不開(kāi)，或者由于行程開(kāi)關(guān)sq3安裝調(diào)整不當(dāng)，搖臂夾緊后不能壓下行程開(kāi)關(guān)sq3，這時(shí)都會(huì)使液壓泵電動(dòng)機(jī)m3處于長(zhǎng)期過(guò)載狀態(tài)，易將m3燒毀，m2為短時(shí)工作，不用設(shè)長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。為確保安全生產(chǎn)，搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)和搖臂升降不允許同時(shí)進(jìn)行。 圖3.2 z3040搖臂鉆床電路原

17、理圖3.3電路分解：根據(jù)電動(dòng)機(jī)主電路控制電器主觸點(diǎn)的文字符號(hào)將控制電路進(jìn)行分解電動(dòng)機(jī)m1、m2、m3和電磁鐵ya控制電路圖l 根據(jù)主軸電動(dòng)機(jī)m1主電路控制電器主觸點(diǎn)文字符號(hào)km1，找到電動(dòng)機(jī)m1的控制電路，這是由按鈕sb1、sb2和接觸器組成的啟動(dòng)、停止控制電路，如圖（a）l 根據(jù)搖臂升降電動(dòng)機(jī)m2主電路控制元件主觸點(diǎn)文字符號(hào)km2、km3，找到電動(dòng)機(jī)m2的控制電路，如圖(b)所示，圖中有行程開(kāi)關(guān)sq1、sq2。l 搖臂升降電動(dòng)機(jī)m2由搖臂升降按鈕sb3、sb4及正反轉(zhuǎn)接觸器km2、km3組成放的控制電路實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，這是具有復(fù)合連鎖的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制電路，用來(lái)控制搖臂上升或下降。l 根據(jù)液

18、壓電動(dòng)機(jī)m3主電路控制元件主觸點(diǎn)文字符號(hào)km4、km5，找到電動(dòng)機(jī)m2的控制電路，如圖（d）所示，這是由按鈕sb5、sb6和接觸器km4、km5組成的具有接觸器連鎖的正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制電路。l 根據(jù)電磁鐵文字符號(hào)ya，找到電磁閥控制電路，如圖（e）所示，圖中有行程開(kāi)關(guān)sq3。3.4行程開(kāi)關(guān)sq1sq3的作用行程開(kāi)關(guān)sq1是搖臂上升和下降至極限位的保護(hù)開(kāi)關(guān)，有兩副動(dòng)斷觸電sq1，分別串聯(lián)在搖臂上升和下降控制電路中。sq1與一般開(kāi)關(guān)不同，其兩副動(dòng)斷觸電不同時(shí)動(dòng)作。當(dāng)搖臂升至上升極限位置時(shí)，sq1的動(dòng)斷觸電sq1斷開(kāi)，使接觸器km2失電，升降電動(dòng)機(jī)m2停止，上升運(yùn)動(dòng)停止。但sq1另一副動(dòng)斷觸點(diǎn)sq1仍保

19、持閉合，因此可按下降按鈕sb4，使接觸器km3得電吸合，控制搖臂升降電動(dòng)機(jī)m2反向旋轉(zhuǎn)，搖臂下降。反之當(dāng)搖臂在下降位置時(shí)，控制過(guò)程類(lèi)似。1. 在搖臂升降電路中，行程開(kāi)關(guān)sq2為搖臂放松到位的信號(hào)開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)sq3為搖臂夾緊的信號(hào)開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)sq2為搖臂放松到位開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)sq3為搖臂夾緊到位開(kāi)關(guān)。因此行程開(kāi)關(guān)sq2及sq3，是用來(lái)檢查搖臂是否松開(kāi)或夾緊，以實(shí)現(xiàn)限位連鎖。sq2的動(dòng)合觸點(diǎn)串聯(lián)在km2、線(xiàn)圈電路中，它在搖臂完全放松到位才動(dòng)作閉合，以確保搖臂的升降在其放松后進(jìn)行。如果搖臂沒(méi)有放開(kāi)，sq2就不能閉合，因此控制搖臂升降的km2或km3就不能得電吸合，搖臂就不會(huì)上升或下降。行程開(kāi)關(guān)s

20、q3的動(dòng)斷觸點(diǎn)sq3串聯(lián)在接觸器km5線(xiàn)圈、電磁鐵ya線(xiàn)圈電路中，在搖臂完全夾緊時(shí)動(dòng)作。如果搖臂未夾緊，則行程開(kāi)關(guān)sq3的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合保持原狀，使接觸器km5、電磁鐵ya得電吸合，對(duì)搖臂進(jìn)行夾緊，直到完全夾緊為止，行程開(kāi)關(guān)sq3的動(dòng)斷觸電sq3應(yīng)調(diào)整到保證夾緊后能夠動(dòng)作，否則會(huì)使液壓泵電動(dòng)機(jī)m3處與長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載運(yùn)行狀態(tài)。 3.5 時(shí)間繼電器kt的作用 通過(guò)kt延時(shí)動(dòng)開(kāi)的動(dòng)合觸點(diǎn)kt和延時(shí)閉合的動(dòng)觸點(diǎn)kt，kt能保證在搖臂升降電動(dòng)機(jī)m2完全停止運(yùn)行后，才能進(jìn)行搖臂的夾緊動(dòng)作，kt的延時(shí)長(zhǎng)短由搖臂升降電動(dòng)機(jī)m2從切斷電源到停止的慣性大小來(lái)決定，一般為13s。這就是時(shí)間連鎖。3.6 電路工作過(guò)程3.6

21、.1主軸電動(dòng)機(jī)m1的控制按啟動(dòng)按鈕sb2接觸器km1得電吸合并自鎖 km1主觸點(diǎn)閉合m1轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)km1輔助觸點(diǎn)km1閉合，指示hl3點(diǎn)亮，表明主軸電動(dòng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)。按停止按鈕sb1 km1失電釋放m1停轉(zhuǎn)，同時(shí)km1輔助動(dòng)合觸點(diǎn)km1復(fù)合斷開(kāi)，指示燈hl3滅，表明電動(dòng)機(jī)m1停轉(zhuǎn)。主軸的正、反轉(zhuǎn)則由液壓系統(tǒng)的操縱機(jī)構(gòu)配合正、反轉(zhuǎn)摩擦離合器實(shí)現(xiàn)。3. 6.2 搖臂升降的控制當(dāng)由搖臂上升或下降點(diǎn)動(dòng)按鈕sb2、sb4發(fā)出搖臂升降指令時(shí)，先使搖臂松開(kāi)。然后由正、反轉(zhuǎn)接觸器km2、km3使電動(dòng)機(jī)m2的正、反轉(zhuǎn)，來(lái)拖動(dòng)搖臂上升或下降，待搖臂上升或下降到位時(shí)，又自行重新夾緊。由搖臂的松開(kāi)與夾緊是由夾緊機(jī)構(gòu)液壓系

22、統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，因此搖臂升降需與夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)緊密配合。液壓泵電動(dòng)機(jī)m3由正反轉(zhuǎn)接觸器km4、km5控制，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)雙向液壓泵，送出壓力油，經(jīng)二位六通閥ya送至搖臂夾緊機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)搖臂夾緊與放松。搖臂升降啟動(dòng)的初始條件：搖臂鉆床在平?；蚣庸すぜr(shí)，其搖臂處于夾緊狀態(tài)，搖臂夾緊信號(hào)開(kāi)關(guān)sq3被壓合，其動(dòng)斷觸點(diǎn)sq3處于斷開(kāi)狀態(tài)；搖臂放松信號(hào)開(kāi)關(guān)sq3未壓合，其動(dòng)合觸點(diǎn)sq2處于斷開(kāi)狀態(tài)，而動(dòng)斷觸點(diǎn)sq2處于閉合狀態(tài)。3.6.3 以搖臂上升為例分析搖臂升降的控制 圖3.3 搖臂上升工作電氣圖按下?lián)u臂上升點(diǎn)動(dòng)按鈕sb3，時(shí)間繼電器kt線(xiàn)圈通電，瞬動(dòng)常開(kāi)觸點(diǎn)kt閉合，接觸器km4線(xiàn)圈通電，液壓泵

23、電動(dòng)機(jī)m3反向啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)液壓泵送出壓力油。同時(shí)kt的斷電延時(shí)延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)kt閉合，電磁鐵ya線(xiàn)圈通電，液壓泵送出壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入搖臂夾緊機(jī)構(gòu)的松開(kāi)油腔，推動(dòng)活塞和菱形塊將搖臂松開(kāi)。搖臂松開(kāi)時(shí)，活塞桿通過(guò)彈簧片壓下行程開(kāi)關(guān)，發(fā)出搖臂松開(kāi)信號(hào)，即常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，前者斷開(kāi)線(xiàn)圈電路，電動(dòng)機(jī)m3停止旋轉(zhuǎn)，液壓泵停止供油，搖臂維持在松開(kāi)狀態(tài)；后者接通km2線(xiàn)圈電路，控制搖臂升降電動(dòng)機(jī)m2正向啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)搖臂上升。 當(dāng)搖臂上升代所需位置時(shí)，松開(kāi)按鈕sb3，km2與kt線(xiàn)圈同時(shí)斷電，電動(dòng)機(jī)m2依慣性旋轉(zhuǎn)，搖臂停止上升。而kt線(xiàn)圈斷電，其斷電延時(shí)閉合觸點(diǎn)kt經(jīng)延時(shí)13s后才閉合，斷電延時(shí)

24、斷開(kāi)觸點(diǎn)kt經(jīng)同樣延時(shí)后才斷開(kāi)。在kt斷電延時(shí)13s時(shí)，km5線(xiàn)圈仍處于斷電狀態(tài)，電磁鐵ya仍處于通電狀態(tài)，這段延時(shí)就確保了搖臂升降電動(dòng)機(jī)在斷開(kāi)電源后直到完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)才開(kāi)始搖臂的夾緊動(dòng)作，因此，時(shí)間繼電器kt延時(shí)長(zhǎng)短是根據(jù)電動(dòng)機(jī)m2切斷電源到完全停止的慣性大小來(lái)調(diào)整。當(dāng)時(shí)間繼電器kt斷電延時(shí)時(shí)間到時(shí)，常閉觸點(diǎn)kt閉合，km5線(xiàn)圈通電吸合，液壓泵電動(dòng)機(jī)m3正向啟動(dòng)，拖動(dòng)液壓泵，供出壓力油，同時(shí)常閉觸點(diǎn)kt斷開(kāi)，電磁鐵ya線(xiàn)圈斷電，這時(shí)壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入搖臂夾緊油腔，反向推動(dòng)活塞和菱形塊，將搖臂夾緊，活塞桿通過(guò)彈簧片壓下行程開(kāi)關(guān)sq3，其常閉觸點(diǎn)sq3斷開(kāi)，km5線(xiàn)圈斷電，m3停止旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)搖

25、臂夾緊，上升過(guò)程結(jié)束。搖臂自動(dòng)夾緊程度由行程開(kāi)關(guān)sq3控制，若夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能夾緊，將使常閉觸點(diǎn)sq3斷不開(kāi)，或者由于sq3安裝位置調(diào)整不當(dāng)，搖臂夾緊后仍不能壓下sq3，都將使m3長(zhǎng)期處于過(guò)載狀態(tài)，易將電動(dòng)機(jī)燒壞，為此，m3主電路采用熱繼電器fr2作過(guò)載保護(hù)。3.6.4主軸箱、立柱松開(kāi)與夾緊的控制軸箱和立柱的夾緊與松開(kāi)是同時(shí)進(jìn)行的，當(dāng)按下按鈕sb5，接觸器km4線(xiàn)圈通電，液壓泵電動(dòng)機(jī)m3反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)液壓泵送出壓力油，這時(shí)電磁閥ya線(xiàn)圈處于斷電狀態(tài)，壓力油經(jīng)過(guò)二位六通閥進(jìn)入主軸箱與立柱松開(kāi)油腔，推動(dòng)活塞和菱形塊，使主軸和立柱松開(kāi)，由于ya線(xiàn)圈斷電，壓力油不能進(jìn)入搖臂松開(kāi)油腔，搖臂處于夾

26、緊狀態(tài)，當(dāng)主軸箱與立柱松開(kāi)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)sq4沒(méi)有受壓，常閉觸點(diǎn)sq4閉合，指示燈hl1亮，表示主軸箱與立柱已松開(kāi)，此時(shí)可以手動(dòng)操作主軸箱在搖臂水平導(dǎo)軌上移動(dòng)，也可推動(dòng)搖臂使外外立柱作回轉(zhuǎn)移動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)到位后，按下夾緊按鈕，接觸器km5線(xiàn)圈通電，m3正轉(zhuǎn)，拖動(dòng)液壓泵送出壓力油至夾緊油腔，使主軸箱與立柱夾緊。當(dāng)確以?shī)A緊時(shí)，壓下sq4，常開(kāi)觸點(diǎn)sq4閉合，hl2亮，而常閉觸點(diǎn)sq4斷開(kāi)，hl1滅，指示主軸箱與立柱已夾緊，可以進(jìn)行鉆削加工。3.7 液壓控制系統(tǒng)3.7.1 夾緊液壓控制系統(tǒng)：電磁閥ya控制搖臂上升、下降夾緊松開(kāi)，當(dāng)m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（y004）時(shí)松開(kāi)，反轉(zhuǎn)（y005）時(shí)夾緊。電磁閥yv控制主軸

27、箱左移、右移夾緊松開(kāi)，當(dāng)m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（y004）時(shí)夾緊，反轉(zhuǎn)（y005）時(shí)松開(kāi)。電磁閥yh控制立柱夾緊松開(kāi)，當(dāng)m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（y004）時(shí)夾緊，反轉(zhuǎn)（y005）時(shí)松開(kāi)。圖3.4 液壓夾緊系統(tǒng)控制圖3.7.2 搖臂移動(dòng)與主軸箱移動(dòng)液壓系統(tǒng)圖電磁閥ym控制搖臂上升、下降，當(dāng)m2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（y002）時(shí)，搖臂上升，反轉(zhuǎn)（y003）時(shí)，搖臂下降。電磁閥yn控制主軸箱左移、右移，當(dāng)m2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（y002）時(shí)，搖臂左移，反轉(zhuǎn)（y003）時(shí)，搖臂右移。第4章 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 plc的特點(diǎn)介紹：在工業(yè)控制方面，plc具有繼電器控制或計(jì)算機(jī)控制所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)l 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)硬件方面：在

28、輸入、輸出通道采用光電隔離，有效抑制外部干擾源對(duì)plc影響；在設(shè)計(jì)中采用濾波器等電路增強(qiáng)plc對(duì)電噪聲、電源波動(dòng)、振動(dòng)、電磁波等的干擾，確保plc在高溫、高濕以及空氣中存有各種強(qiáng)腐蝕物質(zhì)粒子的惡劣環(huán)境下能穩(wěn)定的工作；在軟件方面：plc的監(jiān)控定時(shí)可用于監(jiān)視執(zhí)行用戶(hù)程序的專(zhuān)用運(yùn)輸處理的延遲，保證在程序出錯(cuò)和程序調(diào)試時(shí)，避免因程序錯(cuò)誤而出現(xiàn)死循環(huán)：當(dāng)cpu、電池、輸入、輸出接口、通訊等出現(xiàn)異常時(shí)，plc的自診斷功能可以檢測(cè)到這些錯(cuò)誤，并采取相應(yīng)的措施，以防止故障擴(kuò)大；停電時(shí)，后備電池會(huì)正常工作。l 應(yīng)用靈活，編程方便plc采用與實(shí)際電路非常接近的梯形圖方式編程，廣大電氣技術(shù)人員非常熟悉，易于掌握，易

29、于推廣。擴(kuò)張的靈活性，它可以根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模進(jìn)行容量、功能和應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，甚至可以通過(guò)與集散控制系統(tǒng)（dcs）或其他上位機(jī)的通訊來(lái)擴(kuò)展功能。并與外圍設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。l 易于安裝、調(diào)試和維修plc用軟件功能取代了繼電器-接觸器控制系統(tǒng)大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，大大減少了控制設(shè)備的外部接線(xiàn)。在安裝時(shí)plc的i/o接口已經(jīng)做好，因此可以直接和外圍設(shè)備連接，而不再需要專(zhuān)門(mén)的接口電路，所以硬件安裝上的工作量減少。l 功能完善、適應(yīng)性強(qiáng)l 體積小，能耗低4.2 plc的基本組成plc的硬件系統(tǒng)主要有由中央微處理器(cpu) 、存儲(chǔ)器(rom、ram) 、輸入/輸出(i/o)接口、編程

30、器、電源、通信接口、外圍設(shè)備接口等組成。4.3 plc工作過(guò)程4.3.1 plc執(zhí)行過(guò)程分為輸入采樣、程序處理和輸出刷新等三個(gè)階段。輸入采樣階段 以?huà)呙璺绞?，順序讀入所有輸入端的狀態(tài)點(diǎn)（接通或斷開(kāi)狀態(tài)），并將此狀態(tài)輸入寄存器中，接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段，即使輸入狀態(tài)變化，輸入寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，狀態(tài)的變化只能在下一個(gè)工作周期的輸入采樣階段才能被讀入。程序執(zhí)行階段 plc根據(jù)用戶(hù)輸入的控制程序，從第一條指令開(kāi)始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。并且只有輸入映像寄存區(qū)存放的輸入采樣值不會(huì)發(fā)生改變，其他各種數(shù)據(jù)在輸出映像接觸器區(qū)或系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都

31、有可能隨著程序的執(zhí)行而發(fā)生變化。前面執(zhí)行的結(jié)果可能被后面的程序所用到從而影響后面程序的執(zhí)行的結(jié)果；而后面執(zhí)行的結(jié)果不可能改變前面的掃描結(jié)果，只有到了下一個(gè)掃描周期再次掃描前面程序的時(shí)候有可能起作用，但是在掃描過(guò)程中如果遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，就會(huì)根據(jù)跳轉(zhuǎn)指令的條件是否滿(mǎn)足來(lái)決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。當(dāng)指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，plc從輸入映像寄存器中“ 讀入“上一段存入的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)。從輸出映像寄存器”讀入”對(duì)應(yīng)輸出映像寄存器的當(dāng)前狀態(tài)。然后，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果咋存入元件映像寄存器中。輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，plc將輸出狀態(tài)寄存器中所有繼電器的狀態(tài)，依次送到輸出鎖存器電路，并通過(guò)

32、一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，實(shí)現(xiàn)plc的輸出。4.3.2 plc的工作狀態(tài)plc有兩種工作狀態(tài)，即運(yùn)行狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)；運(yùn)行狀態(tài)：執(zhí)行應(yīng)用程序的狀態(tài)。停止?fàn)顟B(tài)：一般用于程序的編制和修改。4.3.3掃描周期和響應(yīng)時(shí)間掃描周期：plc在運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行一次掃描操作所需的時(shí)間。4.4 plc設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的基本原則l 滿(mǎn)足被控設(shè)備的全部要求，包括功能要求、性能要求。l 在滿(mǎn)足控制系統(tǒng)要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)考慮適用性、經(jīng)濟(jì)性、可維護(hù)性。l 控制系統(tǒng)應(yīng)確?？刂圃O(shè)備性能的穩(wěn)定性及工作的安全性、可靠性。l 控制系統(tǒng)應(yīng)具有可擴(kuò)展性，能滿(mǎn)足生產(chǎn)設(shè)備的改良和系統(tǒng)的升級(jí)。l 要注意控制系統(tǒng)輸入/輸出設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化原則和多供應(yīng)商

33、原則，易于采購(gòu)和替換。l 易于操作，符合人機(jī)工程學(xué)和用戶(hù)的操作習(xí)慣。4.5 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容4.5.1 plc控制系統(tǒng)的i/o點(diǎn)數(shù)確定與plc機(jī)型選擇一般系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)量輸入與輸出的比例為6：4，根據(jù)i/o總點(diǎn)數(shù)可給出如下的經(jīng)驗(yàn)公式：所需內(nèi)存總字?jǐn)?shù)=開(kāi)關(guān)量（輸入+輸出）總點(diǎn)數(shù)*10 余量：一般按計(jì)算存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)的25%考慮余量。所需內(nèi)存總字?jǐn)?shù)=(28+20)*10=480輸入點(diǎn)數(shù)為28點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為20點(diǎn)，故總點(diǎn)數(shù)應(yīng)大于48plc機(jī)型應(yīng)選擇：共有輸入64點(diǎn)，輸出64點(diǎn)，繼電器輸出。額定電壓額定頻率允許電壓范圍電源消耗電源熔斷器輸入信號(hào)電壓ac10024050/60hzac85264v8

34、0va250v/5aac100120，-15%10%4.5.2 i/o接線(xiàn)圖圖4.14.5.3 plc i/o、地址分配表表4.14.5.4 流程圖 4.5.5 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 4.5.6 梯形圖在附錄第5章 輔助功能5.1 加工工件計(jì)數(shù)功能5.1圖 計(jì)數(shù)器傳感器原理圖電阻：1k ;發(fā)光二極管 光敏三極管工作原理;發(fā)光二極管與光敏三極管分別裝在夾具的對(duì)面，當(dāng)夾具中有工件時(shí)，光敏三極管接受不到發(fā)光二極管發(fā)出的光，處于斷路狀態(tài)。則發(fā)出一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器渴通過(guò)接受到的脈沖數(shù)量來(lái)記錄加工工件數(shù)。采用16為增計(jì)數(shù)型計(jì)數(shù)器上網(wǎng)斷電保持型（c100c199）這里選用c100.安裝方法： 在夾具中，v型塊與壓板臺(tái)之

35、間形成回路5.2加一個(gè)急停鍵意義：保證機(jī)床及工作人員的安全具有非常重要意義。當(dāng)機(jī)床發(fā)生故障或不可預(yù)料的事件時(shí)，可按下此鍵。引入一個(gè)m8034功能：若使其得電，則plc的輸出繼電器全部禁止。5.3 pc機(jī)與plc通信本設(shè)計(jì)中采用串行通信的半雙工形式，采用windows操作系統(tǒng)中提供的實(shí)現(xiàn)各種串行通信的api函數(shù)，通過(guò)fx232aw模塊將計(jì)算機(jī)的串行通信口rs-232和plc的編程口連接起來(lái)，這樣計(jì)算機(jī)就可對(duì)plc的ram區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀、寫(xiě)操作?？蓪?duì)plc進(jìn)行以下4種類(lèi)型的操作：l 位元件或字元件狀態(tài)讀操作（cmd0）l 位元件或字元件狀態(tài)寫(xiě)操作（cmd1）l 位元件強(qiáng)制on操作（cmd7）l 位元

36、件強(qiáng)制off操作（cmd8） 主程序流程圖 數(shù)據(jù)收算法fx2n系列plc與計(jì)算機(jī)之間的通信采用rs-232標(biāo)準(zhǔn)，其傳輸速率固定為9600bps，奇偶校驗(yàn)位采用偶校驗(yàn)。數(shù)據(jù)格式如表1所示。數(shù)據(jù)以幀為單位發(fā)送和接收。一個(gè)多字符幀由圖1所示的五部分組成，其中和校驗(yàn)值是將命令碼stx-etx之間的字符的ascii碼（十六進(jìn)制數(shù)）相加，取得所得cserial類(lèi)種的幾個(gè)成員函數(shù)class cserialpublic:cserial();cserial();bool open( int nport , int nbaud，int nparity，int nbytesize，int nstopbits );b

37、ool close( void );int readdata( void *, int );int senddata( const char *, int );int readdatawaiting( void );bool isopened( void ) return( m_bopened ); protected:bool writecommbyte( unsigned char );handle m_hidcomdev;overlapped m_overlappedread, m_overlappedwrite;bool m_bopened; serial:open這個(gè)成員函數(shù)打開(kāi)通信

38、端口。帶五個(gè)參數(shù)，第一個(gè)是串口號(hào)，第二個(gè)參數(shù)是數(shù)據(jù)傳輸速率，第三個(gè)是數(shù)據(jù)效驗(yàn)方式，第四個(gè)是數(shù)據(jù)位數(shù)，第五個(gè)是數(shù)據(jù)停止位。 serial:close函數(shù)關(guān)閉通信端口。 cserial:senddata函數(shù)把數(shù)據(jù)從一個(gè)緩沖區(qū)寫(xiě)到串行端口。第一個(gè)參數(shù)是緩沖區(qū)指針，其中包含要被發(fā)送的資料；第二個(gè)參數(shù)是發(fā)送的字節(jié)數(shù)。 cserial:readdata函數(shù)從斷口接收緩沖區(qū)讀入數(shù)據(jù)。第一個(gè)參數(shù)是緩沖區(qū)指針，資料將被放入該緩沖區(qū)；第二個(gè)參數(shù)緩沖區(qū)的大小計(jì)算機(jī)與pc鏈接數(shù)據(jù)流的傳輸格式控制代碼plc站號(hào)plc標(biāo)識(shí)號(hào)報(bào)文等待時(shí)間數(shù)據(jù)字符檢驗(yàn)和代碼控制代碼數(shù)據(jù)傳輸基本格式l 控制代碼 plc在以下幾種情況時(shí)，將會(huì)初

39、始化：1. 電源接通2. 數(shù)據(jù)通信正常完成3. 接收到發(fā)送結(jié)束信號(hào)（eot）或清除信號(hào)（cl）4. 接受到控制代碼nak5. 計(jì)算機(jī)發(fā)送命令報(bào)文后超時(shí)。信號(hào)代碼功能描述信號(hào)代碼功能描述stx02h報(bào)文開(kāi)始lf0ah換行etx03h報(bào)文結(jié)束cl0ch清除eqt04h發(fā)送結(jié)束cr0dh回車(chē)enq05h請(qǐng)求nak15h不能確認(rèn)ack06h確認(rèn)l 工作站號(hào)在fx2n系列plc的中用特殊數(shù)據(jù)寄存器d8121來(lái)設(shè)定站號(hào)，設(shè)定范圍為：00h0fhl plc標(biāo)識(shí)在fx2n系列plc的標(biāo)識(shí)號(hào)用16進(jìn)制數(shù)ff對(duì)應(yīng)的兩個(gè)ascii字符46h,46h表示。l 命令計(jì)算機(jī)鏈接中的命令命令功能fx、fx2、fx2nbr以

40、點(diǎn)為單位讀寫(xiě)為元件組256點(diǎn)wr以16點(diǎn)為單位讀寫(xiě)為元件組32字，512點(diǎn)bw以點(diǎn)為單位寫(xiě)為元件組10字/160點(diǎn)bt對(duì)多個(gè)為元件復(fù)位20點(diǎn)wt以字元件為單位，寫(xiě)入數(shù)據(jù)10字l 報(bào)文時(shí)間一般為1.0ms為單位，l 數(shù)據(jù)字符以實(shí)際情況而定l 校驗(yàn)和代碼將報(bào)文的第一個(gè)控制代碼與校驗(yàn)和代碼之間所有字符的16進(jìn)制數(shù)形式的ascii碼求和，把和的最低兩位16進(jìn)制數(shù)作為校驗(yàn)和代碼，并且以ascii碼形式放在報(bào)文的末尾。通訊協(xié)議示例具體程序：（用vc+語(yǔ)言編程）首先要對(duì)端口進(jìn)行初始化操作，既設(shè)定通信協(xié)議（1） 通信口初始化子程序bool cserial：open（int nport） /nport為微型計(jì)算

41、機(jī)串口端口號(hào)； char szport15; dcb dcb;m_hidcomdev=createfile(szport,gemeric_readgemeric_write,0,null,open_existing,file_attribute_nomalfile_overlapped,null)getcommstate（m_hidcdev,&dcb）; /取的通信資源當(dāng)前設(shè)置dcb.baudrate=9600； /設(shè)定波特率為9600bit/sdcb.bytesize=7； /7為數(shù)據(jù)dcb.parity=2； /設(shè)定為偶校驗(yàn)dcb.stopbits=0； /設(shè)定一個(gè)停止位if（setcom

42、mstate（m_hidcomdev，&dcb）return（true）else return（falese）;/發(fā)送請(qǐng)求與確認(rèn)子程序bool cntjd1g：rfplc(char *read_char char *read_address，int eabdyes) cserial serial； /用于串行通信的類(lèi)char read_buffer;enq_request10=0x05;ack10=0x06;if(serial.open(1) ) /初始化串行通信口com1 serial.senddate（&enq_request，1）； /發(fā)送聯(lián)絡(luò)信號(hào)sleep（1000）； /等待1秒鐘s

43、erial.readdata（&read_buffer,1）; /讀取plc響應(yīng)信號(hào)if(read_buffer= =ack) 如果plc響應(yīng)信號(hào)等于ack，則進(jìn)行操作：serial.close（）； /操作完畢，關(guān)閉通信口stxcmd163162161160161160161160軟設(shè)備首地址字節(jié)數(shù)和校驗(yàn)0x020x30(0)0x30(0)0x30(0)0x41(a)0x32(2)0x30(0)0x32(2)0x030x36(6)0x38(8)例如:如果要讀取線(xiàn)圈y01y18的狀態(tài)，查fx2n232aw用戶(hù)手冊(cè)，plc輸出線(xiàn)圈y01y18的軟設(shè)備地址為0x00a2，而y01y18是2個(gè)字節(jié)，

44、和校驗(yàn)值sum是將命令碼到etx的各個(gè)ascii碼相加后取后兩位，即:sum0x30+0x30+0x30+0x41+0x32+0x30+0x32+0x03=0x168，取低兩位0x68。stx0x02第一字節(jié)第二字節(jié)。最末字節(jié)（最多到64字節(jié)）etx0x03161160高位低位高位低位。高位低位和校驗(yàn)stx_star10=02,30,30,30,41,32,30,32,03,68發(fā)送完以上開(kāi)始代碼后可直接讀取plc響應(yīng)信息：如下：/讀取plccmdo（讀操作）子程序bool cntjd1g：read from plc（char *read char *read_address，int read

45、_bytes）char senddatasum_check2;char readdatasum_check2;char total_databytes2;char readdatasum_check2;int senddata_sum;int datasum_check=0;int i ;serial.senddata（&stx_star，1）； /向plc發(fā)送開(kāi)始代碼serial.senddata（cmd0_read，1）；/發(fā)送讀代碼datasum_check+=cm0d_read；for（i=0；i4;i+）serial.senddata(*read_addressi,1); /發(fā)送起始

46、地址的ascii代碼datasum_check+ total_databytesi；change to ascii（total_databytes，read_bytes）; /將字節(jié)數(shù)轉(zhuǎn)化為ascii值for（i=0；i2;i+） serial.senddata（&total_databytesi，1）； /發(fā)送元件字節(jié)數(shù)的ascii碼值datasum_check+ total_databytesi；serial.senddata（&etx_end，1）； /發(fā)送結(jié)束標(biāo)志代碼senddatasum_check+etx_end；changesum to ascii（senddatasum_che

47、ck，senddatasum_check）； /將和轉(zhuǎn)化為ascii碼for（i=0；i2;i+）serial.senddata(*senddatasum_check i,1);sleep（1000）； /等待plc響應(yīng)serial.renddata（&read_buffer,1）;if（read_buffer= =stx_start）readdata_sum=0;for（i=0；i2*read_bytes;i+）serial.renddata(&read_chari;serial.renddata（&read_buffer,1）;if（read_buffer= =etx_end）serial

48、.renddata(readdatasum_check,2); /讀入的和的低2位ascii碼readdata_sum+=etx_end；changesum to ascii（senddatasum_check，senddatasum_sum）； /將計(jì)算機(jī)得到的和轉(zhuǎn)化為ascii碼值if（*readdatasum_check= =*readdatasum_check） /和校驗(yàn)afxmessagebox（“數(shù)據(jù)讀出成功”）return（true）;else afxmessagebox（“校驗(yàn)錯(cuò)誤”） return（flase）;5.4 plc設(shè)備維護(hù)與維修5.4.1 pc通信診斷故障：可根據(jù)

49、以上內(nèi)容進(jìn)行plc故障診斷與維修，可利用pc通信進(jìn)行診斷：利用在上位機(jī)系統(tǒng)中軟件中，加一個(gè)故障檢測(cè)塊，當(dāng)按下此按鈕時(shí)，檢測(cè)開(kāi)始，進(jìn)行輸出繼電器狀態(tài)檢測(cè)(0、1：0代表故障，1代表正常)并輸出其相應(yīng)的繼電器符號(hào)，可根據(jù)其狀態(tài)讀得輸出繼電器是否有故障。查fx2n232aw用戶(hù)手冊(cè)，plc輸出線(xiàn)圈y01y18的軟設(shè)備地址為0x00a2，int testing(*address,int state, int b)int i;*address;for（i=0;i18;i+）if(state= =0)cont“輸出繼電器號(hào)：”*address：n“state：” stateendl;如果km1（y01有故

50、障）則輸出顯示：*address：y001 state：05.4.2內(nèi)部特殊繼電器與數(shù)據(jù)寄存器檢測(cè)利用plc的特殊內(nèi)部繼電器與數(shù)據(jù)寄存器狀態(tài)，可以詳細(xì)了解plc發(fā)生的故障原因。fx系列plc基本運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控信息，可以通過(guò)對(duì)應(yīng)的特殊內(nèi)部特殊繼電器與數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行顯示。l 特殊內(nèi)部繼電器顯示：地址功能plc型號(hào)（fx2n）m8000plc運(yùn)行指示（常開(kāi)觸點(diǎn)）1支持m8001plc運(yùn)行指示（常閉觸點(diǎn)）0支持m8002plc初始脈沖（常開(kāi)觸點(diǎn)）1支持m8003plc初始脈沖（常閉觸點(diǎn)）0支持m8004plc出錯(cuò)指示支持m8005電池電壓過(guò)低報(bào)警支持l plc報(bào)警信息顯示地址功能prog-e指示燈狀態(tài)f

51、x2nm8060i/o連接出錯(cuò)run支持m8061plc硬件不良閃爍支持m8062plc通信出錯(cuò)off支持m8063rs-232通信出錯(cuò)off支持m8064plc參數(shù)出錯(cuò)閃爍支持m8065用戶(hù)程序語(yǔ)法出錯(cuò)閃爍支持m8066用戶(hù)程序梯形圖出錯(cuò)閃爍支持m8067plc應(yīng)用指令出錯(cuò)off支持m8068plc運(yùn)算出錯(cuò)記憶off支持m8069i/o總線(xiàn)連接出錯(cuò)支持m8109輸出刷新出錯(cuò)off支持在以上報(bào)警中，當(dāng)出現(xiàn)m8060m8067報(bào)警時(shí)，對(duì)應(yīng)地址將送到d8004中，同時(shí)特殊內(nèi)部繼電器m8004為1，當(dāng)出現(xiàn)多個(gè)報(bào)警時(shí)，d8004j將記憶最小的報(bào)警地址。plc硬件出錯(cuò)代碼與處理：出錯(cuò)顯示代碼寄存器錯(cuò)誤代

52、碼錯(cuò)誤內(nèi)容錯(cuò)誤處理m8060d8060annn對(duì)未安裝的i/o模塊進(jìn)行編程，安裝需要的i/o模塊m8061d80610000plc正常工作檢查plc安裝、連接；檢查擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊的連接6101ram出錯(cuò)6102plc連接、運(yùn)算出錯(cuò)6103i/o總線(xiàn)連接出錯(cuò)6104擴(kuò)展單元連接出錯(cuò)6105plc循環(huán)時(shí)間超時(shí)5.4.3 運(yùn)行環(huán)境的保證因?yàn)閜lc為精密電子產(chǎn)品，自動(dòng)化控制的系統(tǒng)是要求長(zhǎng)時(shí)間不間斷運(yùn)行，因此plc的運(yùn)行環(huán)境要求極高，要防塵、防火、防水，防高溫，防雷電，因此電氣控制室一般都安排在具有雙層玻璃的、安裝有水式制冷空調(diào)的二樓，電控室的溫度一般控制在28度左右;對(duì)于防塵則是將plc安裝在1m

53、2.2m0.6m的帶鎖前面板為玻璃門(mén)的控制柜中，此柜上部安裝有防塵罩的抽風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行柜內(nèi)降溫。5.4.4 做好日常工作l 日常準(zhǔn)備工作：首要的熟悉工藝流程，其次是對(duì)plc各種模塊的說(shuō)明資料的熟悉，再次現(xiàn)場(chǎng)布局的了解，最后確保自已的各種檢測(cè)工具要完好無(wú)誤。l 日常點(diǎn)檢工作：定期進(jìn)行cpu的電池的電壓檢測(cè)，正常常情況下為3v，定期對(duì)構(gòu)成plc系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備的點(diǎn)檢和維護(hù)，如ups定期維護(hù)，利用停機(jī)時(shí)機(jī)，對(duì)plc各控制柜進(jìn)行人工除塵、降溫，plc程序的定期人工備份和電池備份及各相關(guān)壞器件的更換等工作。 當(dāng)plc的軟件不正常時(shí)，主要看cpu的run狀態(tài)是否正常，不正常則進(jìn)行cpu清除后重新下載控制程序。當(dāng)

54、plc硬件不正常時(shí)則要按以下順序進(jìn)行檢查工作：1、查看plc電源是否有電：有電則測(cè)量電壓是否在+24v的5%范圍之內(nèi)，有電且正常，則進(jìn)行下一步;有電不正常則進(jìn)行電源模塊的輸出端與輸入端進(jìn)行檢測(cè)，若輸出端不正常而輸入端正常，則更換模塊;若輸入端不正常，則進(jìn)行輸入端的逆流法則進(jìn)行相應(yīng)檢查，如進(jìn)行24v交直流變壓器的輸入電壓端的交流電壓220v的10%檢查，正常，則更換直流24v變壓器。無(wú)電則按跡尋蹤，借助原理圖+現(xiàn)場(chǎng)布置總圖+接線(xiàn)圖紙，檢查給電源模塊供電的各種電器器件的輸出端的接線(xiàn)是否正確，不正確，重新接線(xiàn);正確用萬(wàn)用表則檢查空氣開(kāi)關(guān)的進(jìn)線(xiàn)端與出線(xiàn)端有無(wú)正常供電，無(wú)正常供電，查明是外界還是自身原因，若為外界則是電壓不足還是根本無(wú)電壓，或負(fù)載過(guò)重，又或嚴(yán)重過(guò)流等等的分析，一直到將事故排除正常供電為止;若為本身器件壞則更換之。2、了解過(guò)cpu工作模式及優(yōu)先級(jí)：高優(yōu)先級(jí)有stop、holdup、startup（warmrestart、coldrestart）;低優(yōu)先級(jí)有：run、run-p（pg/pc的在線(xiàn)讀寫(xiě)程序）。查看cpu是在run模式，或是在stop模式，又