普通車床電氣系統(tǒng)控制改造畢業(yè)設計說明書

1、<p>　　職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文</p><p>　　普通車床電氣控制系統(tǒng)改造</p><p>　　2014屆電氣工程系</p><p>　　專 業(yè) 電氣自動化 </p><p>　　學 號 ********** </p><p>　　學生姓名 * * *

2、</p><p>　　指導教師 * * * </p><p>　　完成日期 2013年12月 13日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　傳統(tǒng)的C650臥式車床采用繼電器實現(xiàn)電氣控制，接線多且復雜，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

3、達到現(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，并且達到車床的控制要求。</p><p>　　本次設計的思路是依靠PLC作為核心器件，通過使用PLC將原有的接線方式進行替換，使其在整體的設計中能實現(xiàn)電路的簡單化，其控制部分通過程序的編寫來達到車床的工作要求。在電機調(diào)速上使用變頻器進行控制，變頻器能做到無級調(diào)速和階段化調(diào)速，由此對主軸電機進行轉(zhuǎn)速的控制。</p><p>

4、　　這里先介紹一下使用到的PLC和變頻器。更具體的介紹與說明將在下面的章節(jié)中進行體現(xiàn)出來。PLC（Programmable Logic Controller）又稱為可編程控制器是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外

5、圍設備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。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、人機界面功能。在系統(tǒng)構(gòu)成時，可由一臺計算機與多臺PLC構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制網(wǎng)絡，以便完成較大規(guī)模的復雜控制。</p><p>　　西門子變頻器是由德國西

6、門子公司研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的知名變頻器品牌，主要用于控制和調(diào)節(jié)三相交流異步電機的速度。并以其穩(wěn)定的性能、豐富的組合功能、高性能的矢量控制技術(shù)、低速高轉(zhuǎn)矩輸出、良好的動態(tài)特性、超強的過載能力、創(chuàng)新的BiCo（內(nèi)部功能互聯(lián)）功能以及無可比擬的靈活性，在變頻器市場占據(jù)著重要的地位。</p><p>　　關(guān)鍵詞： PLC； 變頻器； C650車床；</p><p><b>　　目 錄&

7、lt;/b></p><p>　　摘 要 …………………………………………………………………………… I</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 C650型普通車床發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2 PLC概述2</p><p>　　1.2

8、.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)及特點3</p><p>　　1.2.2 PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應用 4</p><p>　　1.3 基于PLC的電氣系統(tǒng)控制的意義及發(fā)展前景5</p><p>　　1.3.1 意義5</p><p>　　1.3.2 發(fā)展前景5</p><p>　　1.4 本文主要工作7&

9、lt;/p><p>　　第2章 C650車床的主要結(jié)構(gòu)與控制要求8</p><p>　　2.1 C650車床的主要結(jié)構(gòu)8</p><p>　　2.2 C650車床的控制要求8</p><p>　　2.3 繼電器電氣線路的分析8</p><p>　　2.3.1主電路分析9</p><p>　

10、　2.3.2 控制電路分析10</p><p>　　2.3.3 整機線路聯(lián)鎖與保護10</p><p>　　第3章 基于PLC的C650車床仿真平臺硬件結(jié)構(gòu)設計11</p><p>　　3.1 系統(tǒng)輸入輸出分析11</p><p>　　3.2 OMRON 24V 繼電器--LY4NJ簡介12</p><p>

11、　　3.3 MM420變頻器簡介15</p><p>　　3.4 西門子S7-200 PLC 簡介17</p><p>　　3.4.1 PLC的選型17</p><p>　　3.4.2概述17</p><p>　　3.4.3 應用領(lǐng)域18</p><p>　　3.4.4 優(yōu)點、特點18</p>

12、<p>　　3.4.5 PLC 的硬件組成與各部分的作用19</p><p>　　3.4.6 PLC 的一些技術(shù)參數(shù)指標21</p><p>　　3.5 PLC控制系統(tǒng)外部接線圖22</p><p>　　3.6 本章小結(jié)23</p><p>　　第4章 基于PLC的C650車床仿真平臺軟件設計24</p>

13、<p>　　4.1 S7－200PLC編程軟件STEP7-Micro/WIN的簡介24</p><p>　　4.2 梯形圖的設計24</p><p>　　4.2.1 機床工作指示燈開關(guān)控制的梯形圖設計24</p><p>　　4.2.2 電動機M1正、反轉(zhuǎn)控制梯形圖的設計24</p><p>　　4.

14、2.3電動機M1正轉(zhuǎn)點動控制的設計26</p><p>　　4.2.4 電動機M1的正、反轉(zhuǎn)運行的反接制動的設計26</p><p>　　4.2.5 快速移動電動機的控制設計26</p><p>　　4.2.6 冷卻泵電動機的控制設計 27</p><p>　　4.3 基于PLC控制改造C650車床梯形圖 28

15、</p><p>　　4.4 基于PLC控制改造C650車床程序表31</p><p>　　4.5 本章小結(jié)33</p><p>　　第5章 系統(tǒng)調(diào)試34</p><p>　　5.1 硬件檢查34</p><p>　　5.2 系統(tǒng)綜合調(diào)試34</p>&l

16、t;p><b>　　總 結(jié)35</b></p><p><b>　　參考文獻35</b></p><p><b>　　附 錄37</b></p><p><b>　　致 謝35</b></p><p><b>　　

17、第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 C650型普通車床發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　數(shù)控技術(shù)的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應用領(lǐng)域的擴大，它對國計民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。當前數(shù)控車床呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢

18、。 </p><p>　　1.高速、高精密化      </p><p>　　高速、精密是機床發(fā)展永恒的目標。隨著科學技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，機電產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，對零件加工的精度和表面質(zhì)量的要求也愈來愈高。為滿足這個復雜多變市場的需求，當前機床正向高速切削、干切削和準干切削方向發(fā)展，加工精度也在不斷地提高。另一方面，電

19、主軸和直線電機的成功應用，陶瓷滾珠軸承、高精度大導程空心內(nèi)冷和滾珠螺母強冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導軌副等機床功能部件的面市，也為機床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。 </p><p>　　數(shù)控車床采用電主軸，取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié)，大大減少了主傳動的轉(zhuǎn)動慣量，提高了主軸動態(tài)響應速度和工作精度，徹底解決了主軸高速運轉(zhuǎn)時皮帶和帶輪等傳動的振動和噪聲問題。采用電主軸結(jié)構(gòu)可使主軸轉(zhuǎn)速達到10

20、000r/min以上。  </p><p>　　直線電機驅(qū)動速度高，加減速特性好，有優(yōu)越的響應特性和跟隨精度。用直線電機作伺服驅(qū)動，省去了滾珠絲杠這一中間傳動環(huán)節(jié)，消除了傳動間隙(包括反向間隙)，運動慣量小，系統(tǒng)剛性好，在高速下能精密定位，從而極大地提高了伺服精度。 </p><p>　　直線滾動導軌副，由于其具有各向間隙為零和非常小的滾動摩擦，磨損小，發(fā)熱可

21、忽略不計，有非常好的熱穩(wěn)定性，提高了全程的定位精度和重復定位精度。通過直線電機和直線滾動導軌副的應用，可使機床的快速移動速度由目前的10～20m/mim提高到60～80m/min，甚至高達120m/min。 </p><p>　　2.高可靠性      </p><p>　　數(shù)控機床的可靠性是數(shù)控機床產(chǎn)品質(zhì)量的一項關(guān)鍵性

22、指標。數(shù)控機床能否發(fā)揮其高性能、高精度和高效率，并獲得良好的效益，關(guān)鍵取決于其可靠性的高低。</p><p>　　3.數(shù)控車床設計CAD化、結(jié)構(gòu)設計模塊化。隨著計算機應用的普及及軟件技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)得到了廣泛發(fā)展。CAD不僅可以替代人工完成繁瑣的繪圖工作，更重要的是可以進行設計方案選擇和大件整機的靜、動態(tài)特性分析、計算、預測及優(yōu)化設計，可以對整機各工作部件進行動態(tài)模擬仿真。在模塊化的基礎(chǔ)上在設計階段就可以看

23、出產(chǎn)品的三維幾何模型和逼真的色彩。采用CAD，還可以大大提高工作效率，提高設計的一次成功率，從而縮短試制周期，降低設計成本，提高市場競爭能力。 </p><p>　　通過對機床部件進行模塊化設計，不僅能減少重復性勞動，而且可以快速響應市場，縮短產(chǎn)品開發(fā)設計周期。 </p><p><b>　　4.功能復合化 </b></p>

24、<p>　　功能復合化的目的是進一步提高機床的生產(chǎn)效率，使用于非加工輔助時間減至最少。通過功能的復合化，可以擴大機床的使用范圍、提高效率，實現(xiàn)一機多用、一機多能，即一臺數(shù)控車床既可以實現(xiàn)車削功能，也可以實現(xiàn)銑削加工；或在以銑為主的機床上也可以實現(xiàn)磨削加工。寶雞機床廠已經(jīng)研制成功的CX25Y數(shù)控車銑復合中心，該機床同時具有X、Z軸以及C軸和Y軸。通過C軸和Y軸，可以實現(xiàn)平面銑削和偏孔、槽的加工。該機床還配置有強動力刀架和副主軸

25、。副主軸采用內(nèi)藏式電主軸結(jié)構(gòu)，通過數(shù)控系統(tǒng)可直接實現(xiàn)主、副主軸轉(zhuǎn)速同步。該機床工件一次裝夾即可完成全部加工，極大地提高了效率。</p><p><b>　　1.2 PLC概述</b></p><p>　　現(xiàn)代化生產(chǎn)的水平,產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益等各項指標在很大程度上取決于生產(chǎn)設備的先進性和電氣化程度.隨著大規(guī)模集成電路及微型計算機技術(shù)的發(fā)展,給電氣控制技術(shù)開辟了新的前景.

26、可編程控制器是近幾十年發(fā)展起來的一種新興工業(yè)控制器,由于它將計算機的編程靈活、功能齊全、應用面廣等優(yōu)點與繼電器系統(tǒng)的控制簡單、使用方便、抗干擾力強、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來,而其本身又具有體積小、重量輕、耗電省等特點,因此在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中的應用越來越廣泛.</p><p>　　在實際生產(chǎn)中,由于大量存在一些用開關(guān)量控制的簡單的程序控制過程,而實際生產(chǎn)工藝和流程又是經(jīng)常變化的,因而傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)常不能滿足

27、這種要求.電子計算機控制系統(tǒng)的出現(xiàn),提高了電氣控制的靈活性和通用性,其控制功能和控制精度都得到很大的提高.然而在其初期,存在著系統(tǒng)復雜,使用不便,抗干擾能力差,成本高等缺陷,尤其對上述簡單的過程控制有大材小用和不經(jīng)濟等問題.因而,在20世紀60年代出現(xiàn)了一種能夠根據(jù)生產(chǎn)需要,方便地改變控制程序,而又遠比電子計算機結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉的自動化裝置——順序控制器,它是通過組合邏輯元件插接或編程來實現(xiàn)繼電器接觸控制線路功能的裝置.它能滿足程序經(jīng)

28、常改變的控制要求,使控制系統(tǒng)具有較大的靈活性和通用性,但它還是使用硬件手段,裝置體積大,功能也受到一定限制.隨著大規(guī)模集成電路和微處理技術(shù)的發(fā)展和應用,上述控制技術(shù)也發(fā)生了根本的變化.在20世紀70年代出現(xiàn)了用軟件手段來實現(xiàn)各種控制功能以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器——可編程控制器,這種器件完全能夠適應惡劣的工業(yè)環(huán)境。由于它兼?zhèn)淞擞嬎銠C控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點,故目前在世界各國以作為一種標準化通用設備普遍應用于</p&g

29、t;<p>　　PC出現(xiàn)后就受到普遍的重視,其應用發(fā)展也十分的迅速,原因在于現(xiàn)有的各種控制方式相比,它有一系列受用戶歡迎的特點,主要是:</p><p>　　1.可靠性高,抗干擾能力強 在惡劣的 工業(yè)環(huán)境下工業(yè)生產(chǎn)對控制設備的可靠性提出很高的要求。PC是專為工業(yè)控制而設計,由于采取了一系列措施,使PC控制系統(tǒng)的平均無故障間隔時間一般能達到4～5萬h,遠遠超過傳統(tǒng)繼電器控制和計算機控制系統(tǒng).可以說,

30、到目前為止尚無任何一種工業(yè)控制系統(tǒng)的可靠性能達到和超過PC.保證PC工作的可靠性高、抗干擾能力強的主要措施是:</p><p>　　(1) 采用循環(huán)掃描、集中采樣,集中輸出的工作方式。</p><p>　　(2) 硬件設計采用模塊式結(jié)構(gòu)并采取屏蔽、濾波、隔離、聯(lián)鎖等一系列抗干擾技術(shù),同時增加輸出聯(lián)鎖、環(huán)境檢測與故障診斷等提高可靠性電路。</p><p>　　(3)

31、軟件設計中設置實時監(jiān)控、自診斷、信息保護與恢復等程序與硬件電路配合實現(xiàn)各種故障的診斷、處理、報警顯示及保護功能.因此PC優(yōu)于微機控制的首要特點是它能適應惡劣的工業(yè)環(huán)境。</p><p>　　2.編程簡單、易于掌握這是PC優(yōu)于微機的另一個特點。梯形圖編程方式是PC最常用的編程語言。它與繼電器控制原理圖類似，具有直觀、清晰、修改方便、易掌握等優(yōu)點。</p><p>　　3．組合靈活使用方便由于

32、它采用標準化得到通用模塊結(jié)構(gòu)，能靈活方便地組合成各種不同規(guī)模、不同功能的控制系統(tǒng)。</p><p>　　4．功能強，通用性好現(xiàn)代PC具備很強的信息處理功能和輸出控制能力，它既可以對開關(guān)量進行控制又可以對模擬量進行控制。</p><p>　　5．開發(fā)周期短，功率高 </p><p>　　6．體積小，重量輕，工耗低</p><p>　　隨著

33、電子技術(shù)的發(fā)展和應用領(lǐng)域日益擴大，PC技術(shù)及其產(chǎn)品仍在繼續(xù)發(fā)展，其結(jié)構(gòu)不斷改進，功能日益增強，性價比越來越高。</p><p>　　1.2.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)及特點</p><p>　　PLC（即可編程邏輯控制器，Programmable Logic Controller）是用來取代用于電機控制的順序繼電器電路的一種器件（圖1-1）。是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀七十年代的

34、PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1，程序從起始步起，依次執(zhí)行到最終步，然后再

35、返回起始步循環(huán)運算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。</p><p>　　本次設計使用的是西門子S7-200PLC，西門子S7-200PLC在實時模式下具有速度快，具有通訊功能和較高的生產(chǎn)力的特點。一致的模塊化設計促進了低性能定制產(chǎn)品的創(chuàng)造和可擴展性的解決方案。來自西門子的S7-200微型PLC可以被當作獨立的微型PLC解決方案或與其他控制

36、器相結(jié)合使用。SIMATIC S7-200的應用領(lǐng)域從更換繼電器和接觸器一直擴展到在單機、網(wǎng)絡以及分布式配置中更復雜的自動化任務。S7-200也越來越多地提供了對以前曾由于經(jīng)濟原因而開發(fā)的特殊電子設備的地區(qū)的進入。SIMATIC S7-200發(fā)揮統(tǒng)一而經(jīng)濟的解決方案。</p><p>　　PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當成開關(guān)量來處理

37、，16位為一個模擬量。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量的運算。把計算結(jié)果送給PLC的控制器。相同I/O點數(shù)的系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低一些。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護成本比DCS要低很多。一個PLC的控制器，可以接收幾千個I/O點。如果被控對象主要是設備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在設計企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。</p><

38、;p>　　圖 1-1 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　可編程控制器得以迅速發(fā)展和廣泛使用的原因是由于它具有繼電器接觸器控制裝置和通用計算機以及其他控制系統(tǒng)所不具有的特點：</p><p>　　(1) 運行穩(wěn)定、可靠性高、抗干擾能力強</p><p>　　(2) 設計使用和維護方便</p><p>　　(3) 編程御苑直觀易學

39、</p><p>　　(4) 與網(wǎng)絡技術(shù)相結(jié)合</p><p>　　(5) 體積小、質(zhì)量輕、能耗低</p><p>　　1.2.2 PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應用 </p><p>　　PLC是先進的工業(yè)化國家通用的標準工業(yè)控制設備，在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視的先進控制技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大技術(shù)支柱(PLC,CAD

40、/CAM,ROBOT)之一，可編程邏輯控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的一種數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字量、模擬量的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(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制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點。用PL

41、C控制改造其繼電器控制電路,可靠性高、邏輯功能強、體積小，降低了設備故障率,提高了設備使用效率,運行效果良好。隨著我國電力體制改革的深化，電力市場競爭將更加激烈，降低資源損耗和提高管理效益成為各發(fā)電企業(yè)的迫切需求。為此，對火電廠輔助車間自動控制水平提出了更高的要求。經(jīng)過科技人員的不斷引進、開發(fā)、研究，我國大型火電站的輔助系統(tǒng)（輸煤、化水、除灰、除渣、燃油泵房、循環(huán)水泵房等）已由繼電器控制過渡到完全由PLC監(jiān)</p><

42、;p>　　PLC是一種專為工業(yè)生產(chǎn)自動化控制設計的，一般而言，無須任何保護措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，當生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會造成設備的失控和誤動作，從而不能保證PLC的正常運行。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，一方面生產(chǎn)廠家要提高PLC的抗干擾能力；另一方面，要在設計、安裝和使用維護中引起高度重視，多方配合，減少及消除干擾對PLC

43、的影響。在新的時代，PLC會有更大的發(fā)展，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，通過完美的人機界面、完備的通信設備、成熟的現(xiàn)場總線通信能力會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求，PLC作為自動化控制網(wǎng)絡和國際通用網(wǎng)絡的重要組成部分，將在我國發(fā)電廠的電氣自動化建設中發(fā)揮越來越大的作用。</p><p>　　1.3 基于PLC的電氣系統(tǒng)控制的意義及發(fā)展前景</p><p><b>　　1.3.

44、1 意義</b></p><p>　　傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡單、容易掌握、價格便宜，在一定的范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中曾占主導地位，但是繼電器—接觸器控制有著明顯的缺點：設備體積大、壽命短、可靠性差、動作速度慢、功能少、程序不可變；因此對于程序固定，控制過程不太復雜的系統(tǒng)還是適合的。但是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復雜，所以當生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r，

45、原有的接線和控制柜就要改接或更改，通用性和靈活性較差。</p><p>　　但可編程序控制器（PC）以其完善的功能，很強的通用性，體積少及高可靠性等特點在各工礦企業(yè)得到廣泛的應用。在工廠自動化系統(tǒng)中，PC被廣泛采用為核心的控制器件。它既可組成功能齊全的自控系統(tǒng)控制整個工廠的運行，亦可單獨使用作單機自動控制。它還是繼電器控制柜的理想替代物。在生產(chǎn)工藝控制、過程控制、機床控制、組合機床自動控制等場合，PC占有舉足輕重

46、的地位。特別是在數(shù)控機床及大量的機床改造和老設備改造中，PC應用極廣。</p><p>　　1.3.2 發(fā)展前景</p><p>　　PLC發(fā)展至今，已有30余年的歷史，隨著半導體技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制領(lǐng)域已有翻天復地的變化，PLC亦在不斷的發(fā)展變化之中，PLC正朝著新的技術(shù)發(fā)展。向高性能、高速度、大容量發(fā)展。</p><p>　　同時，隨著技術(shù)

47、的發(fā)展，PLC的抗干擾能力將越來越強。PLC是專為工業(yè)生產(chǎn)自動化控制設計的，一般而言，無須任何保護措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，當生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會造成設備的失控和誤動作，從而不能保證PLC的正常運行。因此，PLC控制系統(tǒng)可靠性將伴隨PLC的抗干擾能力的增強而提高，未來PLC的抗干擾性會大大提高。</p><p&

48、gt;　　另外，PLC的應用會朝網(wǎng)絡化、數(shù)字化的趨勢發(fā)展。PLC網(wǎng)絡化技術(shù)的發(fā)展有兩個趨勢：一方面，PLC網(wǎng)絡系統(tǒng)已經(jīng)不再是自成體系的封閉系統(tǒng)，而是迅速向開放式系統(tǒng)發(fā)展，各大品牌PLC除外形成自己各具特色的PLC網(wǎng)絡系統(tǒng)，完成設備控制任務之外，還可以與上位計算機管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)信息交流，成為整個信息管理系統(tǒng)的一部分；另一方面，現(xiàn)場總線技術(shù)得到廣泛的采用，PLC與其他安裝在現(xiàn)場的智能化設備，比如智能儀表、傳感器、智能型電磁閥、智能型驅(qū)動

49、執(zhí)行機構(gòu)等，通過光纜鏈接起來，并按照同一通信規(guī)約互相傳輸信息，由此構(gòu)成一個現(xiàn)場工業(yè)控制網(wǎng)絡，這種網(wǎng)絡與單純的PLC遠程網(wǎng)絡相比，配置更靈活，擴展更方便，造價更低，性能價格比更好，也更具開放意義。</p><p>　　第三，PLC正向高性能小型化方向發(fā)展，PLC的功能正越來越豐富，而體積則越來越小?，F(xiàn)有三菱的FX-IS系列PLC最小型號的體積僅為60×90×75mm，但卻具有高速計數(shù)、斜坡、交替

50、輸出及16位四則運算等能力，還具有可調(diào)電位器時間設定功能。PLC已不再是早期那種只能進行開關(guān)量邏輯運算的產(chǎn)品，開始具有越來越強的模擬量處理能力，以及其他過去只有在計算機上才能具有的高級處理能力，如浮點數(shù)運算、PID調(diào)節(jié)、溫度控制、精確定位、步進驅(qū)動、報表統(tǒng)計等。也就是說，PLC系統(tǒng)與DCS (集散控制系統(tǒng))的差別已經(jīng)越來越小，用PLC同樣可以構(gòu)成一個過程控制系統(tǒng)。</p><p>　　最后，PLC的操作將向簡易化

51、發(fā)展。PLC的復雜編程使一些用戶望而卻步，而且不同廠商PLC所有編程的語言也不盡相同，用戶往往需要掌握更多種編程語言，難度較大。PID控制、網(wǎng)絡通信、高速計數(shù)器、位置控制、數(shù)據(jù)記錄、配方和文本顯示器等編程和應用也是PLC程序設計中的難點，用普通的方法對它們編程時，需要熟悉有關(guān)的特殊存儲器的意義，在編程時對它們賦值，運行時通過訪問它們來實現(xiàn)對應的功能。</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的比較主要有以

52、下優(yōu)點：</p><p><b>　?。?）控制方法</b></p><p>　　電氣控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)等組成控制邏輯，其連線多且復雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能較為困難。另外，繼電器的觸點數(shù)量有限，所以電氣控制系統(tǒng)的靈活性和可擴展性受到很大限制。而PLC采用了計算機技術(shù)，其控制邏輯時以程序的方式存放在存儲

53、器中的，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且PLC所謂的“軟繼電器”實質(zhì)上是存儲器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點數(shù)量是無限的PLC系統(tǒng)的靈活性和可擴展性也較好。</p><p><b>　?。?）工作方式</b></p><p>　　在繼電器控制電路中，當電源接通時，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)，即該吸合的

54、繼電器都同時吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式。而PLC的用戶程序按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個繼電器的動作次序決定于程序掃描順序，這種工作方式稱為串行工作方式。</p><p><b>　?。?）控制速度</b></p><p>　　繼電器控制系統(tǒng)依靠機械觸點的動作實現(xiàn)控制，

55、工作效率低，機械觸點還會出現(xiàn)抖動問題。而PLC時通過程序指令控制半導體電路來實現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時間在微秒級，且不會出現(xiàn)觸點抖動問題。</p><p>　?。?）定時和計數(shù)控制</p><p>　　電氣控制系統(tǒng)采用時間繼電器的延時動作進行時間控制，時間繼電器的延時時間易受環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時精度不高。而PLC采用半導體集成電路做定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高

56、，定時范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設定時值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且PLC具有計數(shù)功能，而電氣控制系統(tǒng)一般不具備計數(shù)功能。</p><p>　?。?） 可靠性和可維護性</p><p>　　由于電氣控制系統(tǒng)使用了大量的機械觸點，存在機械磨損、電弧燒傷等問題，壽命短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護性較差。而PLC大量的開關(guān)動作由無觸點的半導體電路來完成，壽命長、可靠性高。PLC還具有

57、自診斷功能，能查出自身的故障，隨時顯示給操作人員，并能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場的調(diào)試和維護提供了方便。</p><p>　　1.4 本文主要工作</p><p>　　本文主要是介紹C650車床和PLC的一些相關(guān)的內(nèi)容，通過本文介紹，能使我們了解這次我們所要進行的電氣控制改造的意義，在如今的社會，越來越注重科技化、智能化，這次使用PLC對C650車床進行電氣系統(tǒng)的控制改造有一定的

58、意義，能使我們更快的了解和使用PLC，也能使我們清楚自己的個人能力和學習情況。</p><p>　　圖1-2 SIMATIC S7-200 PLC 系列</p><p>　　第2章 C650車床的主要結(jié)構(gòu)與控制要求</p><p>　　2.1 C650車床的主要結(jié)構(gòu)</p><p>　　普通車床是一種應用極為廣泛的金屬切削機床，能夠車削外圓

59、、內(nèi)圓、端面、螺紋和定型表面，并可以通過尾架進行鉆孔、鉸孔、攻螺紋等加工。</p><p>　　C650臥式普通車床屬中型車床，加工工件回轉(zhuǎn)直徑最大可達1020mm,長度可達3000mm。其結(jié)構(gòu)主要由床身、主軸變速箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、絲桿和光桿等部分組成。</p><p>　　車床有兩種運動，一是軸卡盤帶動工件的旋轉(zhuǎn)運動，稱為主運動（切削運動），另一種四溜板刀架頂針帶動刀具的直

60、線運動，稱為進給運動。兩種運動由同一電動機帶動并通過各自的變速箱調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速或進給速度。此外，為提高效率、減輕勞動強度、便于對刀和減小輔助工時，C650車床的刀架還能快速移動，稱為輔助運動。</p><p>　　C650車床車床由三臺三相籠型異步電動機拖動，即主電動機M1、冷卻電動機M2和刀架快速移動電動機M3。</p><p>　　2.2 C650車床的控制要求</p>&

61、lt;p>　　從車削工藝要求出發(fā)，對各電動機的控制要求主要是：</p><p>　　主電動機M1（30KW）：由它完成主運動的驅(qū)動。要求：直接起動連續(xù)運行方式并有點動功能以便調(diào)整；能正反轉(zhuǎn)以滿足螺紋加工需要；由于加工工件轉(zhuǎn)動慣性大，停車時帶有電氣制動，此外，還要顯示電動機的工作電流以監(jiān)視切削狀況。</p><p>　　冷卻電動機M2：用以加工時提供冷卻液，采用直接起動、單向運行、連續(xù)

62、工作方式。</p><p>　　快速移動電動機M3：單向點動、短時工作方式。</p><p>　　要求有局部照明和必要的電氣保護與聯(lián)鎖。</p><p>　　2.3 繼電器電氣線路的分析</p><p>　　C650車床電氣控制原理圖如圖2.1所示:</p><p>　　圖 2-1為C650車床電氣控制原理圖</

63、p><p>　　2.3.1主電路分析</p><p>　　該機床共配置三臺電動機M1、M2和M3。</p><p>　　主電動機M1（功率為30kW）完成主軸主運動和刀具進給運動的驅(qū)動，采用直接啟動方式，可正反兩個方向旋轉(zhuǎn)，并可進行正反兩個旋轉(zhuǎn)方向的電氣制動停車。為加工調(diào)整方便，還具有點動功能。電動機M1控制電路分為四個部分：①由正轉(zhuǎn)控制接觸器KM1和反轉(zhuǎn)控制接觸器KM

64、2的兩組主觸點構(gòu)成電動機的正反轉(zhuǎn)電路。②電流表PA經(jīng)電流互感器TA接在主電動機M1主運動上，以監(jiān)視電動機繞組工作電流變化。為防止電流表被啟動電流沖擊損壞，利用時間繼電器KT的動斷觸頭，在啟動的短時間內(nèi)將電流表暫時短接。③串聯(lián)電阻限流控制部分，接觸器KM3的主觸點控制限流電阻R的接入和切除，在進行點動調(diào)整時，為防止連續(xù)的啟動電流造成電動機過載而串入了限流電阻R，以保證電路設備正常工作。④速度繼電器KS的速度檢測部分與電動機的主軸相聯(lián)，在停

65、車制動過程中，當主電動機轉(zhuǎn)速接近零時，其動合觸頭可將控制電路中反接制動的相應電路切斷，完成停車制動。</p><p>　　電動機M2提供切削液，采用直接啟動停止方式，為連續(xù)工作狀態(tài)，由接觸器KM4的主觸點控制其主電路的接通與斷開。</p><p>　　快速移動電動機M3由交流接觸器KM5控制，根據(jù)使用需要，可隨時手動控制啟停。</p><p>　　為保證主電路的正常

66、運行，主電路中還設置了采用熔斷器的短路保護環(huán)節(jié)和采用熱繼電器的電動機過載保護環(huán)節(jié)。</p><p>　　圖2-2 主電路部分</p><p>　　2.3.2 控制電路分析</p><p>　　電源：由控制變壓器TC（380V/110V，36V）的接線和參數(shù)標注可知各接觸器、繼電器線圈電壓等級為～110V，而照明為～36V安全電壓由主令開關(guān)SA控制。</p&g

67、t;<p>　　主電動機M1控制：接通電源QS+。</p><p>　　正向點動 SB1+→KM1+（無自保）→M1串R正向點動（SB1+表示按SB1并保持）</p><p>　　正向起動 SB2+→KM3+, KT+→短接R, KA+ →KM1+ (自保) →M1全壓正向起動(當n≥120r/min時) →KS-1+ (KT延時到,起動完成) →轉(zhuǎn)速達n,電流表A接入&

68、lt;/p><p>　　正向停止制動 SB0+→KM1-，KM3-，KT-，KA-（當KS-1+時）KM2+→M1串R反接制動 n↓↓(當n≤100r/min時) KS-1- →KM2-。</p><p>　　反向制動 （接SB3）與停車制動（KS-2+）過程與正向類似。</p><p>　　采用控制流程來表達電路的過程具有簡單、一目了然的優(yōu)點。其基本步驟是：各自受

69、控點動作后出現(xiàn)的控制結(jié)果（利用坐標標注檢索可避免遺漏）。</p><p>　　冷卻泵電動機 SQ6+ →KM4+（自保）→M2起動。</p><p>　　快速電動機 SQ+（刀架手柄壓動）→KM5+→M3起動。</p><p>　　圖2-3 控制電路部分</p><p>　　2.3.3 整機線路聯(lián)鎖與保護 </p><

70、p>　　由KM1與KM2各自的常閉觸點串接于對方工作電路以實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)運行互鎖。由FU及FU1～FU6實現(xiàn)短路保護。由FR1與FR2實現(xiàn)M1與M2的過載保護（根據(jù)M1與M2額定電流分別整定）。KM1～KM4等接觸器采用按鈕與自?？刂品绞?，因此使M1與M2具有欠電壓與零電壓保護。</p><p>　　第3章 基于PLC的C650車床仿真平臺硬件結(jié)構(gòu)設計</p><p>　　3.1 系統(tǒng)

71、輸入輸出分析</p><p>　　根據(jù)本設計第2章主電路可知，確定其電路的輸入輸出及I/O分配</p><p>　　表3-1 輸入、輸出</p><p>　　表3-2 PLC輸入輸出I/O分配</p><p>　　3.2 OMRON 24V 繼電器--LY4NJ簡介</p><p>　　圖 3-1 24V繼電器<

72、;/p><p>　　可用于大功率開關(guān)的小型通用繼電器</p><p><b>　　? 帶電弧屏障</b></p><p>　　? 耐壓可達2,000V。</p><p>　　? 新增二極管內(nèi)置型、CR內(nèi)置回路型系列</p><p>　　? 備有LR、VDE認證型號。</p><p&

73、gt;　　? 1、2極型備有可對應4種額定電源的AC線圈型號以及可對應2種額定電源的DC線圈型號（適用線圈型號AC100/110、AC110/120、AC200/220、AC220/240、DC100/110）。</p><p>　　? 3、4極型備有可對應4種額定電源的AC線圈型號以及可對應2種額定電源的DC線圈型號（適用線圈型號AC100/110、AC200/220、DC100/110）</p>

74、<p>　　圖3-2 OMRON 24V繼電器 插座端子型</p><p>　　圖3-3 OMRON 24V繼電器 手冊</p><p>　　圖 3-4 OMRON 24V繼電器 特性數(shù)據(jù)</p><p>　　圖3-5 連接插座/固定支架適用表</p><p><b>　　圖3-6 連接插座</b><

75、/p><p>　　圖3-7 繼電器固定支架</p><p>　　●共通注意事項，請參見“繼電器 共通注意事項”。</p><p>　　? 安裝外殼上部安裝型（LY1F、LY2F、LY3F、LY4F）時，請使用2個M3螺釘進行緊固。（通常緊固扭矩0.98N·m）</p><p>　　? 使用快接端子型時，請按照負載電流選擇相應的FASTO

76、N插孔側(cè)導線直徑。</p><p>　　? 拔插快接端子時，請勿施加過大的力。此外，請逐根拔插，以避免傾斜插入或者多根同時插入等現(xiàn)象。</p><p>　　? LY 的單接點型適合用于功率負載開關(guān)。請勿用于小于100mA 的信號類微小負載開關(guān)。</p><p>　　● 關(guān)于繼電器中內(nèi)置的二極管及CR元件</p><p>　　繼電器中內(nèi)置的二極

77、管及CR元件主要用來吸收繼電器線圈所產(chǎn)生的反相電壓。二極管或CR元件從外部承受浪涌電壓，會導致元件損壞。因此，在元件有遭受外部浪涌電壓的危險時，請采取浪涌吸收措施。</p><p>　　● LY與下列插座組合，通電10A以上時</p><p>　　PTF08A、PTF08A-E、PT08和LY1的繼電器組合使用時，請分別將端子No.①-②間、③-④間、⑤-⑥間短路。</p>

78、<p>　　● 關(guān)于繼電器的更換</p><p>　　因維護等原因更換繼電器時，為防止繼電器的誤動作及觸電事故，</p><p>　　請務必切斷負載側(cè)和繼電器線圈側(cè)的電源。</p><p>　　3.3 MM420變頻器簡介</p><p>　　圖3-8 西門子MM—420 變頻器</p><p>　　圖3-

79、9 西門子MM420 變頻器 結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　西門子MM420 是用于控制三相交流電動機速度的變頻器系列。該系列有多種型號，從單相電源電壓，額定功率120W 到三相電源電壓，額定功率11KW 可供用戶選用。</p><p>　　SRS-ME05選用的MM420訂貨號為6SE6420-2UC17-5AA0，額定參數(shù)為：</p><p>　　電源電壓：22

80、0V～230V，單相交流</p><p>　　額定輸出功率：0.75KW</p><p>　　額定輸入電流：9.9A</p><p>　　額定輸出電流：3.9A</p><p><b>　　外形尺寸：A型</b></p><p>　　操作面板：基本操作板（BOP）</p><p

81、>　　MM420變頻器電路方框圖如圖3-10所示。</p><p>　　進行主電路接線時，變頻器模塊面板上的L1、L2插孔接單相電源，接地插孔接保護地線；三個電動機插孔U、V、W連接到三相電動機（千萬不能接錯電源，否則會損壞變頻器）。</p><p>　　MM420變頻器模塊面板上引出了MM420的數(shù)字輸入點：DIN1（端子⑤）；DIN2（端子⑥）；DIN3（端子⑦）；內(nèi)部電源+24

82、V（端子⑧）；內(nèi)部電源0V（端子⑨）。數(shù)字輸入量端子可連接到PLC的輸出點（端子⑧接一個輸出公共端，例如2L）。當變頻器命令參數(shù)P0700=2（外部端子控制）時，可由PLC控制變頻器的啟動/停止以及變速運行等。</p><p>　　圖3-10 MM420變頻器方框圖</p><p>　　3.4 西門子S7-200 PLC 簡介</p><p>　　3.4.1 PLC

83、的選型</p><p>　　根據(jù)設計要求可知，PLC點數(shù)的選擇，不管是輸入點數(shù)還是輸出點數(shù)都要留有10%的余量，根據(jù)I/O口分配情況可知：輸入信號有10個，輸出信號有6個，根據(jù)I/O點數(shù)可選擇西門子S7-200PLC系列可編程控制器，以滿足控制要求，而且輸入輸出都留有一定的余量。</p><p><b>　　3.4.2概述</b></p><p&g

84、t;　　SIMATIC S7-200 Micro 自成一體：別緊湊但是具有驚人的能力－特別是有關(guān)它的實時性能－它速度快，功能強大的通訊方案，并且具有操作簡便的硬件和軟件。但是還有更多特點：SIMATIC S7-200 Micro PLC具有統(tǒng)一的模塊化設計－目前不是很大，但是未來不可限量的定制解決方案。這一切都使得SIMATIC S7-200 Micro PLC在一個緊湊的性能范圍內(nèi)為自動化控制提供一個非常有效和經(jīng)濟的解決方案。<

85、/p><p>　　3.4.3 應用領(lǐng)域</p><p>　　SIMATIC S7-200的應用領(lǐng)域從更換繼電器和接觸器一直擴展到在單機、網(wǎng)絡以及分布式配置中更復雜的自動化任務。S7-200也越來越多地提供了對以前曾由于經(jīng)濟原因而開發(fā)的特殊電子設備的地區(qū)的進入。</p><p>　　3.4.4 優(yōu)點、特點</p><p>　　SIMATIC S7-

86、200發(fā)揮統(tǒng)一而經(jīng)濟的解決方案。整個系統(tǒng)的系列特點：</p><p><b>　　強大的性能，</b></p><p>　　最優(yōu)模塊化和開放式通訊。</p><p>　　結(jié)構(gòu)緊湊小巧－狹小空間處任何應用的理想選擇</p><p>　?、茉谒蠧PU型號中的基本和高級功能，</p><p>　?、荽?/p>

87、容量程序和數(shù)據(jù)存儲器</p><p>　?、藿艹龅膶崟r響應－在任何時候均可對整個過程進行完全控制，從而提高了質(zhì)量、效率和安全性</p><p>　?、咭子谑褂肧TEP 7-Micro/WIN工程軟件－初學者和專家的理想選擇</p><p>　?、嗉傻?R-S 485接口或者作為系統(tǒng)總線使用</p><p>　?、針O其快速和精確的操作順序和過

88、程控制</p><p>　?、馔ㄟ^時間中斷完整控制對時間要求嚴格的流程</p><p>　　圖 3-11 西門子S7-200 PLC cpu 224</p><p>　　3.4.5 PLC 的硬件組成與各部分的作用</p><p>　　可編程控制器(PLC)是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，

89、用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。具體組成及作用說明：</p><p><b>　　圖 3-1 </b></p><p><b>　　基本單元</b>&l

90、t;/p><p>　　S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號的8種CPU供選擇使用.</p><p>　　CPU ：CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入

91、裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。</p><p><b>　　擴展單元</b></p><p>　　S7-200系列PLC主要有6種擴展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接

92、使用，用于擴展I/O點數(shù).</p><p><b>　　編程器</b></p><p>　　PLC在正式運行時，不需要編程器。編程器主要用來進行用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過程中，進行監(jiān)控和故障檢測。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡易型和智能型。</p><p>　　簡易型編程器是袖珍型的，

93、簡單實用，價格低廉，是一種很好的現(xiàn)場編程及監(jiān)測工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計算機進行編程操作，將專用的編程軟件裝入計算機內(nèi)，可直接采用梯形圖語言編程，實現(xiàn)在線監(jiān)測，非常直觀，且功能強大，S7-200系列PLC的專用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。</p><p><b>　　程序存儲卡</b></p><p>　

94、　為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設有外接EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入PLC，也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。</p><p>　　存儲器 存儲器分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器, 用戶存儲器包括用戶程序存儲器

95、和數(shù)據(jù)存儲器兩種，前者用于存放用戶程序，后者用來存放用戶程序執(zhí)行過程中使用NO/OFF狀態(tài)量或數(shù)值量，以生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)。用戶存儲器內(nèi)容由用戶根據(jù)控制需要可讀可寫，可任意修改、刪除。可采用高密度、低功耗的CMOS RAM或EPROM與EEPROM。他在PLC技術(shù)指標中的內(nèi)存容量系指用戶存儲器容量，是PC等級的一項重要指標；系統(tǒng)存儲器用于固化PLC生產(chǎn)廠家編寫的各種系統(tǒng)工作程序，相當于單片機的監(jiān)控程序或個人計算機的操作系統(tǒng)，在很大程度上他決

96、定該種PC的性能和質(zhì)量，用戶無法更改或調(diào)用。</p><p><b>　　寫入器</b></p><p>　　寫入器的功能是實現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲卡中，或?qū)LC中程序存儲卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區(qū)。</p><p><b>　　文本顯示器</b>&

97、lt;/p><p>　　文本顯示器TD200不僅是一個用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設備，還可以作為控制單元對某個量的數(shù)值進行修改，或直接設置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認的方法，最多可顯示80條信息，每條信息最多4個變量的狀態(tài)。過程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時修改。TD200面板上的8個可編程序的功能鍵，每個都分配了一個存儲器位，這些功能鍵在啟動和測試系統(tǒng)時，可以進行參數(shù)設置和診斷。</p>&

98、lt;p>　　輸入部分：是指各類按鈕、行程開關(guān)、傳感器等接口電路，它收集并保存來自被控對象的各種開關(guān)量、模擬量信息和來自操作臺的命令信息等。</p><p>　　邏輯處理部分：用于處理輸入部分取得的信息，按一定的邏輯關(guān)系進行運算，并把運算結(jié)果以某種形式輸出。</p><p>　　輸出部分：是指驅(qū)動各種電磁線圈、交/直流接觸器、信號指示燈等執(zhí)行元件的接口電路，它向被控對象提供動作信息。

99、</p><p>　　通訊及編程接口——采用RS-485或RS-422串行總線</p><p>　　作用：連接專用編程器；</p><p>　　連接個人電腦（PC），實現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；</p><p>　　連接工控機，實現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；</p><p>　　連接網(wǎng)絡設備（如調(diào)制解調(diào)器），實現(xiàn)遠程通訊；</p&

100、gt;<p>　　連接打印機等計算機外設。</p><p><b>　　圖 3-2</b></p><p>　　I/O擴展接口——采用并行通訊方式</p><p>　　作用：擴展I/O模塊；</p><p><b>　　擴展位置控制模塊；</b></p><p>

101、;<b>　　擴展通訊模塊；</b></p><p>　　擴展模擬量控制模塊。</p><p>　　3.4.6 PLC 的一些技術(shù)參數(shù)指標</p><p>　　CPU224的接線·DC輸入DC輸出：  </p><p>　　DC輸入端由1M、0.0…0.7為第１組，2M、1.0…1.5為第２

102、組，1M、2M分別為各組的公共端。 </p><p>　　24V DC的負極接公共端1M或2M。輸入開關(guān)的－端接到24V DC的正極，輸入開關(guān)的另－端連接到CPU224各輸入端。 </p><p>　　DC輸出端由1M、1Ｌ+、0.0…0.4為第１組，2M、2Ｌ+、0.5…1.1為第2組組成。1L+、2L+分別為公共端。 </p>

103、;<p>　　第1組24V DC的負極接1M端，正極接1L+端。輸出負載的－端接到1M端，輸出負載的另－端接到CPU224各輸出端。第2組的接線與第1組相似。 ·DC輸入繼電器輸出：  </p><p>　　DC輸入端與CPU224的DC輸入DC輸出相同。 </p><p>　　繼電器輸出端由3組構(gòu)成，其中N(-)、

104、1L、0.0…0.3為第1組，N(-)、2L、0.4…0.6為第２組，N(-)、3L、0.7…1.1為第3組。各組的公共端為1L、2L和3L。 </p><p>　　第1組負載電源的一端N接負載的N(-)端，電源的另外一端L(+)接繼電器輸出端的1L端。負載的另一端分別接到CPU224各個繼電器輸出端子。第2組、第3組的接線與第1組相似。</p><p><b>　　注

105、意：</b></p><p>　　M 字母代表的是母線的意思就是英文Mother的縮寫。（意思就是公共線的意思）</p><p>　　CPU本身輸出的電源為標號M和L+,M是24V的正 L+是24V的負極 而輸入端上有兩個公共端他們分別是1M和2M 1M作用范圍為I0.0-I0.7 2M作用范圍為I1.0-I1.5</p&

106、gt;<p>　　1M和2M與剛才說的M和L+是沒有關(guān)系的。也就是說你可以使用CPU自帶的電源，也可以使用外部提供的DC24V電源。而且是不分正反的</p><p>　　也就是說：如果在1M上接24V+ 那么在I0.0上輸入為0V時，則I0.0常開點就閉合 </p><p>　　同樣 如果在1M上接0V 那么在I0.0上輸入為24V+時

107、 則I0.0常開點就閉合 其他公共端和輸入端與上面的一樣包括擴展模塊上的數(shù)字輸入端也一樣。</p><p>　　3.5 PLC控制系統(tǒng)外部接線圖</p><p>　　圖 3-3 PLC 外部端子接線圖</p><p><b>　　3.6 本章小結(jié)</b></p><p>　　在本章中，將這次設計中需要

108、用的元器件列舉出來了，有OMRON-24V繼電器、西門子-420變頻器、西門子S7-200 PLC，并且進行了詳細的說明介紹，將使用到的器件的使用說明或者是使用手冊一一進行列舉，在我們進行對其使用的時候能知道該器件型號是什么，各個管腳或者各個接線端口的標號和功能是什么，器件的使用注意事項有什么，和其他相關(guān)的內(nèi)容。</p><p>　　通過本章將系統(tǒng)的輸入輸出通過表格的形式進行說明，能清楚的知道在設計時候，I/O分

109、配是針對的哪個器件，該器件在電路中的功能或作用是什么，可以一目了然。</p><p>　　第4章 基于PLC的C650車床仿真平臺軟件設計</p><p>　　4.1 S7－200PLC編程軟件STEP7-Micro/WIN的簡介 </p><p>　　S7－200可編程控制器使用STEP7-Micro/WIN32編程軟件進行編程。</p

110、><p>　　STEP7-Micro/WIN32編程軟件是基于Windows的應用軟件，功能強大，主要用于開發(fā)程序，也可用于適時監(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行操作。 </p><p>　　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

111、協(xié)議指令：變頻通信用，TP070：觸摸屏的組態(tài)軟件Tp Designer V1.0設計師）工具箱；以及Microwin 3.11 Chinese（Microwin 3.11 SP1和Tp Designer的專用漢化工具）等編程軟件。</p><p>　　4.2 梯形圖的設計</p><p>　　4.2.1 機床工作指示燈開關(guān)控制的梯形圖設計</p><p&g

112、t;　　機床工作指示燈EL由SA控制指示燈的開關(guān)，對應的I/O接口為I0.7，并由Q0.5作為輸出，在梯形圖中I0.7是帶有自鎖功能的按鈕開關(guān)，如圖4-1所示。</p><p>　　圖 4-1 工作指示燈開關(guān)控制 </p><p>　　4.2.2 電動機M1正、反轉(zhuǎn)控制梯形圖的設計</p><p>　　電動機M1由接觸器KM1～KM3控制，在使用PLC進行控制改造

113、中，省去了KM3，PLC控制的KM1～KM2的輸出繼電器分別為Q0～Q1，分別位于梯形圖的第4、5、6、7網(wǎng)絡中。</p><p>　　在網(wǎng)絡4、網(wǎng)絡7中分別由內(nèi)部繼電器M0.1和內(nèi)部繼電器M0.2控制輸出，在此說明一下，網(wǎng)絡4控制的輸出是給變頻器是信號，網(wǎng)絡5中，則是控制輸出線圈的，即是控制24V繼電器線圈的，網(wǎng)絡7中則是直接由內(nèi)部輸出M0.2控制輸出Q0.1（輸入到變頻器中）和Q0.7控制24V繼電器。在網(wǎng)絡