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1、邢台职业业技术学学院毕业业论文PLC在在数控机机床上的的应用 专 业电气气自动化化 班 级 姓 名 学 号 指导导教师 日 期摘 要要 目前前,可编编程控制制器（PPLC）广广泛应用用于数控控机床等等工业控控制中。数数控机床床的控制制部分可可分为数数字控制制和顺序序控制两两部分,数字控控制部分分包括对对各坐标标轴位置置的连续续控制,而顺序序控制包包括对主主轴正/反转和和启动/停止、换换刀、卡卡盘夹紧紧和松开开、冷却却、尾架架、排屑屑等辅助助动作的的控制。现现代数控控机床采采用PLLC代替替继电器器控制来来完成逻逻辑控制制,使数数控机床床结构更更紧凑,功能更更丰富,响应速速度和可可靠性大大大提高
2、高! 可可编程控控制器是是一种专专为在工工业环境境下应用用而设计计的数字字运算操操作的电电子系统统，它采采用一种种可编程程程序的的存储器器，在其其内部存存储执行行逻辑算算、顺序序控制、定定时、计计数和算算术运算算等操作作的指令令，通过过数字式式、模拟拟式的输输入输出出来控制制各种类类型的机机械设备备和生产产过程。组组合机床床是针对对特定工工件，进进行特定定加工而而设计的的一种高高效率自自动化专专用加工工设备，这这类设备备大多能能多刀同同时工作作，并且且具有自自动循环环的功能能。组合合机床通通常由标标准通用用部件和和加工专专用部件件组合构构成，动动力部件件采用电电动机驱驱动或采采用液压压系统驱驱
3、动，由由电气系系统进行行工作自自动循环环的控制制，是典典型的机机电或机机电液一一体化的的自动加加工设备备。关键词：可编程程控制器器 数数字控制制 顺顺序控制制 操操作指令令 组合合机床 自动循循环目 录录第1章绪绪论11.1 组合合机床概概述11.2 控制流流程21.3电电控系统统输入输输出信号号21.4 组合机机床采用用PLCC电气控控制系统统的优点点4第2章 PLCC概述与与方案论论证72.1 PLLC概述述72.2 方案论论证7第3章电电气控制制系统硬硬件设计计103.1 选择PLLC机型型103.2 设计输输入输出出信号地地址表1103.3 设计PLLC控制制系统电电气原理理图1223
4、.4 设计PLLC控制制系统操操作面板板14第4章控控制系统统软件设设计1554.1 设计PLLC控制制系统工工作循环环流程图图154.2 设计PLLC控制系系统初始始化梯形形图程序序164.3 设计PLLC控制制系统手手动及显显示梯形形图程序序164.4设设计PLLC控制制系统状状态转移移图与梯梯形图程程序1664.5 实验室室电气原原理图仿仿真及程程序调试试21结论222参考文献献23第1章绪绪论1.1 组合合机床概概述组合机床床是针对对特定工工件，进进行特定定加工而而设计的的一种高高效率自自动化专专用加工工设备，这类设备大多能多刀同时工作，并且具有自动循环的功能。组合机床床是随着着机械工
5、工业的不不断发展展，由通通用机床床、专用用机床发发展起来来的。通通用机床床一般用用一把刀刀具进行行加工，自自动化程程度低、辅辅助时间间长、生生产效率率低，但但通用机机床能够够重新调调整，以以适应加加工对象象的变化化。专用用机床可可以实现现的多刀刀切削，自自动化程程度较高高，结构构较简单单，生产产效率也也较高。但但是，专专用机床床的设计计，制造造周期长长，造价价高，工工作可靠靠性也较较差。专专用机床床是针对对某工件件的一定定工序设设计的，当当产品进进行改进进，工件件的结构构，尺寸寸稍有变变化时，它它就不能能继续使使用。在在综合了了通用机机床、专专用机床床优点的的基础上上产生了了组合机机床。组合机
6、床床通常由由标准通通用部件件和加工工专用部部件组合合构成，动动力部件件采用电电动机驱驱动或采采用液压压系统驱驱动，由由电气系系统进行行工作自自动循环环的控制制，是典典型的机机电或机机电液一一体化的的自动加加工设备备。常见的组组合机床床，标准准通用部部件有动动力滑台台各种加加工动力力头以及及回转工工作台等等，可用用电动机机驱动，也也可用液液压驱动动。各标标准通用用动力部部件组合合构成一一台组合合机床时时，该机机床的控控制电路路可由各各动力部部件的控控制电路路通过一一定的连连接电路路组合构构成。多动力部部件构成成的组合合机床，其其控制通通常有三三方面的的工作要要求：第第一方面面是动力力部件的的点动
7、和和复位控控制。第第二方面面是动力力部件的的半自动动循环控控制。第第三方面面是整批批全自动动工作循循环控制制。组合机床床具有生生产率高高、加工工精度稳稳定的优优点。因因而，在在汽车、柴柴油机、电电机、机机床等一一些具有有一定生生产批量量的企业业中得到到了广泛泛应用。目目前，组组合机床床的研制制正向高高效、高高精度、高高自动化化和柔和和性化方方向发展展。本文所用用组合机机床为四四工位组组合机床床，该机机床由四四个滑台台，各载载一个加加工动力力头，组组成四个个加工工工位，除除了四个个加工工工位外，还还有夹具具，上下下料机械械手和进进料器，四四个辅助助装置以以及冷却却和液压压系统共共14个个部分。机
8、机床的四四个加工工动力头头同时对对一个零零件的四四个端面面以及中中心孔进进行加工工，一次次加工完完成一个个零件，由由上料机机械手自自动上料料，下料料机械手手自动取取走加工工完成的的零件，零零件每小小时可加加工800件。该该机床的的俯视示示意图如如下：1.2 控制流流程当按下启启动按钮钮后，上上料机械械手向前前，将零零件送到到夹具上上，夹具具夹紧零零件，进进料装置置进料，然然后四个个工作滑滑台向前前，四个个加工动动力头同同时加工工，加工工完成后后，各工工作滑台台退回原原位，接接下来下下料机械械手向前前抓住零零件，夹夹具松开开，下料料机械手手带料退退回原位位并松开开，完成成一个工工作循环环。要求组
9、合合机床能能以手动动、半自自动、全全自动三三种工作作方式工工作。全全自动工工作方式式为一个个工作循循环结束束后，自自动进入入下一个个工作循循环；半半自动工工作方式式为一个个工作循循环结束束后，机机床将停停车于初初始状态态；手动动方式是是用于手手动调整整的。1.3电电控系统统输入输输出信号号1、 输输入信号号（共442个）。其其中：SSQ、YYJ为位位置检测测传感器器开关；SA为为选择开开关；SSB为按按钮。功能器件功能器件功能器件功能器件滑台1原原位1SQ下料器终终点12SQQ滑台1进进5SB主轴4点点动16SBB滑台1终终点2SQ夹紧1YJ滑台1退退6SB夹紧17SBB滑台2原原位3SQ进料
10、2YJ主轴1点点动7SB松开18SBB滑台2终终点4SQ放料3YJ滑台2进进8SB上料器进进19SBB滑台3原原位5SQ润滑压力力4YJ滑台2退退9SB上料器退退20SBB滑台3终终点6SQ润滑液面面开关5YJ主轴2点点动10SBB进料21SBB滑台4原原位7SQ总停1SB滑台3进进11SBB放料22SBB滑台4终终点8SQ启动2SB滑台3退退12SBB冷却开23SBB上料器原原位9SQ预停3SB主轴3点点动13SBB冷却停24SBB上料器终终点10SQQ润滑故障障撤除4SB滑能4进进14SBB下料器原原位11SQQ选择开关关1SA滑台4退退15SBB2 输出出信号（共共27个个）。其其中：Y
11、YV为电电磁阀；KM为为接触器器；HLL为指示示灯功能器件功能器件功能器件功能器件夹紧1YV上料退8YV放料15YVV润滑电动动机6KM松开2YV下料进9YV进料16YVV润滑显示示灯1HL滑台1进进3YV下料退10YVV1主轴1KM1、3工工位原位位指示2HL滑台1退退4YV滑台2进进11YVV2主轴2KM2、4工工位原位位指示3HL滑台3进进5YV滑台2退退12YVV3主轴3KM上料原位位指示4HL滑台3退退6YV滑台4进进13YVV4主轴4KM下料原料料指示5HL上料进7YV滑台4退退14YVV冷却电动动机5KM随着科学学技术的的发展，生生产工艺艺不断提提出新的的要求，机机床电气气控制装
12、装置也不不断更新新。在控控制方法法上主要要从手动动控制到到自动控控制；在在控制功功能上，是是从简单单到复杂杂；在操操作上由由笨重到到轻松，从从控制原原理上，由由单一的的有触点点硬接线线继电器器控制系系统转为为以微处处理器为为中心的的软件控控制系统统。在上世纪纪的200年代到到30年年代，借借助继电电器、接接触器、按按钮和行行程开关关等组成成继电器器-接触触器控制制系统，实实现对机机床的启启动、停停车、有有级调速速等控制制。继电电器-接接触器控控制的优优点是：结构简简单、价价格低廉廉、维护护方便、抗抗干扰性性能力强强。因此此广泛应应用于各各类机床床和机械械设备。目目前，在在我国继继电器接接触器控
13、控制仍然然是机床床和其它它机械设设备最基基本的电电气控制制形式之之一。继继电器-接触器器控制系系统的缺缺点是：由于固固定接线线形成，故故在进行行程序控控制时，改改变控制制程序不不方便，灵灵活性差差。故在在实际生生产中，由由于大量量存在一一些开关关量控制制的简单单程序控控制过程程，而实实际生产产工艺和和流程，又又是经常常变化的的。因而而传统的的继电器器-接触触器控制制系统常常常不能能满足这这种需求求。电子子计算机机控制系系统的出出现提高高了电气气控制的的灵活性性和通用用性，其其控制功功能和控控制精度度都得到到很大的的提升。然然而在其其初期，存存在着系系统复杂杂、使用用不方便便、抗干干扰能力力差、
14、成成本较高高等缺陷陷，尤其其对上述述简单的的过程控控制有“大材小小用”和不经经济等问问题。因因而600年代出出现了一一种能够够根据需需要，方方便的改改变控制制系统，而而又要比比计算机机系统结结构简单单，价格格低廉的的自动化化装置顺序序控制器器。它能能通过组组合逻辑辑元件插插接或变变成来实实现继电电器-接接触器控控制线路路功能的的装置，它它能满足足成组经经常改变变的控制制要求，使使控制系系统具有有较大的的灵活性性和通用用性，但但它还是是使用硬硬件手段段，装置置体积大大，功能能也受到到了一定定的限制制。随着大规规模集成成电路和和微处理理机技术术的发展展和应用用。上述述控制技技术也发发生了根根本变化
15、化。在770年代代出现了了用软件件手段来来实现各各种控制制功能，以以微处理理器为核核心的新新兴工业业控制器器可编编程程序序控制器器（PLLC）。这这种期间间完全能能够适应应恶劣的的工业环环境，由由于它兼兼备了计计算机控控制和继继电器-接触器器控制两两方面的的优点，故故目前世世界各国国将其作作为一种种标准化化通用设设备普遍遍应用于于工业控控制。1.4 组合机机床采用用PLCC电气控控制系统统的优点点组合机床床的电气气控制理理论上讲讲可以采采用继电电器接触触器电气气控制系系统，单单片机控控制系统统和PLLC控制制系统来来实现。但但是在实实际工程程中往往往选择一一种经济济、有效效、性能能优越的的控制
16、方方案，考考虑到上上述几点点，PLLC较适适合组合合机床的的电气控控制。PPLC、单单片机、继继电器-接触器器控制系系统相比比具有以以下优点点：1PLLC与继继电器-接触器器相比较较：继电器-接触器器控制系系统自上上世纪二二十年代代问世以以来，一一直是机机电控制制的主流流。由于于它的结结构简单单、使用用方便、价价格低廉廉，所以以使用广广泛。它它的缺点点是动作作速度慢慢，可靠靠性差，采采用微电电脑技术术的可编编程顺序序控制器器的出现现，使得得继电接接触式控控制系统统更加逊逊色。PPLC等等取代继继电接触触式控制制逻辑。具具体如下下：(1) 控制逻逻辑：继电接触触式控制制系统采采用硬接接线逻辑辑，
17、它利利用继电电器等的的触电串串联、并并联、串串并联，利利用时间间继电器器的延时时动作等等组合或或控制逻逻辑，连连线复杂杂、体积积大、功功耗也大大。当一一个电气气控制系系统研制制完后，要要想再做做修改都都要随着着现场接接线的改改动而改改动。特特别是想想要能够够增加一一些逻辑辑时就更更加困难难了，这这都是硬硬接线的的缘故。所所以，继继电接触触式控制制系统的的灵活性性和扩展展性较差差。可编程控控制器采采用存储储逻辑。它它除了输输入端和和输出端端要与现现场连线线以外，而而控制逻逻辑是以以程序的的方式存存储在PPLC的的内存当当中。若若控制逻逻辑复杂杂时，则则程序会会长一些些，输入入输出的的连线并并不多
18、。若若需要对对控制逻逻辑进行行修改时时，只要要修改程程序就行行了，而而输入输输出的连连接线改改动不多多，并且且也容易易改动，因因此，PPLC的的灵活性性和扩展展性强。而而且PLLC是由由中大规规模集成成电路组组装成的的，因此此，功耗耗小，体体积小。(2) 控制速速度：继电器接接触式控控制系统统的控制制逻辑是是依靠触触电的动动作来实实现的，工工作频率率低。触触点的开开闭动作作一般是是几十毫毫秒数量量级。而而且使用用的继电电器越多多，反映映的速度度越慢，还还是容易易出现触触点抖动动和触点点拉弧问问题。而可编程程控制器器是由程程序指令令控制半半导体电电路来实实现控制制的，速速度相当当快。通通常，一一
19、条用户户指令的的执行时时间在微微秒数量量级。由由于PLLC内部部有严格格的同步步，不会会出现抖抖动问题题，更不不会出现现触点拉拉弧问题题。(3) 定时控控制和计计数控制制：继电接触触式控制制系统利利用时间间继电器器的延时时动作来来进行定定时控制制。用时时间继电电器实现现定时控控制会出出现定时时的精度度不高，定定时时间间易受环环境的湿湿度和温温度变化化而影响响。有些些特殊的的时间继继电器结结构复杂杂，维护护不方便便。而可编程程程序控控制器使使用半导导体集成成电路作作为定时时器，时时基脉冲冲由晶体体震荡器器产生，精精度相当当高并且且定时时时间长，定定时范围围广。用用户可以以根据需需要在程程序中设设
20、定定时时值。PPLC根根据给定定的定时时值，由由软件和和硬件计计数器来来控制制制定时间间，定时时精度高高、定时时时间不不受环境境的影响响，并且且一旦调调好，不不会变化化。并且且PLCC可以完完成计数数功能，而而继电接接触系统统通常没没有计数数功能。(4) 设计与与施工。使用继电电接触式式控制系系统完成成一项控控制工程程，设计计施工，调调试必须须顺序进进行，周周期长，而而且修改改困难而而使用PPLC来来完成一一项控制制工程。设设计完成成以后，现现场施工工和控制制逻辑的的设计可可以同时时进行，周周期短，而而且调试试和修改改均很方方便。(5) 可靠性性和维护护性。继电接触触式控制制系统使使用了大大量
21、的机机械触点点，连线线也多。触触点在开开闭时会会受到电电弧的损损坏，寿寿命短。因因而可靠靠性和维维护性差差。PLC采采用微电电子技术术，大量量的开关关动作由由无触点点的半导导体电路路来完成成，可靠靠性高。PPLC还还配备了了自检和和监控功功能，能能自诊断断出自身身的故障障，并随随时显示示给操作作人员，还还能动态态的监视视控制程程序的执执行情况况，为现现场调试试和维护护提供了了方便。总之，PPLC在在性能上上均优越越于继电电接触式式控制系系统，特特别是控控制速度度快，可可靠性高高，设计计施工周周期短，调调试方便便，控制制逻辑修修改方便便，而且且体积小小，功耗耗低。2PLLC与单单片机比比较单片机
22、具具有结构构简单，使使用方便便，价格格比较便便宜等优优点，一一般用于于数据采采集和工工业控制制。但是是，单片片机不是是专门针针对工业业现场的的自动化化控制而而设计的的，所以以它与PPLC比比较起来来有以下下缺点：(1) 单片机机不如PPLC容容易掌握握使用单片片机来实实现自动动控制，一一般要使使用微处处理器的的汇编语语言编程程。这就就要求设设计人员员遇有一一定的计计算机硬硬件和软软件知识识。对于于那些只只熟悉机机电控制制的技术术人员来来说，需需要进行行相当长长一段时时间系统统地学习习单片机机的知识识才能掌掌握。而PLCC采用了了面向操操作者的的语言编编程，如如梯形图图状态转转移图等等，对于于使
23、用者者来说，无无需了解解复杂的的计算机机知识，而而只要用用较短时时间去熟熟悉PLLC的简简单指令令系统及及操作方方法，就就可以使使用和编编程。(2) 单片机机不如PPLC使使用简单单使用单片片机来实实现自动动控制，一一般要在在输入输输出接口口上做大大量的工工作。例例如，要要考虑工工程现场场与单片片机的连连接，输输出带负负载能力力、接口口的扩展展，接口口的工作作方式等等。除了了要进行行控制程程序的设设计，还还要在单单片机单单片机的的外围进进行很多多硬件和和软件工工作，才才能与控控制现场场连接起起来，调调试也较较繁琐。而PLCC的输入入/输出出接口已已经做好好，输入入接口可可以与无无外接电电源的开
24、开关直接接连接，非非常方便便。输出出接口具具有一定定的驱动动负载能能力，能能适应一一般的控控制要求求。而且且，在输输入接口口、输出出接口，由由光电耦耦合器件件，使现现场的干干扰信号号不容易易进入PPLC。(3) 单片机机不如PPLC可可靠使用单片片机进行行工业控控制，突突出的问问题就是是抗干扰扰性能较较差。而PLCC是专门门用于工工程现场场环境中中的自动动控制，在在设计和和制造过过程中采采取了抗抗干扰性性措施，稳稳定性和和可靠性性较高。通过上面面的比较较，针对对组合机机床的电电气控制制系统，虽虽然PLLC的价价格高一一些，但但良好的的稳定性性和高度度的可靠靠性可确确保机床床在加工工零件时时的精
25、度度，所以以决定采采用PLLC控制制系统来来实现。第2章 PLCC概述与与方案论论证2.1 PLLC概述述可编程控控制器是是一种专专为在工工业环境境下应用用而设计计的数字字运算操操作的电电子系统统，它采采用一种种可编程程程序的的存储器器，在其其内部存存储执行行逻辑算算、顺序序控制、定定时、计计数和算算术运算算等操作作的指令令，通过过数字式式、模拟拟式的输输入输出出来控制制各种类类型的机机械设备备和生产产过程。可可编程控控制器及及其有关关设备的的设计原原则是它它应该易易与工业业控制联联成一个个整体且且具有扩扩充功能能。PLLC产品品能直接接在工业业环境中中应用，对对环境的的适应能能力强。PPLC
26、体体积小、功功能强、速速度快，可可靠性高高，又具具有较大大的灵活活性和扩扩展性。PPLC还还有一个个重要特特性是它它具有在在线修改改功能。它它借助于于软件来来实现重重复的控控制，软软件本身身具有修修改性，所所以PLLC具有有灵活性性。从而而使PLLC具有有广泛的的工业通通用性，同同时简化化了硬件件电路，也也提高了了PLCC系统的的可靠性性。据不不完全统统计，FFX系列列PLCC平均故故障间隔隔大于22000005500000h，而而平均修修复时间间则小于于10mmin；PLCC机能处处理工业业现场的的强电信信号，如如交流2220VV、直流流24VV，并可可直接驱驱动功率率部件，可可长期工工作在
27、严严酷的工工业环境境能够中中。编程程采用传传统的继继电器符符号语言言，便于于工程技技术人员员掌握，PPLC是是在按钮钮开关，限限位开关关和其它它传感器器等发出出的监控控输入信信号作用用下进行行工作。根根据信号号，控制制器就会会作出反反映，通通过用户户编程的的内部逻逻辑便产产生输出出信号，而而且这些些输出信信号可直直接控制制外部的的控制系系统负载载，如电电机，接接触器，指指示灯，电电磁阀等等。PLLC的控控制系统统省去了了传统的的继电器器控制接接线和拆拆线的麻麻烦。用用PLCC的编程程逻辑提提供了能能随要求求而改变变的“间接网网络”，这样样生产线线的自动动化过程程就能随随意去改改变，这这种性能能
28、使PLLC具有有较高的的经济效效益。2.2 方案论论证组合机床床的电气气控制,理论上上讲,可可以采用用继电器器接触器器电气控控制系统统，单片片机控制制系统和和PLCC控制系系统来实实现。但但是在实实际工程程中往往往选择一一种经济济、有效效、性能能优越的的控制方方案，考考虑到上上述几点点，PLLC较适适合组合合机床的的电气控控制。PPLC与与单片机机、继电电器-接接触器控控制系统统相比具具有以下下优点：1PLLC与继继电器-接触器器相比较较：继电器-接触器器控制系系统自上上世纪二二十年代代问世以以来，一一直是机机电控制制的主流流。由于于它的结结构简单单、使用用方便、价价格低廉廉，所以以使用广广泛
29、。它它的缺点点是动作作速度慢慢，可靠靠性差，采采用微电电脑技术术的可编编程顺序序控制器器的出现现，使得得继电接接触式控控制系统统更加逊逊色。PPLC等等取代继继电接触触式控制制逻辑。具具体如下下：(1) 控制逻逻辑继电接触触式控制制系统采采用硬接接线逻辑辑，它利利用继电电器等的的触点串串联、并并联、串串并联，利利用时间间继电器器的延时时动作等等组合或或控制逻逻辑，连连线复杂杂、体积积大、功功耗也大大。当一一个电气气控制系系统研制制完后，要要想再做做修改都都要随着着现场接接线的改改动而改改动。特特别是想想要能够够增加一一些逻辑辑时就更更加困难难了，这这都是硬硬接线的的缘故。所所以，继继电接触触式
30、控制制系统的的灵活性性和扩展展性较差差。可编程控控制器采采用存储储逻辑。它它除了输输入端和和输出端端要与现现场连线线以外，而而控制逻逻辑是以以程序的的方式存存储在PPLC的的内存当当中。若若控制逻逻辑复杂杂时，则则程序会会长一些些，输入入输出的的连线并并不多。若若需要对对控制逻逻辑进行行修改时时，只要要修改程程序就行行了，而而输入输输出的连连接线改改动不多多，并且且也容易易改动，因因此，PPLC的的灵活性性和扩展展性强。而而且PLLC是由由中大规规模集成成电路组组装成的的，因此此，功耗耗小，体体积小。(2) 控制速速度继电器接接触式控控制系统统的控制制逻辑是是依靠触触点的动动作来实实现的，工工
31、作频率率低。触触点的开开闭动作作一般是是几十毫毫秒数量量级。而而且使用用的继电电器越多多，反映映的速度度越慢，还还是容易易出现触触点抖动动和触点点拉弧问问题。而可编程程控制器器是由程程序指令令控制半半导体电电路来实实现控制制的，速速度相当当快。通通常，一一条用户户指令的的执行时时间在微微秒数量量级。由由于PLLC内部部有严格格的同步步，不会会出现抖抖动问题题，更不不会出现现触点拉拉弧问题题。(3) 定时控控制和计计数控制制：继电接触触式控制制系统利利用时间间继电器器的延时时动作来来进行定定时控制制。用时时间继电电器实现现定时控控制会出出现定时时的精度度不高，定定时时间间易受环环境的湿湿度和温温
32、度变化化而影响响。有些些特殊的的时间继继电器结结构复杂杂，维护护不方便便。而可可编程程程序控制制器使用用半导体体集成电电路作为为定时器器，时基基脉冲由由晶体震震荡器产产生，精精度相当当高并且且定时时时间长，定定时范围围广。(4) 可靠性性和维护护性。继电接触触式控制制系统使使用了大大量的机机械触点点，连线线也多。触触点在开开闭时会会受到电电弧的损损坏，寿寿命短。因因而可靠靠性和维维护性差差。PLC采采用微电电子技术术，大量量的开关关动作由由无触点点的半导导体电路路来完成成，可靠靠性高。PPLC还还配备了了自检和和监控功功能，能能自诊断断出自身身的故障障，并随随时显示示给操作作人员，还还能动态态
33、的监视视控制程程序的执执行情况况，为现现场调试试和维护护提供了了方便。总之，PPLC在在性能上上均优越越于继电电接触式式控制系系统，特特别是控控制速度度快，可可靠性高高，设计计施工周周期短，调调试方便便，控制制逻辑修修改方便便，而且且体积小小，功耗耗低。2PLLC与单单片机比比较单片机具具有结构构简单，使使用方便便，价格格比较便便宜等优优点，一一般用于于数据采采集和工工业控制制。但是是，单片片机不是是专门针针对工业业现场的的自动化化控制而而设计的的，所以以它与PPLC比比较起来来有以下下缺点：(1) 单片机机不如PPLC容容易掌握握使用单片片机来实实现自动动控制，一一般要使使用微处处理器的的汇
34、编语语言编程程。这就就要求设设计人员员要有一一定的计计算机硬硬件和软软件知识识。对于于那些只只熟悉机机电控制制的技术术人员来来说，需需要进行行相当长长一段时时间系统统地学习习单片机机的知识识才能掌掌握。而PLCC采用了了面向操操作者的的语言编编程，如如梯形图图、状态态转移图图等，对对于使用用者来说说，无需需了解复复杂的计计算机知知识，而而只要用用较短时时间去熟熟悉PLLC的简简单指令令系统及及操作方方法，就就可以使使用和编编程。(2) 单片机机不如PPLC使使用简单单使用单片片机来实实现自动动控制，一一般要在在输入输输出接口口上做大大量的工工作。例例如，要要考虑工工程现场场与单片片机的连连接，
35、输输出带负负载能力力、接口口的扩展展，接口口的工作作方式等等。除了了要进行行控制程程序的设设计，还还要在单单片机的的外围进进行很多多硬件和和软件工工作，才才能与控控制现场场连接起起来，调调试也较较繁琐。而PLCC的输入入/输出出接口已已经做好好，输入入接口可可以与无无外接电电源的开开关直接接连接，非非常方便便。输出出接口具具有一定定的驱动动负载能能力，能能适应一一般的控控制要求求。而且且，在输输入接口口、输出出接口，由由光电耦耦合器件件，使现现场的干干扰信号号不容易易进入PPLC。(3) 单片机机不如PPLC可可靠使用单片片机进行行工业控控制，突突出的问问题就是是抗干扰扰性能较较差。而PLCC
36、是专门门用于工工程现场场环境中中的自动动控制，在在设计和和制造过过程中采采取了抗抗干扰性性措施，稳稳定性和和可靠性性较高。通过上面面的比较较，针对对组合机机床的电电气控制制系统，虽虽然PLLC的价价格高一一些，但但良好的的稳定性性和高度度的可靠靠性可确确保机床床在加工工零件时时的精度度，所以以决定采采用PLLC控制制系统来来实现。第3章 电气控控制系统统硬件设设计3.1 选择PPLC机机型合理选择择PLCC的型号号，对于于提高PPLC控控制系统统的技术术经济指指标起着着重要作作用。选选择机型型的基本本原则是是在功能能满足要要求的前前提下，保保证可靠靠，维护护使用方方便以及及最佳功功能价格格比。
37、（1） 结构选选择PLC主主要有整整体式和和模块式式。整体式PPLC：整体式式PLCC的每一一个点的的平均价价格比模模块式的的便宜，且且体积相相对小，一一般用于于系统工工艺过程程较为固固定，环环境条件件较好，维维修量较较小的小小型控制制系统中中。模块式PPLC：模块式式PLCC功能扩扩展灵活活方便。在在点数上上，输入入点数，输输出点数数的比例例，模块块的种类类方面选选择余地地大，且且维修方方便，一一般用于于较复杂杂的控制制系统。对于组合合机床，选选用整体体式PLLC较好好。（2） I/OO点选取取原则PLC平平均的II/O点点价格比比较高，因因此应该该合理选选用PLLC的II/O点点数量，在在
38、满足控控制要求求的前提提下力争争使用的的I/OO点最少少，但必必须留有有一定余余量。通通常I/O点数数是根据据被控制制对象的的输入输输出信号号的实际际需要，再再加上110%-20%的余量量来确定定。 由PLCC组成的的四工位位组合机机床控制制系统有有输入信信号422个，均均为开关关量。其其中检测测元件117个，按按钮开关关24个个，选择择开关11个。电控制系系统有输输出信号号27个个，其中中电磁阀阀16个个，六台台电动机机的接触触器和55个指示示灯。根根据I/O点数数的选取取原则考考虑100%-220%的的I/OO点数余余量输入入点数可可选取446-550个输输出点数数可选取取29-33个个。
39、（3） 确定PPLC机机型及扩扩展模块块。根据（11）（22）及实实际PLLC机型型点数，选选用FXX2N-64MMR主机机和一个个16点点的输入入扩展模模块（FFX-116EXX）这样样共有输输入点（332+116）。输输出点就就是主机机的322。足够够可以满满足422个输入入，277个输出出的要求求，而且且留有一一定余量量。3.2 设计输输入输出出信号地地址表输入输出出信号地地址表是是将输入入输出列列成表，给给出相应应的地址址和名称称，以备备软件编编程和系系统调试试时使用用的一种种表。由由本设计计可知控控制电路路中的按按钮，行行程开关关，检测测元件等等触点都都属于PPLC的的输入设设备，P
40、PLC的的输出控控制对象象主要是是控制电电路中的的执行元元件，本本设计主主要是接接触器，电电磁阀，指指示灯。根根据电控控系统的的输入输输出信号号表知：1 输入入元件数数量行程开关关 122个按钮244个选择开关关1个检测元件件5个2 输出出元件数数量电磁阀116个接触器66个指示灯55个根据本设设计选用用的PLLC机型型，将输输入输出出元件分分配到PPLC的的输入输输出接口口。根据据本文所所给的输输入输出出元件可可列下表表2-11表2-11 输入输输出信号号地址表表输入信号号输出信号号名称功 能能编号名称功能编号1SQ滑台原原位X01YV夹紧Y02SQ滑台终终点X12YV松开Y13SQ滑台原原
41、位X23YV滑台进进Y24SQ滑台终终点X34YV滑台退退Y35SQ滑台原原位X45YV滑台进进Y46SQ滑台终终点X56YV滑台退退Y57SQ滑台原原位X67YV上料进Y68SQ滑台终终点X78YV上料退Y79SQ上料器原原位X109YV下料进Y1010SQQ上料器终终点X1110YVV下料退Y1211SQQ下料器原原位X1211YVV滑台进进Y1312SQQ下料器终终点X1312YVV滑台退退Y141YJ夹紧X1413YVV滑台进进Y152YJ进料X1514YVV滑台退退Y163YJ放料X1615YVV放料Y174YJ润滑压力力X1716YVV进料Y205YJ润滑液面面开关X201KM主轴
42、Y211SB总停X212KM主轴Y222SB启动X223KM主轴Y233SB预停X234KM主轴Y244SB润滑故障障撤除X245KM冷却电动动机Y251SA选择开关关X256KM润滑电动动机Y265SB滑台进进X261HL润滑显示示Y276SB滑台退退X272HL、工工位滑台台原位Y307SB主轴点点动X303HL、工工位滑台台原位Y318SB滑台进进X314HL上料原位位Y329SB滑台退退X325HL下料原料料Y3310SBB主轴点点动X3311SBB滑台进进X3412SBB滑台退退X3513SBB主轴点点动X3614SBB滑能进进X3715SBB滑台退退X4016SBB主轴点点动X41
43、17SBB夹紧X4218SBB松开X4319SBB上料器进进X4420SBB上料器退退X4521SBB进料X4622SBB放料X4723SBB冷却开X5024SBB冷却停X513.3 设计PPLC控控制系统统电气原原理图I/O接接口图它它反映的的是PLLC输入入输出模模块与现现场设备备的连接接。PLLC的输输入点大大部分是是共点式式，即所所有输入入点具有有一个公公共端CCOM。I/O电电气接口口图如下下图2-1图2-11 I/O电气气接口图图3.4 设计PPLC控控制系统统操作面面板控制系统统的操作作面板是是向PLLC控制制系统发发布控制制命令的的主令元元件组合合而成的的。本设设计中，输输入元
44、件件共422个其中中按钮SSB 224个、检检测元件件YJ 5个、行行程开关关SQ 12个个，选择择开关11个，基基于对机机床工作作方式的的控制要要求，面面板上应应设有选选择开关关1SAA、预停停按钮；鉴于手手动调整整方式下下，相应应按钮发发出控制制命令，驱驱动组合合机床相相应部件件运动，因因此面板板上应设设相应按按钮5SSB-224SBB，鉴于于对组合合机床的的启动，停停止及润润滑故障障的处理理控制，应应在操作作制面板板上设有有启动按按钮2SSB、总总停按钮钮1SBB、润滑滑故障切切除按钮钮4SBB、其他他输入元元件均为为检测元元件，不不在操作作面板中中设置，由由上面综综述，可可得控制制系统操操作面板板如下图图2-22所示图2-22 控制制系统的的操作面面板图2-22 控制制系统操操作面板板图邢台职业技术学院毕业论文第4章 控制系系统软件件设计4.1 设计PPLC控控制系统统工作循循环流程程图根据本设设计的控控制与工工艺要求求，按机机床的动动作顺序序及每步步所完成成的任务务，可得得工作循循环流程程图如图图2-33