基于PLC的数控车床电气控制系统设计毕业论文_(2)[1]

1、基于PLC的数控车床电气限制系统设计毕业论文_21数控机床是一种机电一体化的数字限制自动化机床.早期的数控机床是依靠继电器逻辑来实现相应的功能.由于继电器逻辑是一种硬接线系统,布线复杂,体积庞大,更改困难,一旦出现问题,很难维修.这样的系统,其可靠性往往也不高,影响正常的生产.本文正是针对这一问题展开工作的.本文介绍了用三菱FX2N微型可编程控制器对CK9930机床的电气限制局部的改造设计,重点阐述了数控机床PLC的功能、机床的电气限制原理及相应的PLC程序编制与调试三方面的问题.并且详尽地展示了PLC限制程序的开发过程.根据数控车床所承当加工任务的特点,可知其操作过程比较复杂.要用PLC限制

2、车床动作,必须将PLC及其限制模块和相应的执行元件加以组合.所以在该限制程序的开发过程中,采用了模块化的结构设计方法.本文主要完成了主轴限制、坐标轴限制、自动换刀限制、定时润滑限制以及报警处理等功能的PLC限制程序的开发.并且利用FXGP_WIN-C软件编写了该机床的PLC限制程序,并借助其运行、监控功能,通过相关设备,观察了程序的运行情况.关键词：PLC限制,数控车床,梯形图目录第一章概述11.1 数控系统的工作原理11.1.1 数控系统的组成11.1 .2数控系统的工作原理21.2 PLC的硬件与工作原理31.2.1PLC的简介31.2.2 PLC的根本结构31.2.3 PLC的工作原理4

3、第二章数控车床的PLC52.1数控车床PLC的信息传递52.2数控车床中PLC的功能62. 2.1PLC对辅助功能的处理63. 2.2PLC的限制对象63.3 用PLC实现车床电气限制系统的功能73.4 利用PLC代替继电器一接触器限制方式的优越性8第三章CK9930数控车床电气限制分析93.1 车床主要结构和运动方式93.2 车床对电气限制的要求93.3 车床的电气限制电路分析103.3.1 主电路分析113.3.2 限制电路分析1112121516161717181819192112第四章PLC限制程序的设计4.1 PLC程序设计方法124.1.1 PLC的程序设计步骤124.2 PLC程

4、序的模块化设计4.3 输入输出分配4.4 梯形图程序设计154.4.1 梯形图总体框图4.4.2 公用程序4.4.3 回原点程序4.4.4 主轴限制程序1.1.1 4.5坐标轴限制程序4.4.6 报警处理程序4.4.7 定时润滑限制程序4.4.8 冷却程序4.4.9 自动换刀限制程序4. 4.10需要说明的问题4.5 梯形图程序的调试214.6 本章小结21结论22参考文献23CK9930型数控车床配备的是华中I型数控系统,是一种比较老式的小型简易经济型数控系统.随着数控技术的不断进步与开展,这一数控系统已不能满足加工要求,本课题就是对现有的CK9930数控车床所进行的改造工程的一个组成局部.

5、主要是车床电气限制局部进行改造.车床电气限制系统是限制车床各局部的工作、协调完成车床加工任务的核心局部,它由大量继电器构成一个复杂的逻辑限制电路.该车床复杂的继电器逻辑限制线路构成的电气限制系统故障率高,难于维护,很有必要对其进行改造,即用PLC代替继电器-接触器限制方式.1.1数控系统的工作原理国际信息处理联盟对数控机床做了如下定义定义：数控机床是一种装有程序限制系统的机床,该系统能够逻辑地处理具有使用号或其他符号编码指令规定的程序.这里所说的程序限制系统就是数控系统(NumericalConti矶简称NC)而现在的数控系统都是以计算机作为限制中央,所以称为计算机数控(Computerize

6、dNumericalControl,简称CNC).1.11数控系统的组成CNC系统的一般结构如图1.1所示,CNC系统主要是指图中的CNC限制器,它是由计算机硬件、数控系统软件及相应的输入/输出接口构成的专用计算机和可编程限制器所组成.前者处理机床轨迹运动的数字限制,后者那么处理开关量的逻辑限制.CNC限制器编程计算机操作面板输入设备可编程限制器PLC主轴限制单元输出设备计硬数统算件控软机与系件电气限制单元主轴电动机进给电动机速度限制单元一打印机显示设备位置检测图1-1CNC系统的一般结构框图112数控系统的工作原理虽然数控系统种类繁多,但其的根本原理都是相通的.即都是通过运算器进行插补运算,

7、然后对进给轴进行闭环限制,实现机床的数控功能.(1)进给系统限制进给系统的限制大多是通过限制步进电机来实现的.步进电机是一种在外加电脉冲信号的作用下一步一步地运转,将电脉冲信号转换成相应角位移的机电元件.其角位移量和输入脉冲的个数严格成正比,在时间上与输入同步,限制输入脉冲的数量、频率及电机绕组通电顺序,便可获得所需的转角、速度及转动方向；无脉冲输入时,在绕组电源的鼓励下,气隙磁场使转子保持原来的位置状态.利用这一原理,便可实现加工时纵、横向的进给,并可获得较高精度.(2)开关量限制数控机床的开关量信号限制是通过PLC来完成的.机床的各开关量可通过I/O进行信息交换.由于I/O口可输入信号和输

8、出信号,其输出信号经过逻辑译码电路转换成多路的输出信号,可实现主轴电机、冷却泵及主轴变速等的限制；输入口可接受行程限位开关暂停、主轴同步脉冲、选刀答复等信号.从而实现各种状态的检测,最终实现机床的各开关量限制.(3)主轴限制数控系统只对主轴系统进行开关限制.数控装置通过PLC对主轴系统进行起停限制.1.2PLC的硬件与工作原理1.2.1 PLC简介可编程序限制器(ProgrammableController)简称PC,为了不与个人计算机(也简称PC)混淆,通常将可编程序限制器称为PLC.它是在电器限制技术和计算机技术的根底上开发出来的,并逐渐开展成为以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、

9、通信技术融为一体的新型工业限制装置.目前,PLC已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动限制中,成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业限制装置,并被公认为现代工业自动化的三大支柱(PLC、机器人、CAD/CAM)之一.与一般微机限制系统最大的区别是,PLC必须具有很强的抗干扰水平、广泛的适应水平和广阔的应用范围.1.2.2 PLC的根本结构PLC也是由硬件系统和软件系统两大局部组成.PLC硬件系统的根本结构如图1.2所示.现场输入开关元件PLC主控单元现场被控执行器图1-2PLC的根本结构示意图PLC的软件系统那么包括系统软件和用户应用软件.从广义上讲,可编程序限制器PLC实质上是一种专

10、用工业限制计算机,只不过比一般的计算机具有更强的与工业过程相联接的接口,以及具有更直接的适用于工业限制要求的编程语言.12.3PLC的工作原理(1)PLC的工作过程PLC上电后,就在系统程序的监控下,周而复始地按一定的顺序对系统内部的各种任务进行查询、判断和执行,这个过程实质上是按顺序循环扫描的过程.执行一个循环扫描过程所需的时间称为扫描周期,其典型值为1100ms.PLC的工作过程如图1.3所示.图1-3PLC的工作过程(2)用户程序的循环扫描过程PLC的工作过程与CPU的操作模式有关.CPU有两个操作模式:STOP模式和RUN模式.在扫描周期内,STOP模式和RUN模式的主要差异是：RUN

11、模式下执行用户程序,而在STOP模式下不执行用户程序.PLC对用户程序进行循环扫描可分为三个阶段进行,即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段.第2章数控车床PLC在数控车床中,位置限制是由位置限制器来实现的.而其它的大局部动作即辅助机械动作的限制如主轴启停、换向,换刀限制、冷却和润滑系统的运行以及报警监测等功能那么可由可编程限制器(PLC)来实现.2.1 数控车床PLC的信息传递通过PLC来实现车床电气限制系统的各项功能,需要将各种限制和检测信号通过按钮和检测元件输入PLC,再通过PLC内部程序的运算将结果输出到各种执行设备,完成电气限制系统对于车床的限制.所以就涉及PLC与数控装置、机床

12、之间的信息交换.可编程限制器与CNC机床的强电、CNC数控装置I/O口的联接可归纳为以下三局部：(1) PLC输入输出端与机床面板信号联接CNC数控机床操作面板上有按钮、旋钮开关和指示灯等,按钮、旋钮开关直接与可编程限制器的输入端接线柱相连,指示灯直接与PLC输出端接线柱相连.(2) PLC输出端与机床强电信号联接PLC在CNC机床中的主要作用是限制强电局部,如:主控电源、伺服电源、刀架电机正转、润滑电机等.每个电机的运行程序限制逻辑都固化在PLC中,受机床操作面板开关和数控系统软件的限制.(3) PLC输入端与CNC机床数控装置工/.口的联接可编程限制器输出端的通断是由其输入端通断状态及梯形

13、图程序决定的,CNC机床数控装置与可编程限制器的联接是通过软开关直接限制PLC输入端的通断,以决定PLC输出端的状态.从数控装置I/O口的信息流向分析,可以分为两种情况:一是数控装置从I/O口输出指令,限制PLC完成相应的动作；另一种是检测PLC输入口的开关状态,数控装置的I/O口是输入信号,数控装置根据输入信号的性质做出相应的限制.2.2.1PLC对辅助功能的处理目前,数控机床程序中,有关机床坐标系约定、准备功能、辅助功能、刀具功能及程序格式等方面己趋于统一,形成了统一的标准,即所谓的CNC机床ISO代码.归纳起来有4种功能:一种是准备功能,即所谓的G代码；第二种是辅助功能,即所谓的M代码；

14、第三种是刀具功能,即所谓的T代码；第四种是转速功能即所谓的S代码.其中,G功能主要与联动坐标轴驱动有关,是通过CPU限制数控装置的I/O接口实现；M功能主要限制机床强电局部,包括主轴换向、冷却液开关等功能；T功能与刀具的选择和补偿有关.1M功能的处理M指令主要有M02程序停止、M03主轴顺时针旋转、M04主轴逆时针旋转、M05主轴停止、M06准备换刀等.其中一局部是由数控系统本身的硬件和软件来实现,还有一局部需要数控装置与PLC相结合来实现.T功能的处理在PLC上实现的主要是刀具选择.当遇到包含某个刀具编码的换刀指令时,对应的数控装置I/O口变成高电平,数控系统将T代码指令送给PLC,PLC经

15、过译码指令进行译码后,检索刀号,然后限制换刀装置进行换刀.3 3S功能的处理S功能主要完成对主轴转速的限制,常用的有代码法和直接指定法.代码法是S后面跟二位数字,这些数字不直接表示主轴转速的大小,而是机床主轴转速数列的序号；直接指定法是s后面直接就是主轴转速的大小,例如S1500表示主轴转速是1500r/miiio4 .2.2PLC的限制对象数控系统可以分为两局部：限制伺服电动机和主轴电机动作的系统局部NC和限制辅助电气局部的PLC.数控机床PLC主要完成数控机床的顺序限制,包括对NC、机床及操作面板传来的信号进行处理,实施急停及超程信号的监控,并且完成对主轴、刀架、冷却、润滑等功能的限制.操

16、作信号处理接收操作面板上的信号和NC局部传来的数控信号以限制数控系统的运行.主轴限制限制主轴的启动、停止及正反转.坐标轴限制限制坐标轴的伺服驱动及限位开关等.换刀限制实现对程序换刀的限制.冷却限制实现程序限制冷却的启动、停止.润滑限制实现定时润滑的限制.2.3 用PLC实现车床电气限制系统的功能从本质来讲,基于PLC的机床电气限制系统对机床的限制思路仍然与继电器-接触器限制系统是一致的.只是在限制手段上采用了先进的限制设备.PLC限制系统其优点在于根据加工工艺要求的不同相应的修改程序就可以实现.车床电气限制系统属于广泛的应用系统,不针对特殊的加工工艺,因此PLC内部的程序只需要相对每个限制按钮

17、发出的信号,做出相应的动作即可.通过PLC来实现车床电气限制系统的各项功能,需要将各种限制和检测信号通过按钮和检测元件输入PLC,再通过PLC内部程序的运算将结果输出到各种执行设备,完成电气限制系统对于车床的限制.每个功能的输入信号,都可以通过限制面板上的按钮进行操作,输出那么可以通过接触器、电磁阀等执行机构完成.基于PLC的车床电气限制系统功能分解如图2-1.图2-1PLC车床限制系统分解图2.4 利用PLC代替继电器一接触器限制方式的优越性(1)可维护性好采用PLC进行限制后,由于采用了专用芯片及集成电路,提升了集成度,减少了元器件数量,机床限制电路的接线量大为减少,故障率大大降低.可维护

18、性好,根本上无需维护.可靠性高PLC的平均无故障工作时间高达300000h(约34.2年),所以其可靠性高.而采用继电器一接触器限制机床的限制那么由于存在大量机械触点,工作电压和工作电流较大,可靠性较差.(3)提升机床柔性当机床加工程序发生变化时,只需要修改PLC的程序就可以进行新的加工,更改较方便,机床的柔性很好.(4)效价比高交流接触器的额定寿命约为8001600h,远低于PLC,再考虑到因更换坏掉的接触器所耽误的工时,从经济性的角度来看,用PLC也是很合算的(PLC价格与I/O点数成正比,而机床所要用的I/O点数并不多).(5)可联网通信由于PLC具有通信功能,采用可编程限制器进行机床改

19、造后,可以与其它智能设备联网通信,在今后的进一步技术改造升级中,可根据需要联入工厂自动化网络中,提升工厂自动化水平.第3章CK9930数控车床电气限制分析数控车床主要用于轴类、盘类零件的加工,能自动完成外围柱面、内孔、锥面、圆弧面、螺纹等工序的粗细加工,并能在圆柱面或端面上进行铳槽、钻孔、较孔等工作,可以实现回转体零件在预先加工好定位基面后,一次装夹下完成从毛坯到成品的全部工序.因此,能够极大地提升生产率.3.1 车床主要结构和运动形式CK9930数控车床是为两轴车床.床身最大工件回转直径300mm,最大工件长度500mm,刀架上最大工件回转直径140mm,外型尺寸1100mmX580minX

20、580mmo其结构主要有床身、主轴变速箱、床鞍、卡盘、刀架、丝杠和尾架等组成.其中,床身是一个整体的铸件.刀架通过床鞍安置在床身的导轨上.CK9930数控车床的运动形式有：(1)主运动：工件的旋转运动,是主轴通过卡盘带开工件旋转的运动形式.进给运动：刀架的横向或纵向的直线运动.3.2 车床对电气限制的要求车床工艺范围广,因而它的调速范围大、运动多.其对电气限制的要求有:为适应各种工件加工工艺的要求,主轴应能在一定范围内调速,采用交流电动机驱动的齿轮变速系统.由于采用齿轮变速,为预防出现顶齿现象,要求主轴系统变速时作低速断续冲动.要求主轴能够实现正反转.电路应有必要的保护和联锁的举措.3.3 车

21、床的电气限制电路分析CK9930数控车床的电气原理图如图3-1所示.-rt-ITAT,rFL20V);RV史之之522feB88图3-1CK9930数控车床电气原理图33.1主电路分析将三相电源经空气断路器Q1和Q2引入,单相电容运转主轴电动机Ml用接触器KM3和KM4形成的互锁电路限制正反转.变压器T1为X轴、Z轴步进电机驱动器提供AC55V供电电源；变压器T2为强电限制电路提供AC220V电源；变压器T3和整流电路为弱电限制电路和主控电路板提供DC24V供电电源.3.3.2限制电路分析1启动过程启动时,合上Q1,引入三相电源.按下启动按钮SB2,接触器KM1线圈通电吸合,那么KM1的主触头

22、闭合,电动机接通电源直接启动运行.与此同时,在超程解除X33有效状况下闭合继电器RA2,且使X31有效限制器收到主电路接通信号,那么继电器RA1通电,RA1的触点闭合,接触器KM2线圈通电吸合,KM2的主触头闭合,为步进电机驱动渊供电,且主轴电机也通电.在限制面板上采用的是旋钮开关,拨到“开的位置后能一直保持接通状态,从而使得KM1能够持续闭合,为限制电路供电.2主轴正反转该车床采用两个接触器KM3和KM4来实现对电动机的正、反转限制.在电路中,为了预防两个接触器同时动作而造成短路,将实现正、反转的KM3和KM4进行互锁.所以,电动机的正反转限制电路实际上是由互锁的两个方向相反的单向运行线路组

23、成的.其具体的限制过程如下：继电器RA3闭合,RA3常闭触点断开.1、接触器KM3闭合,KM4由互锁电路断开即使RA4误动作也不会闭合,主轴电机正转.2、继电器RA4闭合,RA4常闭触点断开.3、接触器KM4闭合,KM3由互锁电路断开即使RA4误动作也不会闭合,主轴电机反转.正如上面所指出的那样,在该正反转限制电路中,两个接触器的常闭触头KM3和KM4互锁.所以在进行电动机的换向操作时,必须先按下停止按钮才能反向启动.3停止过程按下急停按钮SBL那么继电器RA2断电,RA2的辅助触点断开,从而使得与之串联在一起的继电器RA1断电,RA1的辅助触点断开.与RA1的触点串联的接触器KM2线圈断电,

24、同时接触器KM1的触头也断开.KM2线圈断电使步进电机断电.KM2的触头也会随KM2线圈的断电而断开,那么主轴限制电路断电.KM1触头的断开也会使限制电路断电.另外,假设是行程开关接通,也会使继电器RA2断电,同理,整个限制电路也将会断电.补充：假设为按下急停,X30有效,单片机限制电路无法正常启动；假设为行程开关接通206为高电平,X30无效,单片机限制电路可以正常启动,认知超程错误.第4章PLC限制程序的设计4.1 PLC程序设计方法4.1.1 PLC的编程语言国际电工委员会(IEC)于1994年5月公布了可编程序限制器语言标准(IEC61131-3),详细地说明了句法、语义和下述5种编程

25、语言：(1)顺序功能图(Seouentialfunctionchart)；(2)梯形图(Ladderdiagram)；(3)功能块图(Functionblockdiagram)；(4)指令表(Instructionlist)；(5)结构文本(Structuredtext)该标准中有两种图形语言一一梯形图(LD)和功能块图(FBD),还有两种文字语言一一指令表(IL)和结构文本(ST),顺序功能图(SFC)是一种结构块限制程序流程图.网其中,梯形图是使用的最多的图形编程语言,有PLC第一编程语言之称.梯形图采用类似于继电器触点、线圈的图形符号,容易理解和掌握.梯形图常被称为程序,梯形图的设计称为

26、编程.梯形图也很适合于开关量逻辑限制.本文也采用梯形图进行程序的编制.4.1.2 PLC程序设计步骤图4-1所示为PLC限制系统设计与调试的一般步骤.图41PLC限制系统设计与调试的一般步骤4.2PLC程序的模块化设计由于车床的操作过程复杂,机加工限制对象每一工作循环周期的限制关系比较复杂,因此,如果将各种限制程序“混合在一起设计,那么各程序间必然会相互“牵连,从而使设计的难度成倍增大.为此作者决定在PLC用户程序程序设计中,采用模块化设计思想,即对系统根据限制功能进行模块划分,将不同功能的程序放在不同的模块中设计,依次对各限制功能的模块设计梯形图.这样,使得每一局部的程序都可以单独设计和修改

27、,也就是说设计和修改某一局部程序时,不必担忧会对另一局部程序造成影响.程序结构清楚,便于调试,还可以根据需要灵活增加其他限制功能.本次设计中,综合车床的特点,在开发该机床的PLC限制程序的过程中将PLC程序划分为7个模块,即公用程序模块、主轴模块、坐标轴限制模块、润滑限制模块、自动换刀模块、报警模块和冷却限制模块.4.3输入输出分配接下来就是编制1/份配表.I/O分配表是设计梯形图程序的根底资料之一,也是设计PLC限制系统时必须首先完成的工作,会给PLC系统软件设计和系统调试带来很多方便.在编制I/O分配表时,同类型的输入点或输出点尽量集中在一起,连续分配.本次程序开发所用I/O分配见表4-1

28、所示.表4-1输入输出设备与PLC输入输出端子分配一览表输入端出端输入朝备输出输出端子号旋钮开关循环启动循环启动按钮进给保持进给保持按钮单段单段按钮机床锁住Y0Y1Y2Y3机床锁住按钮快进Y4主轴正转按钮主轴正转Y5主轴反转按钮主轴反转Y6主轴停按钮输输入端子号xoX13X14X15X16X17X20X21X22主轴停X向小按钮X向退X向进按钮Y7Y10X向进Z向退Z向退按钮Z向进按钮向进快进按钮NC报警急停襄钮超程报警Y11Y12X26Y13Y14Y15超程解除按钮X回参考点Y16Z正向行程开关Z回参考点Y17Z反向行程开关进行润滑Y20X正向行程开关润滑故障报警Y21X反向行程开关X23X

29、24X252X27X3CX33X34X35X36X37换刀完成Y22冷却开按钮X40刀架正转Y23冷却关按钮X41驱动指示Y24润滑电机起动按钮X42冷却开Y25润滑油的压力楚电器X43X轴驱动使能Y2614号刀到位X44X47Z轴驱动使能Y27换刀按钮X504. 4梯形图程序设计在本次程序开发过程中采用的是FXGP_WIN-C编程软件.FXGP_WIN-C是在Windows操作系统下运行的FX系列PLC的专用编程软件,操作界面简单方便,在该软件中可通过梯形图、指令表及SFC符号来编写PLC程序.创立的程序可在串行系统中与PLC进行通讯、文件传送、操作监控以及完成各种测试功能.4.1.1 梯形

30、图总体框图图4-2所示为该限制系统的PLC梯形图程序的总体结构,将程序分为公用程序、回原点程序、主轴限制程序、坐标轴限制程序、报警处理程序、定时润滑限制程序、冷却程序、自动换刀限制程序八个局部.公用程序回原点程序主轴限制程序图4-2PLC程序总体结构最大限度地满足被控对象的限制要求,是PLC应用程序设计的一大原那么.在构思出这个程序主体的框架后,接下来就是以它为主线,逐一编写各子程序.4.1.2 公用程序4.1.3 回原点程序在正式进行数控加工之前,刀架应领先回零,回零之后刀架在机床坐标系中的位置就定下来了.X0120TlW47I|SEIW4rcnvninL11X036JtllUIUSETX0

31、12rpervnin_ijlUIuX034-11RSTX012rperuid图4-4回原点限制梯形图图44所示为刀架自动回原点的梯形图.拨开回原点起动按钮X12,M14变为ON,刀架开始向X和Z两个方向退,退到X正向行程开关时X36为ON,刀架向Z方向退,到Z向限位处时,X34变为ON,Z方向也停止并将M14复位.这时原点条件满足,M0为ON,在公用程序中,初始步M0被置位,为以后的工作做好了准备.4.1.4 主轴限制程序数控机床主轴限制包括主轴正反转限制和主轴停转限制等.X21X22图4一5主轴限制流程图X035：(030X037tQM110：(022IIM-(M110X02O：(021M1

32、00附7IH-pjf-IIifM3IMM100)(M3)X021：(020Ml00M313-HH-pkFII加IMU319TlTOW062311抓一76TII30-IHX02233-1：Y0054F351T放松工件一次加工结束图4-9一种可能的坐标轴运动流程图4.1.6 报警处理程序在PLC限制系统发生事故、故障时都应发出报警信号,一般是声光报警信号.此处用PLC根本逻辑指令实现报警功能,其梯形图如图4.10所示.X035IIX037IIM13IIM8013IIX033T1M12并M13HI-(M13(01510图4-10报警限制梯形图当反向行程开关X35、X37被碰到时,继存器M13接通.同

33、时,特殊继存器M8013周期性的通断,与之相连的报警指示灯闪烁,当按下“超程解除按钮X33,继存器M12接通,报警指示灯熄灭.另外,当反向行程开关接通报警后,将会限制整个机床停止运动.说明：行程开关又称限位开关,用于限制机械设备的行程及限位保护.将行程开关安装在预先安排的位置,当运动部件上的挡块撞击行程开关时,行程开关的触点动作,实现电路的切换.4.1.7 定时润滑限制程序对于机床润滑系统的改造可加装润滑泵,通过设定润滑时间的方法进行,这样可降低手工润滑的劳动强度,提升设备可靠性.正常情况下按规定的时间间隔周期性自动启动,每次按给定时间润滑.润滑系统的限制过程如下：在正常工作时,按下润滑电机起

34、动按钮后,系统即开始进行润滑,运行10秒后停止,停止30分钟后重新开始进行润滑,如此循环往复下去.同时,PLC还对润滑系统的状态进行监测.PLC在润滑系统开始进行润滑后即通过润滑油路压力继电器检查润滑油路中润滑油的流动是否正常,假设压力继电器直闭合,说明油路有堵塞.润滑的5秒定时时间到了之后,开始30分钟的间隔,此时如果油路中还有油,说明油路有泄露.在这两种情况下,PLC都会报警,润滑就会停止.定时润滑的限制流程如图4-11.润滑报警图4-11定时润滑限制流程图使用FXGP_WIN-C软件编写的梯形图程序如图4.12.X04?X0217HIpkFM28IM(M28M281511ttHqIf16

35、-HlWOIp、皿.、皿0M2817IIIH-1一X04020M2826TFIH-|一2131735|卜18T卜15KI00D6时,将D5-D6的值存放到D8中,当D5VD6时,将D5-D64-4的值存放到D8中.D8中存放的是旋转刀位数,将它作为计数器的计数值,由计数器对转过的刀位进行计数,当计数值到,表示换刀结束.X050f阳9IFRSTV02230M17IF-36M19IF44M18IF46X050f022-H-RSTCOMOVMOVSUB05CMP05MOVADDMIDD6IID5D607D60707Ml7D8D8(022(M50图4-15自动换刀限制梯形图4.1.10 需要说明的问题

36、一般而言,PLC应用程序通常还应包括初始化程序,用来将计数器进行清零、对某些输出量置位或复位等,以预防系统发生误动作.考虑到本限制系统中各模块之间差异较大,没有专门编制这一子程序,而是将这些内容穿插在相关的子程序中.4.5 梯形图程序的调试调试是PLC限制程序开发过程中的一个重要环节.所编写的用户程序在实验室进行了模拟调试,实际的输入信号用按钮来模拟,各输出量的通/断状态那么用有关的发光二极管来显示.在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反应信号,如限位开关的接通和断开.通过调试,确实发现了一些关键的问题,有的是对于某些指令的含义的理解存在偏差,有的是程序的结构设计不合理,还有那么是对于程序在实

37、际执行中可能出现的问题考虑不周.对于调试中出现的问题逐一进行了排除,其中的局部程序更是“从头再来,采取新的逻辑关系重新进行设计,经过不断的调整和完善,调试中所发现的问题都得到了解决.从上述过程可以看出,程序设计完成后,调试是检验其正确性的必要手段.在调试中,对所遇到的各类问题予以处理解决,不仅对程序设计进行了检验修正,同时还可从实际运行中改良、优化、完善整个程序的设计工作.总之,通过调试这个环节,进一步提升了程序的正确性和可靠性,也使自己对于某些指令的理解更加全面,并且学到了一些难得的程序设计经验.4.6 本章小结PLC作为先进的自动限制装置,可以应用于多种自动化限制系统中.在车床电气限制系统

38、中的应用,属于PLC的一种典型限制.系统的设计过程也是PLC限制系统设计思想的典型应用.在这一章中,采用模块化设计思想,分八个模块详尽地展示了PLC限制程序的开发过程.各模块的程序设计方法也是各不相同的,PLC限制程序设计中的经验设计法、顺序设计法和继电器限制线路移植法这三种常用方法都根据不同情况有所采用.程序编写完以后,通过调试,除了可以判断程序的正误外,还能在实践中进一步提升程序的正确性和可靠性.实现机床数控化是我国当前正在机械行业进行的一项大的信息化工程,这对于提升我国工业装备水平有着重要的意义.所以开展此类有关机床改造的技术方案的研究从而切实有效地推进这项工程,很有意义.(1)本文完成

39、的主要工作本人在基于CK9930的PLC限制程序的开发中完成了以下工作：以机床为典型对象,深入了解了电气自动限制技术的根本原理、方法和应用,并重点分析了该车床的电气限制电路,熟悉了被控对象的工作原理.比较系统地学习了PLC的工作原理、特点及限制系统的设计方法.利用三菱PLC完成了PLC限制程序的开发以代替原继电器一接触器控制方式.为了进一步完善限制系统,在保存原有限制功能根底上,增加了自动换刀、定时润滑等功能.完成了程序的修改、调试、运行等工作.了解了机床数控改造的相关知识.机床的电气限制系统经过改造后,在保存原有限制功能根底上,提升了整个限制系统的稳定性和可维护性,对机械性能良好而电气限制系统落后且容易出现问题的机床来说,是一种较好的改造方案.利用PLC对普通机床进行改造不仅提升了机床的性能,而且利用了原有的设备,节约了资源.(2)程序设计体会：PLC编程中最常用到的是3个元素:线圈、触点和时间继电器(定时器).线圈.一般,电气限制原理都比较复杂,各局部之间的相互关系错综复杂,要想理顺整个限制过程和动作顺序相当麻烦.