基于PLC控制的滚齿机数控改造

1、PAGE PAGE 29科技文献检索 综合实习报告 YM3150E型精密滚齿机的PLC改造 专业： 电子信息工程 班级： BMZ电子 082 学号： 0861407223 姓名： 曹国梁 实习报告内容一、课题分析PLC是面向用户的工业控制计算机，具有许多明显的特点：1）高可靠性：PLC所有的输入输出接口电路都采用光电隔离，使工业现场的外部电路与PLC内部电路之间实现电气隔离；PLC各输入上均采用R-C滤波技术，其滤波时间常数一般为10-20ms；PLC各模块采用了性能良好的开关电源；PLC所采用的器件都进行严格的筛选和老化。2） 丰富的输入输出模块：PLC针对不同的工业现场信号，有丰富的模块供

2、用户选用，如：DC/AC,数字量/模拟量，电压/电流，脉冲/电位等等。PLC相应的输入输出模块与工业现场的多种器件或者设备相连接。与输入模块相连有按钮、行程开关、接近开关等；与输出模块相连的有电磁阀、接触器、电机、指示灯等。为了提高PLC的功能，它还提供了多种人机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，PLC还有多种通信模块。3） 采用模块化结构：除了厢体式的小型PLC，目前绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件如CPU、电源等都采用模块化设计，由机架和电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能用户可自己组合。4） 编程简单：PLC的编程大多数采用类似于继电器控制线路的梯形图格式，形象直观

3、，易学易懂。5） 安装简单，维修方便。因此，根据煤矿井下工作实际情况，为保证高效，可靠的工作，本系统采用PLC控制。二、检索工具和途径1、万方数据知识服务平台2、中国知网3、vip维普网4、EBSCO5、维基百科三、检索词PLC； 齿轮； PLC控制四、检索式基于PLC的控制； PLC控制齿轮 ； PLC and 齿轮五、检索结果1、基于PLC控制的滚齿机数控改造学位论文 HYPERLINK /Paper.aspx?q=%e4%bd%9c%e8%80%85%3a%22%e5%b4%94%e6%98%a5%e7%85%a6%22 崔春煦， 2010 - 苏州大学：电子与通信工程关键词：PLC控制

4、 滚齿机 数控改造 控制性能2、基于PLC对YB3180滚齿机传动链的数控改造作者 ： HYPERLINK /Article/%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09http:/Search.aspx?q=author:%E9%82%93%E7%94%9F%E6%98%8E t _blank 邓生明 HYPERLINK /Article/%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09http:/Search.aspx?q=author:%E7%BD%97%E9%AD%81%E5%85%83 t _blank 罗魁元 【摘要】：本文介绍采用数控法改造YB3180

5、滚齿机,减少并缩短了传动链的数量和长度,提高了滚齿机的加工精度,扩宽了加工范围,并且还可以用于特种圆锥齿轮加工。【作者单位】： HYPERLINK /Article/%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09http:/Search.aspx?q=%E6%B9%96%E5%8D%97%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E8%A1%A1%E9%98%B3%E5%88%86%E6%A0%A1 t _blank 湖南大学衡阳分校 HYPERLINK /Article/%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09http:/Search.aspx?q=%

6、E6%B9%96%E5%8D%97%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E8%A1%A1%E9%98%B3%E5%88%86%E6%A0%A1 t _blank 湖南大学衡阳分校 【关键词】： HYPERLINK /Article/%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09http:/hotword/hotwordSearch.ashx?q=PLC%20YB%E6%BB%9A%E9%BD%BF%E6%9C%BA t _blank PLC YB滚齿机 HYPERLINK /Article/%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09http:/hotword/h

7、otwordSearch.ashx?q=%E4%BC%A0%E5%8A%A8%E9%93%BE t _blank 传动链 HYPERLINK /Article/%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09http:/hotword/hotwordSearch.ashx?q=%E8%84%89%E5%86%B2%E6%95%B0 t _blank 脉冲数 HYPERLINK /Article/%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09http:/hotword/hotwordSearch.ashx?q=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6

8、%9C%BA t _blank 步进电机 HYPERLINK /Article/%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09http:/hotword/hotwordSearch.ashx?q=%E6%BB%9A%E7%8F%A0%E4%B8%9D%E6%9D%A0 t _blank 滚珠丝杠 3、基于PLC和触摸屏的齿轮装机控系统 HYPERLINK /qk/95242A/201101/ t _blank 机电工程技术 2011年 第1期 作者： HYPERLINK /Main/Search.aspx?w=%e5%91%a8%e5%9b%bd%e6%a0%8b 周国栋 HYP

9、ERLINK /Main/Search.aspx?w=%e5%bc%a0%e5%a2%a9%e5%88%a9 张墩利 HYPERLINK /Main/Search.aspx?w=%e5%91%a8%e5%9b%bd%e5%96%9c 周国喜【摘要】：通过对行星齿轮减速机齿轮销压装机的控制要求进行分析,设计了基于PLC和触摸屏的控制系统;控制系统核心采用LG公司的K7M-DT30S可编程控制器及其模拟输入模块,触摸屏采用WEINVIEW公司生产的MT508TE型.4、 HYPERLINK /NSTLQK_NSTL_QKJJ029046163.aspx t _blank A Systematic

10、Approach to Analyzing Multipath Parameters From PLC Channel Response外文期刊 Hui-Myoung Oh；Sungsoo Choi；Youngsun Kim；Jae-Jo Lee；Keum-Chan WhangIEEE Transactions on Power Delivery, EISCI2008 4 万方搜索结果百度搜索结果维普搜索结果YM3150E型精密滚齿机的PLC改造1.前言现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展

11、及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。PLC作为机电一体化的一个重要的进程，在机械电气化的过程中起着很大的作用，现在还是这样，随着PLC本身的发展，它的应用范围越来越广，功能越来越强的。 可编程序控制器（programmable Logic Controller）是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制

12、各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。1.1 PLC的国内外的状况在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable ,是世界上公认的第一台PLC.限于当

13、时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programma

14、ble Logic Controller（PLC）。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为304

15、0%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。我国可编程控制

16、器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。1.2 PLC的组成及特点从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块

17、式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。这里主要介绍一下它的CPU，CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控

18、制电路。CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。1.3 P

19、LC的用途PLC的初期由于其价格高于继电器控制装置,使其应用受到限制。但近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降,使PLC的成本下降,同时又由于PLC的功能大大增强,使PLC 的应用越来越广泛,广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、纺织、环保等行业。PLC的应用通常可分为五种类型：（1）顺序控制 这是PLC应用最广泛的领域，用以取代传统的继电器顺序控制。PLC可应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。如注塑机、印刷机械、订书机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。（2）运动控制 PLC制造商目前已提供了拖动步进电动机或伺服电动机

20、的单轴或多轴位置控制模版。在多数情况下，PLC把扫描目标位置的数据送给模版块，其输出移动一轴或数轴到目标位置。每个轴移动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。相对来说，位置控制模块比计算机数值控制（CNC）装置体积更小，价格更低，速度更快，操作方便。（3）闭环过程控制 PLC能控制大量的物理参数，如温度、压力、速度和流量等。PID（Proportional Intergral Derivative）模块的提供使PLC具有闭环控制功能,即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。当过程控制中某一个变量出现偏差时,PID控制算法会计算出正确的输出,把变量保持在设定值上。（4）数

21、据处理 在机械加工中，出现了把支持顺序控制的PLC和计算机数值控制（CNC）设备紧密结合的趋向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列，已将CNC控制功能作为PLC的一部分。为了实现PLC和CNC设备之间内部数据自由传递，该公司采用了窗口软件。通过窗口软件，用户可以独自编程，由PLC送至CNC设备使用。美国GE公司的CNC设备新机种也同样使用了具有数据处理的PLC。预计今后几年CNC系统将变成以PLC为主体的控制和管理系统。（5）通信和联网 为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化（FA）系统、柔性制造系统（FMS）及集散控制系统（DCS）等发展的需要，必须发展PLC之间，

22、PLC和上级计算机之间的通信功能。作为实时控制系统，不仅PLC数据通信速率要求高，而且要考虑出现停电故障时的对策。1.4 PLC常用语言可编程控制器中有多种程序设计语言,它们是梯形图语言、布尔助记符语言、功能表图语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等。梯形图语言和布尔助记符语言是基本程序设计语言，它通常由一系列指令组成，用这些指令可以完成大多数简单控制功能，例如，代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等，扩展或增强指令集，它们也能执行其它基本操作。功能表图语言和语句描述语言是高级程序设计语言，它可需要去执行更有效操作，例如，模拟量控制，数据操纵，报表报印和其他基本程序设计语言无法

23、完成功能。功能模块图语言采用功能模块图形式，软连接方式完成所要求控制功能，它可编程序控制器中到了广泛应用，集散控制系统编程和组态时也常常被采用，它具有连接方便、操作简单、易于掌握等特点，为广大工程设计和应用人员所喜爱。可编程器应用范围，程序设计语言可以组合使用，常用程序设计语言是：梯形图程序设计语言；布尔助记符程序设计语言（语句表）；功能表图程序设计语言；功能模块图程序设计语言；结构化语句描述程序设计语言；梯形图与结构化语句描述程序设计语言；布尔助记符与功能表图程序设计语言；布尔助记符与结构化语句描述程序设计语言。1.5本课题的主要任务 本文主要是对YM3150E滚齿机进行电气化改造，利用PL

24、C进行控制设计，要求逻辑控制的正确性，机械能在新的控制系统下能够正常的平稳的运行，可靠性好，可操作性好，操作更加安全、方便。2.整体方案的选择2.1整体功能介绍重庆机床厂生产的YM3150E型精密滚齿机采用了传统的接触器继电器控制系统继电接触器控制系统是使用按钮、开关、行程开关、继电器、接触器等组成的控制系统。它通过电气触点的闭合和分断来控制电路的接通与断开，实现对电动机拖动系统的起动、停止、调速、自动循环与保护等自动控制。它具备控制器件结构简单、价格低廉、控制方式直观、容易掌握、工作可靠易维护等优点，但是体积较大、控制速度慢，改变控制功能必须通过改变接线来完成，比较麻烦和困难，在现在工厂的实

25、际操作中，越来越不适应现场控制。本文就针对新的方案解决YM3150E型精密滚齿机难控制的问题，使用PLC对它进行改造。该机床由液压泵电机、主电机、冷却电机和快速移动电机组成。液压泵电机主要是提供液压阀的压力来润滑机械等功能；冷却电机提供机械的冷却循环系统，使得机械的温度不至于过高，控制在一定的范围里；快速移动电机用于装置的快速移动，提高非工作时段的效率，以提高整体的效率。2.2控制要求在这些电机中有一定的启动顺序，只有满足一定的启动要求后才能确保机械的安全使用，保证它的稳定性，所以必须在液压泵电机起动并使水银继电器触点闭合以后主电机才能起动，在主电机起动以后冷却电机才能起动当液压泵电机停止以后

26、整个机床处于停止工作状态。当电箱门打开时电箱门压动行程开关断开，整个机床处于断电状态，以防止触电。当传动箱门打开时传动箱门压动式行程开关处于断开状态，机床不能起动，必须把门关上以后主电机才能起动。一旦机床起动以后主电机控制系统自锁则可以打开传动箱门观察齿轮润滑情况，并且轴向运动有超行程保护开关为轴向超行程保护开关，切向运动有超行程保护开关为切向超行程保护开关对机床进行轴向和径向运动的保护。2.3电气说明 1、首先启动液压电动机（1D），当供油润滑达到正常后，FJ浮子继电器接通，润滑信号灯亮，才能启动其余电动机。 2、只有主电动机（2D）启动后，冷却电动机（3D）才能启动。主电动机停止工作，冷却

27、电动机也停止工作。 3、在刀架快速向下时，电磁阀2DT接通。 4、只有当手柄1（3XK）处于快速位置时，轴（切）向快速电动机才能起动。 5、电气操作站工作台快速按钮（4K）处于“退后”时，电磁阀1DT无电，工作台向后快速。处于“向前”时，电磁阀1DT有电，工作台向前快速。2.4保护装置 1、短路保护：本机床采用自动空气断路器，作为电源开关，并作为主电动机2D的保护电路。液压电动机1D和轴（切）向快速电动机4D用1RD做短路保护。冷却电动机3D用2RD作短路保护。交流控制线路变压器用3RD作短路保护。照明线路用4RD做短路保护。指示灯线路用5RD作短路保护。2、过载保护：液压电动机1D，主电动机

28、2D及冷却电动机3D分别采用热继电器1RJ,2RJ及3RJ作过载保护。3、行程保护：1XK为轴向行程开关，7XK为切向行程开关。2XK、4XK是轴向超行程开关。8XK、9XK是切向超行程开关。4、其他保护：当传动箱打开时，5XK、6XK断开。不能启动机床。所以必须把门关闭才行。一旦机床起动后则可打开齿轮箱门，以观察润滑情况。主轴冲动时例外。电箱门打开时不能启动机床，因为10XK已打开。以防触电。3.硬件系统设计3.1 PLC机型的选择步骤与原则随着PLC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。

29、因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点： (1)合理的结构型式PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于

30、较复杂的控制系统。 (2)安装方式的选择PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程I/O硬件，系统反应快、成本低；远程I/O式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程I/O可以分散安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程I/O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC，但必须要附加通讯模块。 (3)相应的功能要求一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带A/D和D/A转换单

31、元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。对于控制较复杂，要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。(4)响应速度要PLC是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC，或者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑PLC的响应速度，可选用具有高速I/O处理功能的PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。(5)系统可靠性的要求对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很

32、高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。(6)机型尽量统一根据上面的选择原则和根据YM3150E型滚齿机控制系统输人输出点数的需要这次对YM3150E滚齿机的改造采用三菱公司生产F140MR，日本三菱公司生产的PLC以其体积小、控制灵活、具有良好的性价比等特点而在我国机械设备和工业控制中应用广泛。3.2 F1系列PLC的指令系统简介 （1）F1系列PLC的指令可分为两大类：基本逻辑指令：又称为通用逻辑指令，是PLC中最基本的编程语言，用于开关量I/O的控制系统的梯形图程序设计，共二十条。掌握了它们也就初步掌握了PLC的使用方法，基本上就满足开关量逻辑控制系统的编程了。特殊功能指令：共87

33、条，可用于编程特殊程序，如高速I/O处理、数据传输、计数器的特殊用法、算术运算和模拟量控制等。（2）F1系列PLC的基本逻辑指令又分为四大类：作用于触点的指令：LD/LDI、AND/ANI、OR/ORI等。作用于线圈的指令：OUT。数据处理指令：如S/R、RST、SFT、MC/MCR、PLS、SFT、CJP/EJP等。独立使用的指令：如ANB、ORB、END等（3）F140MR的编程元件：F140MR的编程元件的名字有字母和数字表示，它们分别表示元件的类型和元件号。元件号用八进制表示，各种编程元件的编号的取值范围有严格的规定，不同的元件编号不相同，互不重叠，具体安排如下： 输入继电器（X）：4

34、00413.500513输出继电器（Y）：430437，530537 定时器（T）：5057，450457，550557，650657 计数器（C）：6067，460467，560567，660667 辅助继电器（M）：100377（其中300377断电保持） 状态寄存器（S）：600647 特殊辅助继电器（M）：70，71，72，73，76，77等16个3.3 YM3150E型滚齿机的硬件系统设计 通过对YM3150E型滚齿机功能实现分析后，可以得到要它的外部需要的控制图，需要的开关和继电器，并对这些开关和继电器进行必要的编号，以有效的表示它们，增强可读性，下面是对相关的硬件的编号J及相关的

35、硬件接线图如图1：X0：SB1主电机起动按钮；X1：SB2主电机停止按钮；X2：SB3轴向快速反转点动按钮；X3：SB4轴向快速电机正转点动按钮；X4：SQ0电箱门压动行程开关；X5：SQ1轴向行程开关；X6，X 10：SQ2，SQ4轴向超行程保护开关；X7：SQ3轴向快速移动手柄压动式行程开关；X11，X12：SQ5，SQ6传动箱门压动式行程开关；X13：SQ7切向行程开关；X14，X15：SQ8，SQ9切向超行程保护开关；X 16：SA1液压泵电机起动操作开关；X17：SA6主电机起动与点动切换开关；X20：SA3主电机正反转切换开关；X21：SA5冷却液电机起动开关；X22：SA4径向快

36、速移动刀开关；X23：SA2照明电源开关；X24：K1水银继电器触点；Y0：KM1液压泵电机接触器线圈；Y1：KM2主电机正转接触器线圈；Y2：KM3主电机反转接触器线圈；Y3：KM4冷却电机接触器线圈；Y4：KM5轴向快速移动电机正转接触器线圈；Y5：KM6轴向快速移动电机反转接触器线圈；Y6：YA1径向移动油缸电磁换向阀电磁铁线圈；Y7：YA2平衡油缸电磁换向阀电磁铁线圈；Y10：照明电源输出端。图 1在这些开关SB1SB4属于按钮开关，SQ0SQ9属于限位（行程）开关，SA1SA6是表示控制开关。在这些开关当中限位开关是起保护作用的，如SQ8，SQ9切向超行程保护开关，SQ2，SQ4轴向

37、超行程保护开关。如由上图可以看出来PLC的外部接线图，当PLC的控制逻辑程序写入后，就可以进行测试的，下面我们就开始进行软件系统的设计，它是实现外部硬件的逻辑，所以是非常重要的，只有设计的合理，才能保证机器的正常运行。4软件系统的设计4.1 PLC程序设计的相关指令1.微分指令（PLS/PLF）（1）PLS（上升沿微分指令） 在输入信号上升沿产生一个扫描周期的脉冲输出。（2）PLF（下降沿微分指令） 在输入信号下降沿产生一个扫描周期的脉冲输出。PLS、PLF指令的使用说明：1）PLS、PLF指令的目标元件为Y和M；2）使用PLS时，仅在驱动输入为ON后的一个扫描周期内目标元件ON；使用PLF指

38、令时只是利用输入信号的下降沿驱动，其它与PLS相同。2.主控指令（MC/MCR）（1）MC（主控指令） 用于公共串联触点的连接。执行MC后，左母线MC触点的后面（2）MCR（主控复位指令） 它是MC指令的复位指令，即利用MCR指令恢复原左母线的位置。在编程时常会出现这样的情况，多个线圈同时受一个或一组触点控制，如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点，将占用很多存储单元，使用主控指令就可以解决这一问题。利用MC N0 M100实现左母线右移，使Y0、Y1都在X0的控制之下，其中N0表示嵌套等级，在无嵌套结构中N0的使用次数无限制；利用MCR N0恢复到原左母线状态。如果X0断开则会跳过MC、

39、MCR之间的指令向下执行。MC、MCR指令的使用说明：（1）MC、MCR指令的目标元件为Y和M，但不能用特殊辅助继电器。MC占3个程序步，MCR占2个程序步；（2）主控触点在梯形图中与一般触点垂直。主控触点是与左母线相连的常开触点，是控制一组电路的总开关。与主控触点相连的触点必须用LD或LDI指令。（3）MC指令的输入触点断开时，在MC和MCR之内的积算定时器、计数器、用复位/置位指令驱动的元件保持其之前的状态不变。非积算定时器和计数器，用OUT指令驱动的元件将复位。3.堆栈指令（MPS/MRD/MPP）堆栈指令是FX系列中新增的基本指令，用于多重输出电路，为编程带来便利。在FX系列PLC中有

40、11个存储单元，它们专门用来存储程序运算的中间结果，被称为栈存储器。（1）MPS（进栈指令） 将运算结果送入栈存储器的第一段，同时将先前送入的数据依次移到栈的下一段。（2）MRD（读栈指令） 将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据继续保存在栈存储器的第一段，栈内的数据不发生移动。（3）MPP（出栈指令） 将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据从栈中消失，同时将栈中其它数据依次上移。堆栈指令的使用说明：1）堆栈指令没有目标元件；2）MPS和MPP必须配对使用；3）由于栈存储单元只有11个，所以栈的层次最多11层。4.逻辑反、空操作与结束指令（INV/NOP/END）（

41、1）INV（反指令） 执行该指令后将原来的运算结果取反。使用时应注意INV不能象指令表的LD、LDI、LDP、LDF那样与母线连接，也不能象指令表中的OR、ORI、ORP、ORF指令那样单独使用。（2）NOP（空操作指令） 不执行操作，但占一个程序步。执行NOP时并不做任何事，有时可用NOP指令短接某些触点或用NOP指令将不要的指令覆盖。当PLC执行了清除用户存储器操作后，用户存储器的内容全部变为空操作指令。4.2根据控制要求绘制梯形图该控制系统分别控制着四台电机（主电机，冷却电机，液压泵电机，轴向快速移动电机）和两个油缸（径向移动油缸，平衡油缸）的动作过程，当电箱门关闭之后SQ0被压动即X4

42、闭合，此时机床才能起动，以确保安全。合上操作开关SA1即X16闭合则液压泵电机起动，当达到一定油压之后水银继电器触点动作即X24闭合，机床充分润滑。当确定传动箱门闭合即SQ5、SQ6闭合后，按动SB1即X0闭合主电机起动，这是才能顺利启动主电机，此时的主电机是正传的。主电机正反转由操作开关SA3即X20进行转换，当SA3断开时常闭触点闭合，常开触点打开，这时接通正转控制线路；当SA3闭合时即X20常开触点闭合，常闭触点断开，接通反转控制线路。当操作开关SA6闭合时即X17常闭触点断开，按动SB1可实现主电机的点动控制。在主电机起动以后，合上SA5即X2l闭合使冷却电机起动。当机床操作手柄转到刀

43、架快速移动位置时SQ3被压动即X7闭合为轴向快速电机起动做准备。按下SB3即X2闭合，使KM6得电，刀架快速向上移动；按下SB4即X3闭合，使KM5和YA2得电，刀架向下快速移动。当操作开关SA4即X22合上时YA1得电，工作台径向快速进给。按下SA2照明灯开关就可以打开照明灯，这个必须是在机器启动后才行。根据上面的功能描述，可以画出如图2 所示的梯形图来，这个图表示了电机启动顺序及工作的内在逻辑和条件。我主要讲讲延时继电器和MCR指令在这个梯形图的重要作用，启动主电机前，先要关闭电箱门，启动液压泵电机，当液压达到一定的压力值后，水银继电器触点动作即X24闭合，但闭合后不能立即可以启动主电机，

44、延时一段时间后，等液压保持稳定后，才允许主电机启动，这就是延时继电器在这里起到的作用。而关于MCR指令是在多个线圈同时受一个或一组触点控制，如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点，将占用很多存储单元，使用主控指令就可以解决这一问题。当M1中间继电器闭合以后，就可以启动MC和MCR中间的这块程序的，MC指令是让主母线右移，而MCR是让主母线左移，M1继电器作为快程序运行的先觉条件。图 25结束语本文利用PLC对YM3150E精密型滚齿机进行改造，使得机器的的操作更简单，灵活，更是方便维修，发挥出了PLC控制系统的运行可靠，控制灵活的优点。在改进的过程中，需要对机器进行整体的了解，特别是它的工

45、作原理和流程，考虑得到操作的安全性和可靠性，设计PLC控制系统就必须谨慎。参考文献熊葵容. 电器逻辑控制技术M.科学技术出版社，1999廖常初.可编程控制器应用技术M.重启大学出版社，1996黄义源.机械设备电器与数字控制M.中央广播电视大学出版社，1993郑凤翼，郑丹丹，赵春江.梯形图和语句表.人民邮电出版社，2006.5王阿根.电气可编程控制原理与应用.清华大学出版社，2007.4张高峰，陈资滨.YM3150E精密滚齿机的PLC的改造.计算机PLC应用机床电器 2002 NO.3王少江，侯力，匡红. 滚齿机控制系统的数控化研究. 机床与液压，2009，37（7）张凤友. 滚齿机微机控制系统

46、设计学位论文 1998赵晓运，郑胜利. YM3150E型滚齿机的控制系统的PC改造. 河南机电高等专科学校学报 2006，14（5）任延明，侯力，赵学玲，舒畅. 基于PLC的滚齿机控制系统设计的研究. 机械 2008， 附录资料：不需要的可以自行删除 C语言曲线函数像素函数putpixel() 画像素点函数 getpixel()返回像素色函数 直线和线型函数line() 画线函数 lineto() 画线函数 linerel() 相对画线函数 setlinestyle() 设置线型函数 getlinesettings() 获取线型设置函数 setwritemode() 设置画线模式函数 多边形函

47、数HYPERLINK /view/553113.htmrectangle() 画矩形函数 bar() 画条函数 bar3d() 画条块函数 drawpoly() 画多边形函数 圆、弧和曲线函数getaspectratio()获取纵横比函数 circle()画圆函数 arc() 画圆弧函数 ellipse()画HYPERLINK /view/36981.htm椭圆弧函数 fillellipse() 画椭圆区函数 pieslice() 画扇区函数 sector() 画椭圆扇区函数 getarccoords()获取圆弧坐标函数 填充函数setfillstyle() 设置填充图样和颜色函数 setfi

48、llpattern() 设置用户图样函数 floodfill() 填充闭域函数 fillpoly() 填充多边形函数 getfillsettings() 获取填充设置函数 getfillpattern() 获取用户图样设置函数 图像函数imagesize() 图像存储大小函数 getimage() 保存图像函数 putimage() 输出图像函数 图形和图像函数对许多图形HYPERLINK /view/330120.htm应用程序，直线和HYPERLINK /view/400.htm曲线是非常有用的。但对有些图形只能靠操作单个像素才能画出。当然如果没有画像素的功能，就无法操作直线和曲线的函数。

49、而且通过大规模使用像素功能，整个图形就可以保存、写、擦除和与屏幕上的原有图形进行叠加。 (一) 像素函数putpixel() 画像素点函数功能： 函数putpixel() 在图形模式下屏幕上画一个像素点。 用法： 函数调用方式为void putpixel(int x,int y,int color); 说明： 参数x,y为像素点的坐标，color是该像素点的颜色，它可以是颜色符号名，也可以是整型色彩值。 此函数相应的HYPERLINK /view/668911.htm头文件是graphics.h 返回值： 无 例： 在屏幕上(6,8)处画一个红色像素点： putpixel(6,8,RED);

50、getpixel()返回像素色函数功能： 函数getpixel()返回像素点颜色值。 用法： 该函数调用方式为int getpixel(int x,int y); 说明： 参数x,y为像素点坐标。 函数的返回值可以不反映实际彩色值，这取决于HYPERLINK /view/1120949.htm调色板的设置情况(参见setpalette()函数)。 这个函数相应的头文件为graphics.h 返回值： 返回一个像素点色彩值。 例： 把屏幕上(8,6)点的像素颜色值赋给变量color。 color=getpixel(8,6); (二) 直线和线型函数有三个画直线的函数，即line(),lineto

51、(),linerel()。这些直线使用整型坐标，并相对于当前图形视口，但不一定受视口限制，如果视口裁剪标志clip为真，那么直线将受到视口边缘截断；如果clip为假，即使终点坐标或新的当前位置在图形视口或屏幕极限之外，直线截断到屏幕极限。 有两种线宽及几种线型可供选择，也可以自己定义线图样。下面分别介绍直线和线型函数。 line() 画线函数功能： 函数line()使用当前绘图色、线型及线宽，在给定的两点间画一直线。 用法： 该函数调用方式为void line(int startx,int starty,int endx,int endy); 说明： 参数startx,starty为起点坐标,

52、endx,endy为终点坐标，函数调用前后，图形状态下屏幕光标(一般不可见)当前位置不改变。 此函数相应的头文件为graphics.h 返回值： 无 例： 见函数60.linerel()中的实例。 lineto() 画线函数功能： 函数lineto()使用当前绘图色、线型及线宽，从当前位置画一直线到指定位置。 用法： 此函数调用方式为void lineto(int x,int y); 说明： 参数x,y为指定点的坐标，函数调用后，当前位置改变到指定点(x,y)。 该函数对应的头文件为graphics.h 返回值： 无 例： 见函数60.linerel()中的实例。 linerel() 相对画线

53、函数功能： 函数linerel() 使用当前绘图色、线型及线宽，从当前位置开始，按指定的水平和垂直偏移距离画一直线。 用法： 这个函数调用方式为void linerel(int dx,int dy); 说明： 参数dx,dy分别是水平偏移距离和垂直偏移距离。 函数调用后，当前位置变为增加偏移距离后的位置，例如，原来的位置是(8,6)，调用函数linerel(10,18)后，当前位置为(18,24)。 返回值：无 例： 下面的程序为画线函数调用实例： #i nclude void main() int driver,mode; driver=DETECT; mode=0; initgraph(&

54、driver,&mode,); setcolor(15); line(66,66,88,88); lineto(100,100); linerel(36,64); getch(); restorecrtmode(); setlinestyle() 设置线型函数功能： setlinestyle() 为画线函数设置当前线型，包括线型、线图样和线宽。 用法： setlinestyle() 函数调用方式为void setlinestyle(int stly,unsigned pattern,int wigth); 说明： 参数style为线型取值，也可以用相应名称表示，如表1-10中所示。 参数pat

55、tern用于自定义线图样，它是16位(bit)字，只有当style=USERBIT_LINE(值为1)时，pattern的值才有意义，使用用户自定义线图样，与图样中“1”位对应的像素显示，因此，pattern=0 xFFFF，则画实线；pattern=0 x9999，则画每隔两个像素交替显示的虚线，如果要画长虚线，那么pattern的值可为0 xFF00和0 xF00F，当style不为USERBIT_LINE值时，虽然pattern的值不起作用，但扔须为它提供一个值，一般取为0。 参数wigth用来设定线宽，其取值见表1-11，表中给出了两个值，即1和3，实际上，线宽取值为2也是可以接受的。

56、 若用非法参数调用setlinestyle()函数，那么graphresult()会返回错误代码，并且当前线型继续有效。 Turbo C提供的线型与线宽定义在头文件graphics.h中，表1-10和1-11分别列出了参数的取值与含义。 表1-10 线型 名称取值含义SOLID_LINE0实线DOTTED_LINE1点线CENTER_LINE2中心线DASHED_LINE3虚线USERBIT_LINE4用户自定义线型表1-11 线宽 名 称取 值说 明NORM_WIDTH（常宽）1一个像素宽（缺省值）THICK_WIDTH（加宽）3三个像素宽这个函数的头文件是graphics.h 返回值： 无

57、 例： 下面的程序显示了BC中所提供的线型图样： #i nclude void main() int driver,mode;i; driver=DETECT; mode=0; initgraph(&driver,&mode,); for(i=0;i4;i+) setlinestyle(i,0,1); line(i*50,200,i*50+60,200) ; getch(); restorecrtmode(); getlinesettings() 获取线型设置函数功能： 函数getlinesettings() 用当前设置的线型、线图样和线宽填 写linesettingstype型结构。 用法：

58、 函数调用方式为void getlinesettings(struct linesettingstype *info); 说明： 此函数调用执行后，当前的线型、线图样和线宽值被装入info指向的结构里，从而可从该结构中获得线型设置。 linesettingstype型结构定义如下： struct linesettingstype int linestyle; unsigned upattern; int thickness; ; 其中linestyle用于存放线型，线型值为表1-10中的各值之一。 upattern用为装入用户自定义线图样，这是16位字，每一位等于一个像素，如果哪个位被设置，那

59、么该像素打开，否则关闭。 thickness为线宽值存放的变量，可参见表1-11。 getlinesettings()函数对应的头文件为graphics.h 返回值： 返回的线型设置存放在info指向的结构中。 例： 把当前线型的设置写入info结构： struct linesettingstype info; getlinesettings(&info); setwritemode() 设置画线模式函数功能： 函数setwritemode() 设置画线模式 用法： 函数调用方式为 void setwritemode()(int mode); 说明： 参数mode只有两个取值0和1，若mode

60、为0，则新画的线将覆盖屏幕上原有的图形，此为缺省画线输出模式。如果mode为1，那么新画的像素点与原有图形的像素点先进行异或(XOR)运算，然后输出到屏幕上，使用这种画线输出模式，第二次画同一图形时，将擦除该图形。调用setwritemode()设置的画线输出模式只影响函数line(),lineto(),linerel(),recangle()和drawpoly()。 setwritemode()函数对应的头文件是graphics.h 返回值： 无 例： 设置画线输出模式为0： setwritemode(0); (三)、多边形函数对多边形，无疑可用画直线函数来画出它，但直接提供画多边形的函数会