plc第3章 组合钻床控制系统

第3章组合钻床控制系统本章以组合钻床控制系统为例，先通过三台电机的启动、停止学习多台电机的控制方法，为组合钻床系统中电机的控制做基础，然后延续上一章的顺序控制设计法，学习使用SCR指令编写梯形图程序，掌握较全面的编程方法，最终使学生有应对一些复杂项目的能力。教学导航II教知识重点（1）多台电机的启动、停止控制。（2）使用SCR指令设计顺序功能图。（3）使用SCR指令编写梯形图程序。知识难点使用SCR指令编写梯形图程序。推荐教学方法本章的知识链接部分用讲授法和引导文法;初步训练部分使用案例教学法；强化训练、拓展训练部分使用项目教学法。学推荐学习方法动手完成多台电机的启动、停止控制，进一步掌握编程中常用的经验设计法;通过组合钻床控制系统的完成，掌握使用SCR指令设计顺序功能图，并编写梯形图程序的方法，并在实施过程中深入理解S7-200的编程指令真正含义。必须掌握的理论知识（1）使用SCR指令设计顺序功能图。（2）使用SCR指令编写梯形图程序。必须掌握的技能（1）S7-200外围电路的接线连接。（2）S7-200编程控制多台电机的启停。3.1组合钻床系统介绍钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动（主运动）。钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动。根据钻床的用途和结构主要分为以下几类：1、立式工作台和主轴箱可以在立柱上垂直移动，用于加工中小型工件。2、台式简称台钻。一种小型立式钻床，最大钻孔直径为12〜15毫米，安装在钳工台上使用，多为手动进钻，常用来加工小型工件的小孔等。3、摇臂式主轴箱能在摇臂上移动，摇臂能回转和升降，工件固定不动，适用于加工大而重和多孔的工件，广泛应用于机械制造中。4、深孔钻床用深孔钻钻削深度比直径大得多的孔（如枪管、炮筒和机床主轴等零件的深孔）的专门化机床，为便于除切屑及避免机床过于高大，一般为卧式布局，常备有冷却液输送装置（由刀具内部输入冷却液至切削部位）及周期退刀排屑装置等。5、中心孔钻床用于加工轴类零件两端的中心孔。6、铣钻床工作台可纵横向移动，钻轴垂直布置，能进行铣削的钻床。7、卧式钻床主轴水平布置，主轴箱可垂直移动的钻床。一般比立式钻床加工效率高，可多面同时加工。图3-1卧式组合钻床组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步，一种新型的组合机床一一柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。单面组合钻床是一种钻削普通厚度工件的加工钻床，只有一个钻头，即只能同时加工一个表面，加工精度要求高，配以可编程控制器S7-200，可以提高控制系统的可靠性，降低运行故障率，而且改变程序即可实现不同工件的加工钻削工艺要求，充分发挥组合钻床的多种加工功能。3.2知识链接顺序功能图中除了使用位存储器M代表各步外，还可以使用顺序控制继电器S来代表各步，使用S代表各步的顺序功能图设计梯形图程序时，需要使用SCR指令设计梯形图程序。S7-200的系列CPU中的顺序控制继电器（S）是专门用于编制与时序相关的控制程序的，它能够按照自然的工艺过程编制状态控制程序。顺控继电器按位寻址的形式是SX.X。在S7-200中，顺序控制继电器的编号从S0.0到S31.7共256个。顺序控制继电器的指令如表3-1所示。表3-1顺序控制继电器指令梯形图程序语句表程序指令功能—|SCRLSCRn步开始指令，为步开始的标志，该步的状态元件位置1时，激活该步―SCRT)SCRTn步转移指令，使能有效时，关断本步，激活目标步。n为目标步的顺序控制状态元件―SCRE)SCRE步结束指令，为步结束的标志说明：1）SCR和SCRT两指令的操作数都必须是状态继电器S的位（如S0.0）。2）SCRE无操作数，直接能与母线相连。3）每一步的编程都必须以SCR开始，以SCRE结束，中间一般都有SCRT指令，而且可以有多条SCRT指令并列。4）同一个S位不能用于不同的程序中，例如：如果在主程序中使用了S0.1，在子程序中就不能再使用它。3.2.1使用SCR指令编程1、初始步激活：用置位指令激活网貉1网貉标题S0.0(S)1SM0.1

.SM0.1S0.0(S)1S0.0|网命2S0.0-Iscr"图3-2初始步程序2、单序列的编程方法使用SCR指令编程时，在SCR段中使用SM0.0的常开触点驱动该步中的输出线圈，使用转换条件对应的触点或电路驱动转换到后续步的SCRT指令。虽然SM0.0一直为1，但是只有当某一步活动时相应的SCR段内的指令才能执行。顺序功能图如图3-3所示，相应的梯形图如图3-4所示。SM0.1S0.0■T0.0启动S0.1--Q0.0T37--T37S0.2--Q0.0Q0.1一I0.1S0.3--Q0.0T38--T38阿命1网貉标题SM0.1S0.0TH-rH：，)1S0.1LR)3网命2S0.0SCR

阿命10SMO.OM0.2TF-r4：)Q0.1L)网帑1110.1S0.3—IIS匚RT)阿命12―阿命12―SCRE)I0.0S0.1——IISCRT)网命4—SCRE)网结6SMO.OM0.1

S0.3)SCRT38TON-50-PT100ms网结7T37S0.21|SCFIT)网整8―SCRE)T37—INTON50-PT100ms网命15T3SS0.0—IISCRT)网籍16网整9S0.2—SCRE^3、选择序列与并行序列的编程方法同一步满足不同的条件时转移到不同步的结构，称为选择；同一步后由相同的条件同时激活多步的结构，称为并行。要注意两种结构功能图在分支处和汇合处的编程方法，如图3-5和图3-6所示。图3-5具有选择、并行序列的顺序功能图网络11SMO.Oram12I0.3S0.3网甚13—SCRE)问绻14S0.3SCR同编15眦1610.4S0.4―II_I_SCRT)S0.6I_SCRT)网络17―SCRE)网络18S0.4SCR网络19SMO.OQ0.4—II——C)网结2010.5S0.5—II’CRT)网结21SCRE2410.6网命23SM0.0网结22S0.6SCRQ0.5()S07(SCFIT；网命25图3-6选择序列与并行SCRE)阿爵28SM0.0阿爵26S0.5阿爵2911.0S1.0SCRS0.7Q0.6<)S0.0U的顺序功能指令编程S1.01S0.5V)1S0.7JR)1列3.1】某液体混合装置如图所示，上限位、下限位和中限位液位传感器被液体淹没时为1状态，阀门A、阀门B和阀门C为电磁阀，线圈通电时阀门打开，线圈断电时阀门关闭。开始时容器时空的，各阀门均关闭，各传感器均为0状态。按下起动按钮后，打开阀门A，液体A流入容器，中限位开关变为ON时，关闭阀门A，打开阀门B，液体B流入容器。液面升到上限位开关时，关闭阀门B，电机M开始运行，搅拌液体。30s后停止搅拌，打开阀门C，放出混合液体，当液面下降至下限位开关之后再过5s容器放空，关闭阀门C，打开阀门A，又开始下一个周期的操作。按下停止按钮，当前工作周期的操作结束后，才停止操作，返回并停留在初始状态。使用SCR指令的液体混合系统的顺序功能图如图3-8所示，梯形图程序如图3-9所示。在步S0.5之后是选择序列分支。当S0.5为1时，对应的SCR段被执行，如果满足M1.0-T38的转换条件，将转换到步S0.0；如果满足M1.0-T38的转换条件，将转换到步S0.1。三-SM0.1S0.0110.3起动按钮HQ0.01放液体a二-I0.0中限位'Q0.1|放液体3二-叫上限位HQ0.2|T37|搅拌~-T37HQ0.3|放混和液—I。.'下限位HQ0.3IT38放混和液M1.0T38M1.0T38M1.0网命10S0.2SCRR^nSMO.OQ0.1网帑1210.1S03—IISCRT)网绢13—SCRE)网^14Q0.2()T37hmTON300-PT10。伯S0.3网络16S0.4(5山I)网络17―SCRE)网络18S0.4SCR网常19SMO.O阿谿20I0.2网常21SCRE阿谿22S0.5SCRQ0.3<)S0.5图3-9液体混合系统的SCR指令程序3.2.2顺序功能图中转换实现的基本原则1、转换实现的条件1）该转换所有的前级步都是活动步。2）相应的转换条件得到满足。2、转换实现应完成的操作1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。3、绘制顺序功能图时的注意事项1）两个步绝对不能直接相连必须用一个转换将它们隔开。2）两个转换也不能直接相连必须用一个步将它们隔开。3）顺序功能图中的初始步是必不可少的，如果没有该步，无法开始运行，也无法返回。4）顺序功能图一般应有由步和有向连线组成的闭环，即在完成一次工艺过程的全部操作之后，应从最后一步返回初始步。3.3初步训练一一多台电动机的控制在设计组合钻床控制系统之前，我们先通过三台电动机的启动、停止，由易到难的案例，熟悉多台电动机的控制方法，掌握相关的基本编程指令。3.3.1三台电动机顺序定时启动同时停止4-训练目标通过本次练习，需要掌握S7-200与外围电路如何连接，主电路三台电动机如何连接，并进一步理解定时器的应用。4-控制要求：用按钮控制三台电动机，按下按钮启动，启动第一台电动机；之后每隔5s启动一台电动机，全部启动后；按停止按钮，三台电动机同时停止。L控制方案设计1、输入输出元件及控制功能表3-2I/O分配类型PLC地址对应元件（符号）元件名称控制功能输入端口I0.0SB1启动按钮启动电动机I0.1SB2停止按钮停止电动机输出端口Q0.0KM1接触器1控制电动机1Q0.1KM2接触器2控制电动机2Q0.2KM3接触器3控制电动机3

2、硬件设计三台电动机顺序定时启动，同时停止的主电路如图3-10所示，控制电路PLC接线图如图3-11所示。图3-10三台电动机顺序定时启动控制主电路图图3-11三台电动机顺序定时启动PLC接线图

3、梯形图程序打开Step7-MicroWINV4.0,打开程序块部分，编写梯形图。第一台电动机启动10.010.1丁T5$后第二台电动机启动5$后第三台电动机启动Q0.0)T37T37第一台电动机启动10.010.1丁T5$后第二台电动机启动5$后第三台电动机启动Q0.0)T37T37/|pNTON50-PT100msQ0.1Q0.2按下启动按钮SB1，I0.0常开触点闭合，Q0.0先得电并自锁，第一台电动机启动；同时定时器T37线圈得电延时5s，T37触点动作发出一个脉冲，使Q0.1得电并自锁，第二台电动机启动（由于T37触点动作时，Q0.1触点未闭合，所以，Q0.2不得电，在第二个扫描周期，Q0.1触点闭合但T37触点断开，所以，Q0.2仍不得电）；再隔5s，T37触点又发出一个脉冲，使Q0.2得电并自锁，第三台电动机启动。按下停止按钮SB2，I0.1常闭触点断开Q0.0线圈，其Q0.0常开触点断开Q0.1线圈，之后Q0.1常开触点又断开Q0.2线圈，三台电动机停止。图3-12中梯形图的特点是只用一个定时器，同学们也可以尝试用两个定时器去完成。4、演示操作1）按图3-10和3-11所示连接主电路和控制电路，检查无误后接通电源。2）打开计算机中的编程软件，将图3-12所示程序下载给PLC。3）使用编程软件的运行和停止按钮或者是拨动PLC的运行开关运行或停止程序。4）按控制要求进行操作，观察并调试程序直到满足要求。3.3.2三台电动机顺序定时启动逆序停止L训练目标通过本次练习，进一步熟悉三台电动机启停控制的接线方法，并深入理解定时器和置位、复位指令的应用。L控制要求：用按钮控制三台电动机，按下启动按钮，启动第一台电动机之后，每隔5s再启动一台；按下停止按钮时，先停下第三台电动机，之后每隔5s逆序停下第二台和第一台电动机。L控制方案设计1、输入输出元件及控制功能表3-3I/O分配类型PLC地址对应元件（符号）元件名称控制功能输入端口I0.0SB1启动按钮启动电动机I0.1SB2停止按钮停止电动机输出端口Q0.0KM1接触器1控制电动机1Q0.1KM2接触器2控制电动机2Q0.2KM3接触器3控制电动机3

2、硬件设计三台电动机顺序定时启动，逆序停止的主电路和控制电路接线图分别如图3-10和3-11所示。3、梯形图程序打开Step7-MicroWINV4.0，编写梯形图。1网貉标题TOC\o"1-5"\h\zT37Q0.010.1T37/|1|1/|[INTON50-FT100ms按下启动按钮,第一台电动机启动I0.0Q0.0I——CS)1后第二台电动机启动T37QO.OQ0.1M0.0Q0.1S)15#后第三台电动机启动T37Q0.1Q0.2Q0.2Q0.1S)1I——II——I,I——(')图3-13三台电动机顺序定时启动逆序停止梯形图按下启动按钮I0.0,则Q0.0置位，第一台电动机启动，定时器T37得电延时，5s时T37触点首先使Q0.1置位，第二台电动机启动，Q0.1得电后（下一个扫描周期欲触通Q0.2线圈，但T37触点已断开，所以Q0.2线圈不得电），同时Q0.1常闭触点断开Q0.1线圈，防止在停止过程再次置位，再过5s，T37触点又闭合一个扫描周期，使Q0.2线圈经Q0.0、Q0.1触点置位，第三台电动机启动，启动过程结束。按下停止按钮I0.1，M0.0得电自锁，并先使Q0.2复位，停下第三台电动机，M0.0触点闭合，为复位Q0.1、Q0.0做好准备，5s后，Q0.1复位停下第二台电动机，Q0.1常闭触点闭合为Q0.0复位做好准备，再过5s，Q0.0复位停下第一台电动机，同时M0.0失电，断开Q0.0〜Q0.2复位回路，T37失电，断开Q0.1、Q0.2的置位回路，停止过程结束。4、演示操作1）按图3-10和3-11所示连接主电路和控制电路，检查无误后接通电源。2）打开计算机中的编程软件，将图3-13所示程序下载给PLC。3）使用编程软件的运行和停止按钮或者是拨动PLC的运行开关运行或停止程序。4）按控制要求进行操作，观察并调试程序直到满足要求。3.3.3三台电动机星三角形降压启动停止控制L训练目标通过本次练习，熟悉三台电动机星三角降压启动控制的主电路和控制电路接线方法，并深入理解PLC编程指令的应用。4-控制要求：控制三台三相异步电动机，启动时，按下启动按钮，第一台电动机将三相定子绕组接成星形接线启动8s后再将三相定子绕组接成三角形，10s后如此启动第二台电动机，10s后再启动第三台电动机。停止时，按下停止按钮，三台电动机立即停止。上控制方案设计1、输入输出元件及控制功能表3-4I/O分配类型PLC地址对应元件（符号）元件名称控制功能输入端口I0.0SB1启动按钮启动电动机I0.1SB2停止按钮停止电动机输出端口Q0.0KM11接触器1第一台电动机电源连接Q0.1KM12接触器2第一台电动机星形连接Q0.2KM13接触器3第一台电动机角形连接Q0.3KM21接触器4第二台电动机电源连接Q0.4KM22接触器5第二台电动机星形连接Q0.5KM23接触器6第二台电动机角形连接Q0.6KM31接触器7第三台电动机电源连接Q0.7KM32接触器8第三台电动机星形连接Q1.0KM33接触器9第三台电动机角形连接2、硬件设计三台电动机星三角形降压启动控制主接线图如图3-14所示，控制电路PLC接线图如图3-15所示。图3-14三台电动机星三角形降压启动控制主接线路图3-15三台电动机星三角形降压启动控制PLC接线图3、梯形图程序打开Step7-MicroWINV4.0，编写梯形图程序。阿命1第一台电动机电源连接网命2第一台电动机星形连接QO.OQ0.2T37Q0.1TI——I，I——I，I—)T37|7nTON80-PT100ms网命5第二台电动机星形连接Q0.3Q0.5T39Q0.4TI——I，I——I，)T39[INTON-网命6氏后三角形连接80-PT100msQ0.5网命6氏后三角形连接()T40INTON-100-PT100ms网帑7后第三台电动机电源连接—INTON80-PT100ms网常9使后三角形连接T4110.1Q0.7Q1.0T，I——I，I——（）图3-16三台电动机星三角降压启动梯形图启动时按下启动按钮I0.0,Q0.0线圈得电自锁，同时Q0.1线圈和定时器T37得电，驱动接触器KM1、KM2线圈得电，电动机M1接成星形接线启动。8s后接通Q0.2线圈和定时器T38（Q0.1线圈失电），KM3线圈得电，电动机Ml由星形接线改接成三角形接线全电压运行。10s后Q0.3线圈得电并自锁，同时Q0.4线圈和定时器T39得电，电动机M2接成星形接线启动，8s后Q0.5线圈得电，由星形接线接成三角形接线全压运行，同理可分析电动机M3降压启动过程。停止时按下停止按钮I0.1，则三台电机失电并同时停止运行。4、演示操作1）按图3-14和3-15所示连接电路，检查无误后接通电源。2）打开计算机中的编程软件，将图3-16所示程序下载给PLC。3）使用编程软件的运行和停止按钮或者是拨动PLC的运行开关运行或停止程序。4）按控制要求进行操作，观察并调试程序直到满足要求。3.4强化训练一一组合钻床控制通过同学们在初步训练中所掌握的知识，以小组的形式，独立完成组合钻床控制的训练，教师负责指导、检查和评价。3.4.1设计要求1、单面组合钻床各电机控制要求：单面组合钻床只有在液压泵电动机M1正常启动运转，机床供油系统正常供油后，才能启动。刀具电动机M2应在滑台进给循环开始启动运转，滑台退回原位后停止运转。切削液压泵电动机M3可以在滑台工进时自动启动，在工进结束后自动停止。2、机床动力滑台、工件定位装置、夹紧装置控制要求：机床动力滑台、工件定位装置、夹紧装置由液压系统驱动。电磁阀YV1、YV2控制定位销液压缸活塞的运动方向；YV3、YV4控制夹紧液压缸活塞的运动方向；YV5、YV6及YV7为滑台油路中的换向电磁阀。各电磁阀动作状态如下：表3-5各电磁阀动作状态表工件名称定位夹紧滑台电磁阀YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7工件定位+工件夹紧+滑台快进+++滑台工进++滑台快退++松开工件+拔定位销+停止注：“+”为电磁阀线圈接通。从表3-5中可以看出，电磁阀YV1线圈通电时，机床工件定位装置将工件定位；当电磁阀YV3通电时，机床工件夹紧装置将工件夹紧；当电磁阀YV3、YV5、YV7通电时，滑台快速移动；当电磁阀YV3、YV5通电时，滑台工进；当电磁阀YV3、YV6通电时，滑台快速后退；当电磁阀YV4通电时，松开定位销；当电磁阀YV2通电时，机床拔开定位销；定位销松开后，撞击行程开关ST1，机床停止运行。3、组合钻床总控制过程：当需要机床工作时，按下系统启动按钮SB2，液压泵电动机M1启动，将工件装入定位夹紧装置，按下液压系统启动按钮SB4，机床按如下步骤工作：按下液压系统启动按钮SB4-工件定位和夹紧一动力滑台快速进给一动力滑台工进一动力滑台快退至原位一夹紧装置松开一拔出定位销。在动力滑台快速进给的同时，刀具电动机M2启动运转工作，提供切削动力；在动力滑台工进时，切削液电动机M3自动启动，在工进结束时切削液泵电动机自动停止。在滑台退回原位后，刀具电动机M2停止运转。3.4.2任务分析本任务既有电机的控制要求又有机床动力滑台、工件定位、夹紧的控制要求，要结合考虑。在硬件设计上，PLC输入口可接10个端口，输出口可接11个端口；在软件设计上可采用单序列的顺序控制法来设计梯形图。3.4.3任务实施1、输入输出地址分配

表3-6I/O分配类型PLC地址对应兀件（符号）元件名称控制功能输入端口I0.1SB1控制按钮总停止按钮I0.2SB2控制按钮液压泉电动机M1启动按钮I0.4SB4控制按钮液压系统启动开关I1.1ST1行程开关工件定位行程开关I1.2ST2行程开关滑台快进结束行程开关I1.3ST3行程开关滑台工进结束行程开关I1.4ST4行程开关滑台快退结束行程开关I1.5ST5行程开关工件压紧原位行程开关I1.6ST6行程开关松开工件定位行程开关I1.7KP继电器工件压紧压力继电器输出端口Q0.0HL指示灯工件夹紧指示灯Q0.1YV1电磁阀工件定位电磁阀Q0.2YV2电磁阀工件定位电磁阀Q0.3YV3电磁阀工件夹紧电磁阀Q0.4YV4电磁阀工件夹紧电磁阀Q0.5YV5电磁阀滑台换向电磁阀Q0.6YV6电磁阀滑台换向电磁阀Q0.7YV7电磁阀滑台换向电磁阀Q1.1KM1接触器液压泉电动机M1接触器Q1.2KM2接触器刀具电动机M2接触器Q1.3KM3接触器切削液泵电动机M3接触器2、硬件设计

LCPU226AC/DC/RLYL+itIU.Ulu.l10.2lu.sDO.410.LCPU226AC/DC/RLYL+itIU.Ulu.l10.2lu.sDO.410.5Iij.A10.711.0II.111.2II.S11.421II.5II.6II.712.012.112.212.S12.412.512.612.7t3、组合钻床控制系统顺序功能图、梯形图程序分别如图3-18和3-19所示。图3-18组合钻床控制系统顺序功能图S0.2SCR阿命S0.2SCR阿命1按下启动按钮旧N,启动池压泵电动机网结10工件夹紧网谿11SMLI.OMLI.0T)QLl.OL)网命1211.7S0.3——I|SCRT)网命3按下按钮旧4,启动懑压系统S0.0SCR网命4M1.0I0.4S0.1—II1ISCRT)网爵5—SCRE)阿爵6工件定位S0.1SCR阿爵7TOC\o"1-5"\h\zSMO.OQ0.1\o"CurrentDocument"TI——C)阿爵811.1S0.2—IISCRT)网命9—scre")

网籍13―SCRE)网结14动力滑台快速进给，刀具电动机启动S0.3ISCRI网路15SMO.OM0.1T)M0.2Q0.7M1.1网命1611.2S0.4—IISCRT)网结17—SCRE)网命18动力滑台工进，切削池电动机启动S0.4SCRramis—I网密20S0.5■（SCRT）网帑21—SCRE）网络23SMO.OQ0.6网络26夹紫装置松开SO.6SCR网络27SM0.0网络2811.5M0.5M1.311.4S0.6（SCRT）—SCRE〉Q0.4<■—SCRE）网络30钱定位铠S0.7SCR网络31SM0.0S0.7Q0.2<■Q0.3<）4、演示操作1）按图3-17所示连接控制电路，检查无误后接通电源。2）打开计算机中的编程软件，将图3-19所示程序下载给PLC。3）使用编程软件的运行和停止按钮或者是拨动PLC的运行开关运行或停止程序。4）观察并调试程序，直到能按控制要求进行演示。3.4.4任务验收按表3-7所示，验收与评价任务完成情况。表3-7组合钻床控制系统的设计任务验收与评价表内容满分评分要求备注1.制定工作计划5制定的计划简练全面每少一项扣1分2.主电路设计5主电路接线准确每错一处扣1分3.正确选择输入输出设备及地址并画出I/O接线图及实际电气柜布置走线说15设备及端口地址选择正确，接线图正确、标注完整，电气柜整体布局合输入输出每错一个扣5分，接线图每少一处标注扣1分

明理4.正确编制梯形图程序15梯形图格式正确、逻辑关系正确，能准确完成控制任务学生互评5.学生提问答辩15板书（正确、工整），回答问题（正确、简练）学生互评6.外部接线正确10I/O信号线接线正确每错一处扣5分7,准确写入程序并进行整体调试及技能操作15操作步骤正确，动作熟练。（允许根据输出情况进行反复修改。）若有违规操作，每次扣5分8.运行结果及口试答辩5程序运行结果正确、表述清楚，口试答辩正确对运行结果表述不清楚者扣3分9.出勤纪律及抢答5满勤、主导作用强、抢答积极，所回答的问题准确每抢答一次得5分，否则不得分10.拓展项目实现10拓展项目有效实现每个项目演示成功得5分，否则为0分3.4.5举一反三设计一个双面组合钻床控制系统，电动机控制要求为：双面钻孔组合钻床各电动机只有在液压泵电动机M1正常启动时启动运转，滑台液压系统只有在液压泵工作后，才能启动。刀具电动机M2,M3应在滑台进给循环开始时启动运转，滑台退回原位后停止运转。切削液压泵电动机M4可以在滑台工进时自动启动，在工进结束后自动停止，也可以用手动方式控制启动和停止。机床动力滑台、工件定位、加紧装置控制要求为：机床动力滑台、工件定位、加紧装置由液压系统驱动。电磁阀YV1和YV2控制定位销液压缸的运动方向；YV3、YV4控制夹紧液压缸活塞的运动方向；YV5、YV6及YV7为左机滑台油路的换向电磁阀；YV8、YV9、YV10为右机滑台油路中的换向电磁阀。表3-8各电磁阀动作状态表工件名称定位夹紧左机滑台右机滑台电磁阀YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7YV8YV9YV10工件定位+工件夹紧+滑台快进+++++滑台工进+++滑台快退+++松开工件+拔定位销+停止注：“+”为电磁阀线圈接通。双面组合钻床总控制过程为：按下液压系统启动按钮SB4-工件定位和夹紧一左、右两面动力滑台同时快速进给一左、右两面动力滑台同时工进一左、右两面动力滑台快退至原位一夹紧装置松开一拔出定位销。在左、右两面动力滑台快速进给的同时，左机刀具电动机M2、右机刀具电动机M3启动运转工作，提供切削动力；在左、右两面动力滑台工进时，切削液电动机M4自动启动，在工进结束时切削液泵电动机自动停止。在滑台退回原位后，左、右机刀具电动机M2、M3停止运转。3.5拓展训练一一用触摸屏实现钻床动力滑台系统控制本节我们将演示用昆仑通态触摸屏MCGS实现钻床动力滑台系统的控制。3.5.1设计要求某钻床动力滑台运动示意图如图3-20所示，控制要求：SQ1、SQ2、SQ3分别为左限位、中限位、右限位开关，滑台运动由三个电磁阀YV1、YV2、YV3控制。初始时，滑台停在最左侧（SQ1被压下），按下启动按钮SB1，电磁阀YV1、YV2线圈同时通电打开，滑台向右快速进给（快进）；碰到中限位开关SQ2时变为工作进给（称工进），此时YV1断电关闭，YV2仍通电打开，碰到右限位开关SQ3时暂停8s，YV2线圈断电，滑台停止运行，时间到滑台快速退回（快退），此时YV3线圈通电打开；返回到初始位置时SQ1动作，YV3线圈断电，停止运动。快进—I—、_LL-工进快退’11SQ1||SQ2r1SQ3图3-20钻床动力滑台运动示意图3.5.2任务分析按PLC程序设计和触摸屏组态两部分设计此监控系统。程序设计可用单序列顺序控制法编写梯形图程序，触摸屏组态设计要注意触摸屏与PLC之间的通信及窗口命令的设置。3.5.3任务实施1、输入、输出地址分配I/O分配如表3-9所示。表3-9钻床动力滑台控制系统地址分配表触摸屏变量名称PLC地址读/写类型触摸屏变量名称PLC地址读/写类型启动按钮M0.0只写电磁阀YV1Q0.0只读左限位开关M0.1只写电磁阀YV2Q0.1只读中限位开关M0.2只写电磁阀YV3Q0.2只读右限位开关M0.3只写在昆仑通泰触摸屏中，I寄存器为只读，不能读写，所以分配I/O地址时，用M寄存器代替I寄存器，这样就可以通过触摸屏读写PLC数据。2、梯形图程序网籍4―SCRE)SCR网帑8SCRE网路7SM0.0网路6M0.2网貉3M0.0网籍2S0.0SCR网络1初始步激活SM0.1S0.0H-Hs)1S0.1LR)4S0.1(SCFIT)S0.2(SCRT)Q0.1<)网命9动力滑台工进S0.2SCR网帑10M0.3S0.3——I|SCRT)网命11—SCRE)网命12暂停位S0.3网帑13T37S0.4—IISCRT)网籍14SMO.OT37——||[INTON80-PT100ms网帑15—SCRE)16动力滑台快退S0.4SCR网谿17M0.1SO.O:imoIoSMU.UQU.3网常20t：『—||_I图3-21钻床动力滑台系统控制梯形图3、制作触摸屏组态画面打开软件，建立变量打开MCGS触摸屏软件，进入组态环境的工作台窗口，如图3-22所示。图3-22触摸屏组态环境工作台配置设备窗口：进入“设备窗口”选项卡后，点击设备组态命令，后单击鼠标右键，出现如图3-23快捷菜单，然后执行“设备工具箱”命令，打开“设备工具箱”对话框，添加设备。图3-23图3-23快捷菜单在“设备工具箱”对话框中，双击“通用串口父设备”和“西门子_S7200PPI”，把它们添加到“设备组态”窗口中，如图3-24所示。图3-24设备组态图图3-24设备组态图3-25通用串口设备属性在“通用串口设备”属性中，将串口端口号改为COM1，将数据校验方式改为偶校验，波特率和PLC的波特率保持一致，如图3-25所示。单击“设备0一西门子_S7200PPI”，打开设备编辑窗口，先删除全部设备通道，然后根据表3-9增加4个M通道，3个Q通道，如图3-26所示。最后保存设置结果。

索引连接变量通道名称通道处理增加设备通道LILILILI通讯状态0001读写4DDD.00002读写索引连接变量通道名称通道处理增加设备通道LILILILI通讯状态0001读写4DDD.00002读写Q000.10003读写口WS20004读写00005读写M000.1LILILI6读写加m.20007读写3删除设备通道删除全部通道快速连接变量删除连接变量删除全部连接通道处理设置通道处理删除在实时数据库里新增对象变量，共7个，并在数据对象属性设置窗口设置变量的属性，如图3-27所示。注意对象类型设为开关型。基本属性存盘属性报警属性数据对象届性设置区检查确认®取消（N）帮助[H]图3-27基本属性存盘属性报警属性数据对象届性设置区检查确认®取消（N）帮助[H]将组态软件中的实时数据和PLC变量进行连接。选中需要进行连接的变量，双击该变量，查找连接对象后，双击该对象，如图3-28所示。这一步非常关键，组态画面使用的是实时数据库里的变量（如“启动按钮”、“电磁阀YV1”等），而PLC编程使用的是PLC变量（如M0.0、Q0.0等），用触摸屏监控PLC，必须把组态软件中的实时数据和PLC变量连接起来。

图3-28组态软件实时数据与PLC变量连接图在用户窗口中绘制监控画面，并进行设置新建用户窗口：在用户窗口，新建1个窗口，设置窗口名称，如设置为“主窗口”。设置按钮：在工具箱中，选用“标准按钮”，设置“启动按钮”的操作属性，按1松0，并对应各自变量，如图3-29所示。在工具箱中，点击“插入元件''命令，选择“按钮84”，作为限位开关，设置其操作属性，按1松0，如图3-30所示。图3-29设置启动按钮属性

图3-30设置限位开关按钮属性设置指示灯：从元件库中选择指示灯，设置指示灯时，选择的是填充颜色。这样当“电磁阀YV3”为0时，指示灯填充色为绿色；“电磁阀YV3”为1时，指示灯填充色为红色，如图3-31所示。图3-31图3-31设置指示灯属性将组态画面及相关数据下载到触摸屏。用USB线连接计算机和触摸屏硬件，执行组态软件的“工具”一“下载配置”菜单命令，出现对话框，设置“连