PLC改造考核17页word.docx

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PLC改造考核17页word

课程设计报告书

家庭是幼儿语言活动的重要环境，为了与家长配合做好幼儿阅读训练工作，孩子一入园就召开家长会，给家长提出早期抓好幼儿阅读的要求。

我把幼儿在园里的阅读活动及阅读情况及时传递给家长，要求孩子回家向家长朗诵儿歌，表演故事。

我和家长共同配合，一道训练，幼儿的阅读能力提高很快。

题目X62铣床的PLC改造设计

我国古代的读书人,从上学之日起,就日诵不辍,一般在几年内就能识记几千个汉字,熟记几百篇文章,写出的诗文也是字斟句酌,琅琅上口,成为满腹经纶的文人。

为什么在现代化教学的今天,我们念了十几年书的高中毕业生甚至大学生,竟提起作文就头疼,写不出像样的文章呢?

吕叔湘先生早在1978年就尖锐地提出:

“中小学语文教学效果差,中学语文毕业生语文水平低,……十几年上课总时数是9160课时,语文是2749课时,恰好是30%,十年的时间,二千七百多课时,用来学本国语文,却是大多数不过关,岂非咄咄怪事!

”寻根究底,其主要原因就是腹中无物。

特别是写议论文,初中水平以上的学生都知道议论文的“三要素”是论点、论据、论证,也通晓议论文的基本结构:

提出问题――分析问题――解决问题,但真正动起笔来就犯难了。

知道“是这样”,就是讲不出“为什么”。

根本原因还是无“米”下“锅”。

于是便翻开作文集锦之类的书大段抄起来,抄人家的名言警句,抄人家的事例,不参考作文书就很难写出像样的文章。

所以,词汇贫乏、内容空洞、千篇一律便成了中学生作文的通病。

要解决这个问题,不能单在布局谋篇等写作技方面下功夫,必须认识到“死记硬背”的重要性,让学生积累足够的“米”。

学生姓名张洪晨张鑫博上官云汉刘宗明

这个工作可让学生分组负责收集整理,登在小黑板上,每周一换。

要求学生抽空抄录并且阅读成诵。

其目的在于扩大学生的知识面,引导学生关注社会,热爱生活,所以内容要尽量广泛一些,可以分为人生、价值、理想、学习、成长、责任、友谊、爱心、探索、环保等多方面。

如此下去,除假期外,一年便可以积累40多则材料。

如果学生的脑海里有了众多的鲜活生动的材料,写起文章来还用乱翻参考书吗?

班级110226

专业机电一体化

分院工程技术分院

指导教师史晶宋云艳

2019年11月3日

组别

第四组

组长

张洪晨

姓名

上官云汉

张鑫博

刘宗明

张洪晨

任务分工

PLC基础知识

铣床的结构运动形式及控制原理

I/O点地址分配及接线图

编程

课堂表现

课程作业完成情况

任务完成情况

答辩情况

总评

成绩评价单

第1章PLC的初步认识

一．PLC的基本概念

早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController,PLC），它主要用来代替继电器实现逻辑控制。

随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。

但是为了避免与个人计算机（PersonalComputer）的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC,plc自1966年美国数据设备公司（DEC）研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。

二．PLC的基本结构

　　PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：

　　a、电源

　　PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。

如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。

一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去

　　b.中央处理单元（CPU）

　　中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢。

它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。

当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。

等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

　　为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。

这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。

　　c、存储器

　　存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

　　存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

　　d、输入输出接口电路

　　1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。

　　2．现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。

　　e、功能模块

　　如计数、定位等功能模块。

　　f、通信模块

如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等。

三．PLC的工作原理

　　一.扫描技术

　　当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。

完成上述三个阶段称作一个扫描周期。

在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

（一）输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。

输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。

在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。

因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

（二）用户程序执行阶段

　　在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。

在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

　　即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

　　在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。

即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。

　　（三）输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。

在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。

这时，才是PLC的真正输出。

四．PLC内部运作方式

　　虽然PLC所使用之阶梯图程式中往往使用到许多继电器、计时器与计数器等名称，但PLC内部并非实体上具有这些硬件，而是以内存与程式编程方式做逻辑控制编辑，并借由输出元件连接外部机械装置做实体控制。

因此能大大减少控制器所需之硬件空间。

实际上PLC执行阶梯图程式的运作方式是逐行的先将阶梯图程式码以扫描方式读入CPU中并最后执行控制运作。

在整个的扫描过程包括三大步骤，“输入状态检查”、“程式执行”、“输出状态更新”说明如下：

　　步骤一“输入状态检查”：

PLC首先检查输入端元件所连接之各点开关或传感器状态（1或0代表开或关），并将其状态写入内存中对应之位置Xn。

　　步骤二“程式执行”：

将阶梯图程式逐行取入CPU中运算，若程式执行中需要输入接点状态，CPU直接自内存中查询取出。

输出线圈之运算结果则存入内存中对应之位置，暂不反应至输出端Yn。

　　步骤三“输出状态更新”：

将步骤二中之输出状态更新至PLC输出部接点，并且重回步骤一。

　　此三步骤称为PLC之扫描周期，而完成所需的时间称为PLC之反应时间，PLC输入讯号之时间若小于此反应时间，则有误读的可能性。

每次程式执行后与下一次程式执行前，输出与输入状态会被更新一次，因此称此种运作方式为输出输入端“程式结束再生”。

五．plc的特点

　　plc具有以下鲜明的特点。

（1）系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等，实现生产过

程的综合自动化。

（2）使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。

另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。

（3）能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。

六.plc目前的主要品牌

美国AB，比利时ABB，松下，西门子，汇川，三菱，欧姆龙，台达，富士，施耐德，信捷创研等。

七．PLC的软元件

所谓的软元件一般为用户使用PLC每个输出或输入、内部存储单元、定时器和计数器都称软元件。

软元件是PLC内部具有一定功能的器件，PLC内部根据软元件不同，分成很多区域，如输出/输入继电器区、定时器区、计数器区、特殊继电器等，分别用I/Q/T/C/SM/等来表示。

下面简单介绍一下各个软元件的性能与定义。

（一）输入继电器

输入继电器就是PLC的存储系统中的输入映像寄存器。

它的作用使接受来自现场的控制按钮、形成开关及各种传感器等的输入信号。

（二）输出继电器

输出继电器就是PLC存储系统中的输出映像寄存器。

通过输出继电器，将PLC的存储系统与外部输出端子<输出点>建立起明确对应的简介关系。

（三）辅助继电器

在逻辑运算中，经常需要一些辅助继电器，他的功能与传统的继电器控制电路中的中间继电器相同。

辅助继电器与外部没有任何联系，不可能直接驱动任何负载。

（四）特殊继电器

特殊继电器用来存储系统的状态变量及有关的控制参数和信息。

它使用户程序和系统程序之间的界面。

用户可以通过特殊寄存器来共同PLC与被控制对象之间的信息。

（五）变量寄存器

用于模拟量的控制，数据运算、参数设置及存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果。

（六）计数器

计数器广泛用于重要的变成软件，用来对输入脉冲的个数进行累计，实现计数操作。

（七）定时器

定时器是PLC最常用器件之一，准确的用好定时器对于PLC程序设计非常重要。

在这里主要介绍一下西门子S7-200PLCCPU224。

CPU224中有256个定时器，定时器的符号是T，CPU224中定时器是T0-T255

定时器的作用进行延时，S7-200有256个定时器

定时器有三种类型1、接通延时名称TON

2、有记忆功能的接通延时名称TONR

3、断电延时名称TOF

定时器的分辨率有三种1毫秒10毫秒100毫秒

定时器的类型

分辨率/MS

定时器号码

接通延时定时器

断开延时定时器

1

T32,T96

10

T33-T36,T97-T100

100

T37-T63,T101-T255

有记忆的接通延时定时器

1

T0,T64

10

T1-T4,T65-T95

100

T5-T31,T69-T95

￠1.2指令操作系统

一．位操作指令

PLC的伪指令主要实现是逻辑控制和顺序控制，完全可以用S7-200PLC的位操作指令代替传统的继电器/接触器控制系统。

一些基本的位操作指令。

LDTO<常用接点>，LDNTO<常闭接点>。

输出指令常用的为下几方面；

A串联常开AN串联常闭M<线圈>ALD‘块’的串联

O并联常开ON并联常闭OLD‘块’的并联

置位S：

使线圈接通并保持复位R：

使线圈断开并保持。

堆栈指令包括：

LPS<推压栈>LRD<读栈>LPP<出栈>

边沿触发指令EU：

上升沿指令—|P|—ED：

下降沿指令—|N|—

二．定时器指令

定时器是PLC最常用的器件之一，准确用好定时器对于PLC程序设计非常重要。

在这里主要介绍一下西门子S7-200PLC的CPU22X系列的PLC的定时器有3种类型：

1接通延时型TON

2保持型<有记忆的>接通延时型TONR

3断开延时型TOF

定时器的基本要素主要有4方面，下面一一简单介绍其四方面的各种条件。

1编号、类型及精度

S7-200系列的PLC配置了256个定时器的功能，编号为TO~T255。

定时器有1ms、10ms、100ms、三种精度，1ms的定时器有4个，10ms的定时器有16个，100ms

的定时器有236个。

它们之间的关系是编号和类型与精度有关。

2预置值<设定值>

预置值即变成时设定的延时时间的长短，PLC定时器采用时基计数值成为当前值，存储在当前寄存器种，预置在使用提醒图变成时，表在定时器功能的“PT”端。

3工作条件

工作条件也教程使用输入，从梯形图角度看，定时器功能框的“IN”端连接时定时器的工作条件。

对于接通延时型定时器来说，有能流流到“IN”端时开始计时；对于断开延时型定时器来说，能流从有编导无时开始计算；对于无记忆定时器来说，当工作条件失去时，就要靠复位指令了。

4工作对象

工作对象一边指定时时间到时，利用定时器的触点控制的元器件或工作过程。

接通延时定时器和有记忆延时定时器大于等于PT端的预置值时，该定时器位被置位。

可加至最大值为32767。

三、计数器指令

计数器在西门子S7-200的普通计数有3种类型，递增计数器CTU、递减计数器CTD和增减计数器CTUD，共计256个，编号CO~C255。

下面由我来介绍各计数器的特点与应用。

1增计数器

增计数器以功能框的形式编程，指令为CTU，它有3个输入端：

CU.R和PV。

CU为信号的上升沿，PV为设定值输入端，复位输入端为R。

2增减计数器

增减计数器以功能框的形式编程。

指令为CTUD，它有4个输入端：

CU.输入端用于递增计数，CD输入端用于递减计数，R输入端用于复位，PV为设定值输入端。

3减计数器

减计数器以功能框形式编程，指令为CTD，它有3个输入端：

CD.PV和LD。

当复位输入端LD电路断开，减计数器CD电路由断开变为接通，PV为设定值输入端。

4计数器计数次数的串级组合

PLC的单个计数器的计数次数时一定的，或者说是有限的。

在S7-200PLC种，单个计数器的最大计数范围为32767，当输入计数大于这个最大值，我们可以采用多个计数器串级组合来扩大计数器的计数范围。

第3章铣床的基本操作和简介

一．铣床国内外研究状况和发展趋势

自从1969年第一台可编程控制器在美国问世以来，在工业控制中得到广泛的应用。

近年来，我国在石油、化工、机械、轻工、发电、电子、橡胶、塑料加工等行业工艺设备的电气控制中，越来越多地采用PLC机控制，并取得了显著的效果，深受各行业的欢迎。

铣床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置。

随着电子技术的发展，可编程序控制器日益广泛的应用于机械、电子加工与设备电气改造中。

铣床作为机械加工的通用设备在内燃机配件的生产中一直起着不可替代的作用。

自动铣床具有工作平稳可靠，操作维护方便，运转费用低的特点，已成为现代生产中的主要设备。

自动铣床控制系统的设计是一个很传统的课题，现在随着各种先进精确的诸多控制仪器的出现，铣床控制的设计方案也越来越先进，越来越趋于完美。

在我国70～80年代大多数铣床中，大多数的开关量控制系统都是采用继电器控制，也有相当一部分辅机系统是采用继电控制。

因此，继电器本身固有的缺陷,给铣床的安全和经济运行带来了不利影响,用PLC对铣床的继电器式控制系统进行改造已是大势所趋。

自动铣床的发展及现状：

从上世纪80年代起铣床制造业的发展虽有起伏但对自动控制技术和自动铣床床一直给予较大的关注。

经过九五自动车床和加工中心包括自动铣床的产业化生产基地的形成，所生产的中档普及型自动铣床的功能性能和可靠性方面已具有较强的市场竞争力。

但在中高档自动铣床方面与国外一些先进产品相比仍存在较大差距。

这是由于欧美日等先进工业国家于80年代先后完成了自动机床产业进程，其中一些著名机床公司致力于科技创新和新产品的研发引导着数控机床技术发展，如美国英格索尔公司和德国惠勒喜乐公司对用于汽车工业和航空工业高速数控铣床的发展日本牧野公司对高效精密加工中心所作的贡献，德国瓦德里希公司在重型龙门五面加工铣床方面的开发以及日本马扎克公司研发的车铣中心对高效复合加工的推进等等。

相比之下，我国大部分数近代机床产品在技术处于跟踪阶段。

表1以中挡铣床为例列出国内外先进产品主要技术指标，由此可以看到效率精度和可靠性等方面均有明显差。

随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。

在控制方法上，从手动控制发展到自动控制;在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上，从策重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微型计算机为中心的网络化自动控制系统。

X62W铣床综合了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。

X62W铣床是由普通机床发展而来。

它集于机械、液压、气动、伺服驱动、精密测量、电气自动控制、现代控制理论、计算机控制等技术于一体，是一种高效率、高精度能保证加工质量、解决工艺难题，而且又具有一定柔性的生产设备。

万能铣床的广泛应用，给机械制造业的生产方式、产品机构和产业机构带来了深刻的变化，其技术水平高低和拥有量多少，是衡量一个国家和企业现代化水平的重要标志。

一种新型的控制装置，一项先进的应用技术，总是根据工业生产的实际需要而产生的。

可编程序控制器产生以前，以各种继电器为主要元件的电气控制线路，承担着生产过程自动控制的艰巨任务，可能有成百上千只各种继电器构成复杂的控制系统，需要用成千上万根导线连接起来，安装这些继电器需要大量的继电器控制柜，且占据大量的空间。

当这些继电器运行时，又产生大量的噪声，消耗大量的电能。

为保证控制系统的正常运行，需要安排大量的电气技术人员进行维护，有时某个继电器损坏，甚至某个继电器触头接触不良，都回影响整个系统的正常运行。

如果系统出现故障，要进行检查排除故障又是非常困难的，全靠电气技术人员长期积累经验。

尤其是在生产工艺发生变化时，可能需要增加很多的继电器或继电器控制柜，重新接线或改线的工作量很大，甚至需要重新设定控制系统。

尽管如此，这种控制系统的功能仅仅局限在能实现具有粗略定时、计数功能的顺序逻辑控制。

因此，人们迫切需要一种新的工业控制装置来取代传统的继电器控制系统，是电气控制系统工作更可靠，更容易维修，更能适应经常变化的生产工艺要求。

可编程控制器（ProgrammableController）简称PC，在办公自动化和工业自动化中广泛使用的个人计算机（PersonalComputer）也简称PC，为了避免混摇，现在一般将可编程序控制器简称为PLC（ProgrammableLogicController）。

随着可编程控制器在国内的运用和推广，人们找到了万能铣床较理想的控制系统，即PLC控制系统。

由于其具有可靠性高，抗干扰能力强，维修检测方便等优点，适合于对万能铣床的控制，获得广泛的推广。

现在万能铣床已全部采用PLC控制，结束了近二十年使用继电控制的历史。

本文主要以该厂对PLC控制系统的研究，推广介绍可编程控器在万能铣床上的应用。

自从1969年第一台可编程控制器在美国问世以来，在工业控制中得到广泛的应用。

近年来，我国在石油、化工、机械、轻工、发电、电子、橡胶、塑料加工等行业工艺设备的电气控制中，越来越多地采用PLC机控制，并取得了显著的效果，深受各行业的欢迎。

1988年开始将可编程序控制器应用在万能铣床上，至今使用情况一直良好。

国外生产PLC的厂家很多，最著名的有美国A-B公司和GE-FANUC公司，日本的欧姆龙公司和三菱公司，德国AEG公司和西门子公司，法国的TE公司。

它们号称PC领域的大雄，代表PC的最高水平。

它们在中国都有各自的代理商，很容易买到其产品。

国产PLC以小型为主，多数为仿制产品，I/0点均在128点以下。

主要厂家有上海工业自动化仪表研究所，苏州电子计算机厂，北京机械工业自动化研究所，无锡华光电子工业公司，中科院自动化研究所，上海香岛机电制造公司。

一般只处理开关量，进行逻辑运算，顺序运算。

二．铣床的选型

X62W万能铣床是一种通用的多用途机床，它可以进行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，是一种较为精密的加工设备，它采用继电接触器电路实现电气控制。

PLC专为工业环境应用而设计，其显著的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。

将X62W万能铣床电气控制线路改造为可编程控制器控制，可以提高整个电气控制系统的工作性能，减少维护、维修的工作量。

三．X62W机床特点

（1）能完成很多普通机床难以加工或者根本不能加工的复杂型面的加工。

（2）采用X62W铣床可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。

（3）采用X62W可以比普通机床提高2~3倍生产率，对复杂零件的加工，生产率可以提高十几倍甚至几十倍。

（4）此机床具有柔性，只需更换程序，就可以适应不同品种及尺寸规格零件的自动加工。

（5）大大的减轻了工人的劳动强度。

万能铣床是一种高效率的加工机械,在机械加工和机械修理中得到广泛的应用，万能铣床的操作是通过手柄同时操作电气与机械,以达到机电紧密配合完成预定的操作,是机械与电气结构联合动作的典型控制,是自动化程度较高的组合机床。

但是在电气控制系统中,故障的查找与排除是非常困难的,特别是在继电器接触式控制系统，由于电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长,给生产与维护带来诸多不便,严重地影响生产。

本文所述方案是对原来的继电器接触式模拟控制系统进行PLC改造而成,经实际运行证明该PLC控制系统无论是硬件还是软件,控制稳定可靠,具有极高的可靠性与灵活性,更容易维修,更能适应经常变动的工艺条件，取得了较好的经济效益。

四．X62W万能铣床硬件设计X62W万能铣床电力拖动的特点

（1）铣削加工有顺铣和逆铣两种加工方式，要求主轴电动机能正反转，因正反操作并不频繁，所以由床身下侧电器箱上的组合开光来改变电源相序实现。

（2）由于主轴传动系统中装有避免震荡的惯性轮，故主轴电动机采用电磁离合器制动以实现准确停车。

（3）铣床的工作台要求有前后、左右、上下6个方向的进给运动和快速移动，所以也要求进给电动机能正反转，并通过操作手柄和机械离合器相配合来实现。

进给的快速移动通过电磁铁和机械挂挡来完成。

（4）根据加工工艺的要求，该铣床应具有以下的电气联锁措施：

为了防止刀具和铣床的损坏，只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给方向的快