機電數(shù)控系畢業(yè)論文數(shù)控機床刀架自動循環(huán)控制

1、 *省*機電工程高等職業(yè)學校畢 業(yè) 論 文（2014屆） 題 目 數(shù)控機床刀架自動循環(huán)控制學生姓名 郭AA 學 號 專 業(yè) 數(shù)控技術 班 級 高職數(shù)控一班 學 院 *機電高職 指導教師 張C 2014年 4 月1*省*機電工程高等職業(yè)學校畢業(yè)論文任 務 書系部 專業(yè)年級 學生姓名 任務下達日期： 年 月 日畢業(yè)論文日期： 年 月 日至 年 月 日畢業(yè)論文題目：畢業(yè)論文專題題目：畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求：系主任簽字： 指導教師簽字：2*省*機電工程高等職業(yè)學校畢業(yè)論文指導教師評閱書指導教師評語（基礎理論及基本技能的掌握；獨立解決實際問題的能力；研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點；

2、工作態(tài)度及工作量；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 指導教師簽字： 年 月 日3*機電工程高等職業(yè)學校畢業(yè)論文評閱教師評閱書評閱教師評語（選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握；綜合運用所學知識解決實際問題的能力；工作量的大小；取得的主要成果及創(chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日4*機電工程高等職業(yè)學校畢業(yè)論文答辯及綜合成績答 辯 情 況提 出 問 題回 答 問 題正 確基本正確有一般性錯誤有原則性錯誤沒有回答答辯委員會評語及建議成績答辯委員會主任簽字： 年 月 日系部領導小組綜合評定成績系部領導小組

3、負責人： 年 月 日5本人聲明聲明內(nèi)容如下: 我聲明, 本論文及其設計工作是由本人在指導教師的指導下獨立完成的, 在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。特此聲明。 作 者：郭AA 日 期：2014年4月20日6數(shù)控機床刀架自動循環(huán)控制丁文莉09高職數(shù)控一班摘要：目前,可編程控制器（PLC）廣泛應用于數(shù)控機床等工業(yè)控制中。數(shù)控機床的控制部分可分為數(shù)字控制和順序控制兩部分,數(shù)字控制部分包括對各坐標軸位置的連續(xù)控制,而順序控制包括對主軸正/反轉和啟動/停止、換刀、卡盤夾緊和松開、冷卻、尾架、排屑等輔助動作的控制。現(xiàn)代數(shù)控機床采用PLC代替繼電器控制來完成邏輯控制,使數(shù)控機床結構更緊湊,功

4、能更豐富,響應速度和可靠性大大提高! 可編程控制器是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，它采用一種可編程程序的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，通過數(shù)字式、模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備和生產(chǎn)過程。組合機床是針對特定工件，進行特定加工而設計的一種高效率自動化專用加工設備，這類設備大多能多刀同時工作，并且具有自動循環(huán)的功能。組合機床通常由標準通用部件和加工專用部件組合構成，動力部件采用電動機驅動或采用液壓系統(tǒng)驅動，由電氣系統(tǒng)進行工作自動循環(huán)的控制，是典型的機電或機電液一體化的自動加工設備。關鍵詞：四方位刀架的原理；換刀的機械

5、原理；刀架的自動循環(huán)梯形圖7目 錄第一章機械結構91.1 刀架總述91.2 換刀的機械原理10第二章 數(shù)控車床四方工位換刀裝置103.1 數(shù)控刀架四方工位原理圖13第三章 設計電路的步驟143.1設計這類電路時大體遵循以下步驟163.2 元器件的介紹19第四章 PLC概述與PLC的組成204.1 PLC特點224.2 PLC概述234.3 PLC的組成244.4 PLC接口結構254.5 PLC程序的執(zhí)行順序274.6 PLC發(fā)展的重點28第五章刀架的自動循環(huán)的梯形圖305.1 梯形圖34結 論35參考文獻368第1章 機械結構1.1刀架總述車床的刀架是車床的自動換刀裝置。刀架有很多種類，有用

6、霍爾元件檢測刀位的經(jīng)濟型刀架，有可雙向換刀帶位置編碼器的自動刀架等，控制刀架的旋轉可使用普通異步電機或伺服電機。用霍爾元件檢測刀位信號，采用交流電機驅動刀架正轉換刀反轉鎖緊刀架。MDI、AUTO或DNC工作模式下通過執(zhí)行編程指令T00(為16)實現(xiàn)換刀。使用刀架換刀時，換刀模塊上的刀盤一起換刀，和真實刀架同步。注意：刀架在反轉鎖緊時，電機處于堵轉狀態(tài)，因此反轉時間不可過長。否則刀架電機可能會燒壞。數(shù)控刀架安裝在數(shù)控車床的滑板上。它上面可以裝夾多把刀具，在加工中實現(xiàn)自動換刀刀架的作用是裝夾車刀，孔加工刀具及螺紋刀具并能準確迅速的選擇刀具進行對工件的切削。刀架滑板由縱向（Z軸）滑板和橫向（X軸）滑

7、板組成，縱向滑板安裝在床身導軌上，可以沿床身縱向運動，橫向滑板安裝在縱向滑板上，能沿縱向滑板的導軌進行橫向運動，刀架滑板的作用是安裝在其上的刀架刀具在加工中實現(xiàn)縱向和橫向的進給運動。 91.2換刀的機械原理按下?lián)Q刀鍵或輸入換刀指令后，電機正轉，通過聯(lián)軸器，蝸桿帶動渦輪，螺紋帶動螺母刀架體松開并上抬，轉位、找刀刀架體的上方有一發(fā)信盤，盤中每一到刀位都安裝一霍爾開關刀架體旋轉到一刀位時。該刀位的傳感器件向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出信號，數(shù)控系統(tǒng)將收到的實際刀位信號與指令刀位信號進行比較，當兩信號相同時，說明刀架體已旋轉到所選刀位，數(shù)控系統(tǒng)控制繼電器KA1釋放，繼電器KA2得電吸合，換刀電動機反轉，粗定位銷在在彈

8、簧的作用下進入粗定位盤的凹槽中進行粗定位，由于粗定位槽的限制刀架體不能反轉只能在該位置垂直落下，刀架體和刀架底座的端面齒嚙合，實現(xiàn)精確定位，電動機做適當?shù)难訒r。繼續(xù)反轉，當兩端面齒增加到一定夾緊力。刀架體被鎖緊時。電動機停止轉第二章數(shù)控車床四工位換刀裝置2.1 刀架抬起 當數(shù)控機裝置發(fā)出換刀指令后，電動機1啟動正常，通過套筒連軸器2使蝸桿軸3轉動，從而帶動蝸輪絲杠4轉動。刀架體7的內(nèi)孔加工有螺紋，與蝸輪絲杠旋合，蝸輪與絲杠為整體結構。蝸輪絲杠內(nèi)孔與刀架中心軸式間隙配合，在轉位換刀時，中心軸固定不動，蝸輪絲杠繞中心軸旋轉。當蝸輪開始轉動時，由于刀架底座5和刀架體7上的端面齒處在嚙合狀態(tài)，且蝸輪絲

9、杠軸向固定，因此刀架體7抬起。 102.2 刀架轉位 當?shù)都荏w抬至一定距離后，刀架底座5和刀架體7的端面齒脫開，轉位套9用銷釘與蝸輪絲杠4聯(lián)接，隨蝸輪絲杠一同轉動，當端面齒完全脫開時轉位套正好轉過160（如圖所示），球頭銷8在彈簧力的作用下進入轉位套9的槽中，帶動刀架體轉位。2.3 刀架定位 刀架體7轉動時帶著電刷座10轉動，當轉到程序指定的刀號時，粗定位銷15在彈簧力的作用下進入粗定位盤6的槽中進行粗定位，同時電刷13接觸導體使電動機1翻轉。由于粗定位槽的限制，刀架體7不能轉動，使其在該位置垂直落下，刀架體7和刀架底座5上的端面齒嚙合實現(xiàn)精確定位。2.4 夾緊刀架 電動機繼續(xù)反轉，此時蝸輪停

10、止轉動，渦桿軸3自身轉動，當兩端面齒增加到一定夾緊力時，電動機1停止轉動。譯碼裝置由發(fā)信體13.14組成，電刷13負責發(fā)信號，電刷14負責位置判斷當?shù)都芏ㄎ怀霈F(xiàn)過位或不到位時，可松開螺母12，調(diào)好發(fā)信體11與電刷14的相對位置。11圖2-1 數(shù)控車床四工位刀架結構1-直流伺服電動機；2-聯(lián)軸器；3-蝸桿軸；4-蝸輪絲杠；5-刀架底座；6-粗定位盤；7-刀架體；8-球頭銷；9-轉為套；10-電刷座；11-發(fā)信號；12-螺母； 13、14-電刷；15-粗定位銷圖2-1所示為經(jīng)濟型數(shù)控機床常用方刀架結構，該刀架可以安裝四把不同的刀具轉位信號有加工程序指定。其工作過程為：刀架抬起刀架轉位刀架定位夾緊刀

11、12第三章設計電路圖的步驟為實現(xiàn)刀架自動循環(huán)，對電動機的基本要求仍然是啟動、停轉和反向控制，所不同的是當?shù)都苓\動到位置2時能自動地改變電動機工作狀態(tài)?？傊刂茖ο笠罂刂蒲b置根據(jù)控制過程位置來改變或終止控制對象的運動。在實現(xiàn)刀架自動循環(huán)過程中，最理想的方法就是由控制裝置直接反映控制過程變化參數(shù)行程，使刀架在運動到位置2或1時自動發(fā)出控制信號進行控制。通常采用直接測量位置信號的元件行程開關來實現(xiàn)這一要求。3.1設計這類電路時大體遵循以下步驟：3.1.1 首先設計主電路因要求電動機實現(xiàn)正反向運轉，故采用正反兩個接觸器KM1和KM2以通、斷電路和改變電源相序，如圖中主電路所示。3.1.2 確定控制電

12、路的基本部分如起、停按鈕及自保環(huán)節(jié)等，如圖所示的控制電路為刀架前進、后退的基本控制線路。3.1.3 設計控制電路的特殊部分在本線路中特殊部分是指自動循環(huán)的控制。這里采用行程開關SQ1和SQ2分別作為測量刀架運動到位置1和2的測量元件，由它們給出的控制信號通過接觸器作用于控制對象。將SQ2的常閉觸頭串于正向接觸器線圈KM1電路中。SQ2的常開觸頭于反向起動按鈕并聯(lián)。這樣，當?shù)都芮斑M到位置2時，SQ2動作，將KM1切斷；KM2接通，刀架自動返回。SQ1的任務是使電動機在刀架反向運動到位置1時自動停轉，故將其常閉觸頭串聯(lián)于反向接觸中，刀架退回到位置1，撞擊SQ1，刀架自動停止運動。133.1.4 設

13、置必要的保護環(huán)節(jié)這里采用了熔斷器和熱繼電器分別實現(xiàn)短路和過載保護。3.1.5 綜合審查與簡化設計線路上述設計是依據(jù)各部分的要求局部進行的。組成一個整體控制線路后需要全面考慮，檢查其動作是否無誤，有無寄生電路，能否進一部減少電氣元件或觸頭。這樣對任何按行程控制的自動控制線路，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，用行程作為控制信號，采用行程開關作為測量元件，再將這個變化參量反饋回來作用于控制裝置，以達到對控制對象進行自動控制對象進行自動控制的目的。 電路圖14 電路板153.2元器件的介紹3.2.1 熔斷器的作用安裝在電路中，保證電路安全運行的電器元件。電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災。

14、若電路中正確地安置了熔斷器，那么，熔斷器就會在電流異常升高到一定的高度和一定的時候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護電路安全運行的作用。熔斷切斷電流，從而起到保護電路安全運行的作用。熔 斷 器163.2.2中間繼電器的作用 1、隔離?？刂葡到y(tǒng)的輸出信號與負載端電氣隔離；2、轉換。比如控制系統(tǒng)輸出信號為DC24V，但負載使用AC220V供電，對于輸入可逆；3、“放大”?？刂破鬏敵龅男盘柕膸ж撦d的能力往往有限，在MA或者數(shù)A的級別，如果有需要更大電流的負載，只能通過中間繼電器來轉換;4、便于維護。即使是滿足負載電流要求的輸出端，但因為集成在控制器內(nèi)部，如果損壞，更換維修比較麻煩，但如果通過中間繼電器

15、，輸出端的負載只是繼電器的線圈，減輕了控制器輸出級的負載，從而降低損壞的幾率。而當中間繼電器觸點因為頻繁的使用損壞時，很容易通過簡單的插拔完成更換;中 間 繼 電 器 173.2.3接觸器的工作原理接觸器是一種用來接通或斷開帶負載的交直流主電路或大容量控制電路的自動化切換器，主要控制對象是電動機，此外也用于其他電力負載，如電熱器，電焊機，照明設備，接觸器不僅能接通和切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護作用。接觸器控制容量大。適用于頻繁操作和遠距離控制。是自動控制系統(tǒng)中的重要元件之一。接 觸 器183.2.4變壓器的工作原理變壓器是變換交流電壓、交變電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵

16、芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流）。 變壓器19 第 四 章 PLC概述與組成可編程控制器（Programmable Controller）是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）， 簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制隨著技術的發(fā)展這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機（Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。數(shù)控機床做為自動化控制設

17、備，是在自動控制下進行工作的，數(shù)機床所受控制可分為兩類：一類是最終實現(xiàn)對各坐標軸運動進行的“數(shù)字控制”。如：對CNC車床X軸和Z軸，CNC銑床X軸，Y軸，Z 軸的移動距離，各軸運行的插補，補償?shù)鹊目刂萍礊椤皵?shù)字控制”。另一20類為“順序控制”。對數(shù)控機床來說，“順序控制”是在數(shù)控機床運行過程中，以CNC內(nèi)部和機床各行程開關，傳感器，按鈕，繼電器等的開關量信號狀態(tài)為條件，并按照預先規(guī)定的邏輯順序對諸如主軸的起停，換向，刀具的更換，工件的夾緊，松開，液壓，冷卻，潤滑系統(tǒng)的運行等進行的控制。與“數(shù)字控制”比較，“順序控制”的信息主要是開關量信號。常把數(shù)控機床分為“NC側”和“MT側”（即機床側）兩大

18、部分?！癗C側”包括CNC系統(tǒng)的硬件和軟件，與CNC系統(tǒng)連接的外圍設備如顯示器，MDI面板等?！癕T側”則包括機床機械部分及其液壓、氣壓、冷卻、潤滑、排屑等輔助裝置、機床操作面板、繼電器線路、機床強電線路等。PMC處于NC與MT之間，對NC和MT的輸入、輸出信號進行處理。MT側順序控制的最終對象隨數(shù)控機床的類型、結構、輔助裝置等的不同而有很大的差別。機床結構越復雜，輔助裝置越多，最終受控對象也越多。214.1、PLC 的特點 1 PLC 的主要特點 4.1.1高可靠性 (1）所有的I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。 (2）各輸入端均采用R-C濾

19、波器，其濾波時間常數(shù)一般為1020ms。 (3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 (4）采用性能優(yōu)良的開關電源。 (5）對采用的器件進行嚴格的篩選。 (6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴大。 (7）大型PLC 還可以采用由雙CPU 構成冗余系統(tǒng)或有三CPU 構成表決系統(tǒng),使可靠性更進一步提高。 4.1.2豐富的I/O 接口模塊 PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流； 開關量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強電或弱電等。有相應的I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設備，如：按鈕；行程開關；接近開關；傳感器及變送器；電磁線圈；控

20、制閥，直接連接另外為了提高操作性能，它還有多種人-機對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等224.1.3采用模塊化結構 為了適應各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型PLC 以外絕大多數(shù)PLC 均 ；采用模塊化結構PLC 的各個部件包括CPU 電源I/O 等均采用模塊化設計由 字串1；機架及電纜將各模塊連接起來系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合字串6 4.1.4編程簡單易學 PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式對使用者來說；不需要具備計算機的專門知識因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握 4.1.5 安裝簡單維修方便 PLC不需要專門的機房可

21、以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行使用時只需將現(xiàn)；場的各種設備與PLC 相應的I/O 端相連接即可投入運行各種模塊上均有運行和 字串5；故障指示裝置便于用戶了解運行情況和查找故障；由于采用模塊化結構因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過更換模塊的字串7；方法使系統(tǒng)迅速恢復運行 1）PLC 的功能 （1） 邏輯控制 （2） 定時控制 （3） 計數(shù)控制 （4） 步進（順序）控制 （5） 數(shù)據(jù)控制 234.2 PLC概述 可編程控制器是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，它采用一種可編程程序的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，通過數(shù)字式、模擬式的輸入

22、輸出來控制各種類型的機械設備和生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關設備的設計原則是它應該易與工業(yè)控制聯(lián)成一個整體且具有擴充功能。PLC產(chǎn)品能直接在工業(yè)環(huán)境中應用，對環(huán)境的適應能力強。PLC體積小、功能強、速度快，可靠性高，又具有較大的靈活性和擴展性。PLC還有一個重要特性是它具有在線修改功能。它借助于軟件來實現(xiàn)重復的控制，軟件本身具有修改性，所以PLC具有靈活性。從而使PLC具有廣泛的工業(yè)通用性，同時簡化了硬件電路，也提高了PLC系統(tǒng)的可靠性。據(jù)不完全統(tǒng)計，F(xiàn)X系列PLC平均故障間隔大于2000050000h，而平均修復時間則小于10min；PLC機能處理工業(yè)現(xiàn)場的強電信號，如交流220V、直流24

23、V，并可直接驅動功率部件，可長期工作在嚴酷的工業(yè)環(huán)境能夠中。編程采用傳統(tǒng)的繼電器符號語言，便于工程技術人員掌握，PLC是在按鈕開關，限位開關和其它傳感器等發(fā)出的監(jiān)控輸入信號作用下進行工作。根據(jù)信號，控制器就會作出反映，通過用戶編程的內(nèi)部邏輯便產(chǎn)生輸出信號，而且這些輸出信號可直接控制外部的控制系統(tǒng)負載，如電機，接觸器，指示燈，電磁閥等。PLC的控制系統(tǒng)省去了傳統(tǒng)的繼電器控制接線和拆線的麻煩。用PLC的編程邏輯提供了能隨要求而改變的“間接網(wǎng)絡”，24這樣生產(chǎn)線的自動化過程就能隨意去改變，這種性能使PLC具有較高的經(jīng)濟效益。 4.3 PLC的組成 PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基

24、本上與微型計算機相同2.3.1中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。 為了進一步

25、提高PLC的可*性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。2.3.2存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。252.3.3電源 PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可*得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。4.4、PLC接口結構如圖8-1所示：X地址是機床輸入到PMC的信號，Y地址是PMC輸出到機床的

26、信號，G地址是PMC輸入到NC系統(tǒng)的信號，F(xiàn)地址是NC系統(tǒng)輸出到PMC的信號。圖8-1264.5、PLC程序的執(zhí)行順序 順序程序由兩部分組成：第1級程序部分和第2級程序部分。如圖8-2所示。圖8-2PMC的掃描周期是8ms。其中第一級程序在每個8ms掃描周期內(nèi)都會優(yōu)先執(zhí)行一次,而第二級程序是向CNC的調(diào)試RAM中傳送時，系統(tǒng)根據(jù)第二級程序的長短被自動分割成n等分，每8ms中掃描完第一級程序后，再依次掃描第二級程序，所以整個PMC的執(zhí)行周期是n8ms。因此如果第一級程序過長而導致每8ms內(nèi)掃描的第二級程序過少的話，則第二級程序被分隔的數(shù)量n就多，PMC的整個執(zhí)行周期就相應延長。子程序是放在第二級

27、程序之后，其是否執(zhí)行受二級程序的控制。對于控制較為復雜的PMC程序，建議用子程序編寫，以減少PMC的掃描周期，同時使程序更加結構化、合理化。具體的PMC程序參照機床上的FANUC系統(tǒng)中的程序。274.6、PLC發(fā)展的重點4.4.1人機界面更加友好PLC制造商紛紛通過收購或聯(lián)合軟件企業(yè)、或發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)，大大提高了其軟件水平，多數(shù)PLC品牌擁有與之相應的開發(fā)平臺和組態(tài)軟件，軟件和硬件的結合，提高了系統(tǒng)的性能，同時，為用戶的開發(fā)和維護降低了成本，使更易形成人機友好的控制系統(tǒng)，目前，PLC網(wǎng)絡IPCCRT的模式被廣泛應用。4.4.2 網(wǎng)絡通訊能力大大加強PLC廠家在原來CPU模板上提供物理層RS232

28、/422/485接口的基礎上，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡。由于近來數(shù)據(jù)通訊技術發(fā)展很快，用戶對開放性要求很強烈，現(xiàn)場總線技術及以太網(wǎng)技術也同步發(fā)展。4.4.3 開放性和互操作性大大發(fā)展PLC在發(fā)展過程中，各PLC制造商為了壟斷和擴大各自市場，處于群雄割據(jù)的局面，各自發(fā)展自己的標準，兼容性很差，這給用戶使用帶來不便，并增加了維護成本。開放是發(fā)展的趨勢，這已被各廠商所認識，形成了長時期妥協(xié)與競爭的過程，并且這一過程還在繼續(xù)。開放的進程，可以從以下方面反映：28(1)IEC形成了現(xiàn)場總線標準，這一標準包含8種標準，雖然有人說，多種標準就是沒有標準，但必竟是一個經(jīng)過困難的爭論與妥協(xié)

29、的成果。標準推出后，各廠商紛紛將自己的產(chǎn)品適應這些標準，或者開發(fā)與之相應的新產(chǎn)品。(2)IEC制訂了基于Windows的編程語言標準IEC61131-3，它規(guī)定了指令表(IL)、梯形圖(LD)、順序功能圖(SFC)、功能塊圖(FBD)、結構化文本(ST)五種編程語言。這是以數(shù)字技術為基礎的可編程序邏輯控制裝置在高層次上走向開放性的標準化文件。雖然PLC開發(fā)上各工具仍不兼容，但基于這些標準的開發(fā)系統(tǒng)，使用戶在應用過程中，可以較方便地適不同品牌的產(chǎn)品。(3)OPC基金會推出了OPC(OLE for Process Control)標準，這進一步增強了軟硬件的互操作性，通過OPC一致性測試的產(chǎn)品，可

30、以實現(xiàn)方便的和無縫隙數(shù)據(jù)交換。目前，多數(shù)PLC軟件產(chǎn)品和相當一部分儀表、執(zhí)行機構及其它設備具有了OPC功能。OPC與現(xiàn)場總線技術的結合，是未來控制系統(tǒng)向FCS技術發(fā)展的趨勢。4.4.4 PLC的功能進一步增強，應用范圍越來越廣泛PLC的網(wǎng)絡能力、模擬量處理能力、運算速度、內(nèi)存、復雜運算能力均大大增強，不再局限于邏輯控制的應用，而越來越應用于過程控制方面，有人統(tǒng)計，除石化過程等個別領域，PLC均有成功能應用，PLC在相當多的應用取代了昂貴的DCS，從而使原來PLC(順序控制)DCS(過程控制)的模式變成PLCIPC模式。294.4.5 工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展對PLC有重要的影響以太網(wǎng)應用非常廣泛，與工

31、業(yè)網(wǎng)絡相比，其成本非常低，為此，人們致力于將以太網(wǎng)引進控制領域。目前的挑戰(zhàn)在于(1)硬件上如合適應工業(yè)惡劣環(huán)境；(2)通訊機制如何提高其可靠。以太網(wǎng)能否順利進入工控領域，還存在爭論。但以太網(wǎng)在工控系統(tǒng)的應用卻日益增多，適應這一過程，各PLC廠商紛紛推出適應以太網(wǎng)的產(chǎn)品或中間產(chǎn)品第五章刀架的自動循環(huán)的梯形圖5.1信號地址、名稱和意義 輸入信號類型地址及名稱意義I/OPLC信號I0.0、I0.1、I0.2、I0.3刀位反饋信號刀架在T1位時I0.0為ONNCKPLC信號V.0、V.1、V.2、V.3零件程序中的T1、T2、T3、T4讀入編程指令T1,則V.0為ONV.2有效運動方式“手動”O(jiān)FF時

32、為自動方式MCPPLC信號V.3換刀鍵（K4）按下K4，V.3為ON輸出信號類型地址及名稱意義PLCI/O信號Q0.4、Q0.5刀架正反轉輸出刀架正反轉信號PLCMCPV.3刀架運動狀態(tài)顯示刀架正反轉時，LED4亮305.1.1 自動換到系統(tǒng)I/O口定義（1）輸入I口I0.0、I0.1、I0.2、I0.3:刀位檢測信號;I0.4:鎖緊到位檢測信號；I2.1：機床面板上的手動換刀鍵；I2.2：零件程序中的T指令正轉信號；I2.3：零件程序中的T指令反轉信號。（2）輸出O口Q0.4：刀架正轉；Q0.5:刀架反轉；Q0.6:換刀故障指示燈。31 5.2梯形圖325.3自動換刀系統(tǒng)工作原理手動方式下，

33、當短促或長時間按手動換刀鍵SB1后，網(wǎng)絡1單元I2.1為1，使輔助輸出M1.1閉合，并由其自身的常開自鎖，同時控制網(wǎng)絡5中的Q0.4接通中間繼電器KA1線圈，刀架正轉到與其相鄰的一個工位或刀架正轉一直保持按鍵松開。由網(wǎng)絡2中的工位檢測判斷其有無旋轉到該工位上，分別由I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4五個工位位置輸入信號檢測控制輔助繼電器M0.1，當?shù)竭_該工位后，M0.1閉合，從而斷開網(wǎng)絡1中的M1.1,使網(wǎng)絡5中的Q0.4斷開，刀架停轉。自動方式下、網(wǎng)絡3中當零件加工程序T正轉信號I2.2接通后，使輔助繼電器M1.2閉合，并由其自身的常開自鎖，同時控制網(wǎng)絡5中的Q0.4接通中間繼電器KA1線圈，刀架正轉一直保持到刀位與編碼T相等。由網(wǎng)絡2中的工位檢測判斷其有無旋轉到該工位上，分別由I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4五個工位位置輸入信號檢測控制輔助繼電器M0.1，當?shù)竭_該工位后，M0.1閉合，從而斷開網(wǎng)