機(jī)電一體化PLC畢業(yè)設(shè)計(jì)

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁(yè)眉頁(yè)腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除，謝謝！機(jī)電一體化PLC畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文PLC*名：班級(jí)：機(jī)電工程系學(xué)號(hào)：專業(yè)：機(jī)電工程系機(jī)電一體化指導(dǎo)教師：自動(dòng)化組合機(jī)床的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：本文介紹自動(dòng)化組合機(jī)床的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高，控制技術(shù)的迅速發(fā)展，以PLC為核心的組合機(jī)床控制系統(tǒng)已凸顯出其優(yōu)勢(shì)。本文首先介紹PLCPLC后確定PLCI/O并利用FXGPWIN軟件畫出PLCPLC控制系統(tǒng)的故障診斷和排除以及對(duì)論文的進(jìn)一步總結(jié)。關(guān)鍵詞：PLC、組合機(jī)床目錄第1章概述-----------------------------------------------------------------1.1機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展史--------------------------------------------11.2組合機(jī)床的發(fā)展特點(diǎn)及應(yīng)用-------------------------------------3第2章自動(dòng)化組合機(jī)床的硬件-------------------------------------52.1課題要求-------------------------------------------------5主回路---------------------------------------------------5工作循環(huán)-------------------------------------------------62.2確定輸入設(shè)備與輸出設(shè)備-----------------------------------82.3I/O點(diǎn)分配-------------------------------------------------82.4PLC類型選擇----------------------------------------------10PLC控制系統(tǒng)工作環(huán)境要求---------------------------------10PLC生產(chǎn)廠家的選擇--------------------------------------11輸入輸出(I/0)點(diǎn)數(shù)的估算-------------------------------11PLC存儲(chǔ)器容量的估算----------------------------------11PLC機(jī)型的選擇-----------------------------------------112.5PLC外圍硬件電路圖----------------------------------------12電路主回路圖-------------------------------------------12PLC外部接線圖----------------------------------------12第3章自動(dòng)化組合機(jī)床的PLC控制系統(tǒng)軟件-------------------------133.1根據(jù)系統(tǒng)的控制要求設(shè)計(jì)程序--------------------------------13概述-----------------------------------------------------13編程語(yǔ)言的形式-------------------------------------------13PLC控制的程序設(shè)計(jì)--------------------------------------153.2模擬調(diào)試及優(yōu)化-----------------------------------------18準(zhǔn)備工作-----------------------------------------------19程序仿真----------------------------------------------193.3聯(lián)機(jī)調(diào)試及優(yōu)化-------------------------------------------19I/O端子測(cè)試----------------------------------------20仿真故障說(shuō)明-----------------------------------------19系統(tǒng)調(diào)試---------------------------------------------20程序優(yōu)化----------------------------------------------20第4章PLC控制系統(tǒng)的故障診斷與排除---------------------------214.1故障查找-----------------------------------------------224.2故障的處理----------------------------------------------------22心得體會(huì)-----------------------------------------------------24致謝-----------------------------------------------------25參考文獻(xiàn)-------------------------------------------26附錄1操作說(shuō)明書--------------------------------------27附錄2PLC外圍硬件電路圖-------------------------------------28附錄3PLC外部接線圖-------------------------------------29附錄4梯形圖---------------------------------------------------------------30第1章概述1.1機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展史自動(dòng)化技術(shù)是一種完全新型的生產(chǎn)力，是直接創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富的主要手段之一，對(duì)人類的生產(chǎn)活動(dòng)和物質(zhì)文明起著極大的推動(dòng)作用。機(jī)械自動(dòng)化，主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工對(duì)象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動(dòng)速度。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的動(dòng)速度。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的制造業(yè)的發(fā)展，而且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。1、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)機(jī)械自動(dòng)化是一個(gè)由低級(jí)到高級(jí)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由不完善到完善的發(fā)展過(guò)程。當(dāng)機(jī)器的操作采用自動(dòng)控制器后，生產(chǎn)方式才從機(jī)械化逐步過(guò)渡到機(jī)械控制（傳統(tǒng)）自動(dòng)化、數(shù)字控制自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化。只有建立了自動(dòng)化工廠后，生產(chǎn)過(guò)程才能全盤自動(dòng)化，才能使生產(chǎn)率全面提高，達(dá)到自動(dòng)化的高級(jí)理想階段。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)從本世紀(jì)20年代首先在機(jī)械制造冷加工大批量生產(chǎn)過(guò)對(duì)市場(chǎng)靈活快速反應(yīng)的能力，開始建立可變性自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，即圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的柔性自動(dòng)化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下，機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)管理過(guò)程通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)、信息處理、分析判斷自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的操作或某種過(guò)程，并能夠自動(dòng)地從制造一種零件轉(zhuǎn)換到制造另一種不同的零件。70～80年代國(guó)際上出現(xiàn)了開始采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS(ComputerIntegrated犐犕犛以信息集成為重點(diǎn)，以較高的自動(dòng)化程度為特征，但在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中遇到了困難。鑒于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的全盤自動(dòng)化所需的巨額投入（一600～2500萬(wàn)化LCA(LowCostAutomation）的企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式。目前，世界各操作階段的自動(dòng)化。我國(guó)也不例外，需要循序漸進(jìn)，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動(dòng)化的高級(jí)理想階段邁進(jìn)。實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，不可能一蹴而就。應(yīng)該發(fā)展工藝成熟的大批量生產(chǎn)的自動(dòng)化技術(shù)。大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品品種單一，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，產(chǎn)量很大，具有連續(xù)流水作業(yè)和綜合機(jī)械化的良好條件。應(yīng)發(fā)展生產(chǎn)效率高和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果良好的生產(chǎn)自動(dòng)線，并在自動(dòng)線的基礎(chǔ)上按先進(jìn)的工藝方案建立綜合自動(dòng)化車間和全盤自動(dòng)化工廠。組合機(jī)床自動(dòng)線和專用機(jī)床自動(dòng)線成本低，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展。我國(guó)現(xiàn)階段，然是半自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床及其組成的自動(dòng)線、回轉(zhuǎn)體零件加工自動(dòng)線等。2、發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)件為導(dǎo)向。只有對(duì)合適的產(chǎn)品采用與之相適應(yīng)的自動(dòng)化方式進(jìn)行生產(chǎn)，才能機(jī)床缺乏明確的戰(zhàn)略思想，究竟解決我國(guó)制造技術(shù)中哪些主要技術(shù)問(wèn)題，似乎并不十分明確，帶有濃厚的就技術(shù)論技術(shù)色彩，偏重速度，忽視效益，造年代中期研制成功的數(shù)控機(jī)床，除數(shù)控非圓插齒機(jī)、數(shù)控劈錐銑床等能提供商品用于生產(chǎn)外，相當(dāng)多的數(shù)控機(jī)床未能正常提供商品，甚至有的數(shù)控機(jī)床最終年代后期乃至“八五”計(jì)劃期間，我國(guó)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展是快速的，但卻是在曲折中前進(jìn)。造成這種狀況的原因是多方面的，但主要是在發(fā)展策略上有失誤：主機(jī)攻關(guān)有背當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的主要市場(chǎng)，沒有適應(yīng)生產(chǎn)需要發(fā)展數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化技術(shù)，結(jié)果是數(shù)控機(jī)床品種雖不少，而結(jié)構(gòu)性能重復(fù)的較多，影響了自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床的實(shí)際應(yīng)用。在已有的數(shù)控機(jī)床中，能正常使用、不能正常使用和不能使用的各占三分之一。而正常和穩(wěn)定運(yùn)行的數(shù)控機(jī)床的利用率也很低。我國(guó)的鑄造造型線品種不少，引進(jìn)的多達(dá)一百幾乎所有的各類先進(jìn)造型線都引進(jìn)了，但能在生產(chǎn)中長(zhǎng)期服役的生產(chǎn)線很少，相當(dāng)數(shù)量的引進(jìn)造型線長(zhǎng)期閑置，沒有發(fā)揮實(shí)效。3、自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展低成本自動(dòng)化技術(shù)，潛力大，前景廣，投資省，見效快，提高自動(dòng)90年代美國(guó)麻省理工學(xué)院提出的精節(jié)生產(chǎn)LP(LeanProduction)模式，就是以最小的投入，取得最大的產(chǎn)出的具體表現(xiàn)。時(shí)，若以原有的設(shè)備為主，合理調(diào)整機(jī)床布局，添加少量的數(shù)控設(shè)備，引入PLC技術(shù)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理的優(yōu)勢(shì)和人的創(chuàng)造性，共同構(gòu)成一個(gè)以人為中心、以信息自動(dòng)化為先導(dǎo)、樹立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng)，為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供了一條投資少、見效快、效益高、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新途徑。應(yīng)用微電子技術(shù)改造已有通用設(shè)備，花錢少，見效快，是加速傳統(tǒng)設(shè)備現(xiàn)代自動(dòng)化改造步伐，提高企業(yè)自動(dòng)化技術(shù)水準(zhǔn)的一條捷徑。用數(shù)顯、數(shù)控專用機(jī)床、組合機(jī)床及其自動(dòng)設(shè)備與半自動(dòng)設(shè)備組成的生產(chǎn)線，把計(jì)算機(jī)功能完備編程靈活、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)線自動(dòng)化作業(yè)。1.2組合機(jī)床的發(fā)展特點(diǎn)及應(yīng)用組合機(jī)床是對(duì)某種特定工作進(jìn)行特定加工的一種高效的自動(dòng)化專用加工設(shè)備。這類機(jī)床大都具有自動(dòng)工作循環(huán)，并能同時(shí)用十幾把，幾十吧刀具進(jìn)行加工。組合機(jī)床都由通用部件和一些專用部件組成，它的控制系統(tǒng)大多采用機(jī)械，液壓，電氣相結(jié)合的控制方式。在我國(guó)，組合機(jī)床發(fā)展已有28年的歷史，其科研和生產(chǎn)都具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也已深入到很多行業(yè)。是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新，進(jìn)行技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。組合機(jī)床及其自動(dòng)特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等。到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。由過(guò)去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，有較強(qiáng)的抗干擾能力。PLC即可編程邏輯控制器，是工業(yè)控制的核心部分。它采用了可變程序的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬的輸入和輸出，控制各類型的生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌湎嚓P(guān)外圍設(shè)備都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。隨著可編程控制器在工控領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，PLC控制的組合機(jī)床漸漸取代了采用繼電器控制的組合機(jī)床。本文主要介紹了基于自動(dòng)化組合機(jī)床的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第2章自動(dòng)化組合機(jī)床的硬件2.1課題要求主回路這臺(tái)組合機(jī)床是由主電動(dòng)機(jī)、液壓動(dòng)力頭、機(jī)床的主電路由三臺(tái)三相交流異步電動(dòng)機(jī)及、及其附屬電氣元件組成，由于各電動(dòng)機(jī)容量不大，可采用直接起動(dòng)控制。主電路圖如圖2-1所示。圖2-11、M1保護(hù)。2、M2液壓泵電動(dòng)機(jī)用來(lái)提供液壓。也只需單方向起動(dòng)，要求有短路及過(guò)載保護(hù)。液壓動(dòng)力頭和液壓回轉(zhuǎn)臺(tái)，是用來(lái)加工某輪轱工件上12孔的。立式動(dòng)力到頭上裝有36把刀具，共有四個(gè)工位，第一工位為裝卸工件用，第二、三、四工位分別是鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔的工序位，工位布置如圖2-2所示。3、M3冷卻泵功率較小，單方向運(yùn)轉(zhuǎn)，要求有短路及過(guò)載保護(hù)。4、M1和M2可以同時(shí)起停，也可單獨(dú)起停。5、要求在動(dòng)力頭工作時(shí)，即M2起動(dòng)后，M3才接通，但也可以隨時(shí)調(diào)整。圖2-2工作循環(huán)1、液動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)原理圖2-3及工作控制要求圖2-3液動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)工作控制要求如圖2-4圖2-42、液壓動(dòng)力頭原理圖2-5及控制要求回轉(zhuǎn)臺(tái)壓緊后/doc/e31f3477482fb4daa58d4b9c.html→動(dòng)力刀頭快進(jìn)→動(dòng)力刀頭工進(jìn)→加工完成→快退→完成一次加工。圖2-52.2確定輸入設(shè)備與輸出設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)的要求和性質(zhì)，確定系統(tǒng)所需的輸入設(shè)備如表2-1所示，輸出設(shè)備如表2-2所示表2-1表2-22.3I/O點(diǎn)分配根據(jù)系統(tǒng)的要求和性質(zhì)，確定PLC輸入地址編號(hào)如表2-3，PLC輸出地址編號(hào)如表2-4。PLC輸入地址編號(hào)表2-3PLC輸出地址編號(hào)表2-42.4PLC類型選擇系統(tǒng)設(shè)計(jì)的水平將直接影響控制系統(tǒng)的性能、設(shè)備的可靠性。這其中PLC的選型至關(guān)重要。選擇PLC，主要是確定PLC的生產(chǎn)廠家和PLC的具體型號(hào)。對(duì)于系統(tǒng)方案要求有分布式系統(tǒng)、遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)，還需要考慮網(wǎng)絡(luò)化通訊的要求。具體的選擇內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：PLC控制系統(tǒng)工作環(huán)境要求1、溫度PLC要求環(huán)境溫度在0~55°C。安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大，基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔，開關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)百葉窗，防止2、濕度為了保證PLC3、震動(dòng)應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離劇烈的振動(dòng)源，防止震動(dòng)頻率為10~55Hz的頻率或連續(xù)震動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí)，必須采用減震措施，如采用減震膠等。4、空氣避免有腐蝕和易燃?xì)怏w，例如氯化氫、硫化氫等。對(duì)空氣中有PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。、電源FX系列PLC有24V接近開關(guān)等）提供24V直流電源。當(dāng)輸入端使用外接電源時(shí)，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源，因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源，由于波紋的影響，容易使PLC接受錯(cuò)誤的信息。PLC生產(chǎn)廠家的選擇確定PLC的生產(chǎn)廠家，主要應(yīng)該考慮設(shè)備用戶的要求、設(shè)計(jì)者對(duì)于不同廠家PLC從PLC本身的可靠性考慮，原則上只要是國(guó)外大公司的產(chǎn)品，不應(yīng)該存在可靠性不好的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于控制獨(dú)立設(shè)備或較簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)的場(chǎng)合，配套日本的PLC開放性的分布式控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)，歐美生產(chǎn)的PLC在網(wǎng)絡(luò)通訊功能上更有優(yōu)勢(shì)。由于本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容相對(duì)較為簡(jiǎn)單，故選用三菱PLC。輸入輸出(I/0)點(diǎn)數(shù)的估算PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)是PLC點(diǎn)數(shù)的確定應(yīng)以控制設(shè)備的I/O點(diǎn)應(yīng)該10％～20％的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行調(diào)整。PLC存儲(chǔ)器容量的估算存儲(chǔ)器容量是指可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，各種PLC的存儲(chǔ)器容量大小可以從該P(yáng)LC的基本參數(shù)表中找到，例如：西門子的S7-314PLC的用戶程序存儲(chǔ)容量為64KB，S7-315-2DPPLC的用戶程序存儲(chǔ)容量為128KB。程序容量是存儲(chǔ)器中用戶程序所使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此存儲(chǔ)器容量應(yīng)大于程序容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，需要對(duì)程序容量進(jìn)行估算。估算程序容量，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)(16位為一個(gè)字)，另外再按此數(shù)的25％考慮余量。PLC機(jī)型的選擇一般來(lái)說(shuō)，PLC在可靠性上是沒有問(wèn)題的，機(jī)型的選擇主要是考慮在功能上有多少輸出量、輸出功率有多大、現(xiàn)場(chǎng)對(duì)系PLC的類型：PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類；整體型PLC的I/0點(diǎn)數(shù)較少且相對(duì)固定，因此用戶選擇的余地較小，通常用于小型控制系統(tǒng)。這一類PLC的代表有：西門子公司的S7-200系列、三菱公司的FX系列、歐姆龍公司的CPM1A系列等。模塊型PLC提供多種I/O模塊可以在PLC理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)。因此，模塊型PLC的配置比較靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。例如西門子公司的S7-300系列和S7-400系列、三菱公司的Q系列、歐姆龍公司的CVM1系列等。綜合以上初步選定FX2N機(jī)型，再根據(jù)下表和I/O輸入輸出點(diǎn)數(shù)，選定FX2N-48MR-001型PLCFX2N系列的基本單元表2-52.5PLC外圍硬件電路圖電路主回路圖根據(jù)自動(dòng)化組合機(jī)床的工藝流程，控制要求及程序設(shè)計(jì)，即可設(shè)計(jì)出該自動(dòng)化組合機(jī)床的PLC控制系統(tǒng)電路主回路圖。控制要求說(shuō)明見附錄1PLC外部接線圖根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)分配，畫出PLC的外部接線圖見附錄2第3章自動(dòng)化組合機(jī)床的PLC控制系統(tǒng)軟件3.1根據(jù)系統(tǒng)的控制要求設(shè)計(jì)程序概述梯形圖和指令語(yǔ)言是PLC的主要編程軟件?？删幊炭刂破鞯膬?nèi)部編程等效元件是程序設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)概念廠家、不同系列的PLC，其內(nèi)部軟繼電器（編程元件）的功能和編號(hào)也不同。FX2N列的PLC的等效編程元件包括輸入繼電器X、輸出繼電器Y、定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C、輔助繼電器M、狀態(tài)繼電器S、數(shù)據(jù)寄存器D、變址寄存器V/Z、指針、常數(shù)等。編程語(yǔ)言的形式PLC的用戶程序是設(shè)計(jì)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝控制要求，通過(guò)PLC編程語(yǔ)言的編制設(shè)計(jì)的。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)制定的工業(yè)控制編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)1、梯形圖語(yǔ)言（LD）梯形圖語(yǔ)言是PLC一種編程語(yǔ)言。由于電氣設(shè)計(jì)人員對(duì)繼電器控制較為熟悉，因此，梯形圖編程語(yǔ)言得到了廣泛的歡迎和應(yīng)用。與原有繼電器控制相一致，電氣設(shè)計(jì)人員易于掌握。2、指令表語(yǔ)言（IL）PLC手持編程器對(duì)用戶程序進(jìn)行編制。同時(shí)，指令表編程語(yǔ)言與梯形圖編程語(yǔ)言圖一一對(duì)應(yīng)，在PLC編程軟件下可以相互轉(zhuǎn)換。指令表表編程語(yǔ)言的特點(diǎn)是：采用助記符來(lái)表示操作功能，具有容易記憶，便于掌握；在手持編程器的鍵盤上采用助記符表示，便于操作，可在無(wú)計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合進(jìn)行編程設(shè)計(jì)；與梯形圖有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。其特點(diǎn)與梯形圖語(yǔ)言基本一致。3、順序功能流程圖語(yǔ)言（SFC）用方框表示。在方框內(nèi)含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。這種編程語(yǔ)言使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀及維護(hù)，大大減輕編程的工作量，縮短編程和調(diào)試時(shí)間。用于系統(tǒng)的規(guī)模校大，程序關(guān)系較復(fù)雜的場(chǎng)條理清楚，便于對(duì)用戶程序理解；避免梯形圖或其他語(yǔ)言不能順序動(dòng)作的缺陷，同時(shí)也避免了用梯形圖語(yǔ)言對(duì)順序動(dòng)作編程時(shí)，由于機(jī)械互鎖造成用戶程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以理解的缺陷；用戶程序掃描時(shí)間也大大縮短。PLC控制的程序設(shè)計(jì)1、PLC程序的設(shè)計(jì)方法（1）梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法在PLC發(fā)展的初期，沿用了設(shè)計(jì)繼電器電路圖的方法來(lái)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單的PLC的梯形圖，即在一些典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。有時(shí)需要多次反復(fù)地調(diào)試和修改梯形圖，增加一些中間編程元件和觸點(diǎn)，最后才能得到一個(gè)較為滿意的結(jié)果。候輸出線圈，這是因?yàn)镻LC的動(dòng)作就是從線圈輸出的（可以稱為面向輸出線（2）梯形圖的時(shí)序設(shè)計(jì)法對(duì)于輸出的變化完全是按時(shí)間書序動(dòng)作的系統(tǒng)，可以用多個(gè)計(jì)時(shí)器的“接力賽”來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能，此法稱之為時(shí)序設(shè)計(jì)法。它有規(guī)律可循，基本步驟為，1.了解控制要求。2.設(shè)置定時(shí)器。3.根據(jù)時(shí)序圖設(shè)計(jì)輸出繼電器的表達(dá)式。4.設(shè)計(jì)梯形圖。（3）梯形圖的狀態(tài)編程法系列可編程控制器的步進(jìn)順控指令及大量的狀態(tài)軟元件就是為狀態(tài)編程法安排的。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(SFC)是狀態(tài)編程的重要工具，包含了狀態(tài)編程的全部要素。進(jìn)行狀態(tài)編程時(shí)，一般先繪出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，再轉(zhuǎn)換成狀態(tài)梯形圖（STL）或指令表。2．順序功能圖的組成也是設(shè)計(jì)PLC具體技術(shù),它是一種通用的技術(shù)語(yǔ)言,可以供進(jìn)一步設(shè)計(jì)和不同專業(yè)的人員之間進(jìn)行技術(shù)交流之用順序控制設(shè)計(jì)法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段,這些階段稱為步,并用編程元件(例如輔助繼電器M)狀態(tài)變化來(lái)劃分的,在任何一步之內(nèi),各輸出量的ON/OFF狀態(tài)不變,但是相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的步的這種劃分方法使代表各步的編程元件的狀態(tài)與各輸出量的狀態(tài)之間有著極為簡(jiǎn)單的“與”邏輯關(guān)系。與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的步稱為初始步,初始狀態(tài)一般是系統(tǒng)等待起動(dòng)命令的每一個(gè)順序功能圖至少應(yīng)該有一個(gè)初始步。（2）有向連線在順序功能圖中,隨著時(shí)間的推移和轉(zhuǎn)換條件的實(shí)現(xiàn),將會(huì)發(fā)生步的活動(dòng)狀態(tài)的進(jìn)展,時(shí),將代表各步的方框按它們成為活動(dòng)步的先后次序順序排列,并用有向連在這兩個(gè)方向有向連線上的箭頭可以省略。（3）轉(zhuǎn)換條件的信號(hào)稱為轉(zhuǎn)換條件,轉(zhuǎn)換條件可能是外部輸入信號(hào),也可能是PLC內(nèi)部定轉(zhuǎn)換條件一般用XX直接控制輸出信號(hào)Y。（4）驅(qū)動(dòng)處理驅(qū)動(dòng)處理指每一步對(duì)應(yīng)的工作內(nèi)容，也用方框表示，它直接與相應(yīng)步的矩形框相連。有的步根據(jù)需要可以不驅(qū)動(dòng)任何負(fù)載，稱之為等待步。順序控制設(shè)計(jì)法是用輸入量X控制代表各步的編程元件(如輔助繼電器M),再用它們控制輸出量Y。步是根據(jù)輸出量Y的狀態(tài)劃分的,M與Y之間具有很簡(jiǎn)單的“與”邏輯關(guān)系,輸出電路的設(shè)計(jì)極為簡(jiǎn)單。根據(jù)自動(dòng)化組合機(jī)床的PLC控制系統(tǒng)的要求，程序設(shè)計(jì)分為兩部分，主回路采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，工作循環(huán)采用狀態(tài)編程法。梯形圖見附錄3程序指令表如下表3-1表3-13.2模擬調(diào)試及優(yōu)化在實(shí)際應(yīng)用中，要求在PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)能模擬各種運(yùn)行情況，檢驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的正確性及完備性。仿真應(yīng)用軟件可將編程軟件編制好的PLC模擬實(shí)際FX2N系列PLC的運(yùn)行情況。其作用是將輸入的梯形圖程序按照PLC語(yǔ)言的內(nèi)涵，正確進(jìn)行譯碼，并將結(jié)行過(guò)程中，還可隨時(shí)通過(guò)多種描述方式來(lái)模擬和仿真運(yùn)算的結(jié)果，即可實(shí)現(xiàn)了可編程控制器(PLC)的離線仿真。準(zhǔn)備工作首先打開離線仿真界面，選擇PLC的類型和設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。接下來(lái)在程序輸入窗口，編輯好梯形圖，注意定時(shí)器，計(jì)數(shù)器等參數(shù)的設(shè)置，將梯形圖轉(zhuǎn)換，然后加載到仿真程序中執(zhí)行。梯形圖編輯窗口如下圖3-1圖3-1程序仿真1、啟動(dòng)仿真程序。2、根據(jù)系統(tǒng)所選的PLC類型，選擇合適的CPU類型（仿真軟件不同類型的CPU3、程序加載。打開加載梯形圖程序窗口，從文件夾中，選擇已寫好的梯形圖程序。4、點(diǎn)擊啟動(dòng)仿真按鈕，啟動(dòng)仿真。5、仿真啟動(dòng)后，啟動(dòng)狀態(tài)觀察窗口，便可以看到程序運(yùn)行狀態(tài)。仿真故障說(shuō)明1、啟動(dòng)仿真按鈕后，在PLC輸入端輸入信號(hào)LED燈亮，輸出端無(wú)信號(hào)輸出LED燈滅，程序的輸出地址發(fā)生錯(cuò)誤，修改程序。2、程序運(yùn)行中，輸入端無(wú)信號(hào)輸入LED燈滅。程序中的輸入端位置輸入錯(cuò)誤，修改程序。3、程序執(zhí)行完后，不能返回。返回信號(hào)發(fā)生錯(cuò)誤，修改完好程序。聯(lián)機(jī)調(diào)試及優(yōu)化接輸入設(shè)備、再連接輸出設(shè)備、再接上實(shí)際負(fù)載等逐步進(jìn)行調(diào)試。如不符合要求，則對(duì)硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部份程序即可。全部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，如果工作正常、程序不需要修改，應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。PLC控制系統(tǒng)程序的調(diào)試一般包括I/O端子測(cè)試和系統(tǒng)調(diào)試兩部分內(nèi)容，良好的調(diào)試步驟有利于加速總裝調(diào)試的過(guò)程。I/O端子測(cè)試PLC輸入端子進(jìn)行檢I/O點(diǎn)壞。先編寫一個(gè)小程序，在輸出電源良好的情況下，檢查所有PLC輸出端子指示燈是否全亮。PLC輸入端子的指示燈點(diǎn)亮，表示正常。反之，應(yīng)檢查接線或者是I/O點(diǎn)壞。系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)首先按控制要求將電源、外部電路與輸入輸出端子連接好，然后裝載程序于PLC中，運(yùn)行PLC進(jìn)行調(diào)試。將PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接。在正式調(diào)試前全面檢查整個(gè)PLC控制系統(tǒng)，包括電源、接地線、設(shè)備連接線、I/O連線等。在保證整個(gè)硬件連接正確無(wú)誤的情況下即可送電。PLC的調(diào)試。應(yīng)保持足夠長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間使問(wèn)題充分暴露并加以糾正。調(diào)試中多數(shù)是控制程序問(wèn)題。一般分以下幾步進(jìn)行:1、對(duì)每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)和控制量做單獨(dú)測(cè)試;2、檢查硬件/修改程序;3、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)和控制量做綜合測(cè)試;4、帶設(shè)備調(diào)試;5、調(diào)試結(jié)束。程序優(yōu)化PLC程序設(shè)計(jì)的原則是邏輯關(guān)系簡(jiǎn)單明了，易于編程輸入，少占內(nèi)存，減少掃描時(shí)間，PLC編程必須遵循的原則如下。1、重要輸出量，不僅在PLC內(nèi)部互鎖，建議在PLC外部也進(jìn)行硬件上的互鎖，以加強(qiáng)PLC系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性。3、同一個(gè)繼電器線圈在同一個(gè)程序中使用兩次稱為雙線圈輸出，雙線圈輸出容易引起誤動(dòng)作，在程序中盡量要避免線圈重復(fù)使用。4、對(duì)于非重要設(shè)備，可以通過(guò)硬件上多個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)后再接入PLC輸入端，或者通過(guò)PLC編程來(lái)減少I/O點(diǎn)數(shù)，節(jié)約資源。例如:我們使用一個(gè)按鈕來(lái)控制設(shè)備的啟動(dòng)/停止，就可以采用二分頻來(lái)實(shí)現(xiàn)。第4章PLC控制系統(tǒng)的故障診斷與排除PLC是運(yùn)行在工業(yè)環(huán)境中的控制器，一般而言可靠性比較高，出現(xiàn)故障的概率較低，但是，出現(xiàn)故障也是難以避免的。一般引發(fā)故障的原因有很多，故障的后果也有很多種。的系統(tǒng)的自我保護(hù)措施力爭(zhēng)使故障的停機(jī)時(shí)間最短，故障的產(chǎn)生的損失最小。4.1故障查找PLC有很強(qiáng)的自診斷能力，當(dāng)PLC自身故障或外圍設(shè)備故障，都可用PLC上具有的診斷指示功能的發(fā)光二極管的亮滅來(lái)診斷。1、總體檢查根據(jù)總體檢查流程圖找出故障點(diǎn)的大方向，逐漸細(xì)化，以找出具體故障。2、電源故障檢查電源燈不亮需對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行檢查。3、運(yùn)行故障檢查電源正常，運(yùn)行指示燈不亮，說(shuō)明系統(tǒng)已因某種異常而終止了正常運(yùn)行。4、輸入輸出故障檢查輸入輸出是PLC與外部設(shè)備進(jìn)行信息交流的通道，其是否正常工作，除了和輸入輸出單元有關(guān)外，還與聯(lián)接配線，接線端子，保險(xiǎn)管等元件狀態(tài)有關(guān)。5、外部環(huán)境的檢查影響PLC工作的環(huán)境因素主要有溫度、濕度、噪音與粉塵，以及腐蝕性酸堿等。故障的處理1、CPU裝置、I/O擴(kuò)展裝置故障處理表4-12、輸入單元故障處理表4-23、輸出單元故障處理表4-3心得體會(huì)己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識(shí)和綜合素質(zhì)從未做過(guò)課題設(shè)計(jì)的我，面對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)，不知道如何入手，經(jīng)過(guò)向老師請(qǐng)教和查閱資料，最后終于做完了有種成就感。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。而且邊學(xué)邊用