基PLC组合机床电气控制系统设计
摘
应组合机床加工批量零件快捷高效生产效率高机械加工发展方次设计务制定三面铣组合机床Z512W型台式钻床轴箱Ф80Ф90孔端面定位面进行铣销加工种动加工设备
工艺制定程中通生产批量分析确定三面铣组合机床加工方案寻求佳工艺方案说明工艺生产程中重性PLC三面铣组合机床设计程中结合实例介绍设计方法特三面铣加工进行探讨液压控制系统设计程中三面铣组合机床象液压系统设计基原理拟出合理液压系统图通系统参数确定液压元件规格PLC三面铣组合机床控制中应设计程中结合具体实例设计验 阐述通件(液压滑台等)选取PLC三面铣组合机床中应设计
关键词：组合机床 铣床 原理图 PLC编程
目 录
前 言 1
1 三面铣组合机床概述 1
11 机床结构部件 1
12 机床加工工件示意图 1
13 机床工作程 1
14 机床动作循环图液压系统原理图 2
15 三面铣组合机床液压元件动作表 2
16 电机滑台电磁阀参数 2
17 三面铣组合机床电气控制求 3
2 PLC控制系统硬件设计 4
21 PLC概述 4
211 PLC特点 4
212 PLC功 7
213 PLC基结构 8
214 PLC工作原理 11
22 PLC选型 12
23 PLC控制系统设计基原步骤 14
231 PLC控制系统设计基原 14
232 PLC控制系统设计般步骤 15
24 PLCIO分配表 17
25 PLCIO分配图 20
26 变频调速器 21
261 变频器概述 21
262 变频器原理 21
263 变频器选型 22
27 电路设计图 25
3 PLC控制系统软件设计 26
31 PLC编程语言编程方法 26
311 PLC编程语言 26
312 PLC编程方法 27
32 PLC编程软件概述 28
33 PLC控制系统程序设计 31
34 程序设计 33
结 36
致 谢 37
参考文献 38
前 言
编程控制器(PLC)微处理器核心通工业控制装置传统继电器接触器控制系统计算机控制技术紧密结合 集计算机控制通讯体具性高通性强应灵活易 维修方便价格便宜等优点工业动化提供完美动控制装置
根国前情况继电器接触器控制系统然机械设备常电气控制方式许企业高校实工厂机床设备采传统继电器接触器控制系统采物理电子器件量复杂硬接线系统性差工作效率低障诊断排困难严重影响工厂生产效率着科学技术发展编程控制器出现许继电器接触器控制系统机床组合电路通改进采编程控制系统性者效率提升采PLC机床电气控制系统进行技术改造益处
课题介绍种全新动化控制理念三菱电机公司FX2N系列PLC作组合机床控制器时连接PC端通工业组态技术实现远程监控功实现全新动控制系统
1 三面铣组合机床概述
三面铣组合机床Z512W型台式钻床轴箱Ф80Ф90孔端面定位面进行铣销加工种动加工设备
11 机床结构部件
底座床身铣削动力头液压动力滑台液压站工作台工件松紧油缸等组成机床底座安放床身床身头安装液压动力滑台工件夹紧装置放滑台床身两边安装台铣销头方立铣头液压站机床附
12 机床加工工件示意图
图 11 Ф80Ф90孔端面定位面
13 机床工作程
操作者加工零件放工作台夹具中准备工作绪发出加工指令工件夹紧压力继电器动作液压动力滑台（工作台）开始快进位转工进时起动左右1铣头开始加工加工某位置立铣头开始加工加工定位置右1铣头停止右2铣头开始加工加工终点三台电机时停止电机完全停止滑台快退回原位工件松开动工作循环结束操作者取加工工件放未加工零件重新发出加工指令重复述工作程
14 机床动作循环图液压系统原理图
图12 机床循环图 图13液压系统原理图
15 三面铣组合机床液压元件动作表
元件
工序
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
BP1
BP2
原位
—
（+）
—
—
—
—
—
夹紧
+
—
—
—
—
—
+
快进
（+）
—
+
—
—
—
+
工进
（+）
—
+
—
+
—
+
死挡铁停留
（+）
—
+
—
+
+
+
快退
（+）
—
—
+
—
—
+
松开
—
+
—
—
—
—
—
16 电机滑台电磁阀参数
1左铣右铣2削头电动机
JO2—41—4
2右铣1立铣削头电动机
JO2—32—4
3液压泵电动机
JO2—22—4
4液压滑台YT4523电磁阀型号
二位二通阀
Z22DO—25
直流
二位四通阀
Z24DW—25
直流
二位二通阀
Z22DO—25
直流
17 三面铣组合机床电气控制求
三面铣组合机床液压泵左铣削头右铣1削头右铣2削头立铣削头五台电机均采三相交流笼型异步电动机 设计求
(1)五台电机均单旋转
(2)机床求单循环动工作单动力头动循环工作点动三种工作方式油泵电机动加工循环停机
(3)单循环动工作程详见机床动作循环图
(4)单动力头动循环工作包括左铣头单循环工作右1铣头单循环工作右2铣头单循环工作立铣头单循环工作求考虑铣头单循环工作加工区间
(5)点动工作包括四台轴电机均点动刀滑台快速(快进快退)点动调整松紧油缸调整 (手动松开手动夹紧 )
(6)电源油泵工作工件夹紧放松加工等信号指示
(7)明电路
(8)必联锁环节保护环节
2 PLC控制系统硬件设计
章系统设计结构硬件设计角度介绍该项目PLC控制系统设计步骤系统硬件配置电路设计等
21 PLC概述
编程逻辑控制器种工业控制计算机简称PLC（Programmable Logic Controller）编程序记忆存储指令执行诸逻辑序计时计数演算等功通数字模拟输入输出控制种机械生产程代继电器实现逻辑控制着技术发展种装置功已超逻辑控制范围天种装置称作编程控制器简称PC避免计算机(Personal Computer)简称混淆编程控制器简称PLC
结构分PLC分固定式组合式（模块式）两种固定式PLC包括CPU板IO板显示面板存块电源等元素组合成拆卸整体模块式PLC包括CPU模块IO模块存电源模块底板机架模块定规组合配置
211 PLC特点
（1）性高抗干扰力强
高性电气控制设备关键性PLC采现代规模集成电路技术采严格生产工艺制造部电路采取先进抗干扰技术具高性例三菱公司生产F系列PLC均障时间高达30万时冗余CPUPLC均障工作时间更长PLC机外电路说PLC构成控制系统等规模继电接触器系统相电气接线开关接点已减少数百甚数千分障降低外PLC带硬件障检测功出现障时时发出警报信息应软件中应者编入外围器件障诊断程序系统中PLC外电路设备获障诊断保护样整系统具极高性奇怪
（2）配套齐全功完善适性强
PLC发展天已形成中种规模系列化产品种规模工业控制场合逻辑处理功外现代PLC具完善数运算力种数字控制领域年PLC功单元量涌现PLC渗透位置控制温度控制CNC等种工业控制中加PLC通信力增强机界面技术发展PLC组成种控制系统变非常容易
（3）易学易深受工程技术员欢迎
PLC作通工业控制计算机面工矿企业工控设备接口容易编程语言易工程技术员接受梯形图语言图形符号表达方式继电器电路图相接PLC少量开关量逻辑控制指令方便实现继电器电路功熟悉电子电路懂计算机原理汇编语言计算机事工业控制开方便门
（4）系统设计建造工作量维护方便容易改造
PLC存储逻辑代接线逻辑减少控制设备外部接线控制系统设计建造周期缩短时维护变容易起更重设备改变程序改变生产程成适合品种批量生产场合
（5）体积重量轻耗低
超型PLC例新出产品种底部尺寸100MM重量150g功耗仅数瓦体积容易装入机械部实现机电体化理想控制设备
目前PLC国外已广泛应钢铁石油化工电力建材机械制造汽车轻纺交通运输环保文化娱乐等行业PLC领域情况致纳类
（1）开关量逻辑控制
PLC基广泛应领域取代传统继电器电路实现逻辑控制序控制单台设备控制机群控动化流水线注塑机印刷机订书机械组合机床磨床包装生产线电镀流水线等
（2）模拟量控制
工业生产程中许连续变化量温度压力流量液位速度等模拟量编程控制器处理模拟量必须实现模拟量（Analog）数字量（Digital）间AD转换DA转换PLC厂家生产配套ADDA转换模块编程控制器模拟量控制
（3）运动控制
PLC圆周运动直线运动控制控制机构配置说早期直接开关量IO模块连接位置传感器执行机构现般专运动控制模块驱动步进电机伺服电机单轴轴位置控制模块世界PLC厂家产品运动控制功广泛种机械机床机器电梯等场合
（4）程控制
程控制指温度压力流量等模拟量闭环控制作工业控制计算机PLC编制种样控制算法程序完成闭环控制PID调节般闭环控制系统中较调节方法中型PLCPID模块目前许型PLC具功模块PID处理般运行专PID子程序程控制冶金化工热处理锅炉控制等场合非常广泛应
（5）数处理
现代PLC具数学运算（含矩阵运算函数运算逻辑运算）数传送数转换排序查表位操作等功完成数采集分析处理数存储存储器中参考值较完成定控制操作利通信功传送智装置印制表数处理般型控制系统控制柔性制造系统程控制系统造纸冶金食品工业中型控制系统
（6）通信联网
PLC通信含PLC间通信PLC智设备间通信着计算机控制发展工厂动化网络发展快PLC厂商十分重视PLC通信功纷纷推出网络系统新生产PLC具通信接口通信非常方便
评估控制务
PLC机型选择
控制流程设计
控制柜设计布线
程序设计
PLC安装
程序检查调试
联机调试
模拟运行
修改软硬件
否满足求
程序备份
投入
评估控制务
PLC机型选择
控制流程设计
控制柜设计布线
程序设计
PLC安装
程序检查调试
联机调试
模拟运行
修改软硬件
否满足求
程序备份
投入
表 21 PLC控制系统设计步骤
212 PLC功
PLC功：
1逻辑控制
2定时控制
3计数控制
4步进(序)控制
5PID控制
6数控制PLC具数处理力
7通信联网
PLC许特殊功模块适种特殊控制求：定位控制模块CRT模块
213 PLC基结构
PLC实质种专工业控制计算机硬件结构基微型计算机相
1中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)PLC控制中枢PLC系统程序赋予功接收存储编程器键入户程序数检查电源存储器IO警戒定时器状态诊断户程序中语法错误PLC投入运行时首先
扫描方式接收现场输入装置状态数分存入IO映象区然户程序存储器中逐条读取户程序命令解释指令规定执行逻辑算数运算结果送入IO映象区数寄存器等户程序执行完毕IO映象区输出状态输出寄存器数传送相应输出装置循环运行直停止运行
进步提高PLC性年型PLC采双CPU构成冗余系统采三CPU表决式系统样某CPU出现障整系统正常运行
2存储器
存放系统软件存储器称系统程序存储器存放应软件存储器称户程序存储器
1) PLC常存储器类型
① RAM (Random Assess Memory)
种读写存储器(机存储器)存取速度快锂电池支持
② EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
种擦读存储器断电情况存储器容保
持变(紫外线连续射擦存储器容)
③ EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)
种电擦读存储器编程器容易存储容进行修改
2) PLC存储空间分配
然种PLCCPU寻址空间相根PLC工作原理
存储空间般包括三区域：
系统程序存储区
系统RAM存储区(包括IO映象区系统软设备等)
户程序存储区
1 系统程序存储区
系统程序存储区中存放着相计算机操作系统系统程序包括监控程序理程序命令解释程序功子程序系统诊断子程序等制造
厂商固化EPROM中户直接存取硬件起决定该PLC性
2 系统RAM存储区
系统RAM存储区包括IO映象区类软设备：逻辑线圈数寄存器计时器计数器变址寄存器累加器等存储器
(1) IO映象区 PLC投入运行输入采样阶段次读入输入状态数输出刷新阶段输出状态数送相应外设
需定数量存储单元(RAM)存放IO状态数单元称作IO映象区
开关量IO占存储单元中位(bit)模拟量IO占存储单元中字(16bit)整IO映象区作两部分组成：
开关量IO映象区
模拟量IO映象区
(2) 系统软设备存储区
IO映象区区外系统RAM存储区包括PLC部类软设备(逻辑线圈计时器计数器数寄存器累加器等)存储区该存储区分具失电保持存储区域失电保持存储区域前者PLC断电时部锂电池供电数会遗失者PLC断电时数清零
① 逻辑线圈
开关输出样逻辑线圈占系统RAM存储区中位
直接驱动外设供户编程中作类似电器控制线路中继电器 外PLC提供数量等特殊逻辑线圈具功
② 数寄存器
模拟量IO样数寄存器占系统RAM存储区中字(16 bits) 外PLC提供数量等特殊数寄存器具功
③ 计时器
④ 计数器
3 户程序存储区
户程序存储区存放户编制户程序类型PLC存储容量相
三 电源
PLC电源整系统中起着十分重作果没良电源系统法正常工作PLC制造商电源设计制造十分重视
般交流电压波动+10(+15)范围采取措施PLC直接连接交流电网
214 PLC工作原理
初研制生产PLC代传统继电器接触器构成控制装置两者运行方式相：
继电器控制装置采硬逻辑行运行方式果继电器线圈通电断电该继电器触点(包括常开常闭触点)继电器控制线路位置会立时动作
PLCCPU采序逻辑扫描户程序运行方式果输出线圈逻辑线圈接通断开该线圈触点(包括常开常闭触点)会立动作必须等扫描该触点时会动作
消二者间运行方式造成差异考虑继电器控制装置类触点动作时间般100msPLC扫描户程序时间般均100msPLC采种般微型计算机运行方式扫描技术样IO响应求高场合PLC继电器控制装置处理结果没什区
PLC投入运行工作程般分三阶段输入采样户程序执行输出刷新三阶段完成述三阶段称作扫描周期整运行期间PLCCPU定扫描速度重复执行述三阶段
(1) 输入采样阶段
输入采样阶段PLC扫描方式次读入输入状态数存入IO映象区中相应单元输入采样结束转入户程序执行输出刷新阶段两阶段中输入状态数发生变化IO映象区中相应单元状态数会改变果输入脉信号该脉信号宽度必须扫描周期保证情况该输入均读入
(2) 户程序执行阶段
户程序执行阶段PLC总序次扫描户程序(梯形图)扫描条梯形图时总先扫描梯形图左边触点构成控制线路先左右先序触点构成控制线路进行逻辑运算然根逻辑运算结果刷新该逻辑线圈系统RAM存储区中应位状态者刷新该输出线圈IO映象区中应位状态者确定否执行该梯形图规定特殊功指令
户程序执行程中输入点IO映象区状态数会发生变化输出点软设备IO映象区系统RAM存储区状态数发生变化排面梯形图程序执行结果会排面线圈数梯形图起作相反排面梯形图刷新逻辑线圈状态数扫描周期排面程序起作
(3) 输出刷新阶段
扫描户程序结束PLC进入输出刷新阶段期间CPUIO映象区应状态数刷新输出锁存电路输出电路驱动相应外设时PLC真正输出
22 PLC选型
机床控制系统采日三菱公司FX2N系列编程控制器根设计机床控制系统输入输出求机床控制系统设计选择日三菱公司生产FX2N系列编程控制器中FX2N–80MR001该型号输入点数40输出点数40输出形式R继电器输出（接点交流直流负载两）满足设计中输入输出点数基求日机床控制系统升级改造保留定系统扩展空间FX2N基性规格表21（a）表21（b）示
表21 FX2N基性规格表（a）
运算控制方式
存储程序反复运算方法（专LSI）中断命令
输入输出控制方式
批处理方式（执行END指令时）输＼出刷新指令
运算处理速度
基指令
008us指令
应指令
（152us~数百us）指令
程序语言
继电器符号+步进梯形图方式（FSC表示）
程序容量存储器形式
附8K步RAM16K步（选RAMEPROMEEPROM存储卡盒）
指令数
基步进指令
基（空）指令27步进指令2
应指令
128种298
输入继电器
X000~x267（八进制编号）184点
合计256点
输出继电器
X000~x267（八进制编号）184点
辅助继电器
般
M000~M499 500点
锁存
M500~M1023 524点M1024~M3071点 2048点
合计2572点
特殊
M8000~M8255 256点
状态寄存器
初始化
s0~s9 10点
般
s10~s499 490点
锁存
S500~S899 400点
报警
S900~S999 100点
定时器
100ms
T0~T199 (01~32767s) 200点
10ms
T200~T245 (001~32767s) 46点
1ms（积算型）
T246~T249 (0001~32767s) 4点
100ms（积算型）
T250~T255 (01~32762s) 6点
模拟定时器（附）
1点
计数器
增计数
般
C0~C99 （0~32767）（16位） 100点
锁存
C100~C199 （0~32767）（16位） 100点
增＼减计数
般
C220~C234 （32位） 20点
锁存
C220~C234 （32位） 15点
高速
C235~C255中：1相60KHZ 2点10KHZ 4点2相30kHZ1点5kHZ 1点
运算控制方式
存储程序反复运算方法（专LSI）中断命令
数寄存器
通数寄存器
般
D0~D199 (16位) 200点
锁存
D200~D511（16位）312点D512~D7999 （16位） 7488点
特殊
D8000~D8195 (16位) 106点
变址
V0~V7Z0~Z7 (16位) 16点
文件寄存器
通寄存器D1000500单位设定文件寄存（MAX700点）
指针
跳转调
P0~p127 128点
输入中断计时中断
I0~I8 9点
计数中断
I010~I060 6点
嵌套（控）
N0~N7 8点
常数
十进制K
16位：32768~+3276732位：2147483648~+2147483647
十六进制H
16位：0~FFFF (H)32位：0~FFFFFFFF(H)
SFC程序
O
注释输入
O
附RUNSTOP开关
O
模拟定时器
FX2x~8AV~BD（选择）安装时8点
程序RUN中写入
O
时钟功
O(藏)
输入滤波器调整
X000~X017 0~60ms变FX2x~16M X000~X007
恒定扫描
O
采样踪
O
关键字登录
O
报警信号器
O
脉列输出
20KhzDC5V10KhzDC12~24V 1点
表21 FX2N基性规格表（b）
23 PLC控制系统设计基原步骤
PLC组成集散控制系统独立控制系统PLC控制部分设计参考表21示步骤
231 PLC控制系统设计基原
种电气控制系统实现控象(生产设备生产程)工艺求提高生产效率产品质量实际设计程中设计原会涉方面中基设计原纳4点
1设计原
(1)完整性原—限度满足工业生产程机械设备控制求
(2)性原—确保计算机控制系统性
(3)济型原—力求控制系统简单实合理
(4)发展性原—适考虑生产发展工艺改进需IO接口通信力等方面留余
2评估控制务
根系统需完成控制务控象生产工艺特点进行详细分析特方面考虑
(1)控制规模：控制系统控制规模该系统IO设备总数衡量控制规模较时特开关量控制IO设备较时适合采PLC控制
(2)工艺复杂程度：工艺求较复杂时采PLC控制具更优越性
(3)性求：目前IO点数20甚更少时趋选择PLC控制
(4)数处理速度：数处理程度较低工业程控制时采PLC控制非常适宜
232 PLC控制系统设计般步骤
PLC控制系统设计包括硬件设计软件设计谓硬件设计指PLC外部设备设计软件设计PLC应程序设计整系统设计分5步进行
1熟悉控象
深入解控系统设计控制系统基础设计员必须深入现场认真调查研究收集资料相关技术员操作员起分析讨相互配合解决设计中出现问题阶段必须控象功全面解象种动作动作时序动作条件必互锁保护电气系统机械液压气动仪表等系统间关系PLC设备关系PLC间否通信联网系统工作方式机界面需显示物理量显示方式等
2硬件选择
(1) 系统IO设备选择输入设备包括纽位置开关转换开关种传感器等输出设备包括继电器接触器电磁阀信号指示灯执行器等
(2) 选择PLCPLC选择包括PLC机型容量IO模块电源等选择
(3) PLCIO端口分配进行IO通道分配时应出IO通道分配表表中应包含IO编号设备代号名称功等
(4) 绘制PLC外围硬件线路图画出系统部分电气线路图包括电路未进入PLC控制电路等PLCIO连接图PLC外围电气线路图组成系统电气原理图止系统硬件电气线路已确定
(5) 计数器定时器部辅助继电器址分配
3编写应程序
根控制系统求采合适设计方法设计PLC程序程序满足系统控制求线逐编写实现控制功子务程序逐步完善系统指定功程序通常应包括容：
(1)初始化程序PLC电般做初始化操作启动作必准备避免系统发生误动作初始化程序容：某数区计数器等进行清零某数区需数进行恢复某继电器进行置位复位某初始状态进行显示等等
(2)检测障诊断显示等程序程序相独立般程序设计基完成时添加
(3)保护连锁程序保护连锁程序中缺少部分必须认真加考虑避免非法操作引起控制逻辑混乱
4程序调试
程序调试分2阶段第阶段模拟调试第二阶段现场调试程序模拟调试方便形式模拟产生现场实际状态程序运行创造必环境条件
根产生现场信号方式模拟调试硬件模拟法软件模拟法两种形式
(1)硬件模拟法硬件设备（台PLC输入器件等）模拟产生现场信号信号硬接线方式连PLC系统输入端时效性较强
(2)软件模拟法PLC中外编写套模拟程序模拟提供现场信号简单易行时效性易保证模拟调试程中采分段调试方法利编程器监控功
现场调试：控制台现场施工完毕程序模拟调试完成进行现场调试满足求须重新检查程序接线时更正软硬件方面问题
5编写技术文件
技术文件包括设计说明书硬件原理图安装接线图电气元件明细表PLC程序说明书等
图 22 FX2N系列编程控制器中FX2N80MR001
24 PLCIO分配表
控制系统PLC输入输出点数确定根控制系统设计求需控制现场设备数量加确定
（1）PLC输入端口包括动循环工作钮点动钮油泵启动总停钮SA1等包括电动机热保护继电器输入输入形式热继电器常开触点
（2）PLC输出端口包括运行指示灯交流接触器继电器等
PLCI＼O址分配表表示：
表22 输入点数分配
址分配
电气元件
功说明
X0
SB1
左铣单动力头动循环工作钮
X1
SB2
右铣1单动力头动循环工作钮
X2
SB3
右铣2单动力头动循环工作钮
X3
SB4
立铣单动力头动循环工作钮
X4
SB5
左铣点动工作钮
X5
SB6
右铣1点动工作钮
X6
SB7
右铣2点动工作钮
X7
SB8
立铣点动工作钮
X10
SB9
滑台快进点动工作钮
X11
SB10
滑台快退点动工作钮
X12
SB11
工件放松点动工作钮
X13
SB12
工件夹紧点动工作钮
X14
SQ1
滑台原位位置开关
X15
SQ2
滑台快进转工进位置开关
X16
SQ3
立铣头加工区间位置开关
X17
SQ4
右1铣头终点右2铣头起始开关
X20
SB0
总停钮
X21
SB13
油泵启动钮
X22
SB14
加工指令钮
X23
SA11
单循环动工作方式选择
X24
SA12
单动力头动循环工作方式选择
X25
SA13
点动工作方式选择
X26
BP1
死挡铁停留压力继电器
X27
BP2
工件夹紧压力继电器
X30~X34
FR1~FR5
电机热继电器保护
址分配
电气元件
功说明
Y0
KM1
左铣电机运行交流接触器
Y1
KM2
右铣1电机运行交流接触器
Y2
KM3
右铣2电机运行交流接触器
Y3
KM4
立铣电机运行交流接触器
Y4
KM5
油泵电机运行交流接触器
Y10
HL1
左铣运行指示灯
Y11
HL2
右铣1运行指示灯
Y12
HL3
右铣2运行指示灯
Y13
HL4
立铣运行指示灯
Y14
HL5
油泵运行指示灯
Y15
HL6
手动松开电磁阀运行指示灯
Y16
HL7
手动夹紧电磁阀运行指示灯
Y17
HL8
滑台快进电磁阀运行指示灯
Y20
HL9
滑台快退电磁阀运行指示灯
Y21
HL10
快进转工进电磁阀运行指示灯
Y22
YV1
工件松开电磁阀
Y23
YV2
工件夹紧电磁阀
Y24
YV3
滑台快进电磁阀
Y25
YV4
滑台快退电磁阀
Y26
YV5
快进转工进电磁阀
Y27
HL11
单循环动工作运行指示灯
Y30
HL12
单动力头动循环工作运行指示灯
Y31
HL13
点动工作运行指示灯
表23 输出点数分配
25 PLCIO分配图
26 变频调速器
261 变频器概述
变频器工频电源(50Hz60Hz)变换成种频率交流电源实现电机变速运行设备中控制电路完成电路控制整流电路交流电变换成直流电直流中间电路整流电路输出进行滑滤波逆变电路直流电逆变成交流电矢量控制变频器种需量运算变频器说时需进行转矩计算CPU相应电路
变频器分类——电路工作方式分类分电压型变频器电流型变频器开关方式分类分PAM控制变频器PWM控制变频器高载频PWM控制变频器工作原理分类分Vf控制变频器转差频率控制变频器矢量控制变频器等途分类分通变频器高性专变频器高频变频器单相变频器三相变频器等
262 变频器原理
（1） 变频器基构成
变频器分交交交直交两种形式交交变频器工频交流直接转换成频率电压均控制交流交直交变频器先工频交流通整流器转换成直流然直流转换成频率电压均控制交流基构成图6示电路（包括整流器中间直流环节逆变器）控制电路组成
图24 交—直—交变频器基构成
整流器电网交流整流成直流逆变器通三相桥式逆变电路直流转换成意频率三相交流中间环节中间储环节变频器负载般电动机属感性负载运行中中间直流环节电动机间总会功功率交换种功功率中间环节储元件（电容器电抗器）缓控制电路完成逆变器开关控制整流器电压控制完成种保护功
（2） 变频器调速原理
三相异步电动机转速公式：
式中—步转速—电源频率单位Hz—电动机极数—电动机转差率
公式知改变电源频率实现调速
异步电动机实行调速时希磁通保持变磁通太弱铁芯利充分样转子电流转矩减电动机负载力降磁通太强铁芯发热波形变坏
实现磁通变？根三相异步电动机定子相电动势效值
式中—电动机定子频率单位Hz—定子相绕组效匝数—极磁通量单位Wb
公式知进行适控制维持磁通量变
异步电动机变频调速必须定规律时改变定子电压频率必须通变频器获电压频率均调节供电电源
263 变频器选型
根设计机床控制系统电机功率性等等求机床控制系统设计选择日三菱公司生产FRF700系列通变频器中FRF74022KCHT1
变频器参数——变频器单纯变速运行时出厂设定参数运行考虑负荷运行方式时必须设定必参数三菱FRFR74022KCHT1变频器性参数根实际需设定文中仅介绍常参数关参数请参考附录关设备手册简单参数览表：
参数编号
名称
单位
初始值
范围
途
参
0
转矩提升
01
6432151
*1
0~30
想进步提高启动时转矩负载电机转输出报警（0L）（0C1）发出跳闸情况：
*1初始值变频器容量：（075K15K~37K55K75K11K~37K45K55KS75K）
52
1
限频率
001HZ
12060HZ *2
0~120HZ
想设置输出频率限限情况进行设定：
*2 初始值根变频器容量：（55KS75K）
53
2
限频率
001HZ
0HZ
0~120HZ
想设置输出频率限限情况进行设定：
3
基准频率
001HZ
50HZ
0~400HZ
请电机额定名牌进行确认
54
4
段速设定（高速）
001HZ
50HZ
0~400HZ
想参数设定运转速度端子切换速度时候进行设定
44
5
段速设定（中速）
001HZ
30HZ
0~400HZ
6
段速设定（低速）
001HZ
10HZ
0~400HZ
7
加速时间
01s
515s *3
0~3600s
设定加减速时间
*3初始值根变频器容量：（75K11K）
55
8
减速时间
01s
1030s *3
0~3600s
9
电子电流保护
00101A
*4
变频器额定输出电流
0~5000~3600A
*4
变频器电机进行热保护：设定电机额定电流：
*4 单位范围根变频器容量：（55KS75K）
33
60
节控制选择
1
0
049
作风扇泵专时变频器输出电力变
56
79
运行模式选择
1
0
0123467
选择启动指令频率指令设定方式
58
125
端子2频率设定增益
001HZ
50HZ
0~400HZ
该变值（5KV时）应频率
47
126
端子4频率设定增益
001HZ
50HZ
0~400HZ
改变20mA输入时频率
49
160
户参数组读取选择
1
0
019999
扩展参数效
50
变频器端子——FRF74022KCHT1型变频器接线般6端子中输入端子R（L1）S（L2）T（L3）接三相电源输出端子UVW接三相电动机切记接反否损毁变频器接线变频器端子接线图示
变频器端子接线图25示：
图25 变频器端子接线图
27 电路设计图
3 PLC控制系统软件设计
PLC控制系统设计包括系统硬件设计系统软件设计两部分章已介绍系统硬件设计章硬件设计基础介绍系统软件设计包括软件设计基步骤方法编程软件GXDeveloper介绍系统软件程序设计等
31 PLC编程语言编程方法
311 PLC编程语言
PLC编程语言般计算机语言相具明显特点高级语言般汇编语言满足易编写满足易调试求目前没种厂家产品兼容编程语言三菱公司产品编程语言OMRON公司产品语言什型号PLC编程语言具特点：1图形式指令结构2明确变量常数3简化程序结构4简化应软件生成程5强化调试手段
总PLC编程语言面户者求具备高深知识需长时间专门训练
IEC中PLC编程语言标准中五种编程语言：序功图编程语言梯形图编程语言功块图编程语言指令语句表编程语言结构文编程语言
常梯形图编程语言指令语句表编程语言
1梯形图编程语言：原继电器—接触器控制系统继电器梯形图基础演变种图形语言目前PLC编程语言
注意：梯形图表示实际电路控制程序间连线表示间逻辑关系谓软接线非物理实体软继电器软继电器仅应PLC存储单元中位该位状态1时应继电器线圈接通常开触点闭合常闭触点断开状态0时应继电器线圈通常开常闭触点保持原态
梯形图编程格式：
（1）梯形图行编写行左右序编写PLC程序执行序梯形图编写序致
（2）梯形图左右边垂直线称起始母线终止母线逻辑行必须起始母线开始画起终止继电器线圈终止母线（PLC终止母线省略）
（3）梯形图起始母线线圈间定触点线圈终止母线间触点
2指令语句表编程语言：助记符语言类似计算机汇编语言简洁易记文字符号表达PLC种指令厂家PLC产品助记符语言梯形图语言相互应互相转换
助记符语言常手持编程器中梯形图语言计算机编程环境中
312 PLC编程方法
设计PLC程序时根实际情况采列方法
1验法
运验进行设计设计前选择设计求相类似成功例子进行修改增删部分功运中部分程序直适合情况工作程中收集积累样成功例子断丰富验
2解析法
利组合逻辑时序逻辑理运相应解析方法进行逻辑关系求解然根求解结果画成梯形图直接写出程序解析法较严密运定标准程序优化避免编程盲目性较效方法
3图解法
图解法画图进行设计常方法梯形图法时序图（波形图）法流程图法
梯形图法基方法验法解析法PLC程序转化成梯形图梯形图法
时序图（波形图）法适合时间控制电路应信号波形画出时间逻辑关系组合容易电路设计出
流程图法框图表示PLC程序执行程输入条件输出关系步进指令情况设计方便
图解法解析法彼独立解析法画图图解法列解析式两种方法侧重点样
4技巧法
技巧法验法解析法基础运技巧进行编程提高编程质量流程图做工具讲巧妙设计形式化进编制需程序该方法种编程方法综合应
5计算机辅助设计
计算机辅助设计利PLC通位链接单元计算机实现链接运计算机进行编程该方法需相应编程软件
32 PLC编程软件概述
三菱PLC编程软件GXDeveloper三菱通性较强编程软件够完成Q系列QnA系列A系列（包括运动控制CPU）FX系列PLC梯形图指令表SFC等编辑该编程软件够编辑程序转换成GPPQGPPA格式文档选择FX系列时程序存储FXGP（DOS）FXGP（WIN）格式文档实现FXGPWINC软件文件互换该编程软件够ExcelWord等软件编辑说明性文字数通复制粘贴等简单操作导入程序中软件程序编辑更加便捷
外GXDeveloper编程软件具特点
（1）操作简便
①标号编程标号编程制作程序话需认识软元件号码够根标示制作成标准程序标号编程做成程序够汇编作实际程序
②功块功块提高序程序开发效率目开发种功开发序程序时反复序程序回路块零件化序程序开发变容易外零件化够防止运序程序序输入错误
③宏意回路模式加名字（宏定义名）登录（宏登录）文档然输入简单命令够读出登录回路模式变更软元件够灵活利
（2）够种方法编程控制器CPU连接
①串行通信口编程控制器CPU连接
②USB接口编程控制器CPU连接
③MELSEC NET10（H）编程控制器CPU连接
④MELSEC NET（II）编程控制器CPU连接
⑤CCLink编程控制器CPU连接
⑥Ethernet编程控制器CPU连接
图31 三菱PLC编程软件GXDevelop编程软件操作界面
⑦计算机接口编程控制器CPU连接
（3）丰富调试功
①运梯形图逻辑测试功够更加简单进行调试作业通该软件进行模拟线调试需编程控制器连接
②帮助菜单中CPU出错信息特殊继电器特殊寄存器说明等容线调试程中发生错误者程序编辑中想知道特殊继电器特殊寄存器容情况通帮助菜单非常简便查询相关信息
③程序编辑程中发生错误时软件会提示错误信息错误原幅度缩短程序编辑时间
GXDeveloper编程软件操作界面图7示该操作界面致拉菜单工具条编程区工程数列表状态条等部分组成里需特注意FXGPWINC编程软件里称编辑程序文件GXDeveloper编程软件中称工程
FXGPWINC编程软件操作界面相该软件取消功图功键两部分容合作梯形图标记工具条新增加工程参数列表数切换工具条注释工具条等样友直观操作界面操作更加简便
表31 中引出线示名称容说明表示
序号
名称
容
1
拉菜单
包含工程编辑查找换交换显示线诊断工具窗口帮助10菜单
2
标准工具条
工程菜单编辑菜单查找换菜单线菜单工具菜单中常功组成
3
数切换工具条
程序菜单参数注释编程元件存四项目中切换
4
梯形图标记工具条
包含梯形图编辑需常开触点常闭触点应指令等容
5
程序工具条
进行梯形图模式指令表模式转换进行读出模式写入模式监视模式监视写入模式转换
6
SFC工具条
SFC程序进行块变换块信息设置排序块监视操作
7
工程参数列表
显示程序编程元件注释参数编程元件存等容实现项目数设定
8
状态栏
提示前操作：显示PLC类型前操作状态等
9
操作编辑区
完成程序编辑修改监控等区域
10
SFC符号工具条
包含SFC程序编辑需步块启动步选择合行等功键
11
编程元件存工具条
进行编程元件存设置
12
注释工具条
进行注释范围设置公程序注释进行设置
33 PLC控制系统程序设计
设计思路
三面铣组合机床单循环动工作单动力头动循环工作点动三种工作方式面动工作循环例分析单循环动工作程控制
首先转换开关SA1扳单循环动工作SA11位置操作者加工零件放液压滑台夹具中(准备工作绪)加工指令钮工件开始夹紧夹紧工件压力继电器触点动作滑台开始快进原位开关SQ1复位滑台压滑台快进转工进位置开关SQ2转工进时起动左铣头右1铣头开始加工加工指定位置SQ3立铣头开始
加工定SQ4位置时右1铣头停止右2铣头开始加工直终点三台电动机时停止时死挡铁停留压力继电器BP1触点动作滑台动快速退回原位SQ1受压工件松开动工作循环结束
图32 程序流程图
选择SA11
N
Y
Y
立铣
N
N
Y
Y
Y
N
N
Y
N
Y
N
加工指令钮
加工加紧
工件夹紧压力继电器动作？
滑台快进
滑台快进转工进位置开关动作？
油泵启动
滑台工进
右1
右1终点右2起始开关动作
右2
立铣头加工区间位置开关动作
左铣
死挡铁停留压力继电器动作？
滑块快退
滑块原位位置开关动作？
工件松开
继续加工
油泵停止
结束
34 程序设计
利控指令实现组合机床热继电器载总停时候停止机床工作
组合机床三种工作方式：单循环动工作单动力动循环工作点动工作相应指示灯显示工作状态
点动工作方式加工指令钮时油泵电机会动运行时指示灯会亮外前两种工作方式油泵电机动加工循环停机点动工作方式完成加工停机
工件滑台原位位置油泵电机正运行时候工件进行夹紧放松操作点动工作方式需工件夹紧点动工作钮操作外两种工作方式加工指令钮会动完成相应操作
工件完成夹紧操作进行滑台移动点动工作方式需滑台快进点动工作钮进行滑台快进点动操作外两种工作方式工件夹紧压力继 电器电会动进行快进移动
滑台达指定位置会进行快进工进转换
滑台达工件加工指定位置单循环动工作方式左铣电机动启动运行单动力动循环工作点动工作方式需相应启动钮进行操作
滑台达工件加工指定位置单循环动工作方式右铣1电机动启动运行单动力动循环工作点动工作方式需相应启动钮进行操作外工件达右铣1右铣2切换开关位置时右铣1电机动停止时右铣2动开始运行
滑台工件达立铣头加工区指定位置单循环动工作方式立铣电机动启动运行单动力动循环工作点动工作方式需相应启动钮进行操作
滑台工件死档铁停留压力继电器电左铣右铣1右铣2立铣电机停机时滑台快退电磁阀电滑台快退
点动工作方式完成工件加工取工件油泵电机停止运行
结
三菱FX系列PLC基础成功设计出组合机床控制系统该系统效果良达预期目标PLC技术应三面铣组合机床仅节省量电气元件导线原材料 性高灵活调试方便缩短设计周期减少维修工作量提高加工零件合格率具整体技术济效益整控制系统操作变简单方便提高系统动化程度实性
综述PLC（编程控制器）具抗干扰力强灵活性性高功齐全实时性高编程简单性价高体积耗低等显著特点等优点系统整体结构简单容易实现实方便符合安全系统求广泛应现代工业动控制中具广阔应前景
致 谢
毕业设计文XX老师悉心指导完成开始毕业设计讲课答疑时资料搜集直现毕业文终完成XX老师阶段激励着前进月XX老师指导做毕业设计时种私奉献精神留深刻印象学书学知识次设计中张老师时时刻刻关心毕业设计进度遇问题时候提供宝贵意见帮助毕业设计利进行规定时间完成谨XX老师致诚挚谢意崇高敬意祝老师身体健康工作利
设计中然充分采纳老师学意见修改初次设计加身水限设计述程中难免错误请位老师批评指正
参考文献
[1]史宜巧孙业明景邵学PLC技术应项目教程机械工业出版社2009
[2]刘艳梅三菱PLC基础系统设计机械工业出版社2009
[3]王宇思璟李忠勤PLC电气控制组态设计电子工业出版社2010
[4]周美兰周封王岳宇PLC电气控制组态设计科学出版社2009
[5]阮友德PLC变频器触摸屏综合应实训中国电力出版社2009
[6]俞国亮PLC原理应(三菱FX系列)清华学出版社2005
[7]祝红芳PLC数控机床中应民邮电出版社2007
[8]段苏振变频器选型配置维护技术中国电力出版社2010
[9]李永忠鄢光辉变频器触摸屏应技术易读通中国电力出版社2008
[10]訾贵昌孙文志电气控制编程控制技术煤炭工业出版社2006
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摘
应组合机床加工批量零件快捷高效生产效率高机械加工发展方次设计务制定三面铣组合机床Z512W型台式钻床轴箱Ф80Ф90孔端面定位面进行铣销加工种动加工设备
工艺制定程中通生产批量分析确定三面铣组合机床加工方案寻求佳工艺方案说明工艺生产程中重性PLC三面铣组合机床设计程中结合实例介绍设计方法特三面铣加工进行探讨液压控制系统设计程中三面铣组合机床象液压系统设计基原理拟出合理液压系统图通系统参数确定液压元件规格PLC三面铣组合机床控制中应设计程中结合具体实例设计验 阐述通件(液压滑台等)选取PLC三面铣组合机床中应设计
关键词：组合机床 铣床 原理图 PLC编程
目 录
前 言 1
1 三面铣组合机床概述 1
11 机床结构部件 1
12 机床加工工件示意图 1
13 机床工作程 1
14 机床动作循环图液压系统原理图 2
15 三面铣组合机床液压元件动作表 2
16 电机滑台电磁阀参数 2
17 三面铣组合机床电气控制求 3
2 PLC控制系统硬件设计 4
21 PLC概述 4
211 PLC特点 4
212 PLC功 7
213 PLC基结构 8
214 PLC工作原理 11
22 PLC选型 12
23 PLC控制系统设计基原步骤 14
231 PLC控制系统设计基原 14
232 PLC控制系统设计般步骤 15
24 PLCIO分配表 17
25 PLCIO分配图 20
26 变频调速器 21
261 变频器概述 21
262 变频器原理 21
263 变频器选型 22
27 电路设计图 25
3 PLC控制系统软件设计 26
31 PLC编程语言编程方法 26
311 PLC编程语言 26
312 PLC编程方法 27
32 PLC编程软件概述 28
33 PLC控制系统程序设计 31
34 程序设计 33
结 36
致 谢 37
参考文献 38
前 言
编程控制器(PLC)微处理器核心通工业控制装置传统继电器接触器控制系统计算机控制技术紧密结合 集计算机控制通讯体具性高通性强应灵活易 维修方便价格便宜等优点工业动化提供完美动控制装置
根国前情况继电器接触器控制系统然机械设备常电气控制方式许企业高校实工厂机床设备采传统继电器接触器控制系统采物理电子器件量复杂硬接线系统性差工作效率低障诊断排困难严重影响工厂生产效率着科学技术发展编程控制器出现许继电器接触器控制系统机床组合电路通改进采编程控制系统性者效率提升采PLC机床电气控制系统进行技术改造益处
课题介绍种全新动化控制理念三菱电机公司FX2N系列PLC作组合机床控制器时连接PC端通工业组态技术实现远程监控功实现全新动控制系统
1 三面铣组合机床概述
三面铣组合机床Z512W型台式钻床轴箱Ф80Ф90孔端面定位面进行铣销加工种动加工设备
11 机床结构部件
底座床身铣削动力头液压动力滑台液压站工作台工件松紧油缸等组成机床底座安放床身床身头安装液压动力滑台工件夹紧装置放滑台床身两边安装台铣销头方立铣头液压站机床附
12 机床加工工件示意图
图 11 Ф80Ф90孔端面定位面
13 机床工作程
操作者加工零件放工作台夹具中准备工作绪发出加工指令工件夹紧压力继电器动作液压动力滑台（工作台）开始快进位转工进时起动左右1铣头开始加工加工某位置立铣头开始加工加工定位置右1铣头停止右2铣头开始加工加工终点三台电机时停止电机完全停止滑台快退回原位工件松开动工作循环结束操作者取加工工件放未加工零件重新发出加工指令重复述工作程
14 机床动作循环图液压系统原理图
图12 机床循环图 图13液压系统原理图
15 三面铣组合机床液压元件动作表
元件
工序
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
BP1
BP2
原位
—
（+）
—
—
—
—
—
夹紧
+
—
—
—
—
—
+
快进
（+）
—
+
—
—
—
+
工进
（+）
—
+
—
+
—
+
死挡铁停留
（+）
—
+
—
+
+
+
快退
（+）
—
—
+
—
—
+
松开
—
+
—
—
—
—
—
16 电机滑台电磁阀参数
1左铣右铣2削头电动机
JO2—41—4
2右铣1立铣削头电动机
JO2—32—4
3液压泵电动机
JO2—22—4
4液压滑台YT4523电磁阀型号
二位二通阀
Z22DO—25
直流
二位四通阀
Z24DW—25
直流
二位二通阀
Z22DO—25
直流
17 三面铣组合机床电气控制求
三面铣组合机床液压泵左铣削头右铣1削头右铣2削头立铣削头五台电机均采三相交流笼型异步电动机 设计求
(1)五台电机均单旋转
(2)机床求单循环动工作单动力头动循环工作点动三种工作方式油泵电机动加工循环停机
(3)单循环动工作程详见机床动作循环图
(4)单动力头动循环工作包括左铣头单循环工作右1铣头单循环工作右2铣头单循环工作立铣头单循环工作求考虑铣头单循环工作加工区间
(5)点动工作包括四台轴电机均点动刀滑台快速(快进快退)点动调整松紧油缸调整 (手动松开手动夹紧 )
(6)电源油泵工作工件夹紧放松加工等信号指示
(7)明电路
(8)必联锁环节保护环节
2 PLC控制系统硬件设计
章系统设计结构硬件设计角度介绍该项目PLC控制系统设计步骤系统硬件配置电路设计等
21 PLC概述
编程逻辑控制器种工业控制计算机简称PLC（Programmable Logic Controller）编程序记忆存储指令执行诸逻辑序计时计数演算等功通数字模拟输入输出控制种机械生产程代继电器实现逻辑控制着技术发展种装置功已超逻辑控制范围天种装置称作编程控制器简称PC避免计算机(Personal Computer)简称混淆编程控制器简称PLC
结构分PLC分固定式组合式（模块式）两种固定式PLC包括CPU板IO板显示面板存块电源等元素组合成拆卸整体模块式PLC包括CPU模块IO模块存电源模块底板机架模块定规组合配置
211 PLC特点
（1）性高抗干扰力强
高性电气控制设备关键性PLC采现代规模集成电路技术采严格生产工艺制造部电路采取先进抗干扰技术具高性例三菱公司生产F系列PLC均障时间高达30万时冗余CPUPLC均障工作时间更长PLC机外电路说PLC构成控制系统等规模继电接触器系统相电气接线开关接点已减少数百甚数千分障降低外PLC带硬件障检测功出现障时时发出警报信息应软件中应者编入外围器件障诊断程序系统中PLC外电路设备获障诊断保护样整系统具极高性奇怪
（2）配套齐全功完善适性强
PLC发展天已形成中种规模系列化产品种规模工业控制场合逻辑处理功外现代PLC具完善数运算力种数字控制领域年PLC功单元量涌现PLC渗透位置控制温度控制CNC等种工业控制中加PLC通信力增强机界面技术发展PLC组成种控制系统变非常容易
（3）易学易深受工程技术员欢迎
PLC作通工业控制计算机面工矿企业工控设备接口容易编程语言易工程技术员接受梯形图语言图形符号表达方式继电器电路图相接PLC少量开关量逻辑控制指令方便实现继电器电路功熟悉电子电路懂计算机原理汇编语言计算机事工业控制开方便门
（4）系统设计建造工作量维护方便容易改造
PLC存储逻辑代接线逻辑减少控制设备外部接线控制系统设计建造周期缩短时维护变容易起更重设备改变程序改变生产程成适合品种批量生产场合
（5）体积重量轻耗低
超型PLC例新出产品种底部尺寸100MM重量150g功耗仅数瓦体积容易装入机械部实现机电体化理想控制设备
目前PLC国外已广泛应钢铁石油化工电力建材机械制造汽车轻纺交通运输环保文化娱乐等行业PLC领域情况致纳类
（1）开关量逻辑控制
PLC基广泛应领域取代传统继电器电路实现逻辑控制序控制单台设备控制机群控动化流水线注塑机印刷机订书机械组合机床磨床包装生产线电镀流水线等
（2）模拟量控制
工业生产程中许连续变化量温度压力流量液位速度等模拟量编程控制器处理模拟量必须实现模拟量（Analog）数字量（Digital）间AD转换DA转换PLC厂家生产配套ADDA转换模块编程控制器模拟量控制
（3）运动控制
PLC圆周运动直线运动控制控制机构配置说早期直接开关量IO模块连接位置传感器执行机构现般专运动控制模块驱动步进电机伺服电机单轴轴位置控制模块世界PLC厂家产品运动控制功广泛种机械机床机器电梯等场合
（4）程控制
程控制指温度压力流量等模拟量闭环控制作工业控制计算机PLC编制种样控制算法程序完成闭环控制PID调节般闭环控制系统中较调节方法中型PLCPID模块目前许型PLC具功模块PID处理般运行专PID子程序程控制冶金化工热处理锅炉控制等场合非常广泛应
（5）数处理
现代PLC具数学运算（含矩阵运算函数运算逻辑运算）数传送数转换排序查表位操作等功完成数采集分析处理数存储存储器中参考值较完成定控制操作利通信功传送智装置印制表数处理般型控制系统控制柔性制造系统程控制系统造纸冶金食品工业中型控制系统
（6）通信联网
PLC通信含PLC间通信PLC智设备间通信着计算机控制发展工厂动化网络发展快PLC厂商十分重视PLC通信功纷纷推出网络系统新生产PLC具通信接口通信非常方便
评估控制务
PLC机型选择
控制流程设计
控制柜设计布线
程序设计
PLC安装
程序检查调试
联机调试
模拟运行
修改软硬件
否满足求
程序备份
投入
评估控制务
PLC机型选择
控制流程设计
控制柜设计布线
程序设计
PLC安装
程序检查调试
联机调试
模拟运行
修改软硬件
否满足求
程序备份
投入
表 21 PLC控制系统设计步骤
212 PLC功
PLC功：
1逻辑控制
2定时控制
3计数控制
4步进(序)控制
5PID控制
6数控制PLC具数处理力
7通信联网
PLC许特殊功模块适种特殊控制求：定位控制模块CRT模块
213 PLC基结构
PLC实质种专工业控制计算机硬件结构基微型计算机相
1中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)PLC控制中枢PLC系统程序赋予功接收存储编程器键入户程序数检查电源存储器IO警戒定时器状态诊断户程序中语法错误PLC投入运行时首先
扫描方式接收现场输入装置状态数分存入IO映象区然户程序存储器中逐条读取户程序命令解释指令规定执行逻辑算数运算结果送入IO映象区数寄存器等户程序执行完毕IO映象区输出状态输出寄存器数传送相应输出装置循环运行直停止运行
进步提高PLC性年型PLC采双CPU构成冗余系统采三CPU表决式系统样某CPU出现障整系统正常运行
2存储器
存放系统软件存储器称系统程序存储器存放应软件存储器称户程序存储器
1) PLC常存储器类型
① RAM (Random Assess Memory)
种读写存储器(机存储器)存取速度快锂电池支持
② EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
种擦读存储器断电情况存储器容保
持变(紫外线连续射擦存储器容)
③ EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)
种电擦读存储器编程器容易存储容进行修改
2) PLC存储空间分配
然种PLCCPU寻址空间相根PLC工作原理
存储空间般包括三区域：
系统程序存储区
系统RAM存储区(包括IO映象区系统软设备等)
户程序存储区
1 系统程序存储区
系统程序存储区中存放着相计算机操作系统系统程序包括监控程序理程序命令解释程序功子程序系统诊断子程序等制造
厂商固化EPROM中户直接存取硬件起决定该PLC性
2 系统RAM存储区
系统RAM存储区包括IO映象区类软设备：逻辑线圈数寄存器计时器计数器变址寄存器累加器等存储器
(1) IO映象区 PLC投入运行输入采样阶段次读入输入状态数输出刷新阶段输出状态数送相应外设
需定数量存储单元(RAM)存放IO状态数单元称作IO映象区
开关量IO占存储单元中位(bit)模拟量IO占存储单元中字(16bit)整IO映象区作两部分组成：
开关量IO映象区
模拟量IO映象区
(2) 系统软设备存储区
IO映象区区外系统RAM存储区包括PLC部类软设备(逻辑线圈计时器计数器数寄存器累加器等)存储区该存储区分具失电保持存储区域失电保持存储区域前者PLC断电时部锂电池供电数会遗失者PLC断电时数清零
① 逻辑线圈
开关输出样逻辑线圈占系统RAM存储区中位
直接驱动外设供户编程中作类似电器控制线路中继电器 外PLC提供数量等特殊逻辑线圈具功
② 数寄存器
模拟量IO样数寄存器占系统RAM存储区中字(16 bits) 外PLC提供数量等特殊数寄存器具功
③ 计时器
④ 计数器
3 户程序存储区
户程序存储区存放户编制户程序类型PLC存储容量相
三 电源
PLC电源整系统中起着十分重作果没良电源系统法正常工作PLC制造商电源设计制造十分重视
般交流电压波动+10(+15)范围采取措施PLC直接连接交流电网
214 PLC工作原理
初研制生产PLC代传统继电器接触器构成控制装置两者运行方式相：
继电器控制装置采硬逻辑行运行方式果继电器线圈通电断电该继电器触点(包括常开常闭触点)继电器控制线路位置会立时动作
PLCCPU采序逻辑扫描户程序运行方式果输出线圈逻辑线圈接通断开该线圈触点(包括常开常闭触点)会立动作必须等扫描该触点时会动作
消二者间运行方式造成差异考虑继电器控制装置类触点动作时间般100msPLC扫描户程序时间般均100msPLC采种般微型计算机运行方式扫描技术样IO响应求高场合PLC继电器控制装置处理结果没什区
PLC投入运行工作程般分三阶段输入采样户程序执行输出刷新三阶段完成述三阶段称作扫描周期整运行期间PLCCPU定扫描速度重复执行述三阶段
(1) 输入采样阶段
输入采样阶段PLC扫描方式次读入输入状态数存入IO映象区中相应单元输入采样结束转入户程序执行输出刷新阶段两阶段中输入状态数发生变化IO映象区中相应单元状态数会改变果输入脉信号该脉信号宽度必须扫描周期保证情况该输入均读入
(2) 户程序执行阶段
户程序执行阶段PLC总序次扫描户程序(梯形图)扫描条梯形图时总先扫描梯形图左边触点构成控制线路先左右先序触点构成控制线路进行逻辑运算然根逻辑运算结果刷新该逻辑线圈系统RAM存储区中应位状态者刷新该输出线圈IO映象区中应位状态者确定否执行该梯形图规定特殊功指令
户程序执行程中输入点IO映象区状态数会发生变化输出点软设备IO映象区系统RAM存储区状态数发生变化排面梯形图程序执行结果会排面线圈数梯形图起作相反排面梯形图刷新逻辑线圈状态数扫描周期排面程序起作
(3) 输出刷新阶段
扫描户程序结束PLC进入输出刷新阶段期间CPUIO映象区应状态数刷新输出锁存电路输出电路驱动相应外设时PLC真正输出
22 PLC选型
机床控制系统采日三菱公司FX2N系列编程控制器根设计机床控制系统输入输出求机床控制系统设计选择日三菱公司生产FX2N系列编程控制器中FX2N–80MR001该型号输入点数40输出点数40输出形式R继电器输出（接点交流直流负载两）满足设计中输入输出点数基求日机床控制系统升级改造保留定系统扩展空间FX2N基性规格表21（a）表21（b）示
表21 FX2N基性规格表（a）
运算控制方式
存储程序反复运算方法（专LSI）中断命令
输入输出控制方式
批处理方式（执行END指令时）输＼出刷新指令
运算处理速度
基指令
008us指令
应指令
（152us~数百us）指令
程序语言
继电器符号+步进梯形图方式（FSC表示）
程序容量存储器形式
附8K步RAM16K步（选RAMEPROMEEPROM存储卡盒）
指令数
基步进指令
基（空）指令27步进指令2
应指令
128种298
输入继电器
X000~x267（八进制编号）184点
合计256点
输出继电器
X000~x267（八进制编号）184点
辅助继电器
般
M000~M499 500点
锁存
M500~M1023 524点M1024~M3071点 2048点
合计2572点
特殊
M8000~M8255 256点
状态寄存器
初始化
s0~s9 10点
般
s10~s499 490点
锁存
S500~S899 400点
报警
S900~S999 100点
定时器
100ms
T0~T199 (01~32767s) 200点
10ms
T200~T245 (001~32767s) 46点
1ms（积算型）
T246~T249 (0001~32767s) 4点
100ms（积算型）
T250~T255 (01~32762s) 6点
模拟定时器（附）
1点
计数器
增计数
般
C0~C99 （0~32767）（16位） 100点
锁存
C100~C199 （0~32767）（16位） 100点
增＼减计数
般
C220~C234 （32位） 20点
锁存
C220~C234 （32位） 15点
高速
C235~C255中：1相60KHZ 2点10KHZ 4点2相30kHZ1点5kHZ 1点
运算控制方式
存储程序反复运算方法（专LSI）中断命令
数寄存器
通数寄存器
般
D0~D199 (16位) 200点
锁存
D200~D511（16位）312点D512~D7999 （16位） 7488点
特殊
D8000~D8195 (16位) 106点
变址
V0~V7Z0~Z7 (16位) 16点
文件寄存器
通寄存器D1000500单位设定文件寄存（MAX700点）
指针
跳转调
P0~p127 128点
输入中断计时中断
I0~I8 9点
计数中断
I010~I060 6点
嵌套（控）
N0~N7 8点
常数
十进制K
16位：32768~+3276732位：2147483648~+2147483647
十六进制H
16位：0~FFFF (H)32位：0~FFFFFFFF(H)
SFC程序
O
注释输入
O
附RUNSTOP开关
O
模拟定时器
FX2x~8AV~BD（选择）安装时8点
程序RUN中写入
O
时钟功
O(藏)
输入滤波器调整
X000~X017 0~60ms变FX2x~16M X000~X007
恒定扫描
O
采样踪
O
关键字登录
O
报警信号器
O
脉列输出
20KhzDC5V10KhzDC12~24V 1点
表21 FX2N基性规格表（b）
23 PLC控制系统设计基原步骤
PLC组成集散控制系统独立控制系统PLC控制部分设计参考表21示步骤
231 PLC控制系统设计基原
种电气控制系统实现控象(生产设备生产程)工艺求提高生产效率产品质量实际设计程中设计原会涉方面中基设计原纳4点
1设计原
(1)完整性原—限度满足工业生产程机械设备控制求
(2)性原—确保计算机控制系统性
(3)济型原—力求控制系统简单实合理
(4)发展性原—适考虑生产发展工艺改进需IO接口通信力等方面留余
2评估控制务
根系统需完成控制务控象生产工艺特点进行详细分析特方面考虑
(1)控制规模：控制系统控制规模该系统IO设备总数衡量控制规模较时特开关量控制IO设备较时适合采PLC控制
(2)工艺复杂程度：工艺求较复杂时采PLC控制具更优越性
(3)性求：目前IO点数20甚更少时趋选择PLC控制
(4)数处理速度：数处理程度较低工业程控制时采PLC控制非常适宜
232 PLC控制系统设计般步骤
PLC控制系统设计包括硬件设计软件设计谓硬件设计指PLC外部设备设计软件设计PLC应程序设计整系统设计分5步进行
1熟悉控象
深入解控系统设计控制系统基础设计员必须深入现场认真调查研究收集资料相关技术员操作员起分析讨相互配合解决设计中出现问题阶段必须控象功全面解象种动作动作时序动作条件必互锁保护电气系统机械液压气动仪表等系统间关系PLC设备关系PLC间否通信联网系统工作方式机界面需显示物理量显示方式等
2硬件选择
(1) 系统IO设备选择输入设备包括纽位置开关转换开关种传感器等输出设备包括继电器接触器电磁阀信号指示灯执行器等
(2) 选择PLCPLC选择包括PLC机型容量IO模块电源等选择
(3) PLCIO端口分配进行IO通道分配时应出IO通道分配表表中应包含IO编号设备代号名称功等
(4) 绘制PLC外围硬件线路图画出系统部分电气线路图包括电路未进入PLC控制电路等PLCIO连接图PLC外围电气线路图组成系统电气原理图止系统硬件电气线路已确定
(5) 计数器定时器部辅助继电器址分配
3编写应程序
根控制系统求采合适设计方法设计PLC程序程序满足系统控制求线逐编写实现控制功子务程序逐步完善系统指定功程序通常应包括容：
(1)初始化程序PLC电般做初始化操作启动作必准备避免系统发生误动作初始化程序容：某数区计数器等进行清零某数区需数进行恢复某继电器进行置位复位某初始状态进行显示等等
(2)检测障诊断显示等程序程序相独立般程序设计基完成时添加
(3)保护连锁程序保护连锁程序中缺少部分必须认真加考虑避免非法操作引起控制逻辑混乱
4程序调试
程序调试分2阶段第阶段模拟调试第二阶段现场调试程序模拟调试方便形式模拟产生现场实际状态程序运行创造必环境条件
根产生现场信号方式模拟调试硬件模拟法软件模拟法两种形式
(1)硬件模拟法硬件设备（台PLC输入器件等）模拟产生现场信号信号硬接线方式连PLC系统输入端时效性较强
(2)软件模拟法PLC中外编写套模拟程序模拟提供现场信号简单易行时效性易保证模拟调试程中采分段调试方法利编程器监控功
现场调试：控制台现场施工完毕程序模拟调试完成进行现场调试满足求须重新检查程序接线时更正软硬件方面问题
5编写技术文件
技术文件包括设计说明书硬件原理图安装接线图电气元件明细表PLC程序说明书等
图 22 FX2N系列编程控制器中FX2N80MR001
24 PLCIO分配表
控制系统PLC输入输出点数确定根控制系统设计求需控制现场设备数量加确定
（1）PLC输入端口包括动循环工作钮点动钮油泵启动总停钮SA1等包括电动机热保护继电器输入输入形式热继电器常开触点
（2）PLC输出端口包括运行指示灯交流接触器继电器等
PLCI＼O址分配表表示：
表22 输入点数分配
址分配
电气元件
功说明
X0
SB1
左铣单动力头动循环工作钮
X1
SB2
右铣1单动力头动循环工作钮
X2
SB3
右铣2单动力头动循环工作钮
X3
SB4
立铣单动力头动循环工作钮
X4
SB5
左铣点动工作钮
X5
SB6
右铣1点动工作钮
X6
SB7
右铣2点动工作钮
X7
SB8
立铣点动工作钮
X10
SB9
滑台快进点动工作钮
X11
SB10
滑台快退点动工作钮
X12
SB11
工件放松点动工作钮
X13
SB12
工件夹紧点动工作钮
X14
SQ1
滑台原位位置开关
X15
SQ2
滑台快进转工进位置开关
X16
SQ3
立铣头加工区间位置开关
X17
SQ4
右1铣头终点右2铣头起始开关
X20
SB0
总停钮
X21
SB13
油泵启动钮
X22
SB14
加工指令钮
X23
SA11
单循环动工作方式选择
X24
SA12
单动力头动循环工作方式选择
X25
SA13
点动工作方式选择
X26
BP1
死挡铁停留压力继电器
X27
BP2
工件夹紧压力继电器
X30~X34
FR1~FR5
电机热继电器保护
址分配
电气元件
功说明
Y0
KM1
左铣电机运行交流接触器
Y1
KM2
右铣1电机运行交流接触器
Y2
KM3
右铣2电机运行交流接触器
Y3
KM4
立铣电机运行交流接触器
Y4
KM5
油泵电机运行交流接触器
Y10
HL1
左铣运行指示灯
Y11
HL2
右铣1运行指示灯
Y12
HL3
右铣2运行指示灯
Y13
HL4
立铣运行指示灯
Y14
HL5
油泵运行指示灯
Y15
HL6
手动松开电磁阀运行指示灯
Y16
HL7
手动夹紧电磁阀运行指示灯
Y17
HL8
滑台快进电磁阀运行指示灯
Y20
HL9
滑台快退电磁阀运行指示灯
Y21
HL10
快进转工进电磁阀运行指示灯
Y22
YV1
工件松开电磁阀
Y23
YV2
工件夹紧电磁阀
Y24
YV3
滑台快进电磁阀
Y25
YV4
滑台快退电磁阀
Y26
YV5
快进转工进电磁阀
Y27
HL11
单循环动工作运行指示灯
Y30
HL12
单动力头动循环工作运行指示灯
Y31
HL13
点动工作运行指示灯
表23 输出点数分配
25 PLCIO分配图
26 变频调速器
261 变频器概述
变频器工频电源(50Hz60Hz)变换成种频率交流电源实现电机变速运行设备中控制电路完成电路控制整流电路交流电变换成直流电直流中间电路整流电路输出进行滑滤波逆变电路直流电逆变成交流电矢量控制变频器种需量运算变频器说时需进行转矩计算CPU相应电路
变频器分类——电路工作方式分类分电压型变频器电流型变频器开关方式分类分PAM控制变频器PWM控制变频器高载频PWM控制变频器工作原理分类分Vf控制变频器转差频率控制变频器矢量控制变频器等途分类分通变频器高性专变频器高频变频器单相变频器三相变频器等
262 变频器原理
（1） 变频器基构成
变频器分交交交直交两种形式交交变频器工频交流直接转换成频率电压均控制交流交直交变频器先工频交流通整流器转换成直流然直流转换成频率电压均控制交流基构成图6示电路（包括整流器中间直流环节逆变器）控制电路组成
图24 交—直—交变频器基构成
整流器电网交流整流成直流逆变器通三相桥式逆变电路直流转换成意频率三相交流中间环节中间储环节变频器负载般电动机属感性负载运行中中间直流环节电动机间总会功功率交换种功功率中间环节储元件（电容器电抗器）缓控制电路完成逆变器开关控制整流器电压控制完成种保护功
（2） 变频器调速原理
三相异步电动机转速公式：
式中—步转速—电源频率单位Hz—电动机极数—电动机转差率
公式知改变电源频率实现调速
异步电动机实行调速时希磁通保持变磁通太弱铁芯利充分样转子电流转矩减电动机负载力降磁通太强铁芯发热波形变坏
实现磁通变？根三相异步电动机定子相电动势效值
式中—电动机定子频率单位Hz—定子相绕组效匝数—极磁通量单位Wb
公式知进行适控制维持磁通量变
异步电动机变频调速必须定规律时改变定子电压频率必须通变频器获电压频率均调节供电电源
263 变频器选型
根设计机床控制系统电机功率性等等求机床控制系统设计选择日三菱公司生产FRF700系列通变频器中FRF74022KCHT1
变频器参数——变频器单纯变速运行时出厂设定参数运行考虑负荷运行方式时必须设定必参数三菱FRFR74022KCHT1变频器性参数根实际需设定文中仅介绍常参数关参数请参考附录关设备手册简单参数览表：
参数编号
名称
单位
初始值
范围
途
参
0
转矩提升
01
6432151
*1
0~30
想进步提高启动时转矩负载电机转输出报警（0L）（0C1）发出跳闸情况：
*1初始值变频器容量：（075K15K~37K55K75K11K~37K45K55KS75K）
52
1
限频率
001HZ
12060HZ *2
0~120HZ
想设置输出频率限限情况进行设定：
*2 初始值根变频器容量：（55KS75K）
53
2
限频率
001HZ
0HZ
0~120HZ
想设置输出频率限限情况进行设定：
3
基准频率
001HZ
50HZ
0~400HZ
请电机额定名牌进行确认
54
4
段速设定（高速）
001HZ
50HZ
0~400HZ
想参数设定运转速度端子切换速度时候进行设定
44
5
段速设定（中速）
001HZ
30HZ
0~400HZ
6
段速设定（低速）
001HZ
10HZ
0~400HZ
7
加速时间
01s
515s *3
0~3600s
设定加减速时间
*3初始值根变频器容量：（75K11K）
55
8
减速时间
01s
1030s *3
0~3600s
9
电子电流保护
00101A
*4
变频器额定输出电流
0~5000~3600A
*4
变频器电机进行热保护：设定电机额定电流：
*4 单位范围根变频器容量：（55KS75K）
33
60
节控制选择
1
0
049
作风扇泵专时变频器输出电力变
56
79
运行模式选择
1
0
0123467
选择启动指令频率指令设定方式
58
125
端子2频率设定增益
001HZ
50HZ
0~400HZ
该变值（5KV时）应频率
47
126
端子4频率设定增益
001HZ
50HZ
0~400HZ
改变20mA输入时频率
49
160
户参数组读取选择
1
0
019999
扩展参数效
50
变频器端子——FRF74022KCHT1型变频器接线般6端子中输入端子R（L1）S（L2）T（L3）接三相电源输出端子UVW接三相电动机切记接反否损毁变频器接线变频器端子接线图示
变频器端子接线图25示：
图25 变频器端子接线图
27 电路设计图
3 PLC控制系统软件设计
PLC控制系统设计包括系统硬件设计系统软件设计两部分章已介绍系统硬件设计章硬件设计基础介绍系统软件设计包括软件设计基步骤方法编程软件GXDeveloper介绍系统软件程序设计等
31 PLC编程语言编程方法
311 PLC编程语言
PLC编程语言般计算机语言相具明显特点高级语言般汇编语言满足易编写满足易调试求目前没种厂家产品兼容编程语言三菱公司产品编程语言OMRON公司产品语言什型号PLC编程语言具特点：1图形式指令结构2明确变量常数3简化程序结构4简化应软件生成程5强化调试手段
总PLC编程语言面户者求具备高深知识需长时间专门训练
IEC中PLC编程语言标准中五种编程语言：序功图编程语言梯形图编程语言功块图编程语言指令语句表编程语言结构文编程语言
常梯形图编程语言指令语句表编程语言
1梯形图编程语言：原继电器—接触器控制系统继电器梯形图基础演变种图形语言目前PLC编程语言
注意：梯形图表示实际电路控制程序间连线表示间逻辑关系谓软接线非物理实体软继电器软继电器仅应PLC存储单元中位该位状态1时应继电器线圈接通常开触点闭合常闭触点断开状态0时应继电器线圈通常开常闭触点保持原态
梯形图编程格式：
（1）梯形图行编写行左右序编写PLC程序执行序梯形图编写序致
（2）梯形图左右边垂直线称起始母线终止母线逻辑行必须起始母线开始画起终止继电器线圈终止母线（PLC终止母线省略）
（3）梯形图起始母线线圈间定触点线圈终止母线间触点
2指令语句表编程语言：助记符语言类似计算机汇编语言简洁易记文字符号表达PLC种指令厂家PLC产品助记符语言梯形图语言相互应互相转换
助记符语言常手持编程器中梯形图语言计算机编程环境中
312 PLC编程方法
设计PLC程序时根实际情况采列方法
1验法
运验进行设计设计前选择设计求相类似成功例子进行修改增删部分功运中部分程序直适合情况工作程中收集积累样成功例子断丰富验
2解析法
利组合逻辑时序逻辑理运相应解析方法进行逻辑关系求解然根求解结果画成梯形图直接写出程序解析法较严密运定标准程序优化避免编程盲目性较效方法
3图解法
图解法画图进行设计常方法梯形图法时序图（波形图）法流程图法
梯形图法基方法验法解析法PLC程序转化成梯形图梯形图法
时序图（波形图）法适合时间控制电路应信号波形画出时间逻辑关系组合容易电路设计出
流程图法框图表示PLC程序执行程输入条件输出关系步进指令情况设计方便
图解法解析法彼独立解析法画图图解法列解析式两种方法侧重点样
4技巧法
技巧法验法解析法基础运技巧进行编程提高编程质量流程图做工具讲巧妙设计形式化进编制需程序该方法种编程方法综合应
5计算机辅助设计
计算机辅助设计利PLC通位链接单元计算机实现链接运计算机进行编程该方法需相应编程软件
32 PLC编程软件概述
三菱PLC编程软件GXDeveloper三菱通性较强编程软件够完成Q系列QnA系列A系列（包括运动控制CPU）FX系列PLC梯形图指令表SFC等编辑该编程软件够编辑程序转换成GPPQGPPA格式文档选择FX系列时程序存储FXGP（DOS）FXGP（WIN）格式文档实现FXGPWINC软件文件互换该编程软件够ExcelWord等软件编辑说明性文字数通复制粘贴等简单操作导入程序中软件程序编辑更加便捷
外GXDeveloper编程软件具特点
（1）操作简便
①标号编程标号编程制作程序话需认识软元件号码够根标示制作成标准程序标号编程做成程序够汇编作实际程序
②功块功块提高序程序开发效率目开发种功开发序程序时反复序程序回路块零件化序程序开发变容易外零件化够防止运序程序序输入错误
③宏意回路模式加名字（宏定义名）登录（宏登录）文档然输入简单命令够读出登录回路模式变更软元件够灵活利
（2）够种方法编程控制器CPU连接
①串行通信口编程控制器CPU连接
②USB接口编程控制器CPU连接
③MELSEC NET10（H）编程控制器CPU连接
④MELSEC NET（II）编程控制器CPU连接
⑤CCLink编程控制器CPU连接
⑥Ethernet编程控制器CPU连接
图31 三菱PLC编程软件GXDevelop编程软件操作界面
⑦计算机接口编程控制器CPU连接
（3）丰富调试功
①运梯形图逻辑测试功够更加简单进行调试作业通该软件进行模拟线调试需编程控制器连接
②帮助菜单中CPU出错信息特殊继电器特殊寄存器说明等容线调试程中发生错误者程序编辑中想知道特殊继电器特殊寄存器容情况通帮助菜单非常简便查询相关信息
③程序编辑程中发生错误时软件会提示错误信息错误原幅度缩短程序编辑时间
GXDeveloper编程软件操作界面图7示该操作界面致拉菜单工具条编程区工程数列表状态条等部分组成里需特注意FXGPWINC编程软件里称编辑程序文件GXDeveloper编程软件中称工程
FXGPWINC编程软件操作界面相该软件取消功图功键两部分容合作梯形图标记工具条新增加工程参数列表数切换工具条注释工具条等样友直观操作界面操作更加简便
表31 中引出线示名称容说明表示
序号
名称
容
1
拉菜单
包含工程编辑查找换交换显示线诊断工具窗口帮助10菜单
2
标准工具条
工程菜单编辑菜单查找换菜单线菜单工具菜单中常功组成
3
数切换工具条
程序菜单参数注释编程元件存四项目中切换
4
梯形图标记工具条
包含梯形图编辑需常开触点常闭触点应指令等容
5
程序工具条
进行梯形图模式指令表模式转换进行读出模式写入模式监视模式监视写入模式转换
6
SFC工具条
SFC程序进行块变换块信息设置排序块监视操作
7
工程参数列表
显示程序编程元件注释参数编程元件存等容实现项目数设定
8
状态栏
提示前操作：显示PLC类型前操作状态等
9
操作编辑区
完成程序编辑修改监控等区域
10
SFC符号工具条
包含SFC程序编辑需步块启动步选择合行等功键
11
编程元件存工具条
进行编程元件存设置
12
注释工具条
进行注释范围设置公程序注释进行设置
33 PLC控制系统程序设计
设计思路
三面铣组合机床单循环动工作单动力头动循环工作点动三种工作方式面动工作循环例分析单循环动工作程控制
首先转换开关SA1扳单循环动工作SA11位置操作者加工零件放液压滑台夹具中(准备工作绪)加工指令钮工件开始夹紧夹紧工件压力继电器触点动作滑台开始快进原位开关SQ1复位滑台压滑台快进转工进位置开关SQ2转工进时起动左铣头右1铣头开始加工加工指定位置SQ3立铣头开始
加工定SQ4位置时右1铣头停止右2铣头开始加工直终点三台电动机时停止时死挡铁停留压力继电器BP1触点动作滑台动快速退回原位SQ1受压工件松开动工作循环结束
图32 程序流程图
选择SA11
N
Y
Y
立铣
N
N
Y
Y
Y
N
N
Y
N
Y
N
加工指令钮
加工加紧
工件夹紧压力继电器动作？
滑台快进
滑台快进转工进位置开关动作？
油泵启动
滑台工进
右1
右1终点右2起始开关动作
右2
立铣头加工区间位置开关动作
左铣
死挡铁停留压力继电器动作？
滑块快退
滑块原位位置开关动作？
工件松开
继续加工
油泵停止
结束
34 程序设计
利控指令实现组合机床热继电器载总停时候停止机床工作
组合机床三种工作方式：单循环动工作单动力动循环工作点动工作相应指示灯显示工作状态
点动工作方式加工指令钮时油泵电机会动运行时指示灯会亮外前两种工作方式油泵电机动加工循环停机点动工作方式完成加工停机
工件滑台原位位置油泵电机正运行时候工件进行夹紧放松操作点动工作方式需工件夹紧点动工作钮操作外两种工作方式加工指令钮会动完成相应操作
工件完成夹紧操作进行滑台移动点动工作方式需滑台快进点动工作钮进行滑台快进点动操作外两种工作方式工件夹紧压力继 电器电会动进行快进移动
滑台达指定位置会进行快进工进转换
滑台达工件加工指定位置单循环动工作方式左铣电机动启动运行单动力动循环工作点动工作方式需相应启动钮进行操作
滑台达工件加工指定位置单循环动工作方式右铣1电机动启动运行单动力动循环工作点动工作方式需相应启动钮进行操作外工件达右铣1右铣2切换开关位置时右铣1电机动停止时右铣2动开始运行
滑台工件达立铣头加工区指定位置单循环动工作方式立铣电机动启动运行单动力动循环工作点动工作方式需相应启动钮进行操作
滑台工件死档铁停留压力继电器电左铣右铣1右铣2立铣电机停机时滑台快退电磁阀电滑台快退
点动工作方式完成工件加工取工件油泵电机停止运行
结
三菱FX系列PLC基础成功设计出组合机床控制系统该系统效果良达预期目标PLC技术应三面铣组合机床仅节省量电气元件导线原材料 性高灵活调试方便缩短设计周期减少维修工作量提高加工零件合格率具整体技术济效益整控制系统操作变简单方便提高系统动化程度实性
综述PLC（编程控制器）具抗干扰力强灵活性性高功齐全实时性高编程简单性价高体积耗低等显著特点等优点系统整体结构简单容易实现实方便符合安全系统求广泛应现代工业动控制中具广阔应前景
致 谢
毕业设计文XX老师悉心指导完成开始毕业设计讲课答疑时资料搜集直现毕业文终完成XX老师阶段激励着前进月XX老师指导做毕业设计时种私奉献精神留深刻印象学书学知识次设计中张老师时时刻刻关心毕业设计进度遇问题时候提供宝贵意见帮助毕业设计利进行规定时间完成谨XX老师致诚挚谢意崇高敬意祝老师身体健康工作利
设计中然充分采纳老师学意见修改初次设计加身水限设计述程中难免错误请位老师批评指正
参考文献
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