第6组毕业设计(1)

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准确地统计出被控对象所需I/O点数是PLC选型的基础，把各输入设备和被控设备详细列出，然后在实际统计出的I/O点数基础上加15%-20%的备用量以便今后调整和扩充。

多数小型PLC为整体式，除了按点数分成许多档次外，还要扩展单元。模拟式的PLC采用主机模块与IO模块、功能组合模块组合使用的方法，用户可以根据需要，选择和灵活组合使用主机与IO模块。

此外，IO点数确定好后，还要注意IO信号的性质、参数等，如输入信号电压的类

型、等级，输出信号的负载性质是交流的，还是直流的等。

2.2 PLC的特点及其优越性

2.2.1 PLC控制的优越性 1.与继电器控制系统的比较

传统的继电器控制只能进行开关量的控制，而PLC即可进行开关量控制，又可进行模拟量控制，还能与计算机联机成网络，实现分级控制。在PLC的编程语言中，梯形图是使用最广泛的语言。梯形图与继电器控制原理图十分相似，沿用了继电器电路的元件符号，仅个别地方有些不同。PLC与继电器控制系统相比主要有以下几点区别；

（1）组成的器件不同。继电器控制线路是由许多硬件继电器组成的，而PLC则是由许多“软继电器”组成。传统的继电器控制系统本来有很强的抗干扰能力，但其用了大量的机械触点，因物理性能疲劳、尘埃的隔离性及电弧的影响，系统可靠性大大降低。PLC采用无机械触点的逻辑运算微电子技术，复杂的控制由PLC内部运算器完成，故寿命长、可靠性高。

（2）触点的数量不同。继电器的触点数目少，一般只有4~8对；而“软继电器”可供编程的触点数有无限对。

（3）控制方法不同。继电器控制系统是通过元件之间的硬件来实现的，控制功能就固定在线路中。PLC控制功能是通过软件编程来实现的，只要改变程序，功能即可改变，控制非常灵活。

（4）工作方式不同。在继电器控制系线路中，当电源接通时，线路中继电器都处于受制约状态。在PLC中，各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中，每个“软继电器”受制约接通的时间是短暂的。

2.3 三菱FX2N—32MR型PLC对X62W万能铣床的改造

2.3.1 改造方法

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进行电气控制线路改造时，X62W万能铣床电气控制线路中的电源电路、主电路及照明电路保持不变，在控制电路中，变压器TC的输出及整流器VC的输出部分去掉，用可编程控制器实现，为了保证各种联锁功能，将SQ1～SQ6,SB1～SB6分别接入PLC的输入端，换刀开关SA1和圆形工作台转换开关SA2分别用其一对常开和常闭触头接入PLC的输入端子。输出器件分三个电压等级，一个是接触器使用的110V交流电压，另一个是电磁离合器使用的24V直流电，还有一个是照明使用的24V交流电压，这样也将PLC的输出口分为三组连接点。 3.2.2 PLC硬件设计

经过对X62W万能铣床的控制系统进行详细的分析可知，该系统需要输入点数为16点，输出点数为7点，根据输入输出口的数量，可选择三菱FX2N—32MR型PLC。所有的电器元件均可采用改造前的型号。

万能铣床各个输入/输出点的PLC I/O地址分配如下表所示

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 输入器件 SB1、SB2主轴启动 SB3、SB4快速进给 SB5-1、SB6-1停车 SB5-2、SB6-2制动 SA1换刀开关 SA2圆工作台开关 SA4 照明开关 SQ1 主轴冲动 SQ2 进给冲动 SQ3-1、SQ5-1 SQ3-2、SQ4-2 SQ4-1、SQ6-1 SQ5-2、SQ6-2左右进给 FR1 热保护触点 FR2 热保护触点 FR3 热保护触点 输入地址 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 序号 1 2 3 4 5 6 7 输出器件 EL照明 KM1主轴启动 KM2冷却泵 KM3正转 KM4反转 YC1主轴制动 YC3快速进给 输出地址 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 万能铣床的I/O接线下图所示

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2.3.2.PLC程序设计

根据X62W万能铣床的控制要求，设计该电气控制系统的PLC控制梯形图,（如下图所示）；该程序共有10条支路，反映了原继电器电路中的各种逻辑内容。在第1支路中，因SQ1和SB5、SB6都采用常闭触头分别接至输入端子X7、X2，则X7、X2的常开触点闭合，按下启动按钮SB1或SB2时，X0常开触点闭合，Y1、M0线圈得电并自锁，第4支路中Y1常开触点闭合，辅助继电器M1线圈得电，其常开触点闭合，为第5支路以下程序执行做好准备，保证了只有主轴旋转后才有进给运动。Y1的输出信号使主轴电动机M1启动运转。当按停止按钮SB5或SB6时，X2常开触点复位，Y1线圈失电，主轴惯性运转，同时X3常开触点闭合，Y5线圈得电接通电磁离合器YC1，主轴制动停转。第2支路表达了冷却泵电动机M3必须在主轴电动机M1启动运行之后才能运动的工作逻辑。第5、6、7、8支路表达了工作台六个方向的进给、进给冲动及园工作台的工作逻辑关系。向左进给时，SQ5被压合，常闭触点SQ5-2先断开，常开触点SQ5-1后闭合，X11闭合，Y3线圈得电，电动机M2正转，工作台向左运行。向右进给时，SQ6被压合，常闭触点 SQ6-2先断开，常开触点SQ6-1后闭合，X13闭合，Y4线圈得电，电动机M2反

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转，工作台向右运行。当需要向前或向下进给时，压动SQ3，常闭触点SQ3-2先断开，常开触点SQ3-1后闭合，X11闭合，Y3线圈得电，电动机M2正转，并通过机械机构使工作台分别向前或向下运行。当需要向后或向上进给时，压动SQ4，常闭触点SQ4-2先断开，常开触点SQ4-1后闭合，X13闭合，Y4线圈得电，电动机M2反转，并通过机械机构使工作台分别向后或向上运行。当圆形工作台转换开关SA2动作，第5、6支路的X5常开触点分断，第7支路中X5闭合，辅助继电器M2得电，使Y3线圈得电，电动机M2正转，圆形工作台旋转。当SA2复位时，辅助继电器M2失电，使Y3线圈失电，圆形工作台停止旋转。第9支路中反映了在电动机M2正转或反转时，只需按下SB3或SB4,X1常开触点闭合，电磁离合器YC2失电，YC3得电，工作台沿选定方向快速移动；松开SB3或SB4，则电磁离合器YC2得电，YC3失电，快速移动停止。该程序及PLC的硬接线不仅保证了原电路的工作逻辑关系，而且具有各种联锁措施，电气改造的投资少，工作两较小。

下图为X62W万能铣床PLC控制梯形图