组合铣床PLC控制(1).ppt

1,组合铣床PLC控制,电气工程系制作,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,2,,3,4,组合铣床PLC控制,,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,一、可编程控制器的诞生与发展二、可编程控制器的定义、特点与分类三、可编程控制器的组成与工作原理四、可编程控制器的编程语言与程序结构五、S7-200系列可编程序控制器性能简介六、编程元件及寻址方式七、位逻辑指令八、可编程控制器的编程规则九、绘制梯形图规则十、电机控制十一、逻辑展开图,5,一、可编程控制器的诞生与发展,1.产生1968年，美国通用汽车公司（GM）为改造汽车生产设备的传统控制方式，解决因汽车不断改型而重新设计汽车装配线上各种继电器的控制线路问题，要求制造商为其装配线提供一种新型的通用控制器。1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台可编程控制器，并在GM公司的汽车生产线上首次应用成功，取得了显著的经济效益。美国电气制造协会（NEMA）于1980年将它正式命名为可编程序控制器（ProgrammableController）简称PC。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,6,2.应用与发展目前比较著名的生产厂家有AB公司、GE电气公司、GM公司、TI仪器公司等。德国研制和应用也很迅速，其中著名的有西门子公司、BBC公司等。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,一、可编程控制器的诞生与发展,7,二、可编程控制器的定义、特点与分类,1.定义可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,8,2.特点（1）抗干扰能力强、可靠性高。（2）模块化组合结构，使系统构成十分灵活。（3）编程语言简单易学，便于掌握。（4）可进行在线修改，柔性好。（5）体积小，维护方便。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,二、可编程控制器的定义、特点与分类,9,3.分类（1）按I/O点数分类由I/O点数不同可分为微型机、小型机、中型机、大型机和巨型机五种。（2）按结构形式分类从结构上看，PLC可分为整体式、模版式及分散式三种形式。（3）按用途分类从用途上看，用于顺序逻辑控制、用于闭环过程控制、用于多级分布式和集散控制系统、用于机械加工的数字控制和机器人控制。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,二、可编程控制器的定义、特点与分类,10,三、可编程控制器的组成与工作原理,1．组成CPU模块、I/O模块、存储器、数据存储器、编程装置2．工作原理PLC采用循环扫描工作方式（1）PLC的扫描工作过程（2）数据输入/输出操作分为输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,11,四、可编程控制器的编程语言与程序结构,1．编程语言目前，PLC提供的编程语言通常有以下几种梯形图、指令表、功能图和功能块图。,,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,12,,2．可编程控制器的程序结构PLC程序由三部分构成用户程序、数据快和参数块。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,四、可编程控制器的编程语言与程序结构,13,五、S7-200系列可编程序控制器性能简介,属于小型可编程序控制器，是整体式结构的PLC。应用代替继电器的简单控制场合；复杂的自动化控制系统中；大型网络控制系统中。性能可靠性高，指令丰富，功能强，易于掌握、操作方便。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,14,六、编程元件及寻址方式,1．数据在存储器中的存取方式（1）位、字节、字和双字（2）数据的存取方式,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,15,2．常用编程元件的数据空间及寻址（1）输入映像寄存器（I）最大数据空间范围为I0.0～I15.7，Q、V、M、S、SM、L均可按位、字节、字和双字来存取。（2）输出映像寄存器（Q）最大数据空间范围为Q0.0～Q15.7。（3）位存储器（M）数据空间为M0.0～M31.7。（4）特殊存储器（SM）SM标志位提供了CPU和用户程序之间传递信息的方法。（5）定时器存储器（T）定时器是累计时间增量的编程元件。S7-200定时器精度有1ms、10ms、100ms三种。（6）计数器存储器（C）计数器是累计其输入端脉冲电平由低到高次数的一种编程元件。在S7-200中提供了三种类型的计数器增计数、减计数和增减计数。（7）顺序控制继电器（S）用于组织机器的顺序操作或进入等效程序段的步。S的数据空间为S0.0～S31.7。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,六、编程元件及寻址方式,16,七、位逻辑指令,1．触点指令（1）标准触点指令LD、A、O、LDN、AN、ON（2）立即触点指令LDI、AI、OI、LDNI、ANI、ONI,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,17,2．输出类指令（1）输出（2）置位与复位S、R（3）立即输出I（4）立即置位与立即复位SI、RI,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,七、位逻辑指令,18,3．其他指令堆栈概念（1）ALD指令（2）OLD指令（3）栈操作指令（4）取反（NOT）指令（5）跳变触点指令（6）空操作（NOP）指令（7）有条件程序结束（END）指令,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,七、位逻辑指令,19,八、可编程控制器的编程规则,1．在梯形图中只能出现输入继电器的触点，而不能出现输入继电器的线圈。2．梯形图中的各继电器的触点数量是没有限制的，可任意使用。3．可编程控制器采用串联工作方式。4．能流的流动方向只能从左到右，不能从右向左，也不能双向流动。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,20,九、绘制梯形图规则,1．梯形图的绘制顺序是从上到下，从左到右。2．梯形图中的触点，一般应当画在水平支路上，不应当画在垂直支路上；不含触点的支路应放在垂直方向，不放在水平方向。3．线圈不能直接与左逻辑母线相连。4．线圈的右边不能再接任何触点。5．所有未被使用的输出继电器都可以用作内部辅助继电器。6．梯形图中每个支路可串联的触点数、可并联的支路及可并联线圈的个数一般不受限制。7．使程序结构尽可能简单，完全不必为减少触点的使用次数使程序结构过于复杂。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,21,十、电机控制,1．电机长动控制接线图电机启停控制停止按钮的设计，热继电器常闭触点的设计,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,,,,22,2．电机正反转控制,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,十、电机控制,23,1.定义是一种具有严谨的I/O逻辑关系的解析图，踏板、反映了实际控制系统中输出与输入的严格对应关系，以这种直观的逻辑图解形式列写出的控制逻辑解析关系，具有结构简洁、合理，逻辑严谨、清晰特点。,十一、逻辑展开图,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,24,运用逻辑展开图，编制机床加工过程的PLC梯形图控制程序的步骤为（1）据机床加工过程控制要求，绘制逻辑展开图；（2）列写逻辑表达式；（3）编制PLC梯形图程序。组合铣床的控制过程示意图（论文集P43）,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,十一、逻辑展开图,25,组合铣床的控制过程示意图,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,十一、逻辑展开图,26,机床控制过程工艺要求1、加工状态（/0。00）（1）按钮/0.1（拉入工件）上述，完成一次正常加工。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,十一、逻辑展开图,27,2.调整状态（/0.01）分为拉料机构的“拉入拉出”，定位机构的“定位拔销”，“夹紧放松”，滑台机构的“向前向后”等相对独立的动作环节。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,十一、逻辑展开图,28,液压系统元件动作要求,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,十一、逻辑展开图,29,PLC的1/0地址表,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,十一、逻辑展开图,30,逻辑展开图的绘制方法根据控制对象的加工过程示意图和系统输入，输出元件动作要求，将若干个加工工步划分成若干个区间，展开一个加工周期的输入/输出的逻辑关系。在区间的界线或之间标定各输入信号（如控制按钮，行程开关和压力继电器）的动作区间，标定个执行元件（如电磁铁）的输出驱动信号的作用区间。然后，据输出的要求考察各瞬间输入信号是否需要暂存记忆。若需，则设定区间。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,十一、逻辑展开图,31,组合铣床加工过程的逻辑展开图。根据逻辑展开图，结合机床控制过程工艺要求，按照I0.00“加工状态”和I0.01“调整状态”，将整个控制逻辑分成三个程序段，可以写出控制方案逻辑表达式（学生自己写）根据逻辑表达式，编制S7200PLC梯形图控制程序。,沈阳职业技术学院ShenyangPolytechnicCollege,十一、逻辑展开图,