專用鉆床的順序控制程序設計——Z3063型搖臂鉆床電控系統(tǒng)

專用鉆床的順序控制程序設計——Z3063型搖臂鉆床電控系統(tǒng),專用,鉆床,順序,控制程序,設計,z3063,搖臂,系統(tǒng) XXX 專用鉆床的順序程序控制設計 ——Z3063型搖臂鉆床電控系統(tǒng) 姓名 學號 學院 專業(yè)班級 指導教師 20XX年 04 月 13 日 III 專用鉆床的順序程序控制設計 摘 要：隨著科學技術的進步，生產力水平也在日益提高，保持著每年的高速增長。在我國，依舊使用著舊式機床，主要以人工控制和繼電器接觸式開關控制，傳統(tǒng)的機床效率低，精度也無法滿足現(xiàn)有的制造要求，所以這些機床的技術升級勢在必行。經過改造的PLC機床電氣控制系統(tǒng)不僅能夠增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性、降低勞動強度、提高勞動生產率，而且，與買新機床相比較，還能夠帶來經濟效益，在節(jié)約經濟成本的同時，提高了機床的整體性能和生產效率。 本文介紹的基于三菱FX3U PLC為控制單元的Z3063型搖臂鉆床電控系統(tǒng)的改造設計，相較于以傳統(tǒng)的由繼電器、接觸器組裝構成的自動化控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)具有編程簡單、線路簡單、功能強大、維修容易、抗干擾能力強、可靠性高等特點。普遍被運用于多個領域，所以對機床的改造升級是勢在必行。文中主要闡述了本課題研究的社會背景、意義和發(fā)展現(xiàn)狀等；并就控制系統(tǒng)總體方案設計、控制系統(tǒng)主要硬件選型、電路圖紙的繪制、PLC和人機界面軟件程序的編制，以及對程序的調試和基于MCGS的系統(tǒng)模擬運行詳細的介紹。 關鍵字：鉆床；改造； PLC；自動控制。 Sequence control design of a special drill machine Abstract：Along with the progress of science and technology, the level of productivity is also improving day by day, maintaining the annual high speed growth. In China, old machine tools are still used, mainly controlled by manual control and relay contact switches, so the upgrading of these machine tools is imperative. The electric control system of the modified PLC machine tool not only can enhance the stability of the system, reduce the labor intensity and increase the labor productivity, but also can bring economic benefits compared with the new machine tool. The design of the electronic control system of the Z3063 type rocker drill based on MITSUBISHI FX3U PLC as the control unit is introduced in this paper. It is compared with the traditional automatic control system composed of relay and contactor. The PLC control system has simple programming, simple line, powerful function, easy maintenance, strong anti-interference ability and reliability. Higher characteristics. This paper mainly expounds the social background, significance and development status of the research, and introduces the overall plan design of the control system, the main hardware selection of the control system, the drawing of the circuit drawings, the compilation of PLC and the software program of the human-computer interface, and the detailed introduction of the debugging of the program and the simulation of the system based on the MCGS. Key words：machine tool; Modification; PLC; Automatic control 目錄 第一章 緒論 1 1.1課題研究的意義和目的 1 1.2課題研究的國內外現(xiàn)狀 2 1.3課題研究的內容 2 第二章 系統(tǒng)整體方案的設計 4 2.1 Z3063型搖臂鉆床的PLC控制系統(tǒng)介紹 4 2.2 系統(tǒng)總體方案的設計 5 第三章 PLC系統(tǒng)的硬件部分 6 3.1 可編程控制器PLC的概述與選型 6 3.1.1 PLC系統(tǒng)簡述 6 3.1.2 PLC選型 6 3.2變頻器的選擇與應用 8 3.3其他PLC外圍設備的選擇 9 3.4 可控編程器的I/O端口分配 10 3.5電氣接線圖 11 第四章 PLC控制系統(tǒng)的程序編制 13 4.1 PLC程序設計 13 4.1.1 編程軟件介紹 13 4.1.2 程序流程圖 14 4.1.3程序編程的實現(xiàn) 15 4.2 人機界面設計 24 4.2.1 畫面組態(tài) 24 第五章 控制系統(tǒng)的調試與實驗 25 5.1硬件調試 25 5.2 軟件調試 25 總結 28 參考文獻 29 致 謝 30 31 第一章 緒論 1.1課題研究的意義和目的 機床的定義是：生產機器或機器零部件的機器，也叫工作機或工作母機。自十五世紀機床雛形的出現(xiàn)至今以來，經過數(shù)世紀的發(fā)展機床控制技術也得到了長足的進步，從最初的手動控制到半自動、全自動控制；機床的類型也由單一的車、銑、刨、磨，發(fā)展到組合機床以及后來的加工中心—數(shù)控機床。 現(xiàn)如今，隨著制造業(yè)的技術不斷創(chuàng)新與發(fā)展，社會生產力也相應的在提高，相對于十年前已經有了很大的進步，但還是有許多需要改進的地方。傳統(tǒng)的機床有著精度低，效率慢的特點，而且最主要的事不能大批量的生產零件，存在機床工人疲勞度的問題，致使每一個零件都不會做到完全相同和達標，所以這些都是有待于提高和反思的地方。 機床升級優(yōu)化的意義： 1）節(jié)省成本。?現(xiàn)在市面上一臺新的數(shù)控機床往往在幾百萬元或上千萬元不等，而對舊機床改造就很劃算了，花費在一臺新機床的40%，越是大型或昂貴的機床體現(xiàn)的更加明顯。 2）性能穩(wěn)定可靠。原有的機床電氣系統(tǒng)大都是采用繼電器、接觸器系統(tǒng)，與之相比較，PLC控制系統(tǒng)簡化了系統(tǒng)硬件，接線簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定性也得到了很大的提高。??? 3）?提高生產效率。?現(xiàn)在市面上流行的新型機床相對于傳統(tǒng)機床來說，效率提升在300%~500%之間，所以一旦舊機床得以改造，可以大大提高生產效率。 通過本課題的研究，可以讓我能夠熟練的將大學四年所學的知識真正的融入到設計中，這不僅培養(yǎng)了我的動手實踐能力，也是對四年學習生涯的一次總結，學到的知識就應該運用于實踐當中。學會機械與電子的相結合，這也是當前社會發(fā)展中比較有前景的一個行業(yè)，也就是機電一體化設計，“機”指的是機器，“電”當然指的就是電子技術了。運用這些去解決一些社會中的問題，優(yōu)化方案。。 1.2課題研究的國內外現(xiàn)狀 本次對專用鉆床的程序設計是基于PLC進行設計的，目的是提高機床的自動化程度和精度。隨著大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路的發(fā)展，微電子技術已經相當?shù)某墒欤⑶疫\用于各個領域，對生產力的提高也起到了很大的作用。PLC不僅功耗和體積小，可靠性高，而且成本也是相當?shù)偷摹Ｔ偌由蠙z測方便，便于維修和更換。PLC技術具有廣大的市場前景和提升空間，作用于機床上，對提高機床的精度和靈敏度起著舉足輕重的作用，其次是生產效率提高了機床的自動化，降低了人工成本，解放勞動力。 現(xiàn)在，世界上有很多家PLC生產廠家，PLC的種類也是相當?shù)姆倍?，分類也比較明確，各有各的特色及用途。PLC微電技術，大多掌握在發(fā)達國家，這些國家牢牢把控著核心技術，不過隨著改革開放，政府對科研方面的巨大投入，現(xiàn)已日漸成效，經過十幾年的發(fā)展，我國的PLC生產廠家已經由最開始的一兩家慢慢的發(fā)展到目前三十多家的樣子，可是在一些PLC的高端技術領域，我們國家的核心技術依然沒有掌握，這些技術被國外發(fā)達國家所壟斷，主要依賴于進口。隨著時間的推移，我們國家的科學技術發(fā)展和一些本土優(yōu)勢，我相信，這些技術很快便能掌握，打破國外的技術封鎖。 我國傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的自動化程度還是普遍較低，比如機械行業(yè)中80%以上的設備仍然還是采用最傳統(tǒng)的繼電器和接觸器控制，這樣是沒有辦法提高生產能力的。加入世貿組織后中國才開始日益成為世界新的制造業(yè)基地，為制造業(yè)打開一扇新的大門，制造業(yè)的控制程序還是主要以邏輯控制為主，大量傳統(tǒng)產業(yè)的自動化改造也是迫在眉睫。將傳統(tǒng)的機械式機床與現(xiàn)在已經成熟的PLC控制技術相結合，能夠大大提高工廠的生產效率和質量，降低操作難度。 1.3課題研究的內容 本課題研究的是Z3063型搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)改造項目,改造后的PLC控制系統(tǒng)要求能夠實現(xiàn)主軸和進給電機的多段可調速正反轉和冷卻水泵的工頻運行以及工件的自動固定。系統(tǒng)自動運行一旦啟動，工件加工完全自動完成，中間除了上下料（工件）其余不需要任何人為干預。 本課題的設計內容主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1.系統(tǒng)整體方案的設計，主要包括系統(tǒng)的主要功能和總體方案設計； 2.選擇和設計該系統(tǒng)的硬件，系統(tǒng)硬件主要包括主要元器件選型和電路圖設計； 3. PLC控制系統(tǒng)編程：包括編程軟件的引入，程序流程圖，PLC程序設計以； 4. MCGS人機界面組態(tài)； 5. 控制系統(tǒng)的調試：主要為PLC程序的調試和MCGS模擬運行。 第二章 系統(tǒng)整體方案的設計 2.1 Z3063型搖臂鉆床的PLC控制系統(tǒng)介紹 本課題研究的是Z3063型搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)改造項目,說的簡單一點就是將原有的繼電器、接觸器方式控制機床加工升級成為為電氣（PLC）控制系統(tǒng)控制機床的運動及加工。改造后的系統(tǒng)被控制單元依然保持不變，依然包含機床內部的主軸電機、進給（主軸升降）電機和工件固定平臺這三個部分，與原有系統(tǒng)相比較，PLC控制系統(tǒng)具有以下特點: 1、主軸電機采用變頻器驅動，可以實現(xiàn)主軸電機的多段速無極調速。主軸電機下降執(zhí)行鉆孔工作時，主軸電機低速正轉；完成鉆孔工作，主軸電機上升返回時，主軸電機高速反轉。 2、進給電機采用變頻器驅動，可以實現(xiàn)主軸電機的多段速無極調速。主軸電機下降執(zhí)行鉆孔工作時，進給電機低速正轉；完成鉆孔工作，主軸電機上升返回時，進給電機高速反轉。 3、冷卻水泵工頻運行，其啟停動作隨主軸正轉，完全同步。 4、工件固定：與舊系統(tǒng)的手工工件固定不同，改造后的工件采用電磁吸力固定。當工作臺檢測到有工件存在時，電磁鐵充電，工件固定機構將工件抱緊、固定；鉆孔工作完成后，電磁鐵失電，工件松開、取走。 5、不同于舊系統(tǒng)的多處都需要手工操作，改造后的控制系統(tǒng)除了上、下料（工件）需要人工外，其余工作都不需要人的參與，全部自動完成。主軸電機和進給電機完全同步，啟動/停止動作通過升降架上的兩個限位實現(xiàn)。 6、系統(tǒng)報警：如果系統(tǒng)出現(xiàn)緊急狀況按下急停按鈕或者電機發(fā)生故障時，系統(tǒng)會通過報警燈發(fā)出報警。 7、系統(tǒng)運行：在無報警狀態(tài)下，系統(tǒng)可以通過啟動和停止按鈕控制系統(tǒng)運行，并通過運行燈指示系統(tǒng)狀態(tài)。鉆床所有的工作必須系統(tǒng)運行狀態(tài)下才能完成。 2.2 系統(tǒng)總體方案的設計 通過以上分析得知，本系統(tǒng)包含控制單元PLC、被控對象 (電機、固定磁鐵)、操作按鈕、檢測單元 (接近傳感器)四個部分。其中，主軸和進給電機是三相異步電機，由變頻直接驅動，其啟停和正反轉控制是用兩個中間繼電器通過控制變頻器的工作方式來來實現(xiàn)的；冷卻泵則采用接觸器直啟方式。確定了系統(tǒng)組成后，就要根據(jù)系統(tǒng)要求配置出相應的供電電源。本次設計中我選擇傳統(tǒng)的工廠供電方式（三相四線制供）作為系統(tǒng)的供電電源，直流24V為控制電源。。另外，為了保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在這里我引入了一個380V/220V的隔離變壓器。綜上，本系統(tǒng)的整體設計方案就自然而然的顯現(xiàn)出來了，所以圖2.1所示就是我做出的系統(tǒng)整體設計方案圖。 圖2.1 系統(tǒng)新設計方案擬定圖 第三章 PLC系統(tǒng)的硬件部分 3.1 可編程控制器PLC的概述與選型 3.1.1 PLC系統(tǒng)簡述 可編程存儲器，是輸入一種電信號，經過處理轉化成為另一種電信號輸出至控制元件，進而實現(xiàn)機床的各種指令操作。70年代初的微處理器的出現(xiàn)。因為可編程控制器增加了計算、數(shù)據(jù)傳輸和處理這些功能，而且隨著成本的降低，使人們更快就接受和適應了可編程序控制器的發(fā)展》。PLC技術本身就是依靠于計算機技術的支持，隨著21世紀計算機領域的飛速發(fā)展，PLC也朝著普及化，小型化方向發(fā)展。計算的速度非常高，抗外干擾能力非常強，可以進行大量的仿真操作、性能特別好，還可以抗擊外部的干擾。 在1980年代初，在發(fā)達國家已經開始廣泛的使用可編輯控制器，大大提高了生產效率和降低了生產成本，給工業(yè)制造業(yè)帶來了飛速發(fā)展的契機，增加了國家的GDP值，隨著這些技術被越來越多的國家掌握，全世界掀起了一股創(chuàng)新型產業(yè)發(fā)展的熱潮。 80~90年代PLC的發(fā)展維持在30~40之間的增長過程，而到了90至21世紀初，可編程控制器的開發(fā)更適合現(xiàn)代工業(yè)。此時的計算機變得異常普及，隨著科學技術的發(fā)展，PLC的功能朝著多個方向在很多地方得以運用?，F(xiàn)在的PLC技術是工業(yè)組成的一個重要分支，是工業(yè)生產不可或缺的一個環(huán)節(jié)。 PLC語言編寫簡單，可以實現(xiàn)的功能多，得到了大多數(shù)工程師認可。在諸多實際生產中，都是采用這一語言。 由工業(yè)控制編程語言標準國際電工委員會(IEC1131-3)發(fā)布的，PLC現(xiàn)在一共有五種標準分區(qū)，分別是：梯形圖語言(LD)和指令表語言(IL)，語言的功能模塊(增)，順序功能圖語言(證監(jiān)會)，文化語言(ST)的結構。 3.1.2 PLC選型 從第二章的描述中得知本系統(tǒng)的被控對象由指示燈和電機組成，分析其被控過程就可以得到系統(tǒng)最小的I/O需求： 1、指示燈：本系統(tǒng)的一共有報警指示和運行指示兩個指示燈。 與報警相關聯(lián)的I/O：報警指示（占用1個數(shù)字量輸出）；急停按鈕（占用1個數(shù)字量輸入）；變頻器報警（占用1個數(shù)字量輸入）。 與系統(tǒng)運行相關聯(lián)的I/O：運行指示（占用1個數(shù)字量輸出）；啟動按鈕（占用1個數(shù)字量輸入）；停止按鈕（占用1個數(shù)字量輸入）。 2、電機：本系統(tǒng)一共有三個電機，主軸電機、進給電機和冷卻泵電機。 與電機相關聯(lián)的I/O：電機正轉（占用1個數(shù)字量輸出）；電機反轉（占用1個數(shù)字量輸出）；進給電機下降到位檢測（占用1個數(shù)字量輸入），上升到位檢測（占用1個數(shù)字量輸入）；冷卻泵則只有1個輸出動作（占用1個數(shù)字量輸出）。 3、固定機構：包含2個I/O，1個是元件檢測（占用1個數(shù)字量輸入），另1個是電磁鐵抱緊（占用1個數(shù)字量輸入）。 綜上所述，統(tǒng)計出本系統(tǒng)的真正I/O需求，即7個數(shù)字量輸入、8個數(shù)字量輸出。 根據(jù)PLC對的功能和I/O數(shù)量要求，我選擇日本三菱公司生產的FX3U-32MR PLC主機來作本系統(tǒng)的控制單元。 FX系列PLC不僅具有邏輯選項和定位控制的功能，而且運行速度快捷，功能先進。FX3U是16至256點的輸入/輸出選項; 可用于多種基本組件之間的連接，定位控制，模擬控制等特殊應用，是一款可滿足多種需求的可編程控制器;。 圖3.1 第三代小型PLC控制器 它具有數(shù)個快速指令，還有多個簡易指令和快速處理指令，還包含中斷輸入指令，直接輸出數(shù)字，輸入濾波常量變化數(shù)量等便捷指令。還有一些其他的指令：數(shù)據(jù)對齊，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)檢索，三角函數(shù)，浮點數(shù)，平方根等小數(shù)點的一些指令。再就是一些特別指令，譬如串行數(shù)據(jù)輸入，ASCII碼打印，十六進制的轉換算法，脈沖輸出等外部設備。 圖3.2 FX3U-32MR的展示 3.2變頻器的選擇與應用 變頻器是變頻技術和微電子技術的主要應用，通過更改電機的功率來控制交流電機的功率控制裝置。 微處理單元由整流器（AC到DC），用于濾波的主逆變器，整流器（DC到AC），制動單元，驅動單元和檢測單元組成。也通過更改電源電壓的功率來達到想要的目的，依據(jù)電機的實際需要來控制它們需要電源電壓，從而節(jié)約電能，達到快速控制的目的，另外，還有驅動器具體的安全保護功能，如電流過大，電壓過大，電壓負荷保護等。伴隨著工業(yè)自動化的不斷改進，逆變器也被得到了廣泛使用。 變頻器主要是為了調節(jié)頻率，改變波長為電動機提供合適和可變的電源，實現(xiàn)電機的多級和無極變速，起到一個調速的作用。而且變頻器也是一個保護器，當機器出現(xiàn)過熱或者是過載時，就會切斷電源，進而保護電路和設備，不至于損壞。隨著技術的發(fā)展，現(xiàn)在的生產變頻器的成本降低，被廣泛運用于各個領域。 圖3.3 系統(tǒng)選用的變頻機器 變頻器的功能以及性能主要展現(xiàn)在以下幾個方面： 1.速度控制：能夠進行簡單的速度控制，起到調速的作用； 2.速度操控：這里所說的操控，是對速度總體的控制，包括快慢，正反轉，及運行時間的控制，是一般其它電氣無法解決的； 3.節(jié)能：特別是在滿載運行時，比較具有節(jié)約能源的效果，在風機水泵上體現(xiàn)尤為明顯，節(jié)點率達到20%---60%； 4.改善機床工作過程和精度：變頻器的使用大大提高了機床的精度，可以做到符合公差范圍內位置變動； 5.電機影響率：電機啟動時，對電流電壓影響較少，也起到了保護電路的作用。 這種系統(tǒng)采用三菱變頻器FR-D700經濟型以及高性能變頻器控制電機，接的線圖如下圖所顯示： 圖3.4 FR-D700系列變頻器功能以及性能圖 3.3其他PLC外圍設備的選擇 根據(jù)第二節(jié)得知了本系統(tǒng)PLC的I/O總數(shù)，下面就是PLC外圍設備的選擇了： 1、3個控制按鈕。1個常開型急停按鈕，2個1常開按鈕。 2、接近傳感器。選用3線制接近開關。 3、中間繼電器。線圈驅動電壓：AC220V；觸點額定電流：2A。 4、指示燈。額定電壓AC220V。 5、電磁鐵。額定電壓AC220V。 以下將就比較復雜的接近傳感器做一個簡要選型說明。 接近傳感器分為兩種，一種是利用光學原理，通過光學元件感知光源，進而實現(xiàn)信號的傳遞，另一種是聲波傳感，利用聲波折射原理，通過傳回聲波所用的時間進而判斷與物體的距離。接近式傳感器的出現(xiàn)擺脫了傳統(tǒng)的接觸式傳感器，大大提高了，設備的靈敏度，它能夠檢測到物體的移動和運動速度，并將這些信息轉化為電信號，傳輸給控制系統(tǒng)。這種接近式開關又分為很多種，根據(jù)原理的不同分為渦流式開關，傳感式開關，霍爾接近式開關，光電式開關等。本次畢業(yè)設計所選用的接近開關為有源3線式接近開關，原理是通過磁感生電的方式，當磁鐵或者鐵質觸發(fā)器靠近開關磁場時切割磁感線產生微弱電流，通過磁力作用和開關內部磁力閉合，傳遞電信號。 3.4 可控編程器的I/O端口分配 在PLC選型時，已經確定了本系統(tǒng)所需要的的I/O總數(shù)（7DI/7DO），剩下的就是進行合理的I/O安排了。表3.1為我為本次設計做出的I/O分配。 表3-1基于PLC的翻轉控制系統(tǒng)設計IO表 序號 名稱 PLC端子 說明 1 急停按鈕SBE X0 急停按鈕 2 急停按鈕SB1 X1 系統(tǒng)啟動 3 急停按鈕SB2 X2 系統(tǒng)停止 4 變頻器故障信號 X3 變頻器報警 5 接近開關SQ1 X4 下降（進給）到位 6 接近開關SQ2 X5 上升（后退）到位 7 接近開關SQ3 X6 工件檢測 8 中間繼電器KA1 Y0 主軸正轉 9 中間繼電器KA2 Y1 下降（進給） 10 中間繼電器KA3 Y2 主軸反轉 11 中間繼電器KA4 Y3 上升（后退） 12 交流接觸器KM1 Y4 冷卻泵運行 13 電磁鐵YA1 Y5 工件固定 14 指示燈L1 Y10 運行指示 15 指示燈L2 Y11 報警指示 3.5電氣接線圖 參照本畢業(yè)論文設計的系統(tǒng)功能需求設計出如圖3.5、3.6所示的電氣原理圖。 圖3.5 電氣原理圖-主電路 圖3.6 電氣原理圖–PLC控制電路 第四章 PLC控制系統(tǒng)的程序編制 4.1 PLC程序設計 4.1.1 編程軟件介紹 三菱公司免費提供了編程軟件GX Developer，供設計人員進行PLC編程，軟件界面如下圖： 圖4.1 GX Developer界面 GXDeveloper軟件它是屬于三菱PLC編程軟件里的一種，，它可用多種可編程控制器。其優(yōu)點在于： 1.軟件的互通性，GXDeveloper可以制作多種系列可編程控制器，并且在制作結束后可以根據(jù)你所需要的文檔格式進行轉換，方便了設計與使用，簡化了設計流程。 2.通過Windows的優(yōu)點，可以將從Excel或者Word中的復制過來的數(shù)據(jù)拿來應用，方便了設計信息的保存和調用，滿足了大多開發(fā)者的需求。 3.程序的標準性 (1)標號編程：它有一個固定的編程流程，是按照序號依次有序的進行，可以更加方便、實際的依照標號編程就能夠做出的可編程控制器程序。 (2)宏：可以在將已經操作過的回路模式加以簡單的命名到文檔上保存起來，下次如果有需求的話只要輸入你命名的命名或者是文件名就能讀取出相應的回路模式就可以直接使用。 4.不管是簡單情況下還是在連接對象的指定被創(chuàng)建成復雜的系統(tǒng)的情況下，都可以和其它站點很好的鏈接，實現(xiàn)了大規(guī)模的自動化一體化的設計流程，在后期應用于實際的生產過程中也方便了操作。 5.與CPU的連接方式有許多種； (1)可以通過串行通訊口進行連接，功能比較多元化，方便了與外部設備連接與使用。 (2)通過USB與電腦端口進行對接和調試 (3)通過許多種計算機插板進行連接，包括MELSECNET() 計算機插板、Ehernet計算機插板、 CC-Link計算機插板、CPU計算機插板等 6.調試功能的多樣性 本軟件的調試功能直接不需要連接控制器，不用對制作條的使用順序進行排序，這是因為軟件本身已經和梯形圖的邏輯測試功能相連接，可以更加方便快捷的操作。如果在制作過程中數(shù)據(jù)有錯誤的情況下，軟件會提示出錯誤原因和信息，大大減少了操作時間。 4.1.2 程序流程圖 程序流程圖又稱程序框圖，是用統(tǒng)一規(guī)定的簡單符號描述程序運行過程具體步驟，用簡易圖形及其文字描述使其能夠更好的讀懂和了解程序。通常，我們在開始編寫程序的時候都會提前設計一套整體程序的流程圖，相當于，寫作文的提綱，這樣我們就可以先對控制系統(tǒng)有一個大概的了解和認識，再接下來我們就根據(jù)所設計的程序流程圖的步驟來進行程序的編程，這樣一步一步的設計想法可以讓操作過程變得簡單，也可以讓我們分步進行，理清楚思路。 圖4.2 程序流程圖 4.1.3程序編程的實現(xiàn) 1）新建工程。打開GXDeveloper編程軟件，單擊“新建”按鈕，屏幕自動彈出一個“新建工程” 對話框，如圖4.3所示 圖4.3 新建工程窗口 2）定義PLC類型。在如圖4.3所示的“新建工程”對話框中需要定義PLC類型，PLC類型的定義分兩步走。首先點擊“PLC系列”選擇出的倒三角形按鈕彈出下拉列表，通過調整右側滾動條的位置找到所需的PLC系列，然后用鼠標左鍵點擊選中（本次設計選擇的是FXCPU）；選擇完PLC系列后，就是選擇PLC類型了，在“PLC類型”處用同樣的方法就可以選擇出所需型號的PLC了，本次設計選擇的是FX2N(C）。選擇完畢后點擊“確定”按鈕，PLC類型定義完畢。如圖4.4所示。 圖4.4 定義PLC類型 3）添加軟元件注釋。在GXDeveloper編輯界面中，雙擊“軟元件注釋”的下級菜單“COMMENT”主編輯框就會彈出“軟元件注釋”窗口，在該窗口可以選擇顯示需要的軟元件，并點擊“顯示”，然后在相應的注釋位置添加軟元件的注釋。如圖4.5所示。 圖4.5 全局軟元件注釋窗口 4）PLC編程。在GXDeveloper編輯界面中，雙擊“程序”的下級菜單“MAIN”主編輯框就會彈出“程序編輯”窗口，在該窗口就可以編輯PLC程序了。如圖4.6所示。 圖4.6 程序編輯窗口 根據(jù)系統(tǒng)功能要求，編寫出以下PLC程序，如下圖所示。 4.2 人機界面設計 圖4.7 MCGS實物圖 4.2.1 畫面組態(tài) 系統(tǒng)采用MCGSTPC K系列觸摸屏。昆侖通態(tài)公司免費提供觸摸屏編程軟件MCGSE7.2下載，軟件具體使用法見《參考手冊》和《用戶指南》。 按照功能進行人機界面設計，見下圖： 圖4.8 主界面 第五章 控制系統(tǒng)的調試與實驗 5.1硬件調試 本系統(tǒng)的變頻器選用模擬量控制方法，具體設定程序如下： 圖5.1 變頻器參數(shù)的設定 5.2 軟件調試 1、PLC調整與試驗 系統(tǒng)編程完畢之后要檢查編程是否正確，進行程序的調試，如果有錯誤，檢查原因，總結出來，做一個簡單的分析，以至于下次不會犯同樣的錯誤。 圖5.2 程序的編譯方法 2、組態(tài)軟件的模擬運行 為了模擬PLC系統(tǒng)的操作，可以選擇一個組態(tài)軟件進行一個仿真模擬實驗，通過這個來判定所編寫的程序是否合格。因此我組態(tài)了一個模擬運行畫面，并在 畫面屬性/循環(huán)腳本中編輯了一段仿真運行腳本程序，如圖5.3所展示。 圖5.4 腳本編輯 模擬運行腳本編輯結束保存后，進入模擬運行環(huán)境，在該環(huán)境下，就可以就可以進行模擬運行實驗了。具體詳見模擬運行視頻。 總結 緊張、忙碌而有充實的畢業(yè)論文設計已經接近尾聲，同時也是我自己大學生涯快要結束的預示?；仡欉@四年大學生活，我們上了很多的課程，學習了不少知識，也大大小小的做過一些設計。與以往設計不同，本次的畢業(yè)設計是最大，也是最難的一次設計，它是我們步入社會前的最后一項考核，是對我們大學里所學到的知識的一次綜合考試，也是我們對自己大學四年的一個交代，更是對自己所學知識靈活運用能力的提高。 在本次的畢業(yè)論文設計中，我是真的可以說是受益匪淺，雖然在這次的設計中遇到了很多的困難，有點讓人不知所措，有時甚至在做夢中都在想著解決的方案，但是有壓力才有動力，不管是從圖書館還是網絡上，都學到了很多課本外的相關知識，也享受著難題解決后那種成功的喜悅?？偟膩碚f本次設計讓我對三菱PLC軟件有了可更多的了解，從開始片面的了解，到現(xiàn)在的認識，都有很大一部分提升。所以這次學習中讓我學的很多，不僅豐富了自己對PLC的了解，還熟悉了對硬件電路設計、軟件設計的一整套東西，培養(yǎng)了我自己自主學習的能力，也拓寬了我的視野，見識到了我之前從未了解過的知識點。提高了我對梯形圖的認知和編寫能力，更讓我學會自己操手去做，也增多了我的設計經驗，有了自己得實踐結果，讓我對未來充滿了希望，為我以后在外工作打好了基礎。 參考文獻 [1] 高安邦,高家宏,孫定霞.機床電氣PLC編程與實例.[N].北京:機械工業(yè)出版社,2014. [2] 朱伯欣.德國電氣技術.[N].上海:科學技術出版社,1992. [3] 張華龍.圖解PLC與電氣控制入門.[M].北京:北京人民郵電出版社,2008.9. [4] 吳宗澤.機械設計實用手冊.[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002. [5] 漆漢宏.PLC電氣控制技術.[M].北京:機械工業(yè)出版社,2012.5. [6] 廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應用.[M].重慶:重慶大學出版社,2001.2. [7] 劉艷梅.三菱PLC基礎與系統(tǒng)設計.[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009.8. [8] 陳立定. 電氣控制與可編程控制器的原理與應用[M]北京:機械工業(yè)出版社,2005.5. [9] 張興國.可編程序控制器技術及應用.[M]..北京:中國電力出版社,2006. [10] 高春甫.三菱可編程序控制器應用技術.[M].北京:機械工業(yè)出版社,2010.1. [11] 馮垛生.變頻器的應用與維護.[M].廣州:華南理工大學,2009.1. [12] 馮垛生.電力拖動自動控制系統(tǒng).[M].廣州:廣州高等教育出版社,1998. [13] 羅偉,陶艷.PLC與電氣控制[M].北京:中國電力出版社,2012. [14] 廖常初.FX系列PLC編程及應用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2013. [15] 陳建明.電氣控制與PLC應用[J].電子工業(yè)出版社，2014 [16] 于加榮．工業(yè)自動化控制的現(xiàn)狀及趨勢探析[J]．電子世界．2014．05 [17] 三菱電器公司.《三菱FX系列可編程控制器編程手冊》.2001 [18] 北京昆侖通態(tài)公司.《mcgsTpc 初級教程》.2009.2 致 謝 至此，本次畢業(yè)設計也就接近了尾聲，大學四年的學習生涯也就意味著即將結束，從最開始的選題，到搜集資料，再到定稿，總共花費三個月的時間。 在選題的時候因為出于對李天恩老師的信任與佩服，所以選擇了他作為畢業(yè)設計的指導老師，老師曾經給我?guī)н^材料基礎這門課程，每次上課我都十分認真的在聽講，生怕錯過每一個小的知識點，在做畢業(yè)設計這段時間里，老師也是經常指導我，從大體的框架，到一些細節(jié)上的東西，都一一給我指了出來，這對我來說是莫大的幫助，如果沒有老師的這番細心指導，我估計我的畢業(yè)設計完成的也不會有這么輕松。 通過本次畢業(yè)設計，我學習到了許多新的知識點，這些都是我平時在課堂上學習不到的，論文里面好多的知識點都是我翻閱圖書館里的資料，或是在網上查詢，這樣通過自己的努力所查詢到的知識，更容易理解和吸收，因為選擇的論文題目，和我的專業(yè)并并不是百分之一百的對口，所以需要學習的地方還有很多，在剛上大學的時候就對單片機和C語言編程特別感興趣，期間還參加過電氣系的興趣小組一起學習和研究這些新奇的東西，最后也做出了特別滿意的東西，這次的畢業(yè)設計也是一樣的，這是我感興趣的東西，我相信我一定能做好，我特別有信心完成這一件事情，讓我的大學不再留有遺憾。PLC技術在以后可以運用的范圍也會越來越廣，我所能接觸到的，也只是冰山一角，以后需要學習的地方，依然還有很多，有付出就勢必會有回報，學習到的知識在以后的工作中并不一定能派上用場，但是學習方式保留下來，這對我以后的工作和生活帶來巨大的幫助。 再次感謝老師和同學們在此期間對我的幫助，感謝生活中能與各位一起學習生活，更要感謝學校對我的培養(yǎng)和教育。