西门子6SE64202UD230BA1

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西门子6SE64202UD230BA1

机床刀架运动控制系统的设计（附PLC接线图和梯形图）

图1给出了钻削加工时刀架的运动示意图。刀架开始时在限位开关X4处，按下起动按钮X0，刀架左行，开始钻削加工，到达限位开关X3所在位置时停止进给，钻头继续转动，进行无进给切削，6s后定时时间到，刀架自动返回起始位置。

    在电动机正反转控制梯形图的基础上，设计出满足要求的PLC外部接线图和梯形图（见图2和图1）。为使刀架的进给运动自动停止，将左限位开关X3的常闭触点与控制进给的Y0的线圈串联。为了在左限位开关X3处进行无进给切削，用X3的常开触点来控制定时器T0的线圈，T0的定时时间到时，其常开触点闭合，给控制Y1的起保停电路提供起动信号，使Y1的线圈通电，刀架自动返回。刀架离开X3所在位置后，X3的常开触点断开，T0被复位。刀架回到X4所在位置时，X4的常闭触点断开，使Y1的线圈断电，刀架停在起始位置。

如何判断电动机能否直接起动

判断一台电动机能否直接起动，可用下面经验公式来确定： 
(1)
式中 I ST ——电动机全压起动电流，单位为 A ；
I N ——电动机额定电流，单位为 A ；
S —— 电源变压器容量，单位为 kVA ；
P —— 电动机容量，单位为 kW 。
通常规定：电源容量在 180kVA 以上，电动机容量在 7kW 以下的三相异步电动机可采用直接起动。

三相笼型异步电动机降压起动的方法有：定子绕组串电阻（电抗）起动； -Y —△降压起动 ；延边三角形降压起动；自耦变压器降压起动。降压起动的实质是，起动时减小加在电动机定子绕组上的电压，以减小起动电流；而起动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。

一、 定子绕组串电阻（电抗）起动控制线路

１．定子串电阻降压自动起动控制线路

（ a ）为电动机定子绕组串电阻降压自动起动控制线路。

电路的工作原理为：合上电源开关 QS ，按下起动按钮 SB1 ， KM1 得电并自锁，电动机定子绕组串入电阻 R 降压起动，同时 KT 得电，经延时后 KT 常开触头闭合， KM2 得电主触头将起动电阻 R 短接，电动机进入全压正常运行。
２．手动自动混合控制线路
二、自耦变压器降压起动控制线路
自耦变压器降压起动是指电动机起动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的起动电压。待电动机起动后，再将自耦变压器脱离，使电动机在全压下正常运行。
１．按钮、接触器控制自耦变压器降压起动控制线路
三、 星形——三角形降压起动控制线路
星形——三角形（ Y —△）降压起动是指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。 Y —△起动只能用于正常运行时为△形接法的电动机。
１．按钮、接触器控制 Y —△降压起动控制线路
图 2.19 （ a ）为按钮、接触器控制 Y —△降压起动控制线路。线路的工作原理为：按下起动按钮 SB1 ，KM1 、 KM2 得电吸合， KM1 自锁，电动机星形起动，待电动机转速接近额定转速时，按下 SB2 ， KM2 断电、 KM3 得电并自锁，电动机转换成三角形全压运行。
２．时间继电器控制 Y —△降压起动控制线路
图 2.19 （ b ）为时间继电器自动控制 Y —△降压起动控制线路，电路的工作原理为：按下起动按钮 SB1 ，KM1 、 KM2 得电吸合，电动机星形起动，同时 KT 也得电，经延时后时间继电器 KT 常闭触头打开，使得 KM2断电，常开触头闭合，使得 KM3 得电闭合并自锁，电动机由星形切换成三角形正常运行。

四、 延边三角形降压起动控制线路
延边三角形降压起动是指电动机起动时，把电动机定子绕组的一部分接“△”形，而另一部分接成“ Y”形，使整个定子绕组接成延边三角形，待电动机起后，再把定子绕组切换成“△”形全压运行。

移位指令——西门子S7系列PLC

 移位指令可以可以将累加器1 的低字或整个累加器的内容进行左移或右移一定的位数。二进制数左移一位相当于将原数值乘以2。右移一位相当于将原数值除以2。

    参数N 表示移位的次数。移出的空位根据不同的指令由0或符号位的状态填充。**后移出的位的状态同时被装入到状态字的CC1位，CC0和OV位被复位。

l     SSI  <number>   16位整数右移指令

l     SSD  <number>   32位整数右移指令

l     SLW  <number>  逻辑字左移指令

l     SRW  <number>  逻辑字右移指令

l     SLD  <number>   逻辑双字左移指令

l     SRD  <number>   逻辑双字右移指令

例3.8.1 

FBD符号：

                 

        STL指令格式： SSI  <number>

1．当使能输入端EN = 1时，执行整数右移指令。将来自输入端IN的16位整数右移N位后，由OUT端输出。

2．N端输入要移位的次数，如果N 大于16则其作用与N = 16 相同。

3．移出的空位由符号位的状态填充，如果是正数，以0填充，如果是负数，以1填充。

4．如果N不等于0，则执行该指令后，CC0和OV位总是等于0。

  5．ENO = EN

具有自切断功能的PLC定时器设计举例

通过切断与驱动程序的联系而自复位的定时器，常被叫做“自切断”定时器。它们是编程者“工具箱”里一个很有用的工具。下面例子不是一个完整的实际应用，而是经选择，突出“自切断”定时器的操作。

 

说明:

定时器T001连续运行，定时器线圈由它自己的常闭触点驱动。当定时器完成定时过程，线圈被激活，使定时器常闭触点无效，通路被打断，由此线圈不能通电。这个新状态也意味着常闭触点不能再通电。因此，**后情况是定时器复位并且自动地再次开始它的定时过程。

这是一个很快的响应。定时器的复位/置位会在程序的大约一次扫描(**多两次扫描)内发生。在如此短的时间内，定时器的连续置位和复位使定时器触点动作如同受脉冲激励。使用定时器T001的常开触点驱动ALT指令说明了这一点。每过20秒，Y001和Y002的输出状态互换。

在这个例子中，变化着的输出对配给杂志的线路进行切换，20秒的停顿用于杂志沿传送带下移并的停倒入等待盒中。这样能保证一个稳定的生产流程，这个过程很容易由照看杂志装箱的一个操作人员管理。

STEP7-Mirco/WIN梯形图程序的输入

1. 建立项目

（1）打开已有的项目文件。

常用的方法如下：

2        2        用菜单命令“文件”→“打开”，在“打开文件”对话框中，选择项目的路径及名称，单击“确定”，打开现有项目。

2        2        在“文件”菜单底部列出**近工作过的项目名称，选择文件名，直接选择打开。

2        2        利用Windows资源管理器，选择扩展名为.mwp的文件打开。

（2）创建新项目

2        2        单击“新建”快捷按钮。

2        2        菜单命令“文件” →“新建”。

2        2        点击浏览条中的程序块图标，新建一个项目。

2. 输入程序

打开项目后就可以进行编程，本书主要介绍梯形图的相关的操作。

（1）输入指令

梯形图的元素主要有接点、线圈和指令盒，梯形图的每个网络必须从接点开始，以线圈或没有ENO输出的指令盒结束。线圈不允许串联使用。

要输入梯形图指令首先要进入梯形图编辑器：

2        2        “检视”→单击“阶梯（L）”选项。

   接着在梯形图编辑器中输入指令。输入指令可以通过指令树、工具条按钮、快捷键等方法。

2        2        在指令树中选择需要的指令，拖放到需要位置。

2        2        将光标放在需要的位置，在指令树中双击需要的指令。

2        2        将光标放到需要的位置，单击工具栏指令按钮，打开一个通用指令窗口，选择需要的指令。

2        2        使用功能键：F4=接点，F6=线圈，F9=指令盒，打开一个通用指令窗口，选择需要的指令。

当编程元件图形出现在指定位置后，再点击编程元件符号的？？？，输入操作数。红色字样显示语法出错，当把不合法的地址或符号改变为合法值时，红色消失。若数值下面出现红色的波浪线，表示输入的操作数超出范围或与指令的类型不匹配。

（2）上下线的操作

2        2        将光标移到要合并的触点处，单击上行线或下行线按钮。

（3）输入程序注释

LAD编辑器中共有四个注释级别：项目组件（POU）注释、网络标题、网络注释、项目组件属性。

项目组件（POU）注释：在“网络1”上方的灰色方框中单击，输入POU注释。

2        2        单击“切换POU注释”  按钮或者用菜单命令“检视” → “POU注释”选项，可在POU注释“打开”（可视）或“关闭”（隐藏）之间切换。

每条POU注释所允许使用的**字符数为4,096。可视时，始终位于POU顶端，并在**个网络之前显示。

网络标题：将光标放在网络标题行，输入一个识别便于该逻辑网络的标题。网络标题中可允许使用的**字符数为127。

网络注释：将光标移到网络标号下方的灰色方框中，可以输入网络注释。网络注释可对网络的内容进行简单的说明，以便于程序的理解和阅读。网络注释中可允许使用的**字符数为4,096。

2        2        单击“切换网络注释”  按钮或者用菜单命令“检视” →网络注释，可在网络注释“打开”（可视）和“关闭”（隐藏）之间切换。

项目组件属性：用下面的方法存取“属性”标签。

2        2        用鼠标右键单击“指令树”中的POU →“属性”。      

2        2        用鼠标右键单击程序编辑器窗口中的任何一个POU 标签，并从弹出菜单选择“属性”。

属性对话框如图15所示。

  图15 属性对话框

 

“属性”对话框中有两个标签：一般和保护。选择“一般”可为子程序、中断程序和主程序块（OB1）重新编号和重新命名，并为项目指定一个作者。选择“保护”则可以选择一个密码保护POU，以便其他用户无法看到该POU，并在下载时加密。若用密码保护POU，则选择“用密码保护该POU”复选框。输入一个四个字符的密码并核实该密码。如图16所示。

图16  属性对话框保护标签 

 

（4）程序的编辑

1剪切、复制、粘贴或删除多个网络

通过用SHIFT键+鼠标单击，可以选择多个相邻的网络，进行剪切、复制、粘贴或删除等操作。注意：不能选择部分网络，只能选择整个网络。

2编辑单元格、指令、地址和网络

用光标选中需要进行编辑的单元，单击右键，弹出快捷菜单，可以进行插入或删除行、列、垂直线或水平线的操作。删除垂直线时把方框放在垂直线左边单元上，删除时选“行”，

或按“DEL”键。进行插入编辑时，先将方框移至欲插入的位置，然后选“列”。

（5）程序的编译

程序经过编译后，方可下载到PLC。编译的方法如下：

2        2        单击“编译”按钮或选择菜单命令“PLC”→“编译”（Compile），编译当前被激活的窗口中的程序块或数据块。

2        2        单击“全部编译”  按钮或选择菜单命令“PLC”→“全部编译”（Compile All），编译全部项目元件（程序块、数据块和系统块）。使用“全部编译”，与哪一个窗口是活动窗口无关。

编译结束后，输出窗口显示编译结果。

PLC如何成为工业控制三大支柱之一

  自1969年针对工业自动控制的特点和需要而开发的**台PLC问世以来，迄今已近30多年了 ，它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变，但又比同于顺序控制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用微机处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达形式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础地形象编程语言和模块化地软件结构，使用程序地编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很容易。用户买到所需PLC后，只需按说明书或提示，座少量地安装接线和用户程序地编制工作，就可以灵活而方便地将PLC应用于生产实践。而且用户程序的编制、修改和调试不需要具有专门的计算机编程语言知识。这样就破除了“电脑”的神秘感，推动了计算机技术的普遍运用。可编程控制器PLC在现代工业自动化控制中是**重视的**控制技术。

       PLC现已成为工业控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性高、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能、以易与计算机接口、能对模拟量进行控制，具备高速计数与位控等性能模块等优异性能，日益取代由大量中间继电器、时间继电器、计数继电器等组成的传统继电—接触控制系统，在机械、化工、石油、冶金、电力、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业得到广泛应用。PLC应用深度和广度已经成为一个国家工业**的重要标志之一。

功能：

1、逻辑控制

2、定时控制

3、计数控制

4、步进(顺序)控制

5、PID控制

6、数据控制：PLC具有数据处理能力。

7、通信和联网

8、其它：PLC还有许多特殊功能模块，

适用于各种特殊控制的要求,如：定位控制模块，CRT模块。

随着微电子技术的发展，20世纪70年代中期出现了微处理器和微型计算机，人们将微机技术应用到PLC中，更多的发挥计算机的功能，不仅用程序逻辑取代硬件连线，还增加了运算、数据传送和处理等功能，使其真正成为一种电子计算机工业控制设备，国外工业界在1980年正式命名其为可编程序控制器（Programmable Controller），简称PC，但是由于它和个人计算机（Personal Computer）的简称容易混淆，所以现在仍把可编程序控制器简称为PLC。

   进入20世纪80年代以后，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展，以16位和32位微处理器构成的微机化PLC得到了惊人的发展，使PLC在概念、设计、性能价格比以及应用等方面都有了新的突破。不仅控制功能增强，体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且模拟量I/O和PID控制、远程I/O和通信网络、数据处理以及图像显示也有了长足发展，所有这些已经使PLC应用于连续生产的过程控制系统，使之成为今天自动化技术支柱之一。