基于mm420变频器和S7200刨床模拟控制

目 录 摘要 .2 前言 .2 第一章 绪论 .2 1.1 龙门刨床简介 .2 1.2 PLC 的基本概念 .3 1.3 本文研究的目的及意义 .4 第二章 B2012A 龙门刨床的基本情况 .5 2.1 基本结构 .5 2.2 工作过程 .5 2.3 B2012A 龙门刨床的运动分析 .5 2.4 传动系统 .6 第三章龙门刨床对控制系统的要求 .7 3.1 要求有宽广的调速范围 .7 3.2 电气控制电路能保证机床可靠地自动工作 .7 3.3 工作台能够按照需要实现自动往返循环 .7 3.4 工作台速度调整，且无须停车 .8 3.5 刀架能自动进给和快速移动 .8 3.6 系统的机械特性要有一定的硬度 .8 3.7 有必要的联锁保护 .8 第四章变频器的选型 .8 4.1 变频器参数介绍 .8 第五章 B2012A 型龙门刨床 PLC 控制系统组成 .9 5.1 龙门刨床的特点 .9 5.2 PLC 类型选定 .10 5.3 西门子 S7-200 PLC.11 5.4 PLC 控制接线图 .12 5.5 设计控制程序 .12 结论 .16 参考文献： .16 致谢 .16 2 摘要 分析了龙门刨床的运动特点，利用 PLC 和变频技术对 B2012A 型龙门刨床进行自动化改造，以 提高其加工效率和精度。 关键词：龙门刨床；S7-200PLC；MM420 变频器。 前言 龙门刨床是机械工业的主要工作母机之一，在工业生产中占有重要的位置。其电气控制系统包 括工作台的主传动和进给机构逻辑时序控制两大部分。龙门刨床工作台的行程控制多采用传统的继 电器、行程开关控制方式来实现，该方式存在着故障率高、接线复杂、灵活性小、检修不方便等缺 点。这对加工性能及成本有很大的影响，有的甚至无法在一些加工要求稍高的工件场合下使用。 但是，目前部分中小型企业及高校仍广泛使用这种传统的继电器控制机床。在资金紧张的情况 下，更新机床是不太现实的。因此，对龙门刨床加工性能和要求进行分析研究，设计一套低成本高 性能的控制方案，应用于实践，可最大限度发挥龙门刨床的加工潜力，提高可靠性，降低运行成本， 对老式龙门刨床的改造提高有很大的实际意义。 随着 PLC 在工业控制中的迅猛发展，为改变上述缺点提供了有效途径。因此，本文作者将以 B2012A 型龙门刨床为例，根据龙门刨床的加工工艺特点，采用可编程序控制器(PLC)对其传统控制 系统进行改造。 第一章 绪论 1.1 龙门刨床简介 铣床是美国人惠特尼于 1818 年创制的卧式铣床； 为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于 1862 年 创制了第一台万能铣床，这是升降台铣床的雏形； 1884 年前后又出现了龙门铣床；二十世纪 20 年代 出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给- 决速”或“决速-进给”的自动转换。 龙门刨床是各类机加工厂中较为常见的设备， 是具有门式框架和卧式长床身的刨床。龙门刨床主 要用于刨削大型工件，也可在工作台上装夹多个零 件同时加工。龙门刨床的工作台带着工件通过门式 框架作直线往复运动，空行程速度大于工作行程速度。横梁上一般装有两个垂直刀架，刀架滑座可 在垂直面内回转一个角度，并可沿横梁作横向进给运动；刨刀可在刀架上作垂直或斜向进给运动； 横梁可在两立柱上作上下调整。一般在两个立柱 3 上还安装可沿立柱上下移动的侧刀架,以扩大加工范围工作台回程时能机动抬刀，以免划伤工件表面。 机床工作台的驱动可用发电机电动机组或用可控硅直流调速方式,调速范围较大,在低速时也能获 得较大的驱动力。 龙门铣床还有一些变型以适应不同的加工对象。龙门铣镗床：横梁上装有可铣可镗的铣镗头， 其主轴（套筒或滑枕）能作轴向机动进给并有运动微调装置,微调速度可低至 5 毫米/分。桥式龙 门铣床：加工时工作台和工件不动,而由龙门架移动。其特点是占地面积小，承载能力大，龙门架行 程可达 20 米，便于加工特长或特重的工件，其外形与龙门刨床相似，区别在于它的横梁和立柱上装 的不是刨刀刀架而是带有主轴箱的铣刀架，并且龙门铣床的纵向工作台的往复运动不是主运动，而 是进给运动，而铣刀的旋转运动是主运动。在龙门铣床上可以用多把铣刀同时加工表面，所以生产 效率比较高，适用与成批和单件生产，用以加工中型和大型工件。 1.2 PLC 的基本概念 PLC 可编程序控制器：PLC 英文全称 Programmable Logic Controller，中文全称为可编程逻辑 控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程 的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指 令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制系统 （Programmable Logic Controller）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系 统。它采用一种可编程的存储器，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，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。 可编程控制器是计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自 动控制装置，是作为传统继电器的替换产品而出现的。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展， 可编程控制器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具有了数据处理、通信、网络 等功能。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性 高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。 1.2.1 PLC 的分类 (1)小型 PLC 小型 PLC 的 I/O 点数一般在 128 点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整个硬件融为一体，除 了开关量 I/O 以外，还可以连接模拟量 I/O 以及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、 计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通讯联网以及各种应用指令。 (2)中型 PLC 中型 PLC 采用模块化结构，其 I/O 点数一般在 2561024 点之间。I/O 的处理方式除了采用一般 PLC 通用的扫描处理方式外，还能采用直接处理方式，即在扫描用户程序的过程中，直接读输入， 刷新输出。它能联接各种特殊功能模块，通讯联 4 网功能更强，指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。 (3)大型 PLC 一般 I/O 点数在 1024 点以上的称为大型 PLC。大型 PLC 的软、硬件功能极强。具有极强的自诊 断功能。通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块，可以构成三级通讯网，实现工厂生产管理自动 化。大型 PLC 还可以采用三 CPU 构成表决式系统，使机器的可靠性更高。 1.2.2 PLC 的主要特点 （1）结构灵活，不受环境的限制，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使资 源保持较高的利用率，在移动性方面可与 WLAN 媲美。 （2）传输质量高、速度快、带宽稳定，可以很平顺的在线观赏 DVD 影片，它所提供的 14Mbps 带宽可以为很多应用平台提供保证。最新的电力线标准 HomePlug AV 传输速度已经达到了 200Mbps；为了确保 QoS，HomePlug AV 采用了时分多路访问（TDMA）与带有冲突检测机能的载体侦 听多路访问（CSMA）协议，两者结合，能够很好地传输流媒体。 （3）范围广，无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。虽然无线网络可以做到不破墙，但 对于高层建筑来说，其必需布设 N 多个 AP 才能满足需求，而且同样不能避面信号盲区的存在。而电 力线是最基础的网络，它的规模之大，是其他任何网络无法比拟的。由此，运营商就可以轻松地把 这种网络接入服务渗透到每一处有电力线的地方。这一技术一旦全面进入商业化阶段，将给互联网 普及带来极大的发展空间。终端用户只需要插上电力猫，就可以实现因特网接入，电视频道接收节 目，打电话或者是可视电话。 （4）低成本。充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，节约了资源。无需挖沟 和穿墙打洞，避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏，同时也节省了人力。相对传统的组网 技术，PLC 成本更低，工期短，可扩展性和可管理性更强。目前国内已开通电力宽带上网的地方， 其包月使用费用一般为 50-80 元/月左右，这样的价格和很多地方的 ADSL 包月相持平。 （5）适用面广。PLC 作为利用电力线组网的一种接入技术，提供宽带网络“最后一公里”的解 决方案，广泛适用于居民小区，酒店，办公区，监控安防等领域。它是利用电力线作为通信载体， 使得 PLC 具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受 4.545Mbps 的高速网络接入，来浏览网页拨打电话，和观看在线电影，从而实现集数据、语音、 视频，以及电力于一体的“四网合一” 。 1.3 本文研究的目的及意义 近几年来在工业自动化，机电一体化，改造传统产业等方面，PLC 得到广泛的应用。学习，掌 握和应用 PLC 技术对提高我国工业自动化水平和生产效率具有十分重要的意义。采用可编程序控制 器(PLC)对龙门刨床的传统控制系统进行改造，将具有投资小、改造周期短，节能降耗、提高功效显 著的优点。 5 第二章 B2012A 龙门刨床的基本情况 2.1 基本结构 B2012A 型龙门刨床主要由 7 部分组成，如图 1 所示，其中床身为箱体型 零件，其上有 V 形导轨。工作台安放在床身上，工作台下面有斜齿条，可以 往复运动。横梁用于安装垂直刀架，刨削加工时严禁动作，只有在工作台停 止运动时才能移动，以调整刀架高度。两个垂直刀架可沿横梁导轨在水平方 向。或沿刀架本身的滑板导轨在垂直方向作快速移动或工作进给。左右侧刀 架及进给箱可沿立柱导轨上下快速移动或自动进给 2.2 工作过程 龙门刨床的刨削过程是工件与刨刀作相对运动的过程。为此，工件必须与工作台一起频繁地进 行往复运动，工件的切削加工仅在工作行程中，返回行程是空行程。在切削过程中只有工作台由返 回行程转到工作行程的期间刀假才进行一定量的进给。其中，机床的主运动是工作台纵向往复运动， 而横梁的上下移动，刀架沿横梁的左右移动，以及侧刀架在立柱的上下往复运动称作往复运动。 2.3 B2012A 龙门刨床的运动分析 2.3.1 主运动行程以及各阶段工作状况 龙门刨床作为机械工业中的主要工作母机之一，在工业生产中占有重要地位。其生产工艺主要 是刨削（或磨削） ，加工大型、狭长的机械零件，主运动为刨台频繁的往复运动，往复一个周期中， 对速度的控制有一定要求。龙门刨床电气控制系统主要控制工作台，也是它的主拖动系统，控制工 作台的自动往复运动和调速。现行的龙门刨床其主拖动方式以直流发电机电动机组及晶闸管电 动机系统为主，采用两级齿轮变速箱变速的机电联合调节方法。 2.3.2 控制方案选择 龙门刨床传统的控制方式是拖动电路电机较多，控制繁杂，维护、检修困难。随着工业自动化 的发展，变频器、PLC 在工厂设备改造中得到广泛应用，本文采用西门子 MM420 系列变频器和 S7- 200 系列 PLC 配合使用对 B2010A 型龙门刨床进行改造，工作台的运行速度曲线如图 1 所示 6 图 2 2.3.3 刨台运动的机械特性曲线 与很多切削机床相同，刨台运动特性分两种情况分析。 （1）低速区 刨台运动速度较低时，此时刨刀允许的切削力由电动机最 大转矩决定。电动机确定后，即确定了低速加工时的最大切削 力。因此，在低速加工区，电动机为恒转矩输出。 （2）高速区 速度较高时，此时切削力受机械结构的强度限制，允许的 最大切削力与速度成反比，因此，电动机为恒功率输出。 由此可得，主拖动系统直流电动机的运行机械特性曲线分为如图 3 所示两段。 2.3.3 横梁运动特点 横梁只是在工作台停止时方可调整，横梁运动属于“点动”性质。为了保证横梁能按要求停在 一定的位置上，还设有夹紧机构。 2.4 传动系统 龙门刨主拖动系统以直流发电机组-电动机（G-M） 及晶闸管-电动机系统为主，如图 4 所示。国产 A 系列 龙门刨的主拖动系统采用电磁扩大机作为励磁调节器的 直流发电机-电动机系统，通过调节直流发电机电压来 调节输出速度，并采用两级齿轮变速箱变速的机电联合 7 调节方法。其主运动为刨台频繁的往复运动，对速度的控制有一定的要求，采用机械速比为 2：1 和 电气调速范围为 10：1 的机电联合调速系统。 主拖动系统调速分析如图 5 所示。其中 Fm 表示最大切削力，Vl 表示切削速度，Pm 表示最大切 削功率。图中，为对应于最大转矩时的最高速度，称为计算速度。在 V1-V2 范围内要求恒转矩调速 速；而在 V2-V3 范围内则要求恒功率调速。 机电联合调速与单纯调压调速比较，电动机的设计功率可以缩 小一半，但是电动机的功率仍然比负载所需要的功率大接近一倍， 因此 A 系列龙门刨床直流电动机的功率并没有得到充分利用。同时 因为进刀机构采用进刀继电器控制进刀，而继电器铁心和圆盘齿因 频繁运动而磨损，使精度下降。 第三章龙门刨床对控制系统的要求 B2012A 型龙门刨床的工作台是往返交替循环直线运动的，工件固定在工作台上与刀具作相对运 动。工作台在工作行程是进行切削加工，各种台返回时，刀具自动抬起，不进行切削加工。工作台 返回是速度快，以减小空行程时间。 B2012A 型龙门刨床的主拖动系统要求比较高，它不仅要求足够大的切削功率，较大的调速范围， 而且能够按照要求实现自动的速度循环。对于刀架得移动进刀退刀抬刀横梁放松与夹 紧横梁上升与下降工作台步进与步退等各种电动机与控制电器配合实现电器配合实现。B2012A 型龙门刨床对电气控制和 PLC 控制的系统要求综合起来又以下几个方面： 3.1 要求有宽广的调速范围 由于在加工过程的材料和零件不同，所使用的刀具也会不同（例高速钢刀具。硬质合金刀具等） ，这就要求机床有不同的速度，以便满足不同加工工艺的要求。 B2012A 型龙们刨床采用电机放大机作为直流发电机励磁调节器的直流发电机-电动机组系统并 加一级机械变速，从而保证工作台调速范围达到 20：1 工作台在低速档的速度为 660m/min 在高速 档的速度为 990m/min 在低速档或高速档范围内，可实现电气的无机调速，以便生产时能选择最合 理的切削速度。 3.2 电气控制电路能保证机床可靠地自动工作 工作台往复运动一次吼，刀架自动进给。后退行程中，刀架自动抬起。工作台在行程末尾可进 行减速、反向等运动的自动变换。 3.3 工作台能够按照需要实现自动往返循环 在高速切削时，是为了减小刀具的冲击，应使刀具慢速切入工件。若切削速度与冲击为刀具所 能承受时，利用转换开关，可以取消慢速切入。在工作台前进与返回行程末尾，工作台能自动调速， 8 以保证刀具慢速离开工件，防止工件边缘剥裂，同时可减小工作台反向时的冲程和对电动机及其他 机械的冲击。 3.4 工作台速度调整，且无须停车 用于磨削时，工作台应能降低速度至 1m/min，以便保持磨削时工件的精度。能自动调速，以保 证刀具慢速离开工件，防止工件边缘剥裂，同时可减小工作台反向时的冲程和对电动机及其他机械 的冲击。 3.5 刀架能自动进给和快速移动 进行加工时，工件装在工作台上，工作台沿床身导轨作直线往复运动。横梁上的垂直刀架和立 柱上的侧刀架都可以垂直或水平进给。 3.6 系统的机械特性要有一定的硬度 为了避免因起切削符合发生变化引起的工作台速度有较大的波动，以至于影响加工工件表面的 质量，同时系统的机械特性应具有下垂特性，当负荷过大时，能使拖动工作台的直流电动机的转速 迅速下降，直至停止，从而达到保护电动机及机械装置的目的。 3.7 有必要的联锁保护 为了使发电机和电动机的换向器不致过大的换向火花而烧坏。 第四章变频器的选型 根据前述龙门刨床直流拖动系统工作要求，对于取代直流拖动并超越直流拖动的交流变频调速 来说，选择高性能可靠矢量型的变频器尤其关键。通过查阅有关资料，深入了解国内外同类变频器， 反复比较论证，从性价比上选择了西门子公司生产的 MM420 变频器； 4.1 变频器参数介绍 1）数字输入端（P0701-P0704）MICROMASTER420 系列变频器共有 4 个数字输入端，每个数字输 入端对应不同的功能都有 19 种不同的设定值，按控制要求，除需用 1 个端子完成起动、停止外，剩 余 3 个端子完成 4 级速度的切换。完成速度切换的端子可选的设定值有 3 种，分别为：固定频率设 定值（直接选择） ；固定频率设定值（直接选择+ON 命令） ；固定频率设定值（二进制编码的十进制 数（BCD 码）选择+ON 命令） 。 2）固定频率 1-7（P1001-P1007）定义固定频率 1-7 的设定值，这 7 个参数只有缺省值不同。 二进制编码的十进制数（BCD 码）选择+ON 命令（P0701=P0702=P0703=17） ，用这种方法最多可选择 7 个固定频率。2.5 变频器参数设置 首先恢复出厂设置，如需根据电动机铭牌改变电动机参数，则进行快速调试。根据控制要求， 各参数设置的数值及步骤如表 1 所示 9 表 1 第五章 B2012A 型龙门刨床 PLC 控制系统组成 5.1 龙门刨床的特点 龙门刨床的龙门架定在床身上，在龙门架上装有可以上下移动的刨头架，切削刀固定在刨头架 上，工作台安装在床身导轨上，工件固定在工作台上，工作过程中，工作台带动工件低速进给，快 速退回，工件在装夹过程中，为了对准刨削位置，工作台的来回运动控制，是既自锁又点动的方式。 龙门刨床的电气控制系统分主传动系统和辅助运动控制系统两部分。PLC 用于龙门刨床控制系统改 造方案之一就是:主传动系统即工作台电力拖动系统，仍然保留目前最广泛使用的逻辑无环流可逆调 速系统，其调速换向控制以及辅助运动控制系统采用可编程序控制器替代旧的继电控制系统，各部 分的信号检测、动作执行机构也基本上保留原有的不变。特点是投资小、见效快。 分析龙门刨床主拖动系统的控制要求可知，加工过程中工作台经常处于启动、加速、减速、制 动、换向状态，大多数变频器具有多段速度控制功能。通过几个开关的通、断组合来选择不同的运 行频率2。这些信号都作为 PLC 输入量，经梯形图程序进行逻辑处理后，PLC 的输出作为变频器的 外部数字输入量，确定变频器运行速度段数。变频器各段运行速度，在设置变频器具体参数时给出。 2 控制系统设计 2.1 S7-200PLC I/O 分配 10 根据任务分析，对输入量、输出量进行分配，如表 2 所示 表 2 5.2 PLC 类型选定 5.2.1 PLC 类型的选择 PLC 的设计选型包括运算功能,控制功能,通信功能,编程功能,诊断功能和处理速度等特性的选 择.选择 PLC 时,应考虑性能价格比.考虑经济性时,应同时考虑应用的可扩展性,可操作性,投入产出 比等因素,进行比较和兼顾,最终选出较满意的产品.输入输出点数对价格有直接影响.每增加一块输 入输出卡件就需增加一定的费用.当点数增加到某一数值后,相应的存储器容量,机架,母板等也要相 应增加,因此,点数的增加对 CPU 选用,存储器容量,控制功能范围等选择都有影响.在估算和选用时应 充分考虑,使整个控制系统有较合理的性能价格比. 在设计 PLC 控制系统时，应遵循以下基本原则： 1.最大限度地满足被控对象的控制要求 充分发挥 PLC 的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计 PLC 控制系统的首要前提， 这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控 制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人 员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。 2.保证 PLC 控制系统安全可靠 保证 PLC 控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设 计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保 证 PLC 程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等） ，也能 正常工作。 11 3.力求简单、经济、使用及维修方便 一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程 的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一 方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不 仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动 化和高指标。 4.适应发展的需要 由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统 发展和完善的需要。这就要求在选择 PLC、输入/输出模块、I/O 点数和内存容量时，要适当留有裕 量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。 5.3 西门子 S7-200 PLC 根据前面对龙门刨床 PLC 的输入/输出点分配的分析以及以后性能扩展的需要，选用德国西门子 公司 S7-200 系列的 CPU224 型 PLC。 SIMATIC S7-200 是 一 种 小 型 的 可 编 程 序 控 制 器 ，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测 及控制的自动化。S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制 功能。因此 S7-200 系列具有极高的性能/价格比。 S7-200 系列出色表现在以下几个方面： 极高的可靠性 极丰富的指令集 易于掌握 便捷的操作 丰富的内置集成功能 实时特性 强劲的通讯能力 丰富的扩展模块 S7-200 系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控 制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民 用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床， 印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。S7-200 系列 PLC 一共有 4 个不同的基 本型号的 8 种 CPU 可供选择。 本文根据需要只对 CPU224 型加以介绍：C PU 224 集 成 14 输 入 /10 输 出 共 24 个 数 字 量 I/O 点 。 可 连 接 7 个 扩 展 模 块 ， 最 大 扩 展 至 168 路 数 字 12 量 I/O 点 或 35 路 模 拟 量 I/O 点 。 13K 字 节 程 序 和 数 据 存 储 空 间 。 6 个 独 立 的 30kHz 高 速 计 数 器 ， 2 路 独 立 的 20kHz 高 速 脉 冲 输 出 ， 具 有 PID 控 制 器 。 1 个 RS485 通 讯 /编 程 口 ， 具 有 PPI 通 讯 协 议 、 MPI 通 讯 协 议 和 自 由 方 式 通 讯 能 力 。 I/O 端 子 排 可 很 容 易 地 整 体 拆 卸 。 是 具 有 较 强 控 制 能 力 的 控 制 器 。 5.4 PLC 控制接线图 图 6 5.5 设计控制程序 5.5.1 PLC 程序设计方法简介 PLC 程序设计方法一般有三种：继电器控制线路移植法、经验设计法、顺序控制法。本课题将 采用继电器控制线路移植法，这种方法一般不需要更改控制面板，保持系统原有的外部特性，操作 人员不用改变长期形成的操作习惯，比较适合对老装备的改造，而且新手比较容易上手。 （1）继电器控制线路移植法的基本方法和步骤： 1、了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统 的工作原理。 13 2、确定 PLC 的输入信号和输出负载，画出 PLC 的外部接线图。 3、确定与继电器电路图中的中间继电器和时间继电器对应的梯形图中的辅助继电器和定时器的元件 号。 4、根据上述对应关系画出梯形图。 （2）继电器控制线路移植法特点： 1、与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性； 2、与原有继电器逻辑控制技术相一致，对电气技术人员来说，易于撑握和学习； 3、与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是，梯形图中的能流（Power FLow）不是实际意义的电流， 内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此，应用时，需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念 区别对待； 4、与语句表有一一对应关系，便于相互的转换和程序的检查。 5.5.2 PLC 控制梯形图 可编程控制器 PLC 的梯形图编制是最常用的编程方式，使用中一般有经验设计法，逻辑设计法， 继电器控制电路移植法和顺序控制设计法，其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法，功能表图是 一种用来描述控制系统的控制过程功能、特性的图形，它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和 动作组成。这是一种先进的设计方法，对于复杂系统，可以节约 60%90%的设计时间.我国 1986 年 颁布了功能表图的国家标准(GB6988.6-86)。有了功能表图后，可以用四种方式编制梯形图，它们分 别是:起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位寄存器编程方式和置位复位编程方式。 14 图 7.顺序功能图 15 16 结论 通过这次课程设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘 图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。同时，仍有很多课题需要后辈去努力 去完善。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力 ，对材料的不了解，等等。这次实践是对自己大学三年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很 浅薄，虽然还有一年就要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使 自己成为一个对社会有所贡献的人。 参考文献： 1田春霞数控加工工艺机械工业出版社 24-26 页(2000) 2于立彪,郑慕侨,张英负重轮多体接触问题有限元分析北京理工大学学报 22(5):572-575 页 （2002） 3阮毅.电力拖动自动控制系统M.北京: 机械工业出版社,2008 4 张燕宾.变频器应用教程. 北京: 机械工业出版社,2011 致谢 在这次课程设计中，我们要感谢方老师。我们如果没有方老师的指导，我们是不可能完成这 个总图的设计的。除此之外，这次课程设计中，明显感觉自己对一些基础知识也掌握得不牢固，以 后要多向方老师学习，善于思考问题。