plc控制系统

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plc控制系统范文第1篇

1并行通信与串行通信工程应用中

为实现分散控制和集中管理，控制系统的各个部分必定要相互进行数据通信。按照传输方式，可分为并行通信与串行通信。并行数据通信是以字节或字尾单位的数据传输方式，其特点是传输速度快，但传输线的根数多。适用于近距离数据传输。串行数据通信是以二进制的位（bit）为单位的数据传输方式，每次只传送1位，适用于举例较远的场合。工业控制一般使用串行通信。PC机和plc都有通用的串行通信接口，例如RS-232C和RS-485接口。

2异步通信与同步通信在实际通信中

操作时很难保证数据接收方和发送方有相同的传输速率，为了保证发送过程和接受过程同步，不发生累计误差造成的错位。可以根据实际通信要求选用同步或异步通信方式。异步通信发送字符的信息格式有1个起始位，7、8个数据位，1个奇偶校验位（可省略），1、2个停止位组成。在通信开始之前，通信双方需要对所采取的信息格式和数据传输速率作相同的约定。由于1个字符中包含的位数不多，及时发送方和接受方的收发频率略有不同，也不会因两台设备之间的时钟脉冲周几的积累误差而导致收发错位。其特点就是传送附加的非有效信息较多，传输效率稍低。同步通信方式以字节为单位（8bit），每次传送1、2个同步字符，若干个数据字节和校验字节。在同步通信中，发送方和接收方要保持完全同步，因此要用调制解调的方式从数据流中提取出同步信号，使接收方得到与发送方完全相同的接收时钟信号。其传输速率较高，一般用于高速通信。

3单工通信方式与双工通信方式

单工通信方式只能延单一方向发送或接收数据。双工方式的数据可以沿两个方向传送，每一个站既可以发送数据也可以接收数据。双工方式又分为全双工和半双工两种方式。

二PLC通讯功能介绍

PLC其它PLC，变频器，PC机，远程设备，工业以太网等按照不同的通信协议进行通信，文章主要介绍PLC与PC机之间的通信。PLC与使用自由端口模式的PC机的通信：自由端口模式为PC机与PLC之间的通信提供了一种方便和灵活的方法。在自由端口模式，PLC的串行通信有用户程序控制，可以用接收完成中断、字符接收中断、发送完成中断、发送指令和接受指令来控制通信过程。发送指令（XMT）启动自由端口模式下数据缓冲区的数据发送。通过指定的通信端口，发送存储在TBL中的信息（最多255个字符）。发送结束时可以产生中断事件。接收指令（RCV）初始化或终止接收信息的服务（最多255个字符）。通过指定端口，接收的信息存储在TEL中。在接收完最后一个字符时，或每接收一个字符均可产生一个中断。

三VB通信功能的介绍

1Windows环境下上位机通信软件介绍

在Windows环境下，上位机与PLC实现串行通信，需要有软件提供人机交互平台，实现通信控制。常用的可实现串行通信的软件有WinCCflexible组态软件和VB程序设计软件。由于实际工程需要的多变性及复杂性，多选用VB搭建人机交互平台。VB不仅能实现串行通信，还能满足各种工程实际的不同要求，设计不同的面向对象的工作窗口界面。它本身提供的各种控件，可以方便简易的实现各种设计要求。

2MSComm控件的属性

VB提供了一个串行通信控件MiscrosoftCommControl，即MSComm控件。编程人员只需要设置和监视MSComm控件的属性和事件，就可以轻而易举的实现串行通信。MSComm控件提供了两种处理方式，即可产生两种事件进行通信，事件驱动方式和查询方式。事件驱动方式：Rthreshold属性非0时，收到的字符或传输线发生变化时就会产生串口事件OnCome。通过查询CommEvernt属性可以捕获并处理这些通信事件。查询方式：通过查询接收缓冲区的字节数（InputBufferCount）属性值，处理接收到的信息。

四应用实例

城市交通路口信号控制充分应用了这一通讯功能的应用。现代社会多变的交通状况。传统的交通控制方法已经不能解决目前的城市交通问题，因此基于PLC可通信的控制系统可时效性的解决这一问题。

五结束语

plc控制系统范文第2篇

关键词:PLC;电气自动化;控制系统;可编程序

中图分类号:TP273文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)21-0028-02

控制硬件选购目前市场上的PLC产品众多。国产品牌有:永宏、和利时、凯迪恩等;国外有:日本的OMRON、MITSUBISHI、松下;德国的SIEMENS,韩国的LG等。近几年,PLC产品的价格有较大的下降,其性价比越来越高,这是众多技术人员选用PLC的重要原因。但各品牌的PLC在性能指标上都有着较大的差异。所以如何选购PLC产品成为了系统设计和系统功能要求的重要环节。

1编程器的选购

PLC编程可采用三种方式:一是用一般的手持编程器编程,它只能用商家规定语句表中的语句编程。这种方式效率低,但对于系统容量小,用量小的产品比较适宜,并且体积小,易于现场调试,造价也较低;二是用图形编程器编程,该编程器采用梯形图编程,方便直观,一般的电气人员短期内就可应用自如,但该编程器价格较高;三是用个人计算机加PLC软件包编程,这种方式是效率最高的一种方式。基于电脑笔记本的普及和PLC软件编程的方便性,并且易于现场调试。这种方式是用户最喜欢用的一种方式。

因此,应根据系统的大小与难易,开发周期的长短以及资金的情况合理选购PLC产品。我公司主要采用美国的AB和法国的施耐德生产的PLC,此两种品牌是现阶段的主流产品,运用既上符合要求,又灵活,便于程序的设计和运行。

2设计遵循的步骤

施耐德PLC有多种型号,编程电缆也有多种,但基本上是基于modbus协议的通讯方式。

(1)工艺分析深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求,并划分控制的各个阶段,归纳各个阶段的特点,和各阶段之间的转换条件,画出控制流程图或功能流程图。

(2)选择合适的PLC类型在选择PLC机型时,主要考虑下面几点:功能的选择;I/O点数的确定;内存的估算。+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量;分配I/O点;程序设计;控制柜或操作台的设计和现场施工;应用系统整体调试;编制技术文件。

(3)PLC控制系统的设计内容。根据设计任务书确定,进行工艺分析,并确定控制方案,它是设计的依据;选择输入设备(如按钮、开关、传感器等)和输出设备(如继电器、接触器、指示灯等执行机构);选定PLC的型号(包括机型、容量、I/O模块和电源等);分配PLC的I/O点,绘制PLC的I/O硬件接线图;编写程序并调试;设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图;编写设计说明书和使用说明书。

(4)PLC的硬件设计PLC硬件设计包括:PLC及线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。选定PLC的机型和分配I/O点后,硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设计,电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC的I/O接线和自动、手动部分的详细连接等。电器元件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

(5)PLC的软件设计软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助程序的设计,小型开关量控制一般只有主程序。首先应根据总体要求和控制系统的具体情况,确定程序的基本结构,画出控制流程图或功能流程图,简单的可以用经验法设计,复杂的系统一般用顺序控制设计法设计。

3系统设计

(1)系统规模首先应确定系统用PLC单机控制,还是用PLC形成网络,由此计算PLC输入、输出点数,并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上留有一定余量(10%)。

(2)确定负载类型根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型,是大电流还是小电流,以及PLC输出点动作的频率等,从而确定输出端采用继电器输出,还是晶体管输出,或晶闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式,对系统的稳定运行是很重要的。

(3)存储容量与速度尽管国外各厂家的PLC产品大体相同,但也有一定的区别。目前还未发现各公司之间完全兼容的产品。各个公司的开发软件都不相同,而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。一般存储容量越大、速度越快的PLC价格就越高,但应该根据系统的大小合理选用PLC产品。

(4)PLC外部驱动电路对于PLC输出不能直接带动负载的情况下,必须在外部采用驱动电路:可以用三极管驱,也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动,同时应采用保护电路和浪涌吸收电路,且每路有显示二极管(LED)指示。

4软件编制

AB公司PLC所使用的网络类型都是开放的网络,可以与其他公司的产品做到很好的兼容,AB控制层网络采用ControlNet网络,该网络是一种高性能的工业局域网,具有开放性、高效率、多功能、确定性和可重复性、灵活性等特点,扩展性极强,可共享I/O,并具有强大方便的网络组态。在编制软件前,应首先熟悉所选用的PLC产品的软件手册及编程指令手册,待熟练后再编程。若用图形编程器与软件包编程,则可直接编程,若用手持编程器编程,应先画出梯形图,然后编程,这样可少出错,速度也快。若用个人计算机与软件编程,编程结束后先仿真程序,待各个动作正常后,再在设备上调试。当用PLC进行网络设计时,其难度比PLC单机控制大得多。首先你应选用自己较熟悉的机型,对其基本指令和功能指令有较深入的了解,并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则,不能适应你的实时要求,造成系统崩溃。另外,对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。还要向PLC的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料,至于选用几层工作站,依你的控制要求与系统大小而定。

扩展模块的选用:AB产PLC中变量没有IN_OUT类型,只有单纯的INRETUR,做一个标准模块和函数的时候,端口不会自动生成,你需要和子程序对照,变量类型数量出错没有任何提示,只有下载后才停机故障告诉你。对于小的系统,如80点以内的系统.一般不需要扩展;当系统较大时,就要扩展。不同公司的产品,对系统总点数及扩展模块的数量都有限制,当扩展仍不能满足要求时,可采用网络结构;同时,有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块,因此,在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时,各厂家也有一些规定,请看相关的技术手册。

印制板应做成插拔式,易于维修。PLC的输入输出布线也有一定的要求,请看各公司的使用说明书。各公司的扩展模块种类很多,如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。PLC的这种模块化设计为用户的产品开发提供了方便。

参考文献

[1] 刘美俊.PLC控制系统的设计与安装[J].中华纸业,2007,(11).

[2] 田密.PLC仿真系统设计与实现及其实验应用[D].华中科技大学,2007.

[3] 刘建平.PLC控制系统的设计及提高可靠性的措施[J].电气开关,2007,(5).

[4] 李巧红.基于PLC的恒压供水系统研究[J].中国科技信息,2008,(20).

[5] 周艳惠.电气自动化控制系统的设计 [J].中国新技术新产品,2010,(2).

plc控制系统范文第3篇

[关键词]PLC；液压控制系统；编程；

中图分类号：TV664.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0308-01

0 引言

本文以线性绞车为主导，通过PLC控制电磁阀，实现对液压缸自动进退动作控制，完成 “夹紧”和“往返”两个动作，实现顺序控制、手动控制、紧急停车等功能。

1.液压控制系统概述

液压控制系统是以电机提供动力基础，以液压油作为工作介质，使用液压泵将机械能转化为压力能，推动液压油，通过职能机构控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作，完成各种设备不同的动作需要。它与单纯的机械传动、电气传动和气压传动相比，具有传递功率大，结构小、响应快等特点。

液压系统的优点：

（1）液压元件的功率-重量比和力矩-惯量比大；

（2）工作比较平稳，反应快，冲击小，可在负载下直接换向或启动；

（3）易实现复杂的动作、集中操作或远程控制；

（4）易实现无极调速。

液压控制系统的原理图见图1：

2.线性绞车控制系统的工作原理

2.1 线性绞车控制系统组成

主要由控制系统、液压传动系统组成。控制系统以PLC为核心，编译工作程序，控制电磁阀的启停，从而控制液压缸的伸缩，实现工况下的动作方向、工作行程。液压传动系统由各种阀门、液压油箱、液压缸、液压管路等组成，基本液压回路实现不同功能，包括控制执行元件运动速度的速度控制回路、控制液压系统全部或局部压力的压力控制回路、用来控制执行元件（液压缸）运动方式的换向回路等，这些回路组成的传动系统实现了机械设备所需的各种运动及控制功能。工作部件主要为液压缸，它们的工作过程按预定的逻辑关系实现，运动状态的改变靠转换信号。信号主要来源于按扭（启动、停止）开关、行程限位开关、压力等参数变化，这些输入的信号通过PLC逻辑运算转化为控制液压换向阀的输出信号。

2.2 PLC系统设计

（1）PLC的选择

PLC芯片集成了CPU、RAM、ROM与输入输出电路，PLC主要用于输入输出之间的逻辑转换，逻辑信号流程可表示为输入―CPU逻辑转换―输出，输出信号对设备进行各种控制，实际上PLC只是起了中间变换器的作用。为实现控制系统数据的集中管理，将现场数据远程传输，采用了PLC串行通信模块。

（2） PLC控制的工作原理

PLC系统主要是通过编译程序，控制电磁换向阀的启停，实现液压缸的按照工艺要求自由进退。如图2所示：

在选择PLC时，首先要分析液压系统运动过程、设计功能以及输入设备（按扭开关、行程开关、传感器等）和输出设备（液压换向阀电磁铁线圈、接触器线圈、指示灯）的作用，明确输入、输出信号的对应关系和数量，选择与之相适应的PLC。

（3）PLC程序设计

1执行方式

自动方式下可以按预定的方式完成活塞杆的往复运动。要求活塞杆能够在到达一个终点以后经过预先设置好的时间后返回。这就要求电磁换向阀的两个线圈必须隔一定的时间轮流吸合或放开，整个过程可以让PLC内部的程序来完成。如果需要切换控制方式，则可以用上位机人机界面上的转换控制按钮或用外接开关强行转换。图3为程序流程图：

手动方式可以控制逐个控制电磁阀的吸合控制。是为了在精度要求不高的时候或作简单测验时能够用较简洁的方式来控制系统的运行。

2执行过程

PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。

3 PLC控制系统的抗干扰设计

尽管PLC有较强的抗干扰能力，但是如果环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈或PLC的安装和使用方法不当，还是有可能给PLC控制系统的安全和可靠性带来隐患。因此，在PLC控制系统设计中，还需要注意系统的抗干扰性设计，主要从三个方面考虑：

（1）采取抗电源干扰的措施，以减少因电源干扰造成的PLC控制系统故障；

（2）采取合理的接地方式，可避免电压冲击的危害；

（3）采取防I/O干扰措施，降低对元器件的损伤。

4 结语

本文通过对液压控制系统组成、设计、运行三个方面的简述，阐述PLC在液压控制系统中的应用，并详细的说明了PLC编程设计的过程和执行过程。

参考文献

[1] 何衍庆，可编程控制器原理及应用技巧，化学工业出版社1998.

plc控制系统范文第4篇

关键词：焦化 四大车 PLC控制系统 中间继电器

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）05-0031-02

在焦化行业中，焦炉能否稳定生产，关系到焦炭的质量和煤气产量的均衡性，煤气的均衡供应是确保焦化的下游化工生产工序正常的前提条件。由此可见要保证后续化工产业链的正常运作，首要问题是保证焦炉能够正常稳定的生产，因此提高焦炉设备控制技术，对保障焦炉生产起着重要的作用，同时为企业在激烈的市场竞争中打下夯实的基础。由于焦化行业是一个特殊的行业，现场环境恶劣、连续作业、劳动密集性强，事故突发性大。因此炼焦设备电气自动化尤其重要。目前我国四大车的机械自动化和电气自动化水平已相当完善，随着计算机科学的发展和工业自动化越来越高的需求，PLC控制技术得到了飞速发展，其技术和产品日趋完善，PLC不仅以其良好的性能满足了工业的广泛需要，而且将通信技术和信息处理技术融为一体。我公司95万吨焦化系统四大车PLC控制系统，在近几年来实际操作使用中，发现存在部分缺陷，为了进一步提高四大车PLC控制系统的稳定性，更好的服务于焦炭生产，在具体应用中对四大车PLC控制部分进行了改进。

1 焦炉四大车PLC控制系统工作原理

焦炉四大车PLC控制系统由计算机、可编程控制器（PLC）、行程开关、变频器、电磁阀、电机等组成。PLC分主站和从站，主站安装在车上，主站与从站之间通过CANopen协议完成信号传输，从站安装在工作现场，以便于采集现场工作信号，然后传输给主站进行处理。从站根据主站发来的命令执行相应的要求并反馈信息给主站。

工作人员在控制台上，通过主令开关或按钮来控制发送信号，PLC系统通过操作平台、行程开关上的开合实现PLC的信号输入，PLC系统采集完信号，程序对采集信号进行自动处理，然后通过PLC的信号输出实现对变频器的控制和电磁阀的控制，通过变频器的输出信号控制电机运行。整个系统在各个部分的紧密结合下实现对电机的安全有效控制。

2 焦炉四大车PLC控制系统存在的问题

95万吨焦化系统自运行以来，在实际操作使用中，发现PLC控制系统存在部分缺陷，经常出现PLC模块内部点位烧坏故障和一些软故障，在排除故障时，首先检查控制线路，若线路正常，再进一步用电脑对PLC进行检测，造成排除故障时间较长，严重影响生产，且更换PLC模块频繁，费用较大，给公司带来较大的损失。

根据四大车PLC控制系统经常出现的故障以及消耗较长检修时间的现象分析原因如下。

（1）PLC控制系统输出模块直接控制驱动电路负载DC24V电磁线圈，输出点所带负荷电流过大造成。

（2）PLC输出模块触点容量过小，输出模块经常烧坏，需更换模块。

（3）发生故障后，故障点不明显，维修查找故障很困难，造成排除故障时间较长，直接影响生产。

3 工艺技术改进和解决办法

3.1 中间继电器的作用

中间继电器是在自动控制电路中起控制与隔离作用的执行部件。继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离、功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。

中间继电器的工作原理是将一个输入信号变成一个或多个输出信号的电子元件。它的输入信号为线圈的通电或断电。它的输出是触头的动作（所带常开点闭合，常闭点打开），它的触点接在其他控制回路中，通过触点的变化导致控制回路发生变化（例如导通或截止），从而实现既定的控制或保护的目的。如（图1）所示。

3.2 改进方案及措施

原四大车PLC控制系统为PLC控制系统输出模块直接控制驱动电路负载DC24V电磁线圈。如（图2）所示。

通过对PLC控制系统及中间继电器的特性进行研究后，对四大车PLC控制系统输出端由直接驱动负载改进为间接驱动负载。给PLC输出模块增加中间继电器控制箱，由PLC控制继电器，继电器控制线路负载：即PLC继电器负载。如（图3、4）所示。

由于继电器线圈和触点之间没有电气上的联系，因此，利用继电器线圈接受电气信号，利用触点发送和输出信号，从而避免强电和弱电信号之间的直接接触，实现隔离，保证PLC正常运行，延长PLC使用寿命。

3.3 实施后运行效果

通过改造后效果明显，主要优点如下。

（1）PLC输出模块小容量触点不再直接驱动负载，由继电器触点控制负荷，提高了输出触点容量，减少或避免因负载电流大直接烧坏模块的现象，延长了PLC的使用寿命。

（2）隔离继电器间接控制，判断故障较为直接，检修方便，提高了维修效率，减少了对生产的直接影响。

（3）隔离继电器带有指示灯具有手动功能，可快速排除故障，及时找出故障点，更换配件方便，减少了检修工作量，保证了正常的均衡出炉。

（4）降低更换PLC模块的频次，减少维修费用。

4 结语

通过实践证明，按照以上PLC控制系统优化措施实施后，PLC控制模块更换频次减少，故障诊断和排除时间较以往明显缩减，检修方便、效果良好，对以化补焦的焦化公司来说，焦炉四大车的正常无故障运行对系统均衡生产至关重要。

plc控制系统范文第5篇

关键词：钻床；控制系统；PLC

中图分类号：TG522 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）3-0085-01

1 钻床作用及原理

钻床就是一种孔加工机床，在制造企业比较常见。利用钻床可以用来钻孔、铰孔、扩孔还可以加工螺纹等。钻床有很多种类，比如多孔钻床、台式钻床、摇臂钻床等，本文就是分析在工厂中常用的Z3040型号摇臂钻床。Z3040摇臂钻床具有容易操作、使用范围广泛、比较灵活等优点，在金属切削、多孔零件的孔加工方面使用较多。摇臂钻床的构造主要有工作台、底座、摇臂、电动机、变速箱等部件构成。Z3040型摇臂钻床的工作原理简单的讲是通过控制电动机来控制摇臂对金属加工的。Z3040摇臂钻床需要电动机系统、液压系统等配合进行，它需要4台电动机工作，既主轴电机、摇臂电机、液压电机、冷却泵电机。其中主轴电机作用是使钻床来回运动，摇臂电机的作用是使钻床能够正反向、上下的运动，液压电机控制钻床加工的厚度，冷却泵电机的作用是给钻床提供冷却液冷却。

钻床加工时，就是通过控制这些电机，生产需要的不同型号。传统上，控制系统就是通过继电器及接触器来实现控制的，由于控制的电机较多，生产速度上就比较慢，又由于线路上比较复杂，如果出现故障，检查、维修上就比较困难，要花很长时间，因此生产效率就很低。并且传统的控制系统也不能实现目前控制的需要，比如，时间、计数控制等。因此提出对摇臂钻床控制系统进行改造，就有比较现实的实用价值。PLC电气控制系统目前在控制系统方面有很大优势，它可以改变目前传统的控制系统，填补低端控制系统的缺陷。

2 PLC及原理

PLC是可编程控制器的简称，它也称为可编程逻辑控制器。PLC是在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。由于它具有控制功能强、可靠性高、配置灵活、体积小、重量轻以及使用方便等优点，目前在我国已广泛的运用在自动化控制的各个领域。目前，随着微电子技术、计算机技术、通信技术、容错控制技术以及数字控制技术的快速发展，可编程序控制器的数量、型号以及品种的发展速度也十分迅速。可编程序控制器的生产厂家比较多，产品型号、规格数也较多，主要是西门子、三菱、AB等公司的，我国目前使用比较常见的是三菱生产的PLC品种。PLC比之传统的继电器以及单片机有很多优势。首先PLC的可靠性高，它的故障率很低，一般可以使用10万小时以上，并且它本身拥有诊断故障的功能，这对维修带来了极大的方便。其次PLC非常的灵活，因为一个可编程控制器有多个输入、输出端口，可以实现多种逻辑控制，只要画好梯形图，就能实现需要的逻辑控制，并且梯形图编程方便，使用简单。最后PLC运行的速度非常快，PLC利用CPU进行计算来控制，相对常规的通过继电器以及大量的触点进行控制，速度当然要快的多。正是PLC这些优点，我们对钻床控制系统的改造要使用PLC。

PLC实质上是一种工业控制计算机，它是专门为工业电气控制而设计的，它是代替常规的继电器、开关控制电路的，所以，PLC控制原理与计算机密切相关。在PLC中有大量的、各种各样的继电器，比如输入继电器、输出继电器、辅助继电器、计数器等，这些继电器不是真正的继电器，而是通过计算机中的储存器来模拟的软继电器，但是它们的作用可以和实物的继电器一样。PLC工作时就是依靠这些继电器通过梯形图一步一步的按照程序进行的。简单的讲，PLC工作原理可以概括为，可编程序控制器，通过执行梯形图，经过输入采样、程序处理、输出刷新结果等阶段，来完成所设计的的控制工作。

3 钻床控制系统的PLC改造

这里的改造都是在原有的钻床部件上面进行改造，只是把原来的继电器控制的改成用PLC中的程序来控制。

3.1 硬件部分的设计

3.1.1 PLC的物理结构

PLC按照物理结构有整体式、模块式和叠装式这几种类型。根据需要，整体式这种物理结构价格比较便宜，并且能够达到控制的要求。因此，Z3040摇臂钻床控制系统的PLC使用整体式这种结构。

3.1.2 PLC端口数

摇臂钻床控制系统需要17个输入端口和11个输出端口，那么PLC的输入端口数和输出端口数应该大于控制系统需要的端口数，因为要考虑留有备用的端口，以备将来升级改造，增加功能。

3.1.3 输入模块

摇臂钻床控制系统的PLC输入模块，我们选择电压为DC24 V的。因为，输入电压虽然有AC110 V和AC220 V，但这些交流的高电压，首先没有直流的低电压安全，对操作人员没有危险；其次，直流低电压再输入电路中，它的延迟时间短，在电路板中连接快，速度就相应的较快。

3.1.4 输出模块

摇臂钻床控制系统的PLC输出模块，我们选择继电器型输出模块。继电器型输出模块适应各种类的触点工作电压，导通压降小，它能够承受较大的瞬间电压和电流。而这些功能，对Z3040摇臂钻床控制系统是完全满足要求的。

结合以上对PLC硬件的要求，可以选择三菱的FP0-C14RS型号。FP0-C14RS PLC这种型号，满足对Z3040摇臂钻床控制系统改造所需要的所有指标。该型号，具有总输入端口20个，总输出端口18个，存储器的容量5K，能够输入电压直流24V，输出的模块是继电器型的。

3.2 软件部分设计

3.2.1 系统开机程序

需要设计一个输入口为停机的端口，还要设计一个准备开的端口。当开机信号输入后，内部继电器要接通并完成自锁，控制系统准备工作。

3.2.2 主电动机的起动控制程序

设计一个程序要求输入主电机工作。当输入主电动机工作信号后，虚拟继电器闭合，输出继电器接通并自锁，这时电动机开始启动。

3.2.3 摇臂控制程序

当内部继电器闭合后，给输入端口继电器接通，同时内部继电器也会接通，同时给控制液压泵电动机启动，这时启动后，电动机控制摇臂放松，当摇臂彻底放松后，做些程序，使摇臂上升，当上升到极限位置时，程序使继电器失电，使摇臂达到一定位置，这就达到控制摇臂的位置。同样要完成摇臂下降的控制，对程序反思维的编写。

3.2.4 控制主轴箱和立柱的放松和夹紧程序

通过内部继电器和定时器延时功能可以完成对轴箱和立柱放松和夹紧的控制，利用梯形图对内部继电器同时接通同时失电，可以达到这种控制。

3.2.5 信号显示程序

信号显示程序比较容易实现，就是通过内部继电器的接通和断开来实现，这里要考虑清楚那个继电器是控制那个电动机的，是得电还是失电要求信号灯亮或者灭。

3.2.6 机器工作信号状态信号

主继电器得电，接通，电源工作状态的指示灯是亮的，这表明机器开始运作，即是工作状态。

4 结 语

钻床控制系统通过PLC改造，需要很多细节的工作，本文由于篇幅的要求，没有画出原理图、梯形图等，也就不能分析每个继电器的功能以及端口的详细作用。因此，本文只是大概的介绍一下对钻床控制PLC改造的思路，许多细节还需要完善。但应该可以看到我们对控制系统的改造思路是正确的。因为PLC是一种功能强大、构造简单、抗干扰能力强、程序简单的一种新型工业控制新方法。本文采用PLC这种与常规不同的控制系统，可以实现对摇臂钻床的自动控制，通过这种控制，可以使企业生产可靠性、生产效率、经济价值都有很大的提高。

参考文献：

[1] 王阿根.PLC原理与应用第二版[M].北京：清华大学出版社，2010.

[2]扬湘洪.T68镗床的PLC控制[J].机械制造与自动化，2004，（2）：52-55.