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1、 题 目SIEMENS 802C 铣床中PLC的控制分析专 业 数控设备应用与维护 班 级 数电3092班 姓 名 学 号 指导教师 侯 晓 方 二0一一年十二月陕西国防工业职业技术学院二O一二届毕业设计（论文）任务书专业：数控设备应用与维护 班级：SD3092 姓名： 学号： 设计题目：SIEMENS 802C 铣床中PLC的控制分析设计条件：1、 Program Tool PLC 802软件；2、 SIEMENS 802C数控铣床中PLC的梯形图；3、 SIEMENS 802C数控铣床。设计任务：1、SIEMENS 802C数控铣床中PLC程序的分析；2、熟练使用Programming T
2、ool PLC802软件。 毕业设计（论文）内容包括：1、课题的来源和意义说明。2、SIEMENS 802C数控铣床中PLC的梯形图分析结果。 起止日期：2011年11月7日2011年12月23日（共7周）指导教师：侯晓方审核（教研室主任）： 批准（系主任）：设计评语：指导教师签字： 年 月 日答 辩：考核组长：总 成 绩：摘 要PLC广泛应用于工业控制，具有稳定、可靠和实时处理能力强的优点。PLC为工业自动化提供了几乎完美的现代制动控制装置。本设计是对SIEMENS 802C 数控铣床中PLC程序的控制应用以及PLC在数控机床中的应用进行分析说明。设计首先针对PLC的发展历史、组成、工作原理
3、、特点和应用等进行介绍。正文主要通过使用Program Tool PLC 802软件对SIEMENS 802C数控铣床中PLC的梯形图进行分析，来学习和了解数控系统对机床的控制。本次设计主要应用的是SIMATICS7-200PLC，围绕PLC展开论述。通过PLC梯形图了解数控机床的控制方式以及各子程序的调用和实现。本次设计的意义在于对PLC在西门子802C数控系统中的应用，记忆各个子程序在数控系统中的功能及控制意义和作用。在这次的设计过程中让我对PLC控制有了更进一步的了解。关键词：数控铣床；SIEMENS 802C；PLC；梯形图目 录1 PLC概述11.1 PLC的概述11.2 S7系列P
4、LC的概述62 PLC在数控机床中的应用72.1 PLC在数控机床中的应用形式72.2 PLC与数控系统及数控机床间的信息交换82.3 PLC和NC的关系83 PLC在SIEMENS 802C铣床中的应用及分析103.1 西门子数控系统（SINUMERIK 802C base line）介绍103.2 PLC初始化（PLC-INI）103.3 冷却控制（COOLING）123.4 润滑控制 （LUBRICATE）153.5 刀具的加紧与松开（LOCK_UNL）184 结 论23参考文献24致 谢25数控工程学院毕业设计论文1 PLC概述1.1PLC的概述可编程控制器(PLC)目前已成为工业控制
5、领域中广泛应用的自动化装置。与一般的计算机控制系统相比，在工业现场应用PLC实现自动控制，操作方便，可靠性高，易于编程，受到广大技术人员的重视和欢迎。可以这样说，在现代化的工厂里，无论是一台自动生产设备，还是连续的生产过程控制系统，其中若没有通常所说的计算机控制系统，就必定有PLC在发挥核心作用。PLC与机器人、CADCAM被称为工业生产自动化的三大支柱。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种
6、装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC，PLC自1969年美国数据设备公司（DEC）研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC），一种具有微处理机的数位电子设备，用于自动化控制的数位逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数位类比等单元所模组化组合成。（1）PLC的特点可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设
7、备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇
8、怪了。配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控
9、制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小，很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。（2）PLC的组成图1 PLC的组成PLC的种类繁
10、多，有各种不同的结构，以小型PLC为例，PLC一般由四大部分组成：忠言处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口、电源，如图所示。中央处理器（CPU）是计算机的核心，因此它也是PLC的核心。它按照系统程序赋予的功能完成以下主要任务：l 接收与存储用户由编程器键入的用户程序和数据。l 检查编程过程中的语法错误，诊断电源及PLC内部的工作故障。l 用扫描方式工作，接收来自现场的输入信号，并输入到输入印象寄存器和数据存储器中。l 在进入运行方式后，从存储器中逐条读取并执行用户程序所规定的逻辑运算、算术运算及数据处理等操作。l 根据运算结果，更新有关标志位的状态，刷新输出映像寄存器的内容，再经输出部件实
11、现输出控制、打印制表或数据通信等功能。在模板式PLC中，CPU是一个专用模板，一般PLC的CPU模板上还有存放系统程序的ROM和存放用户程序或少量数据的RAM，以及译码电路、通信接口和编程器接口等。在整体式PLC中，CPU是一块继承电路芯片，通常是通用的8位或16位的微处理器，如Z80、Z80A、8085、6800等。采用通用的微处理器作CPU，其好处是这些微处理器及其配套的芯片普及通用、价廉，有独立的I/O指令，且指令格式短，有利于译码及缩短扫描周期。存储器是具有记忆功能的半导体电路，用于存放系统程序用户程序、逻辑变量和其他信息。系统程序是控制和完成PLC多种功能的程序，由厂家编写。用户程序
12、是根据生产过程和工艺要求设计的控制程序，由用户编写。PLC中常用的存储器由ROM、RAM、和EPROM。系统程序寄存器：由PLC制造厂家编写的系统程序存放在只读存储器ROM中，用户不能访问也不能更改其内容。用户程序存储器：用户程序存储器存放用户按控制要求编程的应用程序。不同类型的PLC的容量不尽相同，并可以根据需要进行扩充，可以使RAM，大多采用EPROM。工作数据存储器：工作数据存储器用于存放PLC在运行过程中所需要的及生成的各种工作数据、包括输入/输出映像及各类软元件存储器。这些数据不断变化、无需长久保存，因此采用ROM。输入/输出接口实际生产过程中的信号电平是多种多样的，外部执行机构所需
13、要的电平也是千差万别的，而PLC的CPU所处理的信号只能是标准电平，正是通过输入/输出接口实现了这些信号电平的转换。I/O接口实际上是PC与被控制对象间传递输入/输出信号的接口部件。输入接口输入接口是PLC与控制现场的接口界面的输入通道。输入接口由光电耦合、输入电路和微处理器输入接口电路组成。光电耦合输入电路隔离输入信号，防止现场的强点干扰进入微机，对交流输入信号还可采用变压器或继电器隔离。有许多种 PLC还加有滤波环节来增强干扰性能。 图2 输入接口接线图 输出接口输出接口接收主机的输出信息，并进行功率放大和隔离，经过输出接线端子向现场输出相应的控制信号。输出接口电路一般由微电脑输出接口和隔
14、离电路、功率放大电路组成。PC的输出接口单元由三种形式，即继电器输出、晶体管输出和双向可控硅（晶闸管）输出。电源是将交流电压信号转换成微处理器、存储器及输入输出部件正常工作所需要的之流电源。由于PLC要用于工业现场的自动控制、直接处于工业干扰的影响之中，所以为了保证PLC内主机可靠工作，电源对供电电源采用了较多的滤波环节，还用集成电压调整器进行调整以适应交流电网的电压波动，对过电压和欠电压都有一定的保护作用。另外，采用了较多的屏蔽措施来防止工业环境中的空间电磁干扰。常用的电源电路有串联稳压电路、开关式稳压电路和设有变压器的逆变式。（3）PLC的工作原理当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读
