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1、基于压铸机的PLC限制系统(一)依据工业现场的须要和可编程限制器(PLC)自身特点，本设计为基于压铸机的PLC限制系统。在这个设计中，本设计采纳西门子公司PLCS7-300系列可编程限制器为例。结合了书籍和资料，说明白PLC的工作原理、软件运用方法、PLC的硬件系统设计及PLC软件系统设计。实现了对压铸机的液压系统的限制。在该设计中，PLC作为主机，压铸机作为从机，构成基于压铸机的PLC的限制，完成对压铸机的整个工艺流程的限制，可反映压铸机在整个工作过程的工作状况。【关键词】可编程限制器；压铸机；液压传动AbstractAccordingtothedemandofindustrythespot
2、andprogrammableController(PLC)oneselfcharacteristics,thisdesignforaccordingtodie-casting(hePLCofmachinecontrolsystem.Inthisdesign,theseriesesprogrammablecontrollerofthecompanyPLCS7-300ofthisdesignadoptionSiemensisanexample.Combinedbookanddata,explaineddesignandthePLCsoftwaresystemdesignofthehardware
3、systemofPLCworkprinciple,softwareoperationmethod,PLC.Carriedouttopressthecontrolofsystemtowardsdie-castingingmachineofliquid.Inthatdesign,thePLCisahost,die-castingthemachineisfromthemachine,constituteaccordingtothecontrolofPLCofdie-castingthemachine,andthecompletioncanreflecttodie-castingmachineinth
4、ewholeworkconditionofworkprocesstothecontrolwhichdie-castingsthewholecraftprocessofmachine.KeywordsJprogrammableCOmroner;Die-CaSIingmachine;Theliquidpressestospreadtomove摘要Abstract前言5第1章概述61.1压铸机的定义、发展及特点61.1. 1压铸机的定义6压铸机的发展61.1.3压铸机的分类1按硬件结构类型分类81.4.2.1按应用规模及功能分类91.5PLC的功能及应用9第2章PLC与其他限制的比较102.1 继电
5、器限制方案102.2 集散限制方案102.3 PLe限制方案112.4 方案比较Il2.4.1 采纳继电器限制系统112.4.2 采纳集散限制系统122.4.3 采纳PlC限制系统12第3章限制对象的工艺流程说明133.1 金属压铸机的工艺流程133.2 操作方式14第4章PLC系统硬件设计154.1 PLC的功能简介154.1.1 主机系统154.1.2 输入/输出扩展环节154.2 PLC容量估算164.2.1 I/O点数的估算164.2.2 存储器容量的估算174.2.3 I/O模块的选择174.3 安排输入/输出点184.4 平安回路的设计19第5章PLC系统软件设计215.1 PLC
6、软件设计的内容215.2 PLC系统的软件设计步骤215.3 PLC应用系统设计实例25第6章系统的调试266.1 硬件调试266.2 软件调试266.3 系统联调26第7章设计结论27参考文献30-W-1前百可编程限制器(PLC)是综合了计算机技术、自动限制技术和通信技术的一种新型的、通用的自动限制装置。它具有功能强、牢靠性高、运用敏捷便利、易于编程以及适于在工业环境下应用等一系列优点，在工业自动化、机电一体化、传统产业技术改造等方面的应用越来越广泛，已成为现代工业限制的三大支柱之一。可编程限制器是20世纪70年头诞生的通用自动限制装置，自第一台PLC问世以来，经过30多年的发展和完善，它已
7、由原来仅仅代替继电器逻辑限制而变成一个集依次逻辑限制、回路调整、图形监视、网络通信于一体的综合自动化系统发展成为被广泛应用到机械制造、冶金、矿业、轻工等各个领域，成为现代工业自动化的三大支柱(PLCs机器人、CAD/CAM)之一。PLC的编程概念和限制思想已为广阔的自动化行业人员所熟识，这是一个目前任何其他工业限制器都无法与之同日而语的巨大学问资源；其次，PLC系统硬件技术成熟，性能价格比较高，运行稳定牢靠，开发过程也简洁便利，运行维护成本很低。全部这些特点造就了PLC的旺盛生命力。可编程序限制器，发展至今，除传统的硬PLe外，还有融入限制组态软件之中的软PLC(Softplc)o它们正在扩展
8、着PLC在工控、工业自动化领域中所占有的市场份额。由于习惯与技术积累PLC的传统用户，不行能一时放弃原有的投资，在技术改造过程中，在原有的投资基础上，增加性能更好的设备，以提高生产效率和扩大再生产。近年来，随着可编程限制器（PLC）应用技术的发展的，其在工业生产中的应用也越来越广泛；依据工业现场的须要和PLC自身的特点，可编程限制器的在工业生产中也被广泛采纳,使工业限制变得更为便利、敏捷，也使得生产效率大大提高生产效益获得更大的经济。然而，在工程生产的很多领域，我们都运用到了PLC,例如，在压铸机上我们运用它帮助我们完成了多个人的工作，实现了压铸机的智能化限制，从而降低了生产成本，提高了劳动效
9、率。在工业上运用PLC是我们以后发展的必定方向，它将成为代替原始机械限制的有效限制装置。在工业生产中采纳可编程限制器PLC,可利用其硬件和软件上实行的一系列抗干扰措施，使它可以干脆安装于工业现场而稳定牢靠地工作。概述1.1压铸机的定义、发展及特点1.LI压铸机的定义压铸机是用锌、铝合金、铜等金属为原料，在压力作用下把熔融金属液压射到模具中冷却成型，开模后得到固体金属铸件的一种工业机械。压铸机的发展压铸机是压铸生产中重要的基础技术装备，与压铸工艺的互存、互动关系特别突出，压铸工艺的改进或采纳新的技术，都要有与之相应的或新型的压铸机作为技术支撑。压铸技术起源于印刷工业的铅字铸造技术。19世纪初，世
10、界印刷工业蓬勃发展，活字（单字母的铅字）的需求量日益增多，于是铸字机应运而生，1849年，StUrgiSS制造了第一台用压铸法把铅铸成活字的压铸机（如图1）,图中可见带有将喷口封住、打开和切断等动作的机构，以及用压射活塞压送熔融金属进入活字模型，可以说这就是压铸机的原始结构，而且机器还具有速度快、效率高，既经济，又可重复生产等特点。这台压铸机标记着压铸的“黄金时代”的起先。图1-1压铸铅活字的压铸机示意图图1-2压铸机示意图1.操作杆2.冲头3.上压室4.喷嘴切断阀5.喷口拉杆6.金属熔烟7,喷嘴8.内通道9.施压压室1868年，英国人CharIeSBabbage用一台手动压铸机生产了机械式计
11、算机零件，开创了在压铸机上配用带刃边浇口的模具进行压铸生产的压铸技术1877年,DUSenbUry独创了一种既有原始的热室压铸机压射机构，又有模具可以水平移动的压铸机，如图1-2所示，开拓了模具水平开合的新途径。于是，典型的热室压铸机便从今诞生。20世纪50年头，我国自行设计制造出全液压的50型卧式冷室压铸机，锁模力有50OkN和IoOOkN两种规格。及至20世纪80年头，有关单位接着完成了锁模力1600OkN以下的卧式冷室压铸机系列产品的开发；立式冷室压铸机也形成了锁模力250OkN以下的系列产品；1986年试制出国内第一台J1163A型自动压铸机组；1990年开发出国内第一台柔性压铸单元，
12、锁模力为4000kN；其后的几年里，又将协助装置和参数检测装置加以定型并形成产品。在压铸机的设计工作方面，20世纪80年头，设计的压铸机压射性能已接近当时的国外水平;合模机构全部采纳液压驱动、曲肘机械扩力结构取代了全液压。1.1.3 压铸机的分类压铸机的分类方法很多，通常，主要按机器结构和压射室（以下简称压室）的位置及其工作条件加以分类，各种类型的压铸机的名称如图1-3所示。图1-3压铸机的分类热室压铸机一般主电箱与主机分别，独立落地；头板、二板采纳箱体或筋板式结构，刚度高而重量轻；油压式齿轮调模，传动平稳，确保四支哥林柱同步伸缩，精确保持头板、二板的平行度；机门采纳挂入式安装，清理及修理时拆
13、装便利。如图1.4所示为CM-168H型热压铸机。图1.4CM-168H型热室压铸机冷室压铸机是采纳数控电脑及电子尺操作，锁模，调模，顶针的压力、速度均可数控调整,带动态显示，操作简洁简洁；头板，二板采纳箱体式结构，强度高而重量轻。尾板，C型架采纳加强筋、框架设计，强壮有力。如图1.5所示为CCM-380型冷室压铸机。图1.5CCM-380型冷室压铸机1.1.4 压铸机的特点1、液压元器件、密封件、电器元件全部采纳进口件，牢靠性更高，不漏油；2、机械部分的模板、曲臂、采纳进口加工中心制造，并用三坐标仪检测，精度更高，无故障工作时间长。曲臂润滑采纳集中润滑站加定量安排器的方式，保证每一点的润滑牢
14、靠，使运动机件的工作更牢靠；3、液压回路采纳凹凸压双联泵、压力流量双比例阀，依据工作设定精确卸荷、降低能耗,油温低，夏天工作更牢靠;4、采纳更先进的增压限制油路，具有高的压射速度、增压反应时间、上升时间更短，工艺重复性更好，可调范围更宽；5、为了便于不同厚度压铸模的安装，动型模与静型模容模量调整，是采纳液压马达驱动。较之电力驱动，液压驱动更加平稳、平安。6、压射部分连接采纳C形架结构，确保压射同心度及稳定性。1.2压铸机的组成三板：动型座板、定型座板、尾板哥林柱：曲轴机构：长钱、小钱、钩钱、并连接动型座板、尾板及合开模液压缸顶出机构：顶出液压缸、顶针、固定在动型座板调模机构：调模马达、齿轮组件
15、、固定在尾板上润滑系统：曲肘润滑泵、油排、油管、分流器1.3压铸机的工作原理第一阶段慢速压射运动起先压射时，系统液压油通过油路集成板进入C2腔，再经A3通道进入Cl腔，从而推动压射活塞2向左运动，实现慢速压射。其次阶段快速压射运动，当压射冲头超过料筒浇料口后，储能器3限制阀打开，液压油经Al、A3口快速进入CI腔，Cl腔液压油油量快速增大，压射速度增快。第三阶段增压运动金属液填充到型腔，当即将终止时，合金液起先凝固，这时冲头前进阻力增大，经电脑程序限制，运用蓄能器4限制阀打开，经A2快速进入C3腔，从而推动增压活塞5及活塞杆6向左快移。当活塞杆6和浮动活塞7内外锥面接合时，A3截断，使Cl形成
16、封闭腔，增压活塞、活塞杆、浮动活塞的推动及Cl、C2腔的压力共同使活塞2获得一个增压效果。1.4 PLC的定义、分类及特点1.4.1 PLC的定义可编程序逻辑限制器即PLC(ProgrammableLogicController)。PLC是一种能干脆应用于工业环境的数字电子装置，是以微处理器为基础，结合计算机技术、自动限制技术和通信技术，用面对限制过程、面对用户的“自然语言”编程的一种简洁易懂、操作便利、牢靠性高的新一代通用工业限制装置。1.4.2 PLC的分类1.4.2.1 按硬件结构类型分类可编程序限制发展很快，为了便于在工业现场安装，便于扩展，便利接线，起结构与一般计算机有很大的区分。通
17、常从组成结构形式上将这些PLC分为两类：一类是一体化整体式PLC,另一类是结构化模块式PLC1.4.2.2 按应用规模及功能分类为了适应不同工业生产过程的应用要求，可编程序限制器能够处理的输入/输出信号数是不一样的。一般将一路信号叫做一个点，将输入点和输出点的点数的总和称为机器的点。依据点数的多少，可将PLC分为超小（微）、小、中、大、超大等五种类型。1.4.3 PLC的特点PLC能如此快速发展的发展缘由，除了工业自动化的客观须要外，还有很多独特的优点。它较好地解决了工业限制领域中的普遍关切的牢靠、平安、敏捷、便利、经济等问题。它在编程中简洁易学，PLC的功能强，性能价格比高，它的硬件配套齐全
18、，用户运用便利，适应性强；牢靠性高，抗干扰实力强；系统设计、安装、调试工作量少；工作人员修理工作量小，维护便利；体积小能耗低。1.5 PLC的功能及应用PLC的应用面越来越广，主要是：一、由于微处理机芯片及有关元件的价格大大下降，使得PLC的成本下降；二、PLC的功能增加，能解决困难的计算机和通信问题。目前，PLC在国内外已广泛用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保和消遣等行业。PLC主要应用在、开关逻辑和依次限制、模拟限制、定时限制、数据处理信号联锁系统、通信联网等。最近一个时期内，PLC产品的市场需求量始终保持平稳上升趋势。其一，PLC是集三电一体化
19、的多功能综合自动扮装置。所谓的三电指的是电控、电仪和电传，这三种限制装置常常在一个工厂、一个车间，甚至在一个工段或一台设备上并存，却自成系统，互不往来。而只须要一台PLC限制设备既有逻辑限制功能，又有过程限制和运动限制功能，大大提高了生产效率、实现优化限制，使得PLC在竞争中居于强有力的地位。其二，PLC能够与其他工业限制产品很好地融合。PLC与PC（个人计算机）的融合，PLC与DCS的重叠融合，PLC与CNC的融合等，都说明PLC与工业限制系统的一样性很高。总之，PLC在工业限制中应用极为广泛，可以说是无处不在。其次章PLC与其他限制的比较2.1 继电器限制方案几十年来，继电器限制系统为工业
20、限制的发展起到了巨大的作用，而且目前仍旧在工业领域中被大量应用（如图2.1所示为工业生产限制流程）。继电器限制柜是针对肯定的生产机械、固定的生产工艺设计的，采纳硬接线方式装配而成，只能完成既定的逻辑限制、定时、计数等功能，一旦生产工艺过程发生变更，则限制柜必需重新设计、重新装配。图2.1继电器限制压铸机的示意图2.2 集散限制方案集散限制系统又称分散限制系统，它是特地为工业过程限制设计的过程限制装置。它的应用场合是连续量的限制，集散限制系统是按用户的程序指令工作的。在集散限制系统中,依据被检测对象的特性采纳不同的采样速度，例如，对流量点的采样周期是1s,对温度点的采样周期是20s等。此外，在集
21、散限制系统中，可有多级优先集中断的设置。图2.2集散限制压铸机的示意图2.3 PLC限制方案PLC由于应用了微电子技术好计算机技术，各种限制功能都是通过软件来实现的，因此只要变更程序并变更少量的接线端子，就可适应工艺的变更。从适应性、牢靠性、便利性及设计、安装、维护等各方面进行比较，PLC都有显著的优势（如图2.2所示）。因此在用微电子技术改造传统产业的过程中，传统的继电器限制系统大多数将被PLC取代。图2.3压铸机的PLC限制原理图2.4 方案比较采纳继电器限制系统1、逻辑工作量大，接线多2、受机械触电影响，寿命限制3、环境差，会降低牢靠性和寿命4、更换继电器维护费用高2.4.2 采纳集散限
22、制系统1、不适于用于开关量的逻辑限制2、不能按扫描方式工作3、采样速度不均，运算速度较低4、集散限制所需存储量较大5、集散限制不够便利、敏捷2.4.3 采纳PLC限制系统PLC能如此快速的的选择发展的缘由，除了工业自动化的客观须要外，还有很多的优点。1编程方法简洁易学2、功能强，性能价格高3、硬件配套齐全，用户运用便利，适应性强4、牢靠性高，抗干扰实力强5、系统的设计、安装、调试工作量少6、修理工作量小，修理便利7、体积小、能耗低从图2.3中可以看出采纳PLC限制后，使原来继电器限制的大量开关量动作由无触点的电子线路来完成软件程序代替了继电器的繁杂连线，即便利敏捷，牢靠性大大提高。由此可见，P
23、LC限制比继电器限制更能较好的解决了工业限制领域中的普遍关切的牢靠、平安、敏捷、便利、经济等问题。我们在设计过程中应采纳PLC限制。然而其限制性能与自身的功能已无法满意与适应工业限制的要求和发展，传统的继电器限制系统被PLC所取代已是必定趋势。限制对象的工艺流程说明3.1 金属压铸机的工艺流程金属压铸机工作示意图，如图3.1所示，压铸机的动作由液压油缸推动，执行元件为电磁阀。其工艺流如下:图3.1卧式冷室压铸机工作示意图金属压铸机工艺流程金属压铸机的工艺流程如图3.2所示。原位：模板在开模确认位置，开模确认限位开关闭合；洗模嘴上升归位，喷嘴归位限位开关闭合。关模：有启动信号按下后，关模电磁阀通
24、电，模板右移。射出：当模板右移到位，射出确认限位开关闭合，射出电磁阀通电，射出活塞向左移，将金属推动模内。冷却：射出活塞自动归位，射出确认限位开关闭合，冷却水电磁阀通电，利用冷却水成型。开模：延时5S待工件冷却后，开模电磁阀通电，模板左移，工件自动顶出。洗模：模板左移到位，开模确认限位开关闭合，喷嘴下移，洗模液电磁阀均通电，喷嘴下移并洗模液。复位：喷嘴下移到位，喷嘴下限限位开关闭合，喷嘴上移电磁阀通电，喷嘴上升回到原位。3.2 操作方式PLC系统硬件设计1.1 PLC的功能简介S7-300功能简介PLC的硬件系统由主机系统、输入/输出扩展环节及外部设备组成。主机系统PLC的主机系统由微处理器单
25、元、存储器、输入单元、输出单元、IO扩展接口，外设10接口以及电源等部分组成。各部分之间通过内部系统总线进行连接，如图4.1所示。输入/输出扩展环节PLC的外部设备主要是编程器、彩色图形显示器、打印机等。编程器：它是编制、调试PLC用户程序的外部设备，是人机交互的窗口。彩色图形显示器：大中型PLC通常配接彩色图形显示器，用以显示模拟生产过程的流程图、实时过程参数、趋势参数及报警参数等过程信息，使得现场状况一目了然。打印机：PLC也可以配接打印机等外部设备，用以打印记录过程参数、系统参数以及报警事故记录表等。PLC还可以配置其他外部设备，例如，配置存储器卡、合式磁带机或磁盘驱动器，用于存储用户的
26、应用程序和数据；配置EPRoM写入器，用于将程序写入到EPROM中。1.2 PLC容量估算PLC容量包括两个方面：一是I/O点数，二是用户存储器的容量。1.2.1 I/O点数的估算依据功能说明书，可统计出PLC系统的开关量I/O点数及模拟量I/O通道数，以及开关和模拟量的信号类型。考虑到在前面的设计中I/O点数可能有疏漏，并考虑到I/O端的分组状况以及隔离于接地要求，应在统计后得出1/0总点数的基础上，增加1O%I5%的裕量。考虑裕量后得出I/O总点数估算值，该估算值是PLC选型的主要技术依据。考虑到今后的调整和扩充，选定的PLC机型的I/O实力极限值必需大于I/O点数估算值，并应尽量避开使P
27、LC实力接近饱和，一般应留有30%左右的量。1.2.2 存储器容量的估算用户应用程序占用多少内存与很多因素有关，如I/O点数、限制要求、运算处理器、程序结构等。因此在程序设计之前只能粗略的估算。依据阅历，每个I/O点及有关功能器件占用是内存大致如下：开关量输入所需存储器字数=输入点数XlO开关量输出所需存储器字数=输出点数X8定时器/计数器所需存储器字数=定时器/计数器数量x2模拟量所需存储器字数=模拟量通道数X100通信接口所需存储器字数=接口个数x300存储器的总字数再加上一个备用量即为存储器容量。例如，作为一般应用下是阅历公式是：所需存储器容量(KB)=(l1.25)x(DlxlO+DO
28、x8+AI/OX100+CPx300)1024其中：Dl为数字量输入总点数；DO为数字量输出总点数；AI/AO为模拟量I/O通道总数；CP为通信接口总数。1.2.3 I/O模块的选择开关量输入模块的选择PLC的输入模块用来检测来自现场(如按钮、行程开关、温控开关、压力开关等)电平信号，并将其转换为PLe内部的低电平信号。选择输入模块主要考虑以下两点：(1)依据现场输入信号(如按钮、行程开关)与PLC输入模块距离的远近来选择电压的凹凸。一般，24V以下属于低电平，其传输距离不宜太远。(2)高密度的输入模块，如32输入模块，允许同时接通的点数取决于电压和环境温度。一般，同时接通的点数不得超过总数入
29、点数的60%。开关量输入模块的选择输出模块的任务是将PLC内部低电平的限制信号转换为外部所需电平的输出信号，驱动外部负载。输出模块有三种输出方式：继电器输出、双向可控硅输出和晶体管输出。输出方式的选择继电器输出价格便宜，运用电压范围广，导通降压小，曾受瞬间电压和过电流的实力较强,且有隔离作用。但继电器有触电，寿命较短。且响应速度较慢，适用于动作不常见的交/直流负载。当驱动电感性负载时，最大开闭频率不得超过IHZ.输出电流的选择模块的输出电流必需大于负载电流的额定值，假如负载电流较大，输出模块不能干脆驱动,则应增加中间放大环节。对于点荣性负载、热敏电阻负载，考虑到接通是有冲击电流，故要留有足够的
30、裕量。允许同时接通点数在选用输出模块时，不但要看一个输出点的驱动实力，还要看整个输出模块的满负荷实力,即输出模块同时接通点数的总电流值不得超过模块规定的最大电流。1.3 安排输入/输出点一般输出点与输入信号、输出点与输出限制是一一对应的。安排好后，按系统配置的通道与接点号，安排给每一个输入信号和输出信号，即进行编号，PLC的外部接线图如图4.2所示。1、明确I/O通道范围不同信号的PLC,其输入输出通道的范围是不一样的，应依据所选PLC型号。查阅相应的技术手册，弄清相应的I/O点地址的安排。内部协助继电器内部协助继电器不对外输出，不能干脆连接外部器件，而是在限制其它继电器、定时器，计数器作为数
31、据存储器或数据处理用。从功能上讲，内部协助继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。3、安排定时器/计数器对用到定时器和计数器的限制系统，留意定时器和计数器的编号不能相同。若扫描式时间较长，则要运用高速定时器以保证计时精确。4、数据存储器在数据存储、数据转换以及数据运算等场合，常常须要处理以通道为单位的数据，此时应用数据存储器是很便利的。数据存储器中的内容，即使在PLC断电、运行起先或停止时也能保持不变。数据存储器也应依据程序设计的须要来合理支配，以避开重爱运用。图4.2PLC外部接线图1.4 平安回路设计平安回路起爱护人身平安和设备的作用，它应能独立于PLC工作，并采纳非半导体的机电元件以便接线
32、方式构成。确保系统平安的硬件线逻辑回路，在以下几种状况下将平安爱护作用:1、PLC或机电元件检测到设备发生紧急异样状态时；2、PLC失控时；3、操作人员须要紧急干预时。平安回路的典型设计，是将每个执行器均连接到一特殊紧急停止(E-Stop)区构成矩阵结构,该矩阵即为设计硬件回路的基础。设计平安回路的任务包括以下内容：1、确定限制回路之间逻辑和操作上的互锁关系；2、设计硬件回路以供应对过程中重要设备的手动平安性干预手段；3、确定其它与平安和完善运行有关的要求；4、为PLC定义故障形式和重新启动特性。PLC系统软件设计5. 1PLC软件设计的内容从应用角度来看，运用PLC技术进行PLC应用系统的软
33、件设计与开发，不外乎须要两个方面的学问和技能，第一是学会PLC硬件系统的配置，其次是驾驭编写程序技术。在熟识PLC的指令系统后，就可以进行简洁的PLC编程，但这还很不够，对于一个较为困难的限制系统，设计者还需具备肯定的软件设计学问，这样才能开发出有实际应用价值的PLC应用系统。为此在熟识PLC指令的基础上，对PLC应用软件的设计内容、方法、步骤以及编程工具软件进行比较全面的介绍。PLC应用软件的设计是一项特别困难的工作，它要求设计人员既要有PLC、计算机程序设计基础，又要有制动限制的技术，还要有肯定的现场实习阅历。首先，设计人员必需深化现场，了解并熟识被控对象(机电设备或生产过程)的限制要求,
34、明确PLC必需具备的的功能，为应用软件的编制提出明确的要求和技术指标，并形成软件需求说明书。在此基础上进行总体设计，将整个软件依据功能的要求分成若干个相对独立的部分，分析它们在逻辑上、时间上的相互关系，使设计出的软件在总体上结构清晰、简洁、流程合理，保证后继的各个开发阶段及其软件设计规格说明书的完整性和一样性。然后在软件规格说明书的基础上，选择适当的编辑语言进行程序设计。所以，一个适用的PLC软件工程的设计通常要涉及以下几个方面的内容：(I)PLC软件功能的分析与设计(2)1/0信号及数据结构分析与设计；(3)程序结构的分析与设计；(4)程序设计规格说明书编制；(5)用编程语言、PLC指令进行
35、程序设计；(6)软件测试；(7)程序运用书编制6. 2PLC系统的软件设计步骤依据可编程限制器系统硬件结构和生产工艺要求，在软件规格说明书的基础上，用相应编程语言指令，编制实际应用程序并形成程序说明书的过程就是应用系统软件设计。可编程限制器应用系统的软件设计过程如图5-1所示。1) .制定设备运行方案制定方案就是依据生产工艺的要求分析各输入输出与各种操作的逻辑关系，确定须要检测的量和限制方法，并设计出系统中各设备的操作内容和操作依次。据此可得流程图。2) .画出限制流程图对于困难的应用系统，须要绘制限制流程图，用以清晰的表明动作的依次和条件。对于简洁的限制系统，可省去这一步。3) .制定系统的
36、抗干扰措施依据现场工作环境、干扰源的性质等因素，综合制定系统的硬件和软件抗干扰措施，如硬件上的电源隔离、信号滤波、软件上的平均值滤波等。4) .1/0地址安排将8个输入信号9个输出信号，按各自的功能类型分好，并与PLC的I/O端一一对应，编排好地址。列出外部I/O信号与PLCl/0端地址编号比照表，如图5.4所示。表5.1I/O地址安排表地址号信号名称说明10.1 启动按钮按钮10.2 停止按钮按钮10.3 操作方式选择按钮10.4 开模限位开关限位开关10.5 关模限位开关限位开关10.6 射出限位开关限位开关10.7 喷嘴归位限位开关限位开关10.8 喷嘴下限限位开关限位开关Q0.0PLC
37、运行指示灯Q0.1机器工作指示灯Q0.2关模电磁阀电磁阀Q0.3开模电磁阀电磁阀Q0.4喷嘴下移电磁阀电磁阀Q0.5洗模液电磁阀电磁阀Q0.6喷嘴上移电磁阀电磁阀Q0.7冷却水电磁阀电磁阀Q0.8射出电磁阀电磁阀Plc在压铸机中的软件图表示为图5.2.4PLC应用系统的软件设计图5.3PLC应用系统设计1工艺过程及限制要求1) .工艺过程图5.2所示为一简易压铸机工艺流程图。该压铸机是一水平/垂直位移的机械设备，其操作是将金属液体通过右边液压推动模腔，待冷却后开模然后取出工件。图5.2压铸机工艺流程图2) .限制要求压铸机整个压铸过程要求能自动限制。在启动过程中能切换到手动限制及自动限制或半自
38、动限制，以便对设备进行调整和检修。图5、3是压铸机限制系统逻辑流程图。图5.3压铸机限制系统逻辑流程图2、限制系统硬件设计1).PLC的选型从限制流程中可以看出，在限制方式上须要3个按钮，分别完成自动方式、单动方式和手动方式启动，还须要一个停止按钮用来处理在任何状况下的停止运行。压铸机的限位开关有5个：喷嘴归位限位开关、喷嘴下限限位开关、开模确认限位开关、关模确认限位开关、射出确认限位开关，共有8个数字量输入信号。输出信号有压铸机的PLC运行指示驱动信号、机器工作指示驱动信号、开模/关模驱动信号、喷嘴卜移驱动信号、洗模液驱动信号、喷嘴上移驱动信号、冷却水驱动信号、射出驱动信号，共有9个数字量输
39、出信号。系统须要数字量输入信号8点，数字量输出9点;，不需模拟量模块。选择S7-300CPU313,加上数字量输入模块SM32I及输出模块SM322就可以满意要求，而且还有30%的裕量。2)、程序设计依据系统的限制要求，采纳合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满意系统限制要求为主线，逐一编写实现各限制功能或各子任务的程序，逐步完善系统指定的功能。除此之外,程序通常还包括以下内容：1.初始化程序。在PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动做必要的打算，避开系统发生误动作。初始化的程序主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行复原，对某些继电器进行置位与复位，
40、对某些初始状态进行显示等等。2.检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成时在添加。3.爱护和连锁程序。爱护和连锁是程序中不行缺少的部分，必需细致加以考虑。它可避开由于非法操作而引起的限制逻辑混乱。3) .编写程序依据被控对象的输入输出信号及所定的plc型号安排plc的硬件资源，为梯形图的各种继电器或接点进行编号，再依据软件规格说明书（技术要求、编制依据、测试），用梯形图程序表示：图停止开关启动对全部启动开关进行置位图-铸件冷却后开模电磁阀打开置位到喷嘴下移电磁阀图-开模延时5s后洗模液电磁阀打开3 .软件测试刚编号的程序难免会有缺陷或错误。为了刚好发觉和消退程序中的
41、缺陷和错误，削减系统现场调试的工作量，确保系统在各种正常和异样状况时都能做出正确的响应，须要对程序的离线测试。经调试、排错、修改及模拟运行后，才能正式投入运行。程序测试时重点应留意下列问题：（1）程序能否按正常要求运行；（2）各种必要功能是否具备；（3）发生意外事故时能否做出正确的响应；（4）对现场干扰等环境因素适应实力如何。经过测试、排错和修改后，程序基本正确，下一步就可到限制现场试运行，进一步查看系统整体效果，还有哪些地方须要进一步完善。经过一段时间试运行，证明系统性能稳定，工作牢靠，已达到设计要求，就可把程序固化到EPRoM或EEPROM芯片中，正式投入运行。4 .编制程序运用说明书当一
42、项软件工程完成后，为了便于用户和现场调试人员的运用，应对所编制的程序进行说明，通常程序运用说明书应包括程序设计的依据、结构、功能、流程图，各项功能单元的分析，PLC的I/O信号，软件程序操作运用的步骤、留意事项，对程序中须要测试的必要环节可进行注释系统调试6.1硬件调试硬件实施方面主要是进行限制柜等硬件设计及现场施工。主要内容：1 .设计限制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。2 .设计系统各部分之间的电气互联图。3 .依据施工图纸进行现场接线，并进行具体检查。由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC限制系统的设计周期可大大缩短。4 .2软件调试将设计好的程序写入PLC后，首先逐条细
43、致检查，并改正写入时出现的错误。用户程序一般先在试验室模拟调试，实际的输入信号可以用钮子开关和按钮来模拟，各输出量的通/断状态用PLC上有关的发光二极管来显示，一般不用接PLC实际的负载（如接触器、电磁阀等）。可以依据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号，如限位开关触点的接通和断开。对于依次限制程序，调试程序的主要任务是检查程序的运行是否符合功能表图的规定，即在某一转换条件实现时，是否发生步的活动状态的正确变更，即该转换全部的前级步是否变为不活动步，全部的后续步是否变为活动步，以及各步被驱动的负载是否发生相应的变更。在调试时应充分考虑各种可能的状况，对系统各种不同的工作方式、
44、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路途，都应逐一检查，不能遗漏。发觉问题后应刚好修改梯形图和PLC中的程序，直到在各种可能的状况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。假如程序中某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。在设计和模拟调试程序的同时，可以设计、制作限制台或限制柜，PLe之外的其他硬件的安装、接线工作也可以同时进行。5 .3系统联调联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应按部就班，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求,则对硬件和
45、程序作调整。通常只需修改部份程序即可。全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，假如工作正常、程序不须要修改，应将程序固化到EPRoM中，以防程序丢失。完成上述的工作后，将PLC安装在限制现场进行联机总调试，在调试过程中将暴露出系统中可能存在的传感器、执行器和硬接线等方面的问题，以及PLe的外部接线图和梯形图程序设计中的问题，应对出现的问题刚好加以解决。假如调试达不到指标要求，则对相应硬件和软件部分作适当调整，通常只须要修改程序就可能达到调整的目的。全部调试通过后，经过一段时间的考验，系统就可以投入实际的运行了。设计总结经过这一个来月的毕业设计和对相关资料的收集让我清晰的感到随着科技的不断
46、发展和PLC的广泛应用，已经使我们的生活离不开它了。PLC它以自己的独特的优点折服了我们。在机械越来越受重视的21世纪，随着产品类型的不断增加及产品要求的不断提高，机械的工作量将会越来越大，并且其工作将是一件特别烦琐和特别简洁出错的事情。在这样的状况下要实现机械网络系统是有其必定性的。假如能做出一个完善的机械网络系统就能把人工的工作量削减很多，在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学沟通阅历和自学，并向老师请教等方式,使自己学到了不少学问，也经验了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个项目开发过程中我懂得了很多东西，也培育了我独立工作的实力，树立了对自己工作实力的信念，信任会对今后的学习工作生活
47、有特别重要的影响。而且大大提高了动手的实力，使我充分体会到了在创建过程中的探究的艰难和胜利的喜悦。虽然这个项目还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财宝，使我终身受益。总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最终最终做完了，有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：学问必需通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发觉是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。毕业设计是在三年学习过程的最终阶段采纳的一种总结性的实践环节。通过毕业设计，能使我综合应用所学的各种理论学问和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本实力的训练。毕业设计是在三年学习过程的最终阶段采纳的一种总结性的实践环节。通过毕业设计，能使我综合应用所学的各种理论学问和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本实力的训练。在这次的毕业设计中虽然时间紧迫但我学会了很多，也感到自身学问的贫乏，希望在日后的努力中能做出更完善的系统来。致谢词：经过一个来月的劳碌，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个专科生的毕业设计，由于阅历的匮乏，难免有很多考虑不周全的地方，假如没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设
