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 a.编程工具的发展 过去绝大部分中小型PLC仅提供手持式编程器，编程人员通过编程器和PLC打交道。是把编制好的梯形图程序转换成语句表程序，然后使用编程器一个字符一个字符地敲到PLC内部另外，调试时也只能通过编程器观察很少的信息。现在编程器已被淘汰，基于Windows的编程软件不仅可以对PLC控制系统的硬件组态，即设置硬件的结构、类型、各通信接口的参数等，而且可以在屏幕上直接生成和编辑梯形图、语句表、功能块图和顺序功能图程序，并且可以实现不同编程语言之间的自动转换。程序被编译后可下载到PLC，也可以将用户程序上传到计算机。编程软件的调试和监控功能也远远超过手持式编程器，可以通过编程软件中的监视功能实时观察PLC内部各存储单元的状态和数据，为诊断分析PLC程序和工作过程中出现的问题带来了的方便。

  b.功能强大、价格低廉的HMI 过去在PLC控制系统中进行参数的设定和显示时非常麻烦，对输入设定参数要使用大量的拨码开关组，对输出显示参数要使用数码管，它们不仅占据了大量的I/O资源、而且功能少、接线繁琐。现在各种单色、彩色的显示设定单元、触摸屏、覆膜键盘等应有尽有，它们不仅能完成大量数据的设定和显示，还能直观形象地显示动态图形画面和完成数据处理等功能。

  c.基于PC的组态软件 在中大型的PLC控制系统中，仅靠简单的显示设定单元已不能解决人机界面的问题，所以基于Windows的PC机成为了佳的选择。配合适当的通信接口或适配器，PC机就可以和PLC之间进行信息的互换，然后配合功能强大的组态软件，就能完成复杂的和大量的画面显示、数据处理、报警处理、设备管理等任务。这些组态软件国外的品牌有WinCC、iFIX、Intouch等，国产公司有业控、力控等。现在组态软件的价格已下降到非常低的水平，所以在环境较好的应用现场，使用PC加组态软件来取代触摸屏的方案也是一种不错的选择。

  ①在过程控制领域的使用以及PLC的冗余特性 虽然PLC的强项是在制造业领域使用，但随着通信技术、软件技术和模拟量控制技术的发展并不断地融合到PLC中，它现在也被广泛地应用到了过程控制领域。但在过程控制系统中使用必然要求PLC控制系统具有更高的可靠性。现在世界上的自动化设备供应商提供的大型PLC中，一般都增加了安全性和冗余性的产品，并且符合IEC61508标准的要求。该标准主要为可编程电子系统内的功能性安全设计而制定，为PLC在过程控制领域使用的可靠性和安全设计提供了依据。现在PLC的冗余产品包括CPU系统、I/O模块以及热备份冗余软件等。大型PLC以及冗余技术一般都是在大型的过程控制系统中使用。

  ②开放性和标准化 PLC厂家在使硬件及编程工具换代频繁、丰富多样、功能提高的同时，日益向MAP(制造自动化协议)靠拢，并使PLC基本部件如输入输出模块、接线端子、通信协议、编程语言和工具等方面的技术规格规范化、标准化，使不同产品间能相互兼容，易于组网，以方便用户真正利用PLC来实现工厂生产的自动化。

  世界上大大小小的电气设备制造商几乎都推出了自己的PLC产品，但由于没有一个统一的规范和标准，因此PLC产品在使用上都存在着一些差别，而这些差别的存在对PLC产品制造商和用户都是不利的。一方面它增加了制造商的开发费用;另一方面它也增加了用户学习和培训的负担。这些非标准化的使用结果，使得程序的重复使用和可移植性都成为不可能的事情。

 当PLC运行时，是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的，需要执行众多的操作，但CPU不可能同时去执行多个操作，它只能按分时操作（串行工作）方式，每一次执行一个操作，按顺序逐个执行。由于CPU的运算处理速度很快，所以从宏观上来看，PLC外部出现的结果似乎是同时（并行）完成的。这种串行工作过程称为PLC的扫描工作方式。

    用扫描工作方式执行用户程序时，扫描是从条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行用户程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，周而复始重复运行。

PLC的扫描工作方式与电器控制的工作原理明显不同。电器控制装置采用硬逻辑的并行工作方式，如果某个继电器的线圈通电或断电，那么该继电器的所有常开和常闭触点不论处在控制线路的哪个位置上，都会立即同时动作；而PLC采用扫描工作方式（串行工作方式），如果某个软继电器的线圈被接通或断开，其所有的触点不会立即动作，等扫描到该时才会动作。但由于PLC的扫描速度快，通常PLC与电器控制装置在I/O的处理结果上并没有什么差别。

 磨床是用砂轮的端面或周边对工件的表面进行磨削加工的精密机床。通过磨削，使工件表面的形状、精度和光洁度等达到预期的要求。磨床的种类很多，按其工作性质可分为平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、工具磨床，以及一些专用磨床，如螺纹磨床、齿轮磨床、球面磨床、花键磨床、导轨磨床与无心磨床等，其中尤以平而磨床应用Zui为广泛。平面磨床根据工作台的形状和砂轮轴与工作台的关系又可分为卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴圆台平面磨床等。本节将以M7130卧轴矩台平面磨床为例，对它的电气控制电路进行PLC技术改造设计。

  M7130平面磨床的结构组成和主要运动

  1. M7130平面磨床的结构组成

  M7130型平面磨床是卧轴矩形工作台式，其结构组成如图7-16所示，主要有床身1、工作台2、电磁吸盘3、砂轮箱(又称磨头)4、滑座6、立柱7、工作台换向撞块8、往返运动换向手柄9、砂轮箱垂直进刀手轮11、活塞杆10等部分组成。

  2. M7130平面磨床的主要运动

  如图7-16所示，在箱形床身中装有液压传动装置，工作台通过活塞杆由油压推动作往复运动，床身导轨有自动润滑装置进行润滑。工作台表面有T形槽，用以固定电磁吸盘，再由电磁吸盘来吸持被加工工件。

  工作台的行程长度可通过调节装在工作台正面槽中的撞块位置来改变。工作台的往复运动可通过换向撞块碰撞工作台往复运动的换向手柄，以改变油路来实现。

  在床身上固定有立柱，沿立柱的导轨上装有滑座，砂轮箱能沿其水平导轨移动。砂轮轴由装入式电动机直接拖动。在滑座内部往往也装有液压传动机构。

  滑座可在立柱导轨上做上下移动，并可由垂直进刀手轮操作。砂轮箱的水平轴向移动可由横向移动手轮操作，也可由液压传动作连续或间接移动，前者用于调节运动或修整砂轮，后者用于进给。

  矩形工作台平面磨床工作图如图7-17所示，砂轮的旋转运动是主运动。进给运动有垂直进给，即滑座在立柱导轨上的上下运动；横向进给，即砂轮箱在滑座上的水平运动；纵向进给，即工作台沿床身的往复运动。工作台每完成一次往复运动时，砂轮箱作一次间断性的横向进给；当加工完整个平面时，砂轮箱作一次性间断性的垂直进给。辅助运动有工作台及砂轮架的快速移动等。

  图7-16 M7130型卧轴矩台平面磨床外形图

  1-床身;2-工作台;3—电磁吸盘;4-砂轮箱;5-砂轮箱横向移动手轮;6-滑座;7-立柱;8-工作台换向撞块;9-工作台往返运动换向手柄;10-活塞杆;11-砂轮箱垂直进刀手轮

  磨床作为机床加工的主要磨削工具，其主要的运动形式可归纳为：

  1) 主运动。砂轮的旋转运动。

  2) 进给运动。进给运动包括有：①垂直进给，滑座在立柱上的上下运动;②横向进给，砂轮箱在滑座上的水平运动;③纵向进给，工作台沿床身的往复运动。

  3) 辅助运动。工作台及砂轮架的快速移动。

  图7-17 矩形工作台平面磨床工作图

  M7130平面磨床的“继电器-接触器”电气控制电路

  M7130平面磨床的“继电器-接触器”电气控制电路如图7-18所示。

  图7-18 M7130平面磨床的“继电器-接触器”电气控制电路

  M7130平面磨床对“继电器-接触器”电机拖动有以下几项控制要求：

  1)砂轮电动机M1：要求单方向旋转，无调速要求。

  2)液压泵电动机M2：为了保证加工精度，减小往复运动产生的惯性冲击，采用液压传动。

  3)冷却泵电动机M3：为了减少磨削加工时工件的热变形，需采用冷却液冷却；冷却泵电动机与砂轮电动机具有顺序连锁关系，即只有启动砂轮电动机后，才能开动冷却泵电动机。