机床电气PLC控制系统设计步骤详解

对控制任务的分析和软件的编制，是PLC控制系统设计的两个关键环节。通过对控制任务的分析，确定PLC控制系统的硬件构成和软件工作过程；通过软件的编制，实现被控对象的动作关系。PLC控制系统设计的一般步骤如图1-12所示。

1）对控制任务进行分析，对较复杂的控制任务进行分块，划分成几个相对独立的子任务，以减小系统规模、分散故障。如根据机床生产的工艺过程分析控制要求，了解需要完成的动作（动作顺序、动作条件、必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动、连续、单周期、单步等）。

图1-12 机床PLC控制系统设计步骤

2）分析各个子任务中执行机构的动作过程。通过对各个子任务执行机构动作过程的分析，画出动作逻辑关系图，列出输入信号和输出信号，列出要实现的非逻辑功能。对于输入信号，每个按钮、限位开关、开关式传感器等作为输入信号占用一个输入点，接触器的辅助触点不需要输入PLC，故不作为输入信号。对于输出信号，每个输出执行器件，如接触器、电磁阀、电铃等，均作为输出信号占用一个输出点。对于状态显示，如果是输出执行器件的动作显示，可与输出执行器件共用输出点，不再作为新的输出信号；如果是非动作显示，如“运行”、“停止”、“故障”等指示，应作为单独输出信号占用输出点。

3）根据控制要求确定所需要的输入、输出设备，据此确定PLC的I/O接点数。

4）根据输入、输出信号的数量，要实现的非逻辑功能，输入、输出信号的空间分布情况，选择PLC。

5）根据PLC型号，选择信号输入器件、输出执行器件和显示器件等。

6）进行输入输出（I/O）分配，绘出控制系统硬件原理图，设计控制系统的主电路。

7）利用输入信号开关板模拟现场输入信号，根据动作逻辑关系图编制PLC程序，进行模拟调试。

8）进行控制台（柜）的设计和现场施工。(www.xing528.com)

9）进行现场调试，对工作过程中可能出现的各种故障进行模拟，考察PLC程序的完整性和可靠性。

10）编制系统设计说明书和使用维护维修说明书等技术文件。

11）经试生产后竣工验收，交付使用。

总结机床电气PLC编程的步骤与内容可归纳为以下主要几点：

1）选择PLC，分配好I/O，完成PLC控制的硬件电路实际接线图。

2）对于较复杂的控制系统，可首先绘制出系统控制流程图或状态转移图，用图示方法清楚地表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，可省去这一步。

3）设计梯形图。这是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。要设计好梯形图，首先要十分熟悉机床的控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。

4）将梯形图或根据梯形图编制的程序清单写入PLC中进行程序试运行和系统试运行。

5）待控制台（柜）设计及现场施上完成后，进行联机调试。如不满足要求，再修改程序或检查接线，直到满足要求为止。