西门子6ES7214-2BD23-0XB8质量**

     目前，可编程序控制器已经广泛地应用在各个工业部门。随着其性能价格比的不断提高，应用范围还在不断扩大，主要有以下几个方面：
1. 逻辑控制
   可编程序控制器具有“与”、“或”、“非”等逻辑运算的能力，可以实现逻辑运算，用触点和电路的串、并联，代替继电器进行组合逻辑控制，定时控制与顺序逻辑控制。数字量逻辑控制可以用于单台设备，也可以用于自动生产线，其应用领域较为普及，包括微电子、家电行业也有广泛的应用。
2. 运动控制 
     可编程序控制器使用**的运动控制模块，或灵活运用指令，使运动控制与顺序控制功能**地结合在一起。随着变频器、电动机起动器的普遍使用，可编程序控制器可以与变频器结合，运动控制功能更为强大，并广泛地用于各种机械，如金属切削机床、装配机械、机器人、电梯等场合。
3. 过程控制
   可编程序控制器可以接收温度、压力、流量等连续变化的模拟量，通过模拟量I/0模块，实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换和D/A转换，并对被控模拟量实行闭环PID（比例-积分-微分）控制。现代的大中型可编程序控制器一般都有PID闭环控制功能，此功能已经广泛地应用于工业生产、加热炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。 
4. 数据处理
    可编程序控制器具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以是运算的中间参考值，也可以通过通信功能传送到别的智能装置，或者将它们保存、打印。数据处理一般用于大型控制系统，如无人柔制造系统，也可以用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
5. 构建网络控制
    可编程序控制器的通信包括主机与远程I/0之间的通信、多台可编程序控制器之间的通信、可编程序控制器和其他智能控制设备(如计算机、变频器)之间的通信。可编程序控制器与其他智能控制设备一起，可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。

当然，并非所有的可编程序控制器都具有上述功能，用户应根据系统的需要选择可编程序控制器，这样既能完成控制任务，又可节省资金

可编程控制器PLC的技术性能指标
可编程控制器的种类很多，用户可以根据控制系统的具体要求选择不同技术性能指标的PLC。可编程控制器的技术性能指标主要有以下几个方面：

1. 输入/输出点数

可编程控制器的I/O点数指外部输入、输出端子数量的总和。它是描述的PLC大小的一个重要的参数。

2. 存储容量

PLC的存储器由系统程序存储器，用户程序存储器和数据存储器三部分组成。PLC存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和，表征系统提供给用户的可用资源，是系统性能的一项重要技术指标。

3. 扫描速度

可编程控制器采用循环扫描方式工作，完成1次扫描所需的时间叫做扫描周期。影响扫描速度的主要因素有用户程序的长度和PLC产品的类型。PLC中CPU的类型、机器字长等直接影响PLC运算精度和运行速度。

4. 指令系统

指令系统是指PLC所有指令的总和。可编程控制器的编程指令越多，软件功能就越强，但掌握应用也相对较复杂。用户应根据实际控制要求选择合适指令功能的可编程控制器。

5. 通信功能

通信有PLC之间的通信和PLC与其他设备之间的通信。通信主要涉及通信模块，通信接口，通信协议和通信指令等内容。PLC的组网和通信能力也已成为PLC产品水平的重要衡量指标之一。

厂家的产品手册上还提供PLC的负载能力、外形尺寸、重量、保护等级、适用的安装和使用环境如温度、湿度等性能指标参数，供用户参考。结合PLC的组成和结构分析PLC的工作原理

结合PLC的组成和结构分析PLC的工作原理更容易理解。PLC是采用周期循环扫描的工作方式，CPU连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描，并用周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的。一个扫描周期主要可分为：

（1）读输入阶段。 每次扫描周期的开始，先读取输入点的当前值，然后写到输入映像寄存器区域。在之后的用户程序执行的过程中，CPU访问输入映像寄存器区域，而并非读取输入端口的状态，输入信号的变化并不会影响到输入映像寄存器的状态，通常要求输入信号有足够的脉冲宽度，才能被响应。

（2）执行程序阶段。 用户程序执行阶段，PLC按照梯形图的顺序，自左而右，自上而下的逐行扫描，在这一阶段CPU从用户程序的**条指令开始执行直到较后一条指令结束，程序运行放入输出映像寄存器区域。在此阶段，允许对数字量I/O指令和不设置数字滤波的模拟量I/O指令进行处理，在扫描周期的各个部分，均可对中断事件进行响应。

（3）处理通信请求阶段。 是扫描周期的信息处理阶段，CPU处理从通信端口接收到的信息。

（4）执行CPU自诊断测试阶段。在此阶段CPU检查其硬件，用户程序存储器和所有I/O模块的状态。

（5）写输出阶段。每个扫描周期的结尾，CPU把存在输出映像寄存器中的数据输出给数字量输出端点（写入输出锁存器中），更新输出状态。然后PLC进入下一个循环周期，重新执行输入采样阶段，周而复始。

如果程序中使用了中断，中断事件出现，立即执行中断程序，中断程序可以在扫描周期的任意点被执行。

如果程序中使用了立即I/O指令，可以直接存取I/O点。用立即I/O指令读输入点值时，相应的输入映像寄存器的值未被修改，用立即I/O指令写输出点值时，相应的输出映像寄存器的值被修改。

THSMS-A型可编程控制实验装置使用说明书 
  
一、 概述

“THSMS-A型可编程控制实验装置”是专为目前我国各院校开设的“可编程控制器技术”课程配套设计的，它包含软件、可编程逻辑控制器、编程软件、PC/PPI编程电缆、实验板于一体，具有数字控制的功能。在本装置上，可直接进行PLC的基本指令练习及十八个PLC实际应用的模拟实验（部分在扩展箱上实现）；可以利用计算机软件进行演示。为高层次的设计开发实验提供良好的条件。

本装置是本公司根据“可编程控制器技术”教学实验大纲的要求，以及各院校对

该教学实验设备的需求和建议而新开发的实验装置。为了切合教学要求，设计过程中参考国内多种教材，从中精选十八组实验项目，都是较具典型性的实验。

 

二、  实验装置

   实验装置由两块实验板组成。其中一块采用2mm厚的单面敷铜板，另一块采用2mm厚的双面敷铜板，正面印有元器件图形符号、字符及连线，反面是相应连线和焊接好的相应器件。实验连接点、测试点均采用高可靠性自锁紧防转座，接触性能良好，实验可靠。结构上控制屏采用斜面放置，实验桌使用铁质喷塑结构，桌面为防火耐磨高密度板，有宽敞的工作台面。实验桌设有两个抽屉，用于放置连接线、PC/PPI编程电缆、资料等，该装置整体结构紧凑，工艺先进，造型美观大方，是一套普及型的实验装置。

 

三、技术性能

1、输入电源：三相四线380V±5%  50HZ

2、工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度<85%（25℃）

 

四、操作、使用说明

（一）装置的启动、交流电源控制

1、接通电源之前，将三相异步电动机的星/三角换接启动实验模块的开关置于“关”位置（开关往下扳）。因为一旦接通三相电，只要开关置于“开”位置（开关往上扳），这一实验模块中的U、V、W端就已得电。切记，为了安全，这一条很重要。

2、将装置后侧的四芯电源插头插入三相交流电源插座。

3、开启“可编程控制器主机面板图”中的电源开关，电源指示灯亮。

4、控制屏内装有过压保护装置，对主机进行过压保护，当电源电压超过了主机所能承受的范围，会自动报警并切断电源，使主机不会因承受过高的电源电压而导致损坏。

5、设有电源总开关和漏电保护装置以确保操作者的人身安全。

（二）实验连接及使用说明

1、为了防止主机的输入输出接线柱和螺钉因实验时频繁的装拆而损坏，本装置设计时已将这些接点用固定连接线连到实验面板的固定插孔处。实验板上容易接错导致系统损坏的部分线路，以及一些对学生无技能要求的部分线路已经连好，其它线路则可采用本公司定制的锁紧线进行连接。

2、实验板上所配备的主机采用德国西门子公司S7-200型可编程序控制器CPU244，配套西门子编程软件STEP7-Micro/WIN。

3、编程时，先用编程电缆PC/PPI电缆将主机和计算机连起来，再将主机上的“RUN”、“STOP”置于“STOP”状态，即可将程序写入主机。

4、实验时，断开“可编程控制器主机面板图”中的电源开关，按实验要求接好外部连线。检查无误后，接通电源开关，将主机上的“RUN”、“STOP”开关置于“RUN”状态，即可按要求进行实验。

5、在进行“三相异步电动机的星/三角换接启动控制”实验时，实验前务必将这一模块的开关置于“关”位置（开关往下扳）。连好实验接线后，才可将这一开关接通，请千万注意人身安全。在进行这一实验项目时，只要将主机的输入L+端与实验模块中的+24V端相连，实验模块中的N与主机输出端1L相连即可。

1　概述
我厂从1978年开始，先后从日本、瑞士、德国、美国、英国、意大利等国引进了数控机床和自动机床54台，价值6000多万元。其中，70年代的有28台，80年代的有11台，90年代的有15台；有车床、铣床、立（卧）式加工中心、形铣床、磨床等数控金切机床。这当中有70年代的四轴联动铣床，还有当今世界良好水平的瑞士双主轴五轴联动铣床及五面体卧式加工中心、高精度车削中心。这些机床的数控系统有70年代的集成电路到现在的大规模集成电路、超大规模集成电路，有FANUC3000C、3、5、6、7、0、18、15系统，有西门子810、850，有AB8200、8600等等。
由于这些设备的控制系统集成度低、陈旧落后、元件老化、元件参数不稳定、故障频繁、又无备品备件，维修十分困难。而这些设备目前仍然是工厂生产经营的主要关键设备，因此更新改造势在必行。
2　数控机床的更新改造
70年代我厂就使用数控机床，积累了一定的维护使用经验。从1986年起，我厂自己改造了如下机床。
2.1　瑞士缓进给强力磨床进给系统改造
此机床进给系统采用印刷电机及晶体管脉宽调速控制系统，由于印刷电机使用年久，印刷板变形严重，无法修理。**次，采用国产印刷电机改造，但由于此电机质量不过关，寿命短，运行一段时间后问题很多。第二次，经过反复调研，采用FANUC直流伺服系统进行改造，一举获得成功，至今系统运行良好。
2.2　瑞士缓进给强力磨床进给系统改造
在总结上述经验教训的基础上，在大修另一台同型号的机床时，采用北京冶金自动化院伺服所的交流伺服系统对原进给系统进行改造，效果很好。
2.3　日本三轴四坐标数控铣床数控系统改造
1992年，在保留原伺服系统的同时，采用沈阳计算所蓝天数控系统更新改造了原FANUC 3000C，并用内装PLC代替了继电器控制。1998年又采用北京冶金自动化院伺服所的交流伺服系统更新了FANUC直流伺服系统，改造后机床运行稳定、可靠。
该机床是四轴联动控制。三个主轴同步工作，主要用于加工增压器导风轮。三个工件同时加工，工作效。当时这类机床价格相当的昂贵。
1991年，经过市场调查发现，FANUC 7CM四轴联动系统已经无货，国内只能买到AB8400MP四轴联动系统。考虑到价格和今后维修等问题，迟迟不决，更新改造工作曾一度搁置下来。当了解到蓝天一号数控系统具有配置灵活、界面友好、功能强大、开发工具完备、开放性好、具有四轴以上联动功能的特点后，我们大胆地选用了蓝天一号数控系统对日本牧野FNCⅢB-105四轴联动铣床进行更新改造。由于该系统文档资料全部为中文，并且完整、齐全，便于掌握使用和设计方法，因此我们用了短短两个月的时间完成了自行设计、施工任务。通过改造，系统控制精度得到提高，诊断功能更加完备和强大，不仅实现了FANUC 3000C的各项功能，而且使该机床上了一个档次。从1992年设备改造后至今基本运行正常。由于国产系统具有强大的技术支援，偶尔有故障也能迅除，这是进口系统无法比的。
该机床使用率很高，生产任务饱满，一天两班制生产，蓝天一号数控系统能稳定、可靠的运行。该机床的改造成功，使我们对国产数控系统有了更深刻的了解，增强了使用国产数控系统的信心。
我厂是蓝天一号数控系统的**个应用单位。当时冒着失败的风险。但经过多年的应用实践证明，蓝天一号数控系统是完全可靠的。
2.4　日本龙泽数控车床伺服系统改造
采用北京冶金自动化院伺服所的交流伺服系统更新原FANUC直流伺服系统，取得实效。
2.5　天津**机床总厂光机配机数控改造
因生产需要，1993年我厂急需一台四轴联动铣床，用以加工增压器的扩压器。当时国内还没有同类机床，如从国外进口需100多万元。后经多方的调研，决定与天津**机床总厂合作，利用XK7150光机加上回转轴，通过配置旋转工作台，改造为一台四轴联动立式数控铣床。数控系统为蓝天一号数控系统，伺服系统为中科院电工研究所的直流伺服系统。主轴采用普通交流电动机，用变频调速器实现主轴无级调速。机床改造以后，很快投入生产，产品精度完全满足要求。该机床及控制系统达到国内水平。
2.6　日本三丰三坐标测量机改造
采用标准PC586微机改造原控制系统，升级测量软件，使测量更简单、方便。
3　今后我厂数控机床的改造设想
数控改造需要一定的资金投入，由于受工厂生产经营及资金短缺的影响，我厂的数控改造进展比较缓慢。但随着企业资产经营责任制的进一步落实，盘活资产存量，追求资产回报率等经营观念的改变，我们认识到，数控改造可使企业少花钱、，把旧机床重新利用起来。今后我厂面临的数控改造任务还很重。例如：
（1）日本龙泽数控车床数控改造
在伺服系统改造完后，继续采用蓝天数控系统对原FANUC 5T进行改造。
（2）日本牧野型铣数控改造
（3）日本牧野数控铣数控改造
（4）日本牧野卧式加工中心数控改造
本机床是我厂关键设备，近20年来，基本上是三班运行。由于数控系统FANUC 3000C故障频出，主轴电机铜头磨损严重，盘磁性不好，号记忆易丢失，很难维持生产，因此必须进行改造。具体改造方案是结合大修采用蓝天数控系统、交流伺服系统、兰州西门子交流主轴电机及驱动进行改造。
4　数控机床改造的几点体会
一台数控机床国产化改造成功与否，不仅需要一套高质量的数控系统（包括驱动系统），而且更需要一批高素质的应用人才。因为数控系统技术含量高，对应用和维护人员的技术水平要求更高。把用户用不好甚至于不会用造成的问题归罪于数控系统是不公平的。
一台数控机床国产化改造成功与否，不仅应注重数控系统的质量，还更应注重用户使用、维护数控系统的技术培训。

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