湖州中国西门子代理商

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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。

定位模块
EM 253是一个用于简单定位任务的功能模块（1轴）。可以将它连接到步进电机和伺服电机，通过高频脉冲输入从Micro Stepper连接到伺服驱动器。
EM 253定位模块以与扩展模块相同的方式进行安装，通过一体化连接电缆连接到S7 - 200扩展总线。
连接之后，从CPU自动读出配置数据
该模块具有以下特点：
-用于来自过程信号的5位输入
-驱动器直接激活用24脉冲输出（向前/向后或者速度/方向）
-2控制输出（DIS；CLR）。
-12个状态LED

称重模块
SIWAREX MS是一种多用途称重模块，用于各种简单称重和力测量任务。在SIMATIC S7-200自动化系统中可以很容易安装地紧凑型模块。可以在SIMATIC CPU中直接访问实际重量的数据，无需任何额外接口。
1、使用65000件高分辨率和0.05％的准确度测量重量或者力
2、通过RS232接口，使用SIWATOOL MS PC程序简便地调整规模支持更换模块，无需更新规模调整
3、针对在Ex 2区使用，通过Ex接口为1区供电的本质安全测压元件

热电偶模块EM231（模拟模块）
热电偶模块EM231是一个采用标准热电偶和温度传感器。在±80 mV范围内也可能检测到低电平模拟信号。热电偶模块EM231可以与CPU 222，224和226配套使用。
4个或者8个模拟输入
不同的测量范围：J，K，T，E，R，S和N型热电偶；±80 mV的模拟信号采集检查开放线路
冷连接点的补偿
温度刻度：可以将测得的温度规定为°C或者°F。

热电阻模块EM231 RTD（模拟模块）
热电阻模块EM231是一个采用标准电阻温度检测器的温度传感器。它们可以与CPU222，224和226配套使用。热电阻模块应安装在低温度波动的位置处，从而确保的准确度和可重复性。
两个或四个温度检测器用模拟输入
全部电阻温度检测器为相同类型
在墙或者DIN导轨上直接安装

通讯
SIMATIC S7-200 Micro PLC提供了的通讯功能。可以在1.2至187.5 kbaud数据传输率情况下操作集成的RS485接口：当统总线高达126参与者时：编程设备，SIMATIC HMI产品和 CPU可顺利联网。在纯粹的S7-200网络中，通过集成的PPI协议实现。在由*集成的自动化器件组成的网络中，如SIMATIC S7-300/400或者SIMATIC HMI，将7-200 CPU集成为MPI从站。
在高达115.2 kbaud的可自由编程模式中，采用用户特定协议如ASCII（这支持与调制解调器，打印机，条形码阅读器，个人PC，第三方PLC以及任何其他设备的互连）。使用USS协议指令，多可以控制32个西门子变频器，无需额外的硬件。
可以通过Modbus协议指令建立与Modbus RTU网络的连接。

 PLC 的发展概况

  PLC的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、网络通信技术等高新技术的发展紧密相关，这些高新技术的发展推动了PLC的发展，而PLC的发展又对这些高新技术提出了更高、更新的要求，促进了它们的发展。PLC的发展大致可分为以下四个阶段。

  (1)初创阶段从1969年台PLC问世到1972年。1969年，美国DEC公司研制的台PDP-14型PLC与现代的 PLC有很大的差别。它采用计算机的初级语言编写应用程序；它的CPU采用中、小规模集成电路组成，以逻辑运算为主，实质上只是一台的逻辑控制计算机，还缺乏PLC自己的特征；它价格贵，功能于开关量逻辑控制，当时称其为可编程序逻辑控制器(PLC)，只是在一些大型生产设备或自动生产线上使用。这个阶段的PLC控制功能比较简单，主要用于逻辑运算和计时、计数和顺序控制等功能。可贵之处在于把计算机的程序存储技术引入继电器控制系统。

  (2)成熟阶段从1973年到1978年前后。大规模集成电路促进了微型计算机的发展，为 PLC的发展提供了可能性，出现了以微处理器为核心的新一代PLC。在控制功能上，除了具有位逻辑运算、计时、计数功能外，还具有数值(字)运算和数据处理、数据传送、监控、记录显示、计算机接口、模拟量控制等功能。在编程技术方面开发了面向用户的梯形图编程法，通俗易懂。这个时期的 PLC把计算机的编程灵活、功能、应用面广等优点与继电器控制系统的结构简单、使用方便、价格便宜、抗干扰性强等优点结合起来，技术渐趋完备，进入实用化阶段。

  (3)快速发展阶段从1978年到1984年左右。这个时期PLC进入持续高速发展的新阶段。PLC由初用于汽车工业取代继电器控制系统，发展到已广泛应用于所有工业领域。随着PLC应用面的扩大，其需求量大大增加，从而进一步促进了PLC的生产和研究，产品的品种越来越多。PLC采用8位/16位微处理器作为CPU，有些还采用了多微处理器结构。PLC的功能进一步增强，处理速度更快。增加了浮点数运算、平方、三角函数、查表/列表、脉宽调制变换、高速计数、PID控制、定位控制、中断控制等多种特殊功能；自诊断功能和容错技术发展迅速；还具有通信功能和远程I/O能力，初步形成了分布式通信网络体系。

  (4)持续发展阶段从1984年至今。由于超大规模集成电路技术的迅速发展，使得各种类型的PLC所采用的微处理器档次普遍提高，进一步提高PLC的处理速度，使得PLC软、硬件功能发生了变化。PLC用户存储器的容量增大；I/O除了采用通用的扫描处理方式外，还可以采用直接处理方式；通信系统的开放，使各厂家生产的产品可以相互通信。通信协议的标准化，使 PLC能成为计算机网络的一个成员，可以共享网络资源；PLC 的网络通信功能可构成三级通信网，实现工厂的管理与控制的自动化；PLC的编程语言除了传统的梯形图、流程图、语句表外,还能用语言,如 BASIC、PASCAL、FORTRAN、C语言、数控语言等:PLC的人机对话能力增强，使编程软件得以普及和简化，屏幕对话十分灵活，可以进行全屏幕的编辑。用户程序在编辑过程中，不但排错、纠错能力加强，还可以进行在线仿真，加快了软件开发的周期。