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求设计人员要有一定的计算机硬件和软件知识。对于那些只熟悉机电控制的技术人员来说，需要进行相当长一段时间系统地学习单片机的知识才能掌握。
而PLC采用了面向操作者的语言编程，如梯形图、状态转移图等，对于使用者来说，无需了解复杂的计算机知识，而只要用较短时间去熟悉PLC的简单指令系统及操作方法，就可以使用和编程。 (2) 单片机不如PLC使用简单
使用单片机来实现自动控制，一般要在输入输出接口上做大量的工作。例如，要考虑工程现场与单片机的连接，输出带负载能力、接口的扩展，接口的工作方式等。除了要进行控制程序的设计，还要在单片机的外围进行很多硬件和软件工作，才能与控制现场连接起来，调试也较繁琐。
而PLC的输入/输出接口已经做好，输入接口可以与无外接电源的开关直接连接，非常方便。输出接口具有一定的驱动负载能力，能适应一般的控制要求。而且，在输入接口、输出接口，由光电耦合器件，使现场的干扰信号不容易进入PLC。
(3) 单片机不如PLC可靠
使用单片机进行工业控制，突出的问题就是抗干扰性能较差，而PLC是专门用于工程现场环境中的自动控制，在设计和制造过程中采取了抗干扰性措施，稳定性和可靠性较高。
通过上面的比较，针对组合机床的电气控制系统，虽然PLC的价格高一些，但良好的稳定性和高度的可靠性可确保机床在加工零件时的精度，所以采用PLC控制系统来实现组合机床设计显得更合适，更体现出本次设计的实际意义。
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第四章 电气控制系统硬件设计
4.1选择PLC机型
合理选择PLC的型号，对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要作用。选择机型的基本原则是在功能满足要求的前提下，保证可靠，维护使用方便以及最佳功能性价比。 4.1.1 结构选择
PLC种类很多，其实现的功能、内存容量、控制规模、外形等方面存在较大的差异。PLC按结构形式主要有整体式和模块式。
整体式PLC：整体式PLC将CPU、存储器、输入、输出安装在同一个机箱内，每一个点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对小，一般用于系统工艺过程较为固定，环境条件较好，维修量较小的小型控制系统中。
模块式PLC：模块式PLC为总线结构。其总线做成总线板，上面有若干个总线槽，每个总线槽上可安装一个PLC模块，不同的模块实现不同的功能，PLC的CPU、存储器和电源等做成一个模块，该模块在总线板上的安装位置一般来说是固定的，而且该模块也是构成模块式PLC所必需的，其它的模块可根据PLC的控制规模和实现的功能选取，安装在总线板的其他任一总线槽上。该种PLC具有功能扩展灵活方便。在点数上，输入点数，输出点数的比例，模块的种类方面选择余地大，且维修方便，可构成具有不同控制规模和功能的PLC，一般用于较复杂的控制系统；但是价格较高。
根据以上分析，对于此次组合机床，选用整体式PLC较好。因为性价比高，且体积小，另外该组合机床的加工工艺是固定的，环境条件较好，其控制系统并不是很复杂，因此直接选择整体式PLC较好。 4.1.2 I/O点选取原则
PLC平均的I/O点价格比较高，因此应合理选用PLC的I/O点数量，在满足控制要求的前提下力争使用的I/O点最少，但必须留有一定余量。通常I/O点数是根据被控制对象的输入输出信号的实际需要，再加上10%-20%的余量来确定。
由PLC组成的四工位组合机床控制系统有输入信号37个，均为开关量。电
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控制系统有输出信号15个，具体输入/输出信号见I/O表4.2，根据I/O点数的选取原则考虑10%-20%的I/O点数余量输入点数可选取60个点的PLC。 4.1.3确定PLC机型及扩展模块
欧姆龙PLC系列中CPM 1A与CPM 2A是小型整体式PLC，市场上应用也比较广泛，资料也比较丰富，指令丰富，处理速度快，而CPM 2A是CPM 1A的改进型，有4种不同I/O点数（20点,30点,40点,60点）的CPU主机箱，还有扩展模块，内置RS232通信接口，可构成计算机—PLC网络，可实现1：1的PC链接和PLC—PT（可编程终端）链接。根据上述分析以及4.1.1与4.1.2分析知，此次设计我采用欧姆龙CPM2A-60CDR-A型号的PLC作为控制器控制四工位组合机床的电气系统，因为该型号的PLC主机的输入点为36个小于37个，还需要选择一个20点的扩展模块这样共有输入点48个（36+12）。共有输出点32个（24+8）。因为该系列的PLC最多可以扩展3个单元，扩展连接方式如图4.1所示：每个单元是固定的20点，其中输入12点，输出8个点，因此此次选择的CPM2A-60CDR-A及其扩展一个单元足够可以满足37个输入，15个输出的要求，而且留有一定余量，方便以后其它功能的扩展；且输出形式依然选择继电器输出。
图4.1
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4.2设计I/O分配表
因为CPM系列的I/O区分配的通道号为000—019，其中000—009为输入通道，010—019为输出通道。000和001通道用作CPU主机的输入通道，002用于1号进程扩展机的输入通道，003用于2号进程扩展机的输入通道，004用于3号进程扩展机的输入通道；010和011通道用作CPU主机的输出通道，012用于1号进程扩展机的输出通道，013用于2号进程扩展机的输出通道，014用于3号进程扩展机的输入通道。内部辅助继电器区有32个通道200—231，共计512点，用于一般内部继电器，另外，输入、输出继电器区未被使用的通道也可作为一般内部辅助继电器使用。根据以上分析输入主要用0.00-9.15，输出主要用10.00-19.15表示，根据输入信号与输出信号分析，需要输入信号37个，均为开关量。输出信号17个，因此输入为0.00—0.15（16个）、1.00-1.15（16个）与2.00—2.03（4个）以及1号进程扩展机的输入2.04（1个）；输出为10.00-19.15。
表 4.2 I/O分配
输入点 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.06 0.06 0.07 0.08 0.09 手动攻丝反转 启动 快速回转 反向开关 反靠开关 离合器开关 2DP压力继电器 1DP压力继电器 手动攻丝正转 工位原点 输出点 10.00 10.01 10.02 10.03 10.04 10.05 10.06 10.07 10.08 10.09 微抬 夹紧 快速回转 反向定位 慢回 钻孔快进 钻孔快退 扩孔快进 扩孔快退 钻孔工进
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0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15
已快进 已工进 手动攻丝快进 手动钻孔快退 手动扩孔快进 反向攻丝 齿条原位 工位原点 已快进 已工进 手动 回原点 半自动 手动扩孔快退 停止 工位原点 10.10 10.11 10.12 10.13 10.14 10.15 11.00 扩孔工进 攻丝快进 攻丝快退 攻丝正转 攻丝反转 钻孔 扩孔 已快进及正向攻丝 反向攻丝 已快退 手动攻丝快退 微抬 手动回转