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颜色，如绿色，红色等。
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按钮是一种简单的电器元件，不直接控制主电路，而在控制主电路时发出手动 控制信号，其结构原理如图3.3所示：由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳组成。
图3.3 按钮的结构原理图及符号
规格: 产品前框形状有圆形（Φ18mm）、方形（18mm×18mm）、矩形（18mm×24mm）三种规格，包含信号灯、按钮，其常规安装孔径为Φ16mm。
性能：具有性能稳定、接触电阻小、绝缘性强、耐振动耐冲击等特点；符合IEC60947-5-1、GB14048.5等标准。所用按钮如图3.4，3.5所示，其展示及说明如下：
图3.4 用于开启的按钮 图3.5 用于停止的按钮
图3.4为用于所有开启的按钮，如自动、手动、夹紧、返回切割车、开预热乙炔、开预热氧、开切割炬等。
图3.5按钮是用于所有停止的按钮，如松开按钮、停切割车、关预热乙炔、关预热氧、关切割炬等。
3.4 转换开关的选型
该火焰自动切割系统既可以实现自动运行也可以手动操作，如何在手动与自动之间进行选择，需要选用转换开关。本设计中采用斯达森SAT18L系列普通型双电源自动转换开关，它是一种用于双路低压供电的自动转换开关, 该产品集成了手动转换开关、微型电机、精密传动机构以及电子控制器, 可以电动或手动（带负荷）切换, 能够完成自动检测、投入、恢复、启停备用发电机等功能。
斯达森SAT18L系列普通型智能转换开关系列具有如下功能特点：
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供电安全。
（2）内置控制器, 可以实现自动投入、自动恢复功能。
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（1）具有三个开关位置：供电I、关断0、供电II，可靠的机械“0”位置, 确保
（3）可以采用斯达森STC 18A系列双电源转换控制器来控制，实现自动检测、投入、恢复、启停备用发电机、远程测控等功能。
（4）开关系统自身用电，取自被控的二路供电，只要任意一路有电开关就正常工作。
3.5 接近开关的选型
该铸坯火焰切割系统中，割炬电机切割完毕，割炬电机回原位及切割小车回原位都需要对其进行限位，防止其超出行程而发生事故。故需要在这些极限位置设置接近开关，以保障正常运行。
一般的接近开关的工作原理：当某物和接近开关接近并达到限定的距离时，此接近开关会发出控制信号，接近开关相当于一个报警的提示开关，确保整个操作工作稳定安全。
就电感式接近开关工作原理来说，其接近开关大致可由三个组成部件，他们是开关电路、振荡器，还有一个放大输出电路。振荡器的作用是产生一个交变磁场，当目标金属接近磁场附近并达到相应感应的距离后，就会在金属目标物附近产生涡流，致使振荡信号衰减，直到振荡信号停振。当振荡器振荡和停振的相应经过后级放大电路调制解调处理，由此转换成开关信号后，触发相应的驱动控制，从而达到了对非接触物的检测。
根据本设计的具体要求，所选接近开关型号为DC3线NPN常闭输出 BB-M803N-V21P2。其相关技术参数为：外径尺寸8mm，放大器内藏型，直流三线，检测距离是普通产品检测距离的3倍，齐平式安装检测距离3mm，非齐平式安装检测距离6mm，出线式连接[11,12]。
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4 基于西门子PLC铸坯火焰自动切割系统硬件设计
4.1 铸坯火焰切割系统PLC选择与设计
4.1.1 PLC的基本结构
PLC主要是由中央处理单元、输入、输出接口以及通信接口等主要单元组成，其中中央处理器是PLC的大脑，I/O部件是用于连接CPU与现场外设之间的接口电路，而通信接口则是用来连接与上位机和编程器的。通常情况下，对于整体式PLC，所有部件都统一安置在机壳内；而对于模块式PLC而言，各功能部件是独立密封装配的，这样的被叫做模块，各个模块又通过总线连接，安装在导轨或者机架上[13,14]。
（1）中央处理单元
CPU通过输入设备读入外设当前所处的状态，经过用户程序去执行，执行完之后再通过输出装置输出控制信号完成对外设的控制。
（2）输入/输出接口
输入/输出单元统一叫做I/O接口。PLC通过I/O接口能够查出被控制的对象及其
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生产过程当中的各种实时参数，通过这些参数来作为PLC对被控制对象进行各种操作命令的信息依据。同时PLC又通过I/O接口将处理的结果送给被控设备或工业生产过程，以实现控制。
（3）存储器
存储器主要的任务顾名思义就是存放系统程序、用户程序以及操作中需要保存的一些重要信息。存储器一般可以分为动态PROM，EPROM，EEPROM以及静态RAM。
（4）编程装置和编程软件
PLC是以顺序执行存储器中的程序来完成其控制功能的。 （5）电源部件。 4.1.2 PLC工作原理
PLC的工作原理是建立在计算机工作原理基础上的，是通过执行反映控制要求的用户程序来实现的。CPU以分时操作方式来处理各项任务，计算机在每一总线周期内只能做一件事情，所以程序的执行是按照程序顺序依次来完成相应各电器的动作，就好像为时间上的顺序执行一样。通常来说，PLC的工作方式的特点就是一个不断实现内容上的循环的顺序扫描工作方式，一次扫描所用的时间被称之为扫描周期。CPU从程序的首条指令开始，便顺序逐一地执行用户程序指令直至程序结束，最后返回首条指令再次重复上一轮的扫描工作。
PLC工作的整个过程大致分为三个过程：第一个过程为上电处理。机器完成上电后首先对系统进行一次初始化操作，初始化的操作可分为硬件的初始化，I/O模块配置的核查，停电保持范围的设定等等。第二个过程就是扫描过程了。在扫描工作过程中，首先完成的时输入处理，接着需要完成的就是与其它外部接口部件的通信处理，然后就得进行时钟和特殊寄存器的刷新。若CPU处在STOP模式下，转而执行自诊断审查的操作工作；若CPU处在RUN模式下，需先处理好用户程序的执行和输出操作，然后去执行自诊断审查。最后一个工作过程就是出错处理。PLC每次的扫描工作，程序都需要执行一次自诊断审查工作，从而验证PLC当前的工作是否正常。如果发展异常情况，异常继电器和CPU面板上的小灯自动接通，从而在特殊寄存器中会显示出出错代码。在出现致命错误的情况下，CPU被迫改成STOP模式，此时所有的有的扫描工作就停止了[15]。
PLC具体工作过程分为三个阶段：输入采样阶段，程序执行阶段和输出刷新阶段。
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4.1.3 PLC的选型
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随着PLC系统的发展与改进，PLC产品的品种越来越多，功能也越来越强大。如今，我国从美国、德国、日本等发达国家引进的PLC一系列产的品及国内自主研发出的产品品种已有数十个系列、近百种类型。根据PLC的不同类型型号，它的价格、指令系统、存储容量、性能、编程方法、结构型式也是不一样的，其适用地方同样需要具体考虑才做出选择。
对于这个行业来说，研发者需要做到PLC的机型能够匹配，而这个主要需要考虑到以下三方面的问题：其一，各个模块能够相互备留以便以后使用，只有这样，对于备品备件的采购和管理才能更加便捷；其二，使用方法和功能必须相似，只有这样才能有利于技术人员的培训和PLC整个行业水平的普遍提升；其三，外部设备也同样得通用，只有这样才能实现资源的共享，方便联网实现通信，再配上上位计算机后，就可以形成多级分布式的控制系统。故选用西门子S7系列的PLC。
SIMATIC S7 系统包括S7-200，S7-300，S7-400。SIMATIC S7-200属于微型PLC，SIMATIC S7-300属于较低性能系列，而SIMATIC S7-400属于高中能系列。针对于本次设计，该系统属于小型系统，故选用SIMATIC S7-200系列以实现其功能要求。
SIMATIC S7-200有5种CPU模块，分别为：CPU221，CPU222，CPU224，CPU226和CPU226XM。其中CPU221无扩展功能，适合用做小点数的微型控制器。CPU222有扩展功能，CPU224有较强的控制功能的控制器，CPU226和CPU226XM适用于复杂的中小型控制系统，我最终选择了CPU226 CN AC/DC/继电器，其技术参数如表4.1所示：
表4.1 CPU226模块的主要技术参数
特性 CPU226 CN AC/DC/继电器 本机数字I/O 24入/16出 最大数字量输入/输出 256入/256出 最大模拟量输入/输出 32入/32出 扩展模块 7个 数字量I/O映像区 256 模拟量I/O映像区 32AI/32AO 超级电容数据后背典型时间 190h 内置高数计数器 有