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文檔簡介
1、畢業(yè)設計題目:C650車床控制線路用PLC改造設計系別:電氣工程系學 號:班級:姓名:設計任務書一、設計題目C650車床的控制線路用PLC改造設計。二、設計目的:1)掌握C650車床的電氣控制功能。2)掌握PLC改造電器設備的方法選擇。3)掌握電氣控制元件的選擇與計算方法。三、 設計要求:結合有關教材選擇合適的用PLC的設計改造 電氣控制1)原有的動作順序及功能不變2)各種聯(lián)鎖關系不變3)增有工作狀態(tài)指示四、完成任務1)選擇PLC型號,分配I/O端口、設計I/O電路、選擇元件、 繪制梯形圖、編制語句表。2)畢業(yè)設計說明書(10000字以上)。(1)設計題目(2)控制原理說明設計(3)主要器件選
2、擇依據與計算五、主要參考文獻:工廠電氣控制技術機械工業(yè)主編方承遠工廠電氣控制設備機械工業(yè)主編許廖機床電氣控制技術機械工業(yè)主編王炳實1. 摘要2改造方案確定3. C650車床I/O分配圖4. PLC的選型5. C650主控制線路的設計6. C650車床各電機的控制7扌旨令表8調試運行9. PLC的日常維護10. 總結11參考文獻摘要:針對現(xiàn)有普通車床C650車床存在的缺點提出PLC改造方 案和基于控制系的統(tǒng)設計,提高了機床的加工精度,擴大了 機床的使用X圍,并提高了生產率。本論文說明了普通車床 的數控化改造的設計過程,較詳盡地介紹了普通車床C650車 床設計。如PLC的選型、存儲器和I/O擴展電
3、路設計、其它 輔助電路設計、系統(tǒng)管理程序、零件加工源程序的輸入處理 程序、插補程序、伺服控制程序、診斷以及鍵盤操作和顯示 處理程序的設計。本設計采用FX2三零PLC控制系統(tǒng),由I/O 接口輸出步進脈沖,經一級齒輪傳動減速后,帶動滾珠絲杠 轉動,從而實現(xiàn)縱向、橫向的兩軸聯(lián)動進給運動。To remedy the defects of ordinary latherC650, a desig n of data process ing system and its si ngle chip microputer system program is put forward to raise the p
4、rocess ing precisi on and exte nd the machi ne' usage, and to improve producti on rate.This paper prese nts the process of desig ning nu merical control reform, and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms. Such as the choice of the main controller PLC,
5、 the design of the memorizes, the I/O expand electric circuit and other assistanee electric circuit. Also the desig n of the system man ageme nt procedure, the in terpolatio n procedure, the servoc on trol procedure, the diag nose and keyboard operatio n and display procedure. We adopt con trol syst
6、em which has PLC to cope with the sig nql and output the step pulse through the I/O in terface.After transmitting and slowing down by force 1 gear, the step pulses drive the leading screw to roll.Thus achieve the vertical moveme nt and the crosswise moveme nt.主要介紹了利用PLC對C650臥式車床的改造,詳細的系 統(tǒng)改造方案,同時根據C6
7、50臥式車床的控制要求和特點,確 定PLC的輸入輸出分配。在繼電器控制線路的基礎上,設計 出梯形圖并進行現(xiàn)場調試。關鍵詞:PLC車床;改造三菱FX2N系列PLC對C650臥式的改造前言:普通車床是應用非常廣泛的金屬切削工具,目前采用傳統(tǒng) 的繼電器控制的普通車床在中小型企業(yè)仍大量使用。由于繼 電器系統(tǒng)接線復雜,故障診斷與排除困難,并存在:觸點 易被電弧燒壞而導致接觸不良,機械方式實現(xiàn)的觸點控制 反映速度慢,繼電器的控制功能被固定在線路中,功能單 一、靈活性差等缺點。因而造成了這些企業(yè)的生產率低下, 效益差,反過來這些企業(yè)又沒有足夠的資金購買新的數控車 床。因此,當務之急就是對這些普通車床進行技術
8、改造,以 提咼企業(yè)的設備利用率,提咼產品的質量和產量。由于可編 程控制器(PLC具有:通用性、適應性強,完善的故障 自診斷能力且維修方便,可靠性高及柔性強等優(yōu)點,且小 型PLC的價格目前亦很便宜,因此在普通車床的控制電路改 造中發(fā)揮了及其重要的作用PLC是20世紀70年代以來以微處理器為核心,綜合計算 機技術、自動控制技術和通信技術發(fā)展起來的一種新型工業(yè) 自動控制,被廣泛應用于各個領域,因為它具有幾個突出的 特點:可靠性高,抗干擾強;編程簡單,易于掌握;功能完 善,靈活方便;體積小,質量輕,功耗低。1.1PLC 簡介:1、 PLC的應用領域目前,PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、 電
9、 力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化 娛樂等各個行業(yè),使用情況主要分為如下幾類:1) .開關量邏輯控制取代傳統(tǒng)的繼電器電路,實現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既 可用于單臺設備的控制,也可用于多機群控及自動化流水線。 如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產 線、電鍍流水線等。2) .工業(yè)過程控制在工業(yè)生產過程當中,存在一些如溫度、壓力、流量、 液位和速度等連續(xù)變化的量(即模擬量),PLC采用相應的 A/D和D/A轉換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬 量,完成閉環(huán)控制。PID調節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控 制等場合
10、有非常廣泛的應用。3) .運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。一般使用專用 的運動控制模塊,如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多 軸位置控制模塊,廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯 等場合。4) .數據處理PLC具有數學運算(含矩陣運算、函數運算、邏輯運算)、 數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能,可以完 成數據的采集、分析及處理。數據處理一般用于如造紙、冶 金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。5) .通信及聯(lián)網PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通 信。隨著工廠自動化網絡的發(fā)展,現(xiàn)在的 PLC都具有通信接 口,通信非常方便。3、PLC的應用特點:1) .可
11、靠性高,抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代 大規(guī)模集成電路技術,采用嚴格的生產工藝制造,內部電路 采取了先進的抗干擾技術,具有很高的可靠性。使用PLC勾成控制系統(tǒng),和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比,電氣接線 及開關接點已減少到數百甚至數千分之一,故障也就大大降 低。此外,PLC帶有硬件故障自我檢測功能,出現(xiàn)故障時可及 時發(fā)出警報信息。在應用軟件中,應用者還可以編入外圍器 件的故障自診斷程序,使系統(tǒng)中除 PLC以外的電路及設備也 獲得故障自診斷保護。這樣,整個系統(tǒng)將極高的可靠性。2) .配套齊全,功能完善,適用性強PLC發(fā)展到今天,已經形成了各種規(guī)模的系列化產品, 可
12、 以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外, PLC大多具有完善的數據運算能力,可用于各種數字控制領 域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn),使 PLC滲透到了位置控 制、溫度控制、C等各種工業(yè)控制中。加上 PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展,使用 PLC組成各種控制系統(tǒng)變 得非常容易。3).易學易用,深受工程技術人員歡迎PLC是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易,編程語言 易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方 式和繼電器電路圖相當接近,為不熟悉 電子電路、不懂計算 機原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。4.)系統(tǒng)的設計,工作量小,維護方便,容易改造PLC用存
13、儲邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設備外部 的接線,使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短,同時日常 維護也變得容易起來,更重要的是使同一設備經過改變程序 而改變生產過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生 產場合。(2)安裝與布線動力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應分別配 線,隔離變壓器與PLC和I/O之間應采用雙膠線連接。將PLC 的IO線和大功率線分開走線,如必須在同一線槽內,分開捆 扎交流線、直流線,若條件允許,分槽走線最好,這不僅能 使其有盡可能大的空間距離,并能將干擾降到最低限度。 PLC應遠離強干擾源如電焊機、大功率硅整流裝置和大 型動力設備,不能與高壓電器安裝在同一個開關
14、柜內。在柜內PLC應遠離動力線(二者之間距離應大于 200mm)。與PLC 裝在同一個柜子內的電感性負載,如功率較大的繼電器、接 觸器的線圈,應并聯(lián)RC消弧電路。 PLC的輸入與輸出最好分開走線,開關量與模擬量也要分開敷設。模擬量信號的傳送應采用屏蔽線,屏蔽層應一端 或兩端接地,接地電阻應小于屏蔽層電阻的1/10.交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜,輸出線 應盡量遠離咼壓線和動力線,避免并行。(3) I/O端的接線輸入接線輸入接線一般不要太長。但如果 環(huán)境干擾較小,電壓 降不大時,輸入接線可適當長些。輸入/輸出線不能用同一根電纜,輸入/輸出線要分開。盡可能采用常開觸點形式連接到輸入端,使編
15、制的梯 形圖與繼電器原理圖一致,便于閱讀。輸出連接輸出端接線分為獨立輸出和 公共輸出。在不同組中, 可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸 出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上,并且連 接至端子板,若將連接輸出元件的負載短路,將燒毀印制電 路板。采用繼電器輸出時,所承受的電感性負載的大小,會 影響到繼電器的使用壽命,因此,使用電感性負載時應合理 選擇,或加隔離繼電器。PLC的輸出負載可能產生干擾,因此要采取措施加以控 制,如直流輸出的續(xù)流管保護,交流輸出的阻容吸收電路, 晶體管及雙向晶閘管輸出的旁路電阻保護。PLC的選型F面為二菱系列型號
16、表FX2-64MT64主機32入/32出晶體管輸出FX2-80MT80主機40入/40出晶體管輸出FX2-128MT128主機64入/64出晶體管輸出FX2-24MR-D24直流主機12入/12出 繼電器輸出FX2-48MR-D48直流主機24入/24出繼電器輸出FX2-64MR-D64直流主機32入/32出繼電器輸出FX2-80MR-D80直流主機40入/40出繼電器輸出FX2-16MR16主機8點入/ 8點出繼電器輸出FX2-24MR24主機12點入/12點出繼電器輸出FX2-32MR32主機16點入/16點出繼電器輸出FX2-48MR48主機24點入/24點出繼電器輸出FX2-64MR6
17、4主機32點入/32點出繼電器輸出FX2-80MR80主機40點入/40點出 繼電器輸出FX2-128MR128主機64點入/64點出繼電器輸出在此次課程設計中我選用的是 FX2N-48MR因為它的編程相對簡單易懂,是理想的可編程控制器。而在設計中的I/O點數在4以下,則用的是微型PLC其基本單元中的輸入點按 照X000-X007,X01 X017這樣的八進制進行編號,而輸出 點按照YOOGY007,Y01 Y017這樣的八進制進行編號,內 部繼電器可多次使用,定時器將1ms,10ms,100ms等脈沖進行 加法計數,計數器可進行向上向下計數。車床是最常見的一種機床,它的主運動為主軸回轉運動,
18、刀架 的移動為進給運動,車削加工一般不要求反轉,但加工螺紋時, 為避免亂扣,需要反轉退刀,并保證工件的轉速與刀具的移動 速度之間具有嚴格的比例關系,溜板箱與主軸箱之間通過齒輪 傳動系統(tǒng)連接,C650臥式車床是其中較為常見的一種,其原控 制電路為繼電器控制,接觸觸點多故障多操作人員維修任務 較大針對這種情況,我們用PLC控制改造其繼電器控制電路, 克服了以上缺點,降低了設備故障率,提高了設備使用效率,運 行效果良好.(二)、改造方案的確定1、原車床的工藝加工方法不變;2、 在保留主電路的原有元件的基礎上,不改變原控制系統(tǒng)電 氣操作方法;3、電氣控制系統(tǒng)控制元件包括(按鈕.行程開 關熱繼電器.接觸
19、器),作用與原電氣線路相同;4、主軸 和進給起動制動低速高速和變速沖動的操作方法不變;5、改造原繼電器控制中的硬件接線,改為PLC編程實現(xiàn)。(三)C650臥式車床主電路設計主電動機M1 : KM1、KM2兩個接觸器實現(xiàn)正反 轉,F(xiàn)R1作過載保護,R為限流電阻,電流表PA用來監(jiān)視主 電動機的繞組電流,由于主電動機功率很大,故 PA接入電流 互感器TA回路。當主電動機起動時,電流表 PA被短接,只 有當正常工作時,電流表 PA才指示繞組電流。KM3用于短 接電阻R。冷卻泵電機M2 : KM4接觸器控制冷卻泵電動機的起 停,F(xiàn)R2為M2的過載保護用熱繼電器??焖匐姍CM3 : KM5接觸器控制快速移動
20、電動機 M3的起停, 由于M3點動短時運轉,故不設置熱繼電器。二、利用三菱FX2N系列PLC對C650臥式車床的改造圖1 C650臥式車床PLC改造I/O分配表現(xiàn)場輸入信號輸入地址號現(xiàn)場輸出信號輸出地址號總停止按鈕SB1X1短接制動電阻KMY0主軸電動機M1的點動按鈕SB2X2主電動機M1正轉KM1Y1主軸電動機M1的正轉按鈕SB3X3主電動機M1反轉KM2Y2主軸電動機M1的反轉按鈕SB4X4冷卻泵電動機M2起、停KM3Y3冷卻泵電動機M2停止按鈕SB5X5快移電動機M3起、停KM4Y4冷卻泵電動機M2起動按鈕SB6X6時間繼電器KTY10快移電動機M3起、停位置開關SQX7速度繼電器正轉常
21、X10開觸頭SR1速度繼電器反轉常開觸頭SR2X11圖12.3、 主控電路圖設計C650型臥式車床共有三臺電動機,主軸電動機M1由接 觸器KM1、KM2、KM3控制,冷卻泵電動機 M2由接觸器 KM4控制,快速移動電動機M3由接觸器KM5控制。其中 主軸電動機M1可以正、反轉控制,也可以點動控制,還 可以雙向反接制動控制。2.4電氣控制要求根據切削加工工藝,對電氣控制提出下列要求:(1)主電動機選用籠型異步電動機,采用降壓起動,為 調整車床位置,應能實現(xiàn)點動控制。(2)主軸的正、反轉由主電動機的正、反轉控制實現(xiàn)。(3)為實現(xiàn)快速停車,主電動機采用反接制動(4)主電動機M1,冷卻泵電動機 M2,
22、快移電動機M3, 這3臺電動機的起動順序依次為:M1-M2-M3,停機順序為:M3-M2-M1。(5)當暫停加工時,也可單獨停下快移電動機和冷卻泵電動機。(6)3臺電動機都應有必要的短路和過載保護,任一臺 電動機過載,所有電動機均不能工作。(7)應有急停按鈕,防止起動或運行時發(fā)生意外。(8)車床的工作狀態(tài)由相應的指示燈指示。2.4主電路改進后的C650車床的主電路圖,如圖2示。共有3臺電動 機,主電動機,冷卻泵電動機和快移電動機,KM1-KM6為接觸器。KM1控制主電動機正轉,KM4控制主電動機反轉,KM2 控制主電動機Y起動與運行,KM3控制主電動機起動與運 行,KM5控制冷卻泵電動機,KM
23、6控制快移電動機,KI為欠 流繼電器,F(xiàn)R1-FR3為熱保護元件,SR為速度繼電器。本電 路圖在原圖的基礎上增加了 Y/ 降壓起動和節(jié)能運行轉換。 原因是主電動機的功率為 20 kW,屬中型電動機,應采取降 壓起動。另外,在車床的拖動系統(tǒng)中,電動機的額定功率是 按照車床的最大切削量來配置的,而實際應用中,車床并不 總是滿負荷運行,因而在很大程度上存在大馬拉小車的現(xiàn)象,本電路圖采用欠流繼電器控制電動機作 Y/ 節(jié)能轉換,當重 載時,欠流繼電器不動作,接觸器 KM1、KM3吸合,電動機 作運行;當輕載時,欠流繼電器動作打開,KM1、KM2吸合,電動機換接成丫運行,從而實現(xiàn)車床節(jié)能運行。改進后 的主
24、電路具有性能穩(wěn)定、可靠,節(jié)電效果明顯的優(yōu)點。下圖為C650普通車床的電氣控制原理圖2.7650車床工作原理C650車床共有三臺電動機:M1為主軸電動機,拖動主軸旋轉,并通過進給機構實現(xiàn)進給運動M2為冷卻泵電動機,提供切削液。M3為快速移動電動機, 拖動刀架的快速移動。2. 8主軸電動機M1的點動控制工作過程如下:調整車床時,M1點動控制合上QS,按啟 動按鈕SB2,接觸器KM1得電,M1串接限流電阻R低速轉 動,實現(xiàn)點動。松開SB2接觸器KM1得電,M1停止轉動。2.9主軸電動機M1的正反轉控制(1) 正轉控制合上刀開關QS,按啟動按鈕SB3接觸器KM和時間繼 電器KA得電,接觸器KM1得電,
25、M1短接電阻R正向啟動。(2) 主軸電動機M1的反轉控制合上刀開關QS,按啟動按鈕SB4,接觸器KM和時間繼 電器KT得電,中間繼電器KA得電接觸器KA得電,接觸器KM2得電KM2主觸頭閉合,電動機 M1與電源反向連接M1短接電阻R反向啟動。在以上M1的正反轉控制中,主電路通過電流互感器 LA 接電流表A,為了防止啟動時啟動電流對電流表的沖擊,啟 動時利用時間繼電器KT常閉觸頭把電流表A短接,啟動結束 后,KT的常閉觸頭斷開,電流表 A開始工作。(3)M1主軸電動機的停止按停止按鈕SB1,控制線路的電源全部切斷,電動機M1停轉。2. 9. 2反接制動控制C650型車床采用速度繼電器實現(xiàn)電氣反接
26、制動,速度繼 電器KS與電動機M1同軸連接,正轉時,速度繼電器正向觸 頭KSF動作,反轉時,速度繼電器反向頭 KSR動作。2. 9.3刀架快速移動控制轉動刀架手柄壓下限位開關 SQ,接觸器KM4通電,KM4 主觸頭閉合,電動機M3轉動,實現(xiàn)刀架的快速移動。2. 9. 4冷卻泵電動機控制按啟動按鈕SB6,接觸器KM 3得電,KM3主觸頭閉合, 電動機M2得電轉動,提供切削液。按停止按鈕 SB5時KM3 斷電主觸頭斷開,M2停止轉動。為實現(xiàn)上述車床的電氣控制要求,選用日本三菱公司生產 的F1-40MR型PLC其I/O分配,如圖3示。圖3圖3中,SB1為急停按鈕,SB2為正轉起動按鈕,SB3為點動
27、按鈕,SB4為反轉起動按鈕,SB5 SB6為M2、M3順序起動,逆序停機按鈕,SRF SRR為正、反轉速度繼電器,F(xiàn)R1-FR3為M1-M3的熱繼電器,KI為欠流繼電器,HL1-HL6為系統(tǒng)運行狀態(tài)指示燈,H為電源指示燈,它直接與電源相接,不占輸出點。3梯形圖的設計3.1梯形圖主要有以下特點a. 為了避免M1電動機正反轉時造成相間短路,除采用程序上 軟繼電器的觸點聯(lián)鎖外,還在 KM1和KM2的線圈支路上采 用了接觸器常閉觸點的電路聯(lián)鎖;b. 為了防止合上QS后有人轉動卡盤,使速度繼電器的常開觸 點X10 (或X11)閉合,造成Y1或Y2吸合,M1突然轉動起 來造成事故,特引入內部輔助繼電器的
28、M1、M2,在M1或M2沒有接通的情況下,SR的常開觸點即使閉合,電機 M1 也不可能運轉。3.1主軸電動機正轉控制按下主軸電動機正轉啟動按鈕 SB1第一邏輯行中X0閉合,Y0 接通并自鎖,TO接通并開始計時;第3邏輯行X0閉合,通 用繼電器M1接通。第2邏輯行Y0常閉觸點閉合,通用繼電 器M0接通;第5邏輯行M0,M1常開觸點閉合Y3接通,主 軸電動機正向啟運轉。當主軸電動機正向旋轉速度達到一定 值時,第6邏輯行X11常開觸點閉合,為主軸電動機正向旋反向制動作好準備。TO計時5秒后動作,第9邏輯行TO常 開觸閉合,接通Y5,電流表A開始監(jiān)測主軸電動機的電流。3.2主軸電動機反轉控制按下主軸電
29、動機正轉啟動按鈕 SB2,第2邏輯行中X1閉合, Y0接通并自鎖,TO接通并開始計時;第4邏輯行X1閉合, 通繼電器M2常開觸點閉合,Y4接通,Y 4接通,主軸電動機 反向起動運轉。當主軸電動機反向旋轉速度達到一定值時, 第5邏輯行X12常開閉合,為主軸電動機反向制動做好準備。 TO計時經過5秒后動作,第9邏輯行常開觸點閉合接通 Y5, 電流表A開始監(jiān)測主軸電動機的電流。3.3主軸電動機點動控制按下主軸電動機點動控制按鈕 SB6第5邏輯行常開觸點閉 合,Y3接通,主軸電動機串電阻 R起動運行。3.4主軸電動機正向啟動運行反向制動停止控制當YO、Y3、TO、Y5閉合,主軸電動機正向運轉時,按下停
30、止 按鈕SB4,第第一邏輯行X3常閉觸點斷開,YO TO失電,第 3邏輯行X3常閉點斷開,M1失電;而第5邏輯行M1常開 觸點復位斷開,Y3失電,主軸電動機停止正轉。同時, 第6 邏輯行X3常開觸點閉合,Y4接通,給主軸電動機通入反轉 電源,使之產生一個反轉力矩制動主軸電動機的正向旋轉, 主軸電動機的正轉速度迅速下降。當正轉速度下降至一定速 度時,速度繼電器KS1觸點斷開,X11常開觸點復位斷開, Y4斷電,完成主軸電動機的正向啟動運行反向制動停止過 程。3.5主軸電動機反向啟動正向制動停止控制當YO、Y4、TO、Y5閉合,主軸電動機反向運轉時,按下停止 按鈕SB4,第一邏輯行X3常閉觸點斷開
31、,YO、TO失電,第4 邏輯行X3常閉點斷開,M2失電;第6邏輯行M2常開觸點 復位斷開,Y4失電,主軸電動機停止反轉。同時, 第5邏輯 行X3常開觸點閉合,Y3接通,給主軸電動機通入正轉電源, 使之產生一個正轉力矩制動主軸電動機的反向旋轉,主軸電 動機的反轉速度迅速下降。當反轉速度下降至一定速度時, 速度繼電器KS2觸點斷開,X12常開觸點復位斷開,Y3掉電, 完成主軸電動機的反向啟動運轉正向制動停止過程。3.6冷卻泵電動機控制按下冷卻泵電動機的啟動按鈕SB3第7邏輯行X2常開觸點 閉合,Y1接通,冷卻泵電動機啟動運轉。3.7快速移動電動機控制按下位置開關ST第 8邏輯行X6常開觸點閉合,Y
32、2接通,快 速移動電動機啟動運行。3.8其他輔助線路監(jiān)視主回路負載的電流表是通過電源互器接入的。為防止電 動機起動、點動和制動電流對電流表的沖擊,線路中采用一 個時間繼電器。點動和制動時,電流表對電路進行監(jiān)控。控 制電路的電源采用了控制變壓器 TC低壓供電,這樣使之更安 全了。為了方便工作還設置了工作照明燈。4、指令表01LD X022LD X302ORX123ORY303ORMO24ANDX1204 ANI X325ORB05ANDX326ANDX706OUT Y027ANIY407OUTT028OUTY308K5029LDM009LDY030ANDM210OUTMO31LDX311LDX0
33、32ORY412ORM133ANDX1113ANIX335ANDX714OUTM136ANIY315LDX137OUTY416ORM238LDX217ANIX339ORY118OUTM240ANIX519LDM041ANDX1020ANDM142OUTY121ORX543LDX644OUTY245LDT046OUTY547END5改造后車床的PLC調試過程可編程控制器控制系統(tǒng)調試主要步驟:如下圖所示:5.1主軸電動機正轉控制按下主軸電動機正轉啟動按鈕 SB1, X0閉合,Y0接通并自 鎖,TO接通并開始計時;通用繼電器 M1接通。Y0常閉觸點 閉合,通用繼電器M0接通;MO、M1常開觸點閉合,
34、Y3接 通(因X7的常開觸點在PLC通電后即為閉合狀態(tài)),主軸電動 機正向啟動運轉。當主軸電動機正向旋轉速度達到 120 r/min時,X11常 開觸點閉合,為主軸電動機正向旋轉反向制動作好準備。TO計時經過5s后動作,TO常開觸點閉合,接通Y5,電流 表A開始監(jiān)測主軸電動機的電流。5.2主軸電動機反轉控制按下主軸電動機正轉啟動按鈕 SB2, X1閉合,Y0接通并自 鎖,TO接通并開始計時;通用繼電器 M2接通。Y0常閉觸點 閉合,通用繼電器M0接通;MO、M2常開觸點閉合,Y4接 通,主軸電動機反向啟動運轉。當主軸電動機反向旋轉速度達到120 r/min時,X12常 開觸點閉合,為主軸電動機
35、反向旋轉正向制動作好準備。T0計時經過5s后動作,T0常開觸點閉合,接通Y5,電流 表A開始監(jiān)測主軸電動機的電流。5.3主軸電動機點動控制按下主軸電動機點動按鈕SB6 X5常開觸點閉合,Y3接通, 主軸電動機串聯(lián)電阻R啟動運行。5.4主軸電動機正向啟動運行反向制動停止控制當Y0 Y3 TO、Y5閉合,主軸電動機正向運轉時,按下 停止按鈕SB4, X3常閉觸點斷開,YO、TO失電,M1失電; M1常開觸點復位斷開,Y3失電,主軸電動機停止正轉。同 時,X3常開觸點閉合,Y4接通,給主軸電動機通入反轉電 源,使之產生一個反轉力矩制動主軸電動機的正向旋轉,主 軸電動機的正轉速度迅速下降。當正轉速度下
36、降至100 r/min時,速度繼電器KS1觸點斷開,X11常開觸點復位斷開,Y4 掉電,完成主軸電動機的正向啟動運行反向制動停止過程。5.5主軸電動機反向啟動運行正向制動停止控制當YO Y4 TO、Y5閉合,主軸電動機反向運轉時,按下停 止按鈕SB4, X3常閉觸點斷開,Y0TO失電,M2失電;M2 常開觸點復位斷開,Y4失電,主軸電動機停止反轉。同時, X3常開觸點閉合,Y3接通,給主軸電動機通入正轉電源,使 之產生一個正轉力矩制動主軸電動機的反向旋轉,主軸電動 機的反轉速度迅速下降。當反轉速度下降至100r/min時,速 度繼電器KS2觸點斷開,X12常開觸點復位斷開,Y3掉電, 完成主軸
37、電動機的反向啟動運轉正向制動停止過程,當主軸 電動機過載,熱繼電器KR1動作時,X7的常開觸點復位斷 開,YO、Y3 Y4掉電,主軸電動機停止運行。5.6冷卻泵電動機控制按下冷卻泵電動機的啟動按鈕 SB3 X2常開觸點閉合, Y1接通,冷卻泵電動機啟動運轉。5.7快速移動電動機控制按下位置開關ST,X6常開觸點閉合,Y2接通,快速移動 電動機啟動運行。日常維護:PLC是一種用于工業(yè)生產自動化控制的設備,一般不需要 采取什么措施,就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而,盡管 有如上所述的可靠性較高,抗干擾能力較強,但當生產環(huán)境 過于惡劣,電磁干擾特別強烈,或安裝使用不當,就可能造 成程序錯誤或運算錯誤
38、,從而產生誤輸入并引起誤輸出,這 將會造成設備的失控和誤動作,從而不能保證 PLC的正常運 行,要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性,一方面要求 PLC生產廠家 提高設備的抗干擾能力;另一方面,要求設計、安裝和使用維護中引起高度重視,多方配合才能完善解決問題,有效地增強系統(tǒng)的抗干擾性能。因此在使用中應注意以下問題:1. )工作環(huán)境(1)溫度PLC要求環(huán)境溫度在055oC,安裝時不能放在發(fā)熱量大 的元件下面,四周通風散熱的空間應足夠大。(2)濕度為了保證PLC的絕緣性能,空氣的相對濕度應小于 85% (無凝露)。(3)震動應使PLC遠離強烈的震動源,防止振動頻率為1055Hz的頻繁或連續(xù)振動。當使用環(huán)境不
39、可避免震動時,必須采取 減震措施,如采用減震膠等。(4)空氣避免有腐蝕和易燃的氣體,例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境,可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。(5)電源PLC對于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。在可靠 性要求很高或電源干擾特別嚴重的環(huán)境中,可以安裝一臺帶 屏蔽層的隔離變壓器,以減少設備與地之間的干擾。一般PLC 都有直流24V輸出提供給輸入端,當輸入端使用外接直流電 源時,應選用直流穩(wěn)壓電源。因為普通的整流濾波電源,由 于紋波的影響,容易使PLC接收到錯誤信息。2. 控制系統(tǒng)中干擾及其來源現(xiàn)場電磁干擾是PLC控制系統(tǒng)中最常見也是最易影響系
40、統(tǒng)可靠性的因素之一,所謂治標先治本,找出問題所在,才 能提出解決問題的辦法。因此必須知道現(xiàn)場干擾的源頭。(1) 干擾源及一般分類影響plC空制系統(tǒng)的干擾源,大都產生在電流或電壓劇 烈變化的部位,其原因是電流改變產生磁場,對設備產生電 磁輻射;磁場改變產生電流,電磁高速產生電磁波。通常電 磁干擾按干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。共模干 擾是信號對地的電位差,主要由電網串入、地電位差及空間 電磁輻射在信號線上感應的共態(tài) (同方向)電壓疊加所形成。 共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓,直接影響測控 信號,造成元器件損壞(這就是一些系統(tǒng) I/O模件損壞率較 高的主要原因),這種共模干擾可為直
41、流,亦可為交流。差 模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓,主要由空間電磁 場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的 電壓,這種干擾疊加在信號上,直接影響測量與控制精度。(2)PLC系統(tǒng)中干擾的主要來源及途徑強電干擾PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網供電。 由于電網覆蓋X 圍廣,它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓。尤 其是電網內部的變化,刀開關操作浪涌、大型 電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態(tài)沖擊等,都通過 輸電線路傳到電源原邊。柜內干擾控制柜內的高壓電器,大的電感性負載,混亂的布線都 容易對PLC造成一定程度的干擾。來自信號線引入的干擾與PLC控制系統(tǒng)連接的
42、各類信號傳輸線,除了傳輸有效 的各類信息之外,總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有 兩種途徑:一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電 電源串入的電網干擾,這往往被忽視;二是信號線受空間電 磁輻射感應的干擾,即信號線上的外部感應干擾,這是很嚴 重的。由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度 大大降低,嚴重時將引起元器件損傷。來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾接地是提高電子設備電磁兼容性(EMC)的有效手段之 一。正確的接地,既能抑制電磁干擾的影響,又能抑制設備向外發(fā)出干擾;而錯誤的接地,反而會引入嚴重的干擾信號, 使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。來自PLC系統(tǒng)內部的干擾主要由系統(tǒng)內部元器件及電路間
43、的相互電磁輻射產生, 如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響,模擬地與邏輯 地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。變頻器干擾一是變頻器啟動及運行過程中產生諧波對電網產生傳導 干擾,引起電網電壓畸變,影響電網的供電質量;二是變頻 器的輸出會產生較強的電磁輻射干擾,影響周邊設備的正常 工作。3主要抗干擾措施(1)電源的合理處理,抑制電網引入的干擾對于電源引入的電網干擾可以安裝一臺帶屏蔽層的變比 為1:1的隔離變壓器,以減少設備與地之間的干擾,還可以 在電源輸入端串接LC濾波電路。(4)正確選擇接地點,完善接地系統(tǒng)良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件,可以避免 偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地的
44、目的通常有兩個,其一為 了安全,其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護 地等。接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電 位分布不均,不同接地點間存在地電位差,引起地環(huán)路電流, 影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點接地,如果電 纜屏蔽層兩端A、B都接地,就存在地電位差,有電流流過屏 蔽層,當發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時,地線電流將更大。此外,屏蔽層、接地線和大地有可能構成閉合環(huán)路,在 變化磁場的作用下,屏蔽層內又會出現(xiàn)感應電流,通過屏蔽 層與芯線之間的耦合,干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其它接地 處理混亂,所產生的地環(huán)流就可能在地線上產生不等電位分 布,影響PLC內邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的 邏輯電壓干擾容限較低,邏輯地電位的分布干擾容易影響 PLC 的邏輯運算和數據存貯,造成數據混亂、程序跑飛或死機。 模擬地電位的分布將導致測量精度下降,引起對信號測控的 嚴重失真和誤動作。安全地或電源接地將電源線接地端和柜體連線接地為安全接地。如電源漏 電或柜體帶電,可從安全接地導入地下,不會對人造成傷害。系統(tǒng)接地PLC控制器為了與所控的各個設備同
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