PLC控制的自動往返工作臺

摘要：我國工業(yè)企業(yè)的自動化程度普遍較低，PLC產品有很大的應用空間，如機械行業(yè)80%以上的設備仍采用傳統(tǒng)的繼電器和接觸器進行控制。因此，PLC在我國的應用潛力遠沒有得到充分發(fā)揮。我國大中型企業(yè)普遍采用了先進的自動化系統(tǒng)對生產過程進行控制，但絕大部分小型企業(yè)尚未應用自動化系統(tǒng)和產品對生產過程進行控制。隨著競爭的日益加劇，越來越多的小型企業(yè)將采用經濟、實用的自動化產品對生產過程進行控制，以提高企業(yè)的經濟效益和競爭實力。在自動化生產線上，有些生產機械的工作臺需要按一定的順序實現自動往返運動，并且有的還要求在某些位置有一定的時間停留，以滿足生產工藝要求。用PLC程序實現運料工作臺自動往返順序控制，不僅具有程序設計簡易、方便、可靠性高等特點，而且程序設計方法多樣，便于不同層次設計人員的理解和掌握。關鍵字：PLC自動化順序控制一、總體要求使用PLC可編程序控制器實現工作臺往返循環(huán)工作的控制。工作臺前進及后退由步進電動機通過絲杠拖動。點動控制：能分別實現工作臺前進和后退的點動控制。自動循環(huán)控制：重復循環(huán)運行，工作臺前進及后退1次1個循環(huán)，每碰到換向行程開關時停止3秒后再反向運行。采用光柵尺實現工作臺位置檢測。自動循環(huán)控制線路：為了使步進電動機的正反轉控制與工作臺的左右運動相配合,在控制線路中設置了四個位置開關SQ1、SQ2、SQ3和SQ4,并把它們安裝在工作臺需限位的地方。其中SQ1、SQ2被用來自動換接電動機正反轉控制電路,實現工作臺的自動往返行程控制;SQ3、SQ4被用來作終端保護,以防止SQ1、SQ2失靈,工作臺越過限定位置而造成事故。在工作臺的T形槽中裝有兩塊擋鐵,擋鐵1只能和SQ1、SQ3相碰撞,擋鐵2只能和SQ2、SQ4相碰撞。當工作臺運動到所限位置時,擋鐵碰撞位置開關,使其觸頭動作,自動換接電動機正反轉控制電路,通過機械傳動機構使工作臺自動往返運動。工作臺行程可通過移動擋鐵位置來調節(jié),拉開兩塊擋鐵間的距離,行程就短,反之則短。自動循環(huán)控制線路如工作示意圖所示。、操作要求點動控制的時候，按下SB4按鈕，工作臺前進，松開SB4按鈕，工作臺停止前進，按下SB5按鈕，工作臺后退，松開SB5按鈕，工作臺停止后退。單循環(huán)運行：當按下SB1時，是正轉啟動，當工作臺壓下SQ1時，將I0.5常閉斷開，I0.5常開閉合，延時3秒鐘執(zhí)行單循環(huán)操作；按下SB2，效果一樣，只是開始的方向不同。

三、整體方案工作示意圖機械部分：由步進電動機經過傳動鏈將動力源傳遞至絲桿，絲桿與固定在工作臺上的螺母配合，完成工作臺的直線運動，當工作臺運動至極限位置時，觸動限位開關，限制工作臺在一定的行程內工作，起到保護工作臺的作用。電氣部分：PL初C始值，將初始值傳遞至步進電動機驅動控制器，從而對步進電動機進行速度和方向的控制，工作臺在運動后，主副光柵傳感器的相對位移經過光電轉換器產生微弱的模擬信號量，再經過放大整形電路，將其變成數字信號量，便于PL高C速計數模塊的處理，經高速計數模塊處理后的信號PL相C匹配，從而便于進行比較處理。工作方框圖四、設計內容A、機械部分各參數選擇工作臺和運載物的重量：w=2000N工作臺與絲桿的摩擦系數：μ=0.06工作臺速度：v=500mmmin絲桿導程：L=㎜6絲杠直徑：d=3㎜0絲桿總長度：L1=10㎜00定位精度：0.02㎜B、確定步進電機的型號、脈1沖當量的選擇脈沖A當量：一個指令脈沖使步進電動機驅動拖動的移動距離0.01mm,p初選之相步進電動機的步距角0.750∕，當三相六拍運行時，步距角0.750，其1.50

3600每轉的脈沖數S=—— 80.75r步進電動機與絲桿間的傳動比i=JL6——=1.25σ×S0.01×480在步進電動機與絲桿之間加Z=20Z=25模數i=JL6——=1.25σ×S0.01×480在步進電動機與絲桿之間加Z=20Z=25模數的.一5對齒輪。12、等效負載轉矩的計算[ ]F+UXWLL= 2∏ηi_11400+0.06：1500]x0.006=2X3.1415926×0.8×1.25=1.422Nmη絲桿傳動效率、等效轉動慣量計算

.絲1桿轉動慣量JJSjd4lp3.1415×6.032)X1×7.85義1。33232=8.1×10-4Kg?m23.2工作臺的運動慣量wJ= WgC)14009.8(0.006、InJ=1.2×10-4kg?m2.㎜5，寬12㎜.大3.㎜5，寬12㎜j 兀D4bp3.1415×(0.0625)×0.01×7.85×10332g23232=1.76×10-4kg?m23.小4齒輪的轉動慣量J（小齒輪節(jié)圓直徑50㎜寬12㎜）換算系列電機軸g1上的總轉動慣量JL

J πD4bp3.1415×(0?05>4X0.012X7.85×10332g13232=5.78×10-5kg?m2換算到電動機軸上的總轉動慣量JLJ=JLg1J+JJ=JLg1Swg2L2]08.1×10-4+1.28×10-4+1.76×10-41.252=7.33×10-4kg?m23.初5選步進電動機型號根據負載轉矩T=1.58N?m和電動機總轉動慣量J=7.33×10-4選電動機LL型號為 步進電動機，T=8.1N?m,轉子轉動慣量maxJ=4.7×10-4kg?m2m、電氣部分.光柵的參數選擇熱膨脹系數：α=8X10-6K-1精度等級：±3μm參考點：1個在測量長度的中點位置處增量信號：TTL柵距：μm插補：5倍信號周期： μm掃描頻率：250KHz邊緣間距： μ最高運動速度：60m/s位置檢測：零件和限位信號；TT輸L出信號（無線路驅動器）電源：5V±5%、電氣連接：0.5電m纜，帶D-s接u頭b，接口電子設備內置在接頭中。最大電纜長度：增量信號：30；m零位限位10m振動 o≤m/S2( )沖擊：≤m/s2( )工作溫度： 攝氏度掃描頭：9g無(連接電纜)接口電子設備：140g光柵尺：0.8g,0.測0量8長g度/mm編碼器電纜：37g/m2.P控L制C部分)1PL的C選擇PL按C結構分為整體型和模塊型兩類，按應用環(huán)境分為現場安裝和控制室安裝兩類；按CP字U長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數選型。整體型PL的CI/點O數固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PL提C供多種I/卡O件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/點O數，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。Siem在e推n出s新一代小型PL產C品S72后0其0價格與日本產品相差不大，最近幾年其小型PL的C市場增長迅速，已經與日本主要產品(Mitsub和isOhmir)o在n小型PL領C域取得了類似的市場地位。近年來，由于具有明顯的價格優(yōu)勢，中國臺灣的部分PL廠C商在小型PL領C域發(fā)展勢頭十分強勁，搶占了原來日本產品的一部分低端市場。本課程設計選用S7—200型可編程控制器。S7—200型P可L編C程控制器是德國西門子公司生產的一種小型PL，C是整體式結構。它有以下幾個特征：1、定義掉電保護區(qū)、立即讀寫I/Q、設置停止模式下的輸出值、對輸入信號增加濾波器、捕捉窄脈沖、模擬點位器、高速I/Q2)PLC及步進電機接線圖用S7-200控制P步L進C電機正轉與反轉。把步進電機驅動器的D2設置為OF，F即PU為步進脈沖信號，DR為方向控制信號。PL的CQ0.輸0出高速脈沖至步進電機驅動器的PU端，Q0.控1制步進電機反轉。

3)I/O地址分配表輸入點輸出點正轉啟動按鈕SB1I0.0正轉接觸器QA1Q0.0反轉啟動按鈕SB2I0.1反轉接觸器QA2Q0.1停止按鈕SB3I0.2正轉點動按鈕SB4I0.3反轉點動按鈕SB5I0.4左換向限位開關SQ1I0.5右換向限位開關SQ2I0.6左限位保護開關SQ3I0.7右限位保護開關SQ4I1.0

Network9正轉輸出和停止TOC\o"1-5"\h\zM0.0 10.2 10.7 Q0.0—I I—pH I Pl C)M0.3M0.4Network10\o"CurrentDocument"\h反轉輸出和停止 -M0.1 10.2 11.0 Q0.1—I H~p∏∕∣ 1I ()M0.21硬件調試接