淺議用ＰＬＣ對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行改造的實(shí)操教學(xué)

劉曉麗

【摘 要】本文淺議了用PLC對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行改造的實(shí)操教學(xué),即包括三個(gè)方面:有效使用硬件設(shè)備,合理考慮硬件運(yùn)行要求,安裝、調(diào)試與試運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】PLC 控制系統(tǒng) 半精鏜專用鏜床

半精鏜專用鏜床是應(yīng)用于加工汽車連桿的專用設(shè)備,汽車連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部件,它直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車的性能指標(biāo)。如果機(jī)床電控系統(tǒng)采用繼電接觸器控制,由于使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn),導(dǎo)致設(shè)備的響應(yīng)速度慢、可靠性差、故障率高、接線復(fù)雜、不便于調(diào)整和維修,加工產(chǎn)品的質(zhì)量無(wú)法得到可靠保證。而可編程序控制器具有通用性好、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn),運(yùn)用其控制邏輯的軟件設(shè)計(jì)功能可在很大程度上改善機(jī)床電控系統(tǒng)的柔性;同時(shí),其可靠性得到明顯增強(qiáng),具有很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。故采用PLC對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

參加電工技師培訓(xùn)班后,學(xué)習(xí)了PLC理論知識(shí),還動(dòng)手做了實(shí)驗(yàn),就設(shè)想對(duì)半精鏜專用鏜床加以改進(jìn),并引進(jìn)學(xué)生的實(shí)操教學(xué)中。于是,詳細(xì)了解了半精鏜專用鏜床的工作特點(diǎn)和生產(chǎn)工藝過(guò)程,明確其控制任務(wù)和設(shè)計(jì)要求,確定了控制系統(tǒng)的工作方式。

一、有效使用硬件設(shè)備

1.外部接線設(shè)計(jì)。采用的機(jī)型是OMRON40點(diǎn)的CPM1A,該機(jī)有24個(gè)輸入點(diǎn),16個(gè)輸出點(diǎn)。CAM1A系列PLC是OMRON公司生產(chǎn)的小型整體式可編程控制器。其結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng),具有很高的性能價(jià)格比,在小規(guī)?？刂浦幸勋@廣泛應(yīng)用。

2.主機(jī)的面板結(jié)構(gòu)。CPM1A系列40點(diǎn)主機(jī)的面板有幾個(gè)接線端子和接口組成,具體如下。

(1)電源輸入端子。AC電源型的主機(jī),其電源電壓為AC100-240V,DC電源型的主機(jī),其電源電壓為DC24V。

(2)功能接地端子(僅AC電源型)。在有嚴(yán)重燥聲干擾時(shí),功能接地端子必須接地。

(3)保護(hù)接地端子。為了防止觸電,保護(hù)接地端子務(wù)必接地。

(4)輸出DC24V電源端子。

(5)輸入端子。輸入端子用于連接輸入設(shè)備。

(6)輸出端子。輸出端子用于連接輸出設(shè)備。

(7)工作狀態(tài)顯示LED。主機(jī)面板的中部有四個(gè)工作狀態(tài)顯示LED,分別是PWR(綠)、RUN(綠)、ERR/ALM(紅)、COMM(橙)。

(8)輸入/輸出點(diǎn)顯示LED。

(9)模擬量設(shè)定電位器。

(10)外設(shè)端口。

(11)擴(kuò)展連接器。

3.CPM1A的特殊功能

(1)豐富的指令系統(tǒng)。CPM1A系列PLC具有豐富的指令系統(tǒng),其基本指令有17條,應(yīng)用指令有136條。

(2)模擬設(shè)定電位器功能。

(3)輸入時(shí)間常數(shù)設(shè)定功能。

(4)高速計(jì)數(shù)器功能。

(5)外部輸入中斷功能。

(6)間隔定時(shí)器中斷功能。

(7)快速響應(yīng)輸入功能。

(8)脈沖輸出功能。

(9)較強(qiáng)的通信功能。

(10)高性能的快閃內(nèi)存。

二、合理考慮硬件運(yùn)行要求

1.機(jī)床的自動(dòng)運(yùn)行方式必須在初始狀態(tài)下才能啟動(dòng),機(jī)床在原位時(shí),右滑臺(tái)原限位開關(guān)ST4、左滑臺(tái)原限位開關(guān)ST6、插銷到位限位開關(guān)ST7、工件放松到位限位開關(guān)ST8被壓,X112, X14X15,X16開接點(diǎn)接通,R3線圈接通,原位指示燈亮。這時(shí)把方式選擇開關(guān)打到自動(dòng)擋,XO常開點(diǎn)接通,R4內(nèi)部繼電器線圈接通,R4的常開接點(diǎn)閉合,為下一步夾緊作好準(zhǔn)備。

2.夾緊是整個(gè)加工過(guò)程的第一步,如確定機(jī)床在原位,把選擇開關(guān)撥到自動(dòng)檔,按下自動(dòng)方式啟動(dòng)按鈕SB7,SB8,X7,X8的常開接點(diǎn)閉合,Y7、Y9,YB線圈接通,驅(qū)動(dòng)夾緊電磁閥(A)YV5線圈、夾緊電磁閥(B) YV7線圈、夾緊電磁閥(C) YV9線圈接通,把要加工的兩工件夾緊。如把方式選擇開關(guān)撥到手動(dòng),按下手動(dòng)夾緊工件操作按鈕SB1、手動(dòng)夾緊工件操作按鈕SB2,即可實(shí)現(xiàn)工件夾緊的手動(dòng)操作。

3.拔銷夾緊之后要拔銷才能進(jìn)行加工。在自動(dòng)方式下,R4常開接點(diǎn)接通,RZ是用來(lái)記憶總加工狀態(tài)的內(nèi)部繼電器,在沒(méi)有進(jìn)行加工之前,R2內(nèi)部繼電器的常閉點(diǎn)處于接通狀態(tài),由于夾緊過(guò)程已完成,工件夾緊壓力繼電器SPO、工件夾緊到位限位開關(guān)STl動(dòng)作,XB、XF常開點(diǎn)閉合,YE輸出繼電器線圈接通,開始拔銷,拔銷到位后,插銷到位限位開關(guān)ST7動(dòng)作,X10常閉點(diǎn)斷開,拔銷完成。加工前的準(zhǔn)備工作就完成了。

4.拔銷到位后,插銷到位限位開關(guān)ST7動(dòng)作,X10常開點(diǎn)閉合,快進(jìn)YVl線圈接通,右滑臺(tái)快進(jìn),接著主軸啟動(dòng)。

5.為防止左右滑臺(tái)不能同時(shí)快進(jìn),在左滑臺(tái)快進(jìn)邏輯行串入X12的常開點(diǎn),只有右滑臺(tái)在原位位時(shí),限位開關(guān)ST4才動(dòng)作,X12的常開點(diǎn)才能閉合,左滑臺(tái)才能快進(jìn)。

三、安裝、調(diào)試與試運(yùn)行

在合理考慮硬件運(yùn)行要求以及準(zhǔn)確把握各壓力繼電器的狀態(tài)同時(shí),進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室按照PLC的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬調(diào)試,由于用PLC改造原機(jī)床電氣系統(tǒng)是以不改變?cè)刂乒δ転榍疤?此時(shí)可對(duì)原線路進(jìn)行分塊處理,由于半精鏜床控制規(guī)模較小,采用模擬調(diào)試的方式,外接幾個(gè)輸入開關(guān)作為模擬輸入信號(hào),通過(guò)輸出端子的發(fā)光二極管,對(duì)PLC進(jìn)行調(diào)試,調(diào)試中針對(duì)發(fā)現(xiàn)幾個(gè)問(wèn)題,并加以處理,具體處理辦法如下。

1.為防止來(lái)自電源線的干擾,電源線使用雙絞線,每根導(dǎo)線截面應(yīng)在1.25 mm2以上,電源通過(guò)1:1的隔離變壓器供給PLC,降低電噪聲。另外為了防止電壓過(guò)高損壞PLC,電源輸入端加上壓敏電阻。

2.PLC輸入線路與動(dòng)力線路不能位于同一線槽或電線管內(nèi),三相動(dòng)力線路束在一起走線,并且使兩部分盡可能相互垂直走線,輸入線也可采用屏蔽線,以防動(dòng)力線路干擾輸入線路。

3.為防止過(guò)熱,PLC不許安裝在變壓器等發(fā)熱元件的正上方,在元器件留有適當(dāng)空隙,以便散熱,并且在配電箱上安裝風(fēng)扇降熱。

實(shí)踐證明,用PLC改造舊機(jī)床電氣系統(tǒng),在現(xiàn)有企業(yè)里是非常現(xiàn)實(shí)的技術(shù)改造方案,具有投資省、見(jiàn)效快的特點(diǎn)。通過(guò)使用PLC改造該機(jī)床電氣系統(tǒng)后,去掉了原機(jī)床的13只中間繼電器,5只時(shí)間繼電器,80只順序控制二極管及20只電阻,使線路簡(jiǎn)化。同時(shí),由于PLC的高可靠性,輸入輸出部分還有信號(hào)指示,不僅使電氣故障次數(shù)大大減少,而且還給準(zhǔn)確判斷電器故障的發(fā)生部位提供了很大的方便,這樣不僅大大提高了其工作的可靠性,改善了其控制性能,還提高了機(jī)床的加工精度,與此同時(shí),在一定程度上降低了設(shè)備能耗。在實(shí)際使用中,效果良好。