基于PLC的液壓傳動(dòng)組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

徐 欽，陳永利

（1.鄭州工業(yè)安全職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程系，鄭州 451150；2.濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣系，濟(jì)源 454650）

0 引言

PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它具有體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、靈活通用與維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械制造、冶金、化工等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。利用PLC對(duì)傳統(tǒng)繼電器控制機(jī)床進(jìn)行技術(shù)改造，是節(jié)約成本，提高設(shè)備自動(dòng)化程度的一種有效途徑。本文介紹了我單位一臺(tái)雙面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

1 雙面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床的電氣控制要求

雙面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床的繼電器控制電路如圖1所示，其中M1、M2為左右動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)，M3為冷卻泵電動(dòng)機(jī)。SA1為左動(dòng)力頭單獨(dú)調(diào)整開(kāi)關(guān)，SA2為右動(dòng)力頭單獨(dú)調(diào)整開(kāi)關(guān)；SA3為冷卻泵電動(dòng)機(jī)工作選擇開(kāi)關(guān)。

圖1 雙面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床的繼電器控制電路

圖2 左右動(dòng)力頭的工作循環(huán)示意圖

表1 液壓執(zhí)行元件動(dòng)作狀態(tài)表

2 PLC選型與I/O資源分配

根據(jù)該組合機(jī)床的控制要求，該系統(tǒng)共需開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)21個(gè)（4個(gè)按鈕、9個(gè)行程開(kāi)關(guān)、3個(gè)熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)、2個(gè)壓力繼電器、3個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)），開(kāi)關(guān)量輸出7個(gè)（3個(gè)接觸器線圈，4個(gè)電磁閥線圈）。在設(shè)計(jì)應(yīng)用中，為節(jié)省PLC的點(diǎn)數(shù)，可適當(dāng)改變輸入信號(hào)接線以節(jié)省輸入點(diǎn)。用這種方法將PLC的輸入點(diǎn)數(shù)由21點(diǎn)減少至15點(diǎn)。因此選用西門子CPU226型PLC（24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)輸出）進(jìn)行設(shè)計(jì)，并安排PLC的I/O端子分配如表2所示及接線如圖3所示。

表2 I/O端子分配表

3 PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)

雙面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床的PLC控制系統(tǒng)程序可由原繼電器-接觸器控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換得到，轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)注意以下四個(gè)方面。

1）輸入設(shè)備的處理

對(duì)輸入設(shè)備進(jìn)行處理時(shí)，繼電器-接觸器控制電路中，如果該設(shè)備是由常開(kāi)觸點(diǎn)構(gòu)成，轉(zhuǎn)為PLC控制后，該設(shè)備仍用常開(kāi)觸點(diǎn)作PLC的輸入設(shè)備，程序中對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)的狀態(tài)不變；如果該設(shè)備是由常閉觸點(diǎn)構(gòu)成，轉(zhuǎn)為PLC控制后，該設(shè)備仍用常閉觸點(diǎn)作PLC的輸入設(shè)備，程序中對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)取相反狀態(tài)。

圖3 PLC的I/O端子接線圖

圖4 雙面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床PLC控制程序

2）輸出設(shè)備的處理

原繼電器-接觸器控制系統(tǒng)中的電磁閥線圈和接觸器線圈用對(duì)應(yīng)的輸出繼電器線圈取代，接觸器的觸點(diǎn)用對(duì)應(yīng)的輸出繼電器的觸點(diǎn)取代，并且狀態(tài)不變。

3）中間繼電器的處理

原繼電器-接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器由PLC的輔助繼電器M代替。

4）設(shè)置中間單元

設(shè)計(jì)程序時(shí)以線圈為單位，分別考慮繼電器-接觸器控制電路中的每個(gè)線圈受到哪些觸點(diǎn)和電路的控制，若多個(gè)線圈都受某一觸點(diǎn)串并聯(lián)電路的控制，在程序中可設(shè)置用該電路控制的輔助繼電器來(lái)簡(jiǎn)化程序。

采用這種方法將雙面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床的繼電器-接觸器控制電路轉(zhuǎn)換并規(guī)范、簡(jiǎn)化后，得到該機(jī)床PLC控制的程序如圖4所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用PLC對(duì)組合機(jī)床進(jìn)行改造，克服了原機(jī)床存在繼電器控制系統(tǒng)的弊病，提高了組合機(jī)床的可靠性，同時(shí)，由于PLC的輸入輸出部分還有信號(hào)指示，為準(zhǔn)確判斷電器故障的發(fā)生部位提供了很大的方便，提高了生產(chǎn)效率。

[1]黃凈.電氣控制與可編程序控制器[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

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[3]SIMATIC S7-200可編程序控制器系統(tǒng)手冊(cè)[Z].2003.

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