【文章內(nèi)容簡介】 ，管道中不得有反向壓差，電磁閥安裝前應(yīng)徹底清洗管道，通入的介質(zhì)應(yīng)無雜質(zhì) ；電磁 閥前裝過濾器并需通電數(shù)次，使之適溫后方可正式投入使用。當(dāng)電磁閥發(fā)生故障或清洗時(shí)，為保證系 統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)安裝旁路裝置 。 三位五通電磁閥如圖 13 所示 （ 1,2,E1,E2,IN 為氣壓通道， I,II 為電磁開關(guān)） 圖 13 三位五通電磁閥 在折板過程中，模 板下移并壓緊模板后， 兩個折板必須都上折到位才能開始保壓。折板機(jī)運(yùn)行過程中可以停機(jī)，完成一個加工過程自動停機(jī)時(shí)，模板應(yīng)在上方原位，左、右折板應(yīng)第一章 U 形折板機(jī)工藝流程與控制要求 5 返回到水平原位。停機(jī)再開機(jī)時(shí)，如果模板和左、右折板都在原位，則可以開始進(jìn)行板料加工。如果不在原位，要將它們復(fù)位到原位才可以開始加工。手動復(fù)位時(shí)，用復(fù)位按鈕來控制模板和兩個折板的復(fù)位，但模板上移和折板的折回動作不能同時(shí)啟動，以免兩者發(fā)生摩擦而損壞模板和折板。自動運(yùn)行和手動操作過程中，若誤按操作按鈕時(shí)不應(yīng)出現(xiàn)誤動作。 第二章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 第二 章 電氣動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基本氣動 模塊 的組成 電 氣動 模塊 的組成一般由壓縮機(jī)，電動機(jī)，壓力開關(guān)，單向閥，儲氣罐，壓力表，自動排水器，安全閥，冷凍式空氣干燥器，主管道過濾器等組成?？傮w來說由壓縮空氣的產(chǎn)生和輸送系統(tǒng)及壓縮空氣消耗系統(tǒng)二個主要部分組成 。 一、壓縮空氣產(chǎn)生系統(tǒng)各組件及其主要功能 （ 1）壓縮機(jī)：將大氣壓力的空氣壓縮并以較高的壓力輸給氣動系統(tǒng)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈮耗堋? （ 2）電動機(jī) ： 電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，給壓縮機(jī)提供機(jī)械動力。 （ 3）壓力開關(guān)：將儲氣罐內(nèi)的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，用來控制電動機(jī)。它被調(diào)節(jié)到一個最高壓力，達(dá)到這個壓力就 使電動機(jī)停止；也被調(diào)節(jié)另一個最低壓力，儲氣罐內(nèi)壓力跌到這個壓力就重新激活電動機(jī)。 （ 4）單向閥：讓壓縮空氣從壓縮機(jī)進(jìn)入氣罐，當(dāng)壓縮機(jī)關(guān)閉時(shí) ， 阻止壓縮空氣反方向流動。 （ 5）儲氣罐：貯存壓縮空氣。它的尺寸大小由壓縮機(jī)的容量來決定，儲氣罐的容積愈大，壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間間隔就愈長。 （ 6）壓力表：顯示儲氣罐內(nèi)的壓力。 （ 7）自動排水器：無需人手操作，排掉凝結(jié)在儲氣罐內(nèi)所有的水。 （ 8）安全閥：當(dāng)儲氣罐內(nèi)的壓力超過允許限度，可將壓縮空氣溢出。 （ 9）冷凍式空氣干燥器：將壓縮空氣冷卻到零上若干度，使大部分空氣中的濕氣凝結(jié) ，以減少系統(tǒng)中的水分。 （ 10） 主管道過濾器：它清除主要管道內(nèi)灰塵、水分和油。主管道過濾器必須具有最小的壓力降和油霧分離能力。 二、壓縮空氣消耗系統(tǒng) （ 1） 壓縮空氣的分支輸出管路：壓縮空氣要從主管道頂部輸出到分支管路，以便偶爾出現(xiàn)的凝結(jié)水仍留在主管道里，當(dāng)壓縮空氣達(dá)到低處時(shí)，水傳到管子的下部，流入自動排水器內(nèi)，將凝結(jié)水去除。 （ 2） 自動排水器：每一根下接管的末端都應(yīng)有一個排水器，最有效的方法是用一個自動排水器，將留在管道里的水自動排掉。 （ 3） 空氣處理組件：使壓縮空氣保持清潔和合適壓力，以及加潤滑油到需要潤 滑的零件中以第二章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 延長這些氣動組件的壽命。 （ 4） 方向控制閥：通過對氣缸兩個接口交替地加壓和排氣，來控制運(yùn)動的方向。 （ 5） 執(zhí)行元件：把壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，執(zhí)行元件是一個直線氣缸，它也可以是回轉(zhuǎn)執(zhí)行組件或氣動馬達(dá)等。 （ 6） 速度控制閥：能簡便實(shí)現(xiàn)執(zhí)行組件的無級調(diào)速。 電 氣動 模塊 工作原理 電氣動模塊主要采用三位五通電氣閥來控制，電磁閥是用來控制流體的自動化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓，氣壓。電磁閥用于控制氣壓流動方向，工廠的機(jī)械裝置一般都由液壓鋼控制，所以就會用到電磁閥。電磁閥的工作原理為電磁 閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個孔都通向不同的氣壓管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來擋住或露出不同的排氣孔，而進(jìn)氣孔是常開的，氣壓就會進(jìn)入不同的排氣管，然后通過氣的壓力來推動氣缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞桿帶動機(jī)械裝置動。這樣通過控制電磁鐵的電流就可以控制氣缸的機(jī)械運(yùn)動。 電氣動模塊工作過程 U 形折板機(jī)的氣動驅(qū)動 模塊 是折板驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的動力裝置，主要實(shí)現(xiàn) U 形折板機(jī)模板上下移動和折板的 上折和返回 動作。 其電氣動工作模塊如圖 21 所示。 圖 21 電 氣 動 模塊 原理圖 第二章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 工作過程為：壓縮空氣經(jīng)氣源后分三路，一路到模板控制氣缸 8，另兩路分別到左右折板控制氣缸 9，電磁閥 2 的電磁線圈 CY20 通電時(shí)，壓縮空氣經(jīng)電磁閥 2 和節(jié)流閥 5 進(jìn)入模板氣缸 8 上缸體，模板下降至壓緊板材并碰到 ST1 行程開關(guān) 后停 止，電磁閥 2 的電磁線圈 CY21 通電時(shí)，壓縮空氣進(jìn)入氣缸 8 下缸體，則模板上升回到原位；電磁閥 3 的電磁線圈 CY10 和 CY31 通電時(shí)，左右折板氣缸 9 推動折板，緩慢折板，至左右限位行程開關(guān)，折板停止， 板料折 成 U 型 ； 電磁閥 3 的電磁線圈 CY11 和 CY30 通電時(shí)，左右折板氣缸 9 推動折板，折板回復(fù)至水平原位，折板機(jī)折板停止。 第三章 PLC 控制模塊設(shè)計(jì) 9 第三章 PLC控制模塊設(shè)計(jì) PLC 簡介 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， 30 年來，可編程控制器從無到有，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運(yùn)動控制、過程控制、及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用。 可編程控制器，簡稱 PLC（ Programmable logic Controller） ， 是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國際電工委員會（ International Electrical Committee）頒布的PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對 PLC 做了如下定義： “ PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型 的機(jī)械或生產(chǎn)過程 ” 。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 的特點(diǎn) (1) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。從 PLC 的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)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(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)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(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息 。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)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(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 (2) 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、第三章 PLC 控制模塊設(shè)計(jì) 10 CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)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(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批 量的生產(chǎn)場合。 (5) 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 3. PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 目前， PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。所以，用 PLC 來控制 U 形板的 生產(chǎn)，有著廣闊的空間，前景明朗。 PLC 選擇可行性分析 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，分析折板過程中要用到的端口數(shù)量，其要求 如 下：用于 接通或斷開 PLC 電源的開關(guān)（不占輸入端子）；工作方式選擇開關(guān)（占 1 個輸入端子）分單周期位和單步位；啟動 /停止開關(guān)（占 1 個 輸入端子）； 1 個復(fù)位按鈕，若停機(jī)時(shí)模板和左 、 右折板不在原位，再開機(jī)時(shí)要進(jìn)行復(fù)位； 1 個操作按鈕，手動和自動操作時(shí)，均要按操作按鈕。 折板機(jī) 控制的第三章 PLC 控制模塊設(shè)計(jì) 11 操作盤如 31 所示 圖 31 控制操作盤 除了以上介紹的輸入元件外，左、右折板的上折限位各用一個限位開關(guān)，模板下移的控制需要一個 下 限位開關(guān)，安全設(shè)計(jì)中傳感器觸發(fā)輸入需要一個開關(guān)，因此需要 8 個輸入端子。模板的上 移 和下移及折板的上折和折回所需的電磁 閥（均為雙線圈） 都是輸出執(zhí)行元件，所以需要 6 個輸出端子。根據(jù)控制要求及端子數(shù)，此處選用交直流電繼電器型 S7200 CPU222AC/DC/繼電器 PLC，它共有 8 個輸入端子， 6 個輸出端子 , 滿足控制所需端子數(shù)，工作電壓為 至 VDC，在線程序編輯時(shí) 4096 bytes, 非在線程序編輯時(shí) 4096 bytes, 數(shù)據(jù)存儲器 2048 bytes。 這個處理器帶有 24V 直流電源，也可以根據(jù)實(shí)際情況外加電源，最好是 UPS 供電電源，因?yàn)槟K輸出電源的功率是有限的，并且輸入輸出點(diǎn)的延伸到現(xiàn)場操作柜。這段線路又電壓消耗，容易使產(chǎn)生信號失真，所以應(yīng)時(shí)刻保證 CPU 有電，避免因停電引起生產(chǎn)事故。 PLC I/O 端口分配 及其 PLC 的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，操作盤戚的設(shè)置為：用于接通或斷開 PLC電源的開熒 (不占輸入端子 )；工作方式選擇開關(guān) (占 1個輸入端予 )，分單溺期位稻攀步位；啟動／停止開關(guān) (占 1個輸入端子 )；1個復(fù)位按鏹，若停機(jī)時(shí)模板和左／擻折板不在