【文章內(nèi)容簡介】 DCBA開始輸出口初始化，關(guān)閉電機按下啟動按鈕了嗎？電機正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)到限了嗎？松開啟動按鈕了嗎？關(guān)閉電機Y關(guān)閉電機，延時 8 秒電機反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)到限了嗎？松開啟動按鈕了嗎？關(guān)閉電機Y關(guān)閉電機，延時 8 秒NNNNYYYN12 路。采用 PLC 控制也應(yīng)該有自己的基本控制環(huán)節(jié)，為此而提出電機正反轉(zhuǎn)控制 PLC設(shè)計討論，尋找 其較好的控制方案。 2）繼電器 接觸器電氣控制原理： 繼電器 接觸器電氣控制原理如圖 6 所示。上、下兩圖比較，不管是電器元件、觸點數(shù)量、連接導(dǎo)線的數(shù)量都是一樣的，分別是 5 只、 9 個、 13 條。按鈕連線也是 6根，但上圖的按鈕和接觸器連線較集中，從維修的角度看要比下圖優(yōu)越。 3）元件的代號意義 SB0—— 帶磨姑頭急停按鈕。 5SB 5SB2—— 正反轉(zhuǎn)啟 /停按鈕。 5KM1—— 正轉(zhuǎn)接觸器。 5KM2—— 反轉(zhuǎn)接觸器。 其中的 5KM1 和 5KM2 要求選用帶機械聯(lián)鎖的交流接觸器。 圖 33 繼電器 接觸器電氣控制原理 4） 電器元件的工作情況 正轉(zhuǎn)啟動 —— 撳 5SB1， 5KM1 得電動作，其中一個觸點自鎖，另一個觸點則用于13 互鎖，即斷開 5KM2 的線圈回路。 反轉(zhuǎn)啟動 —— 撳 5SB2，首先是 5KM1 失電，其互鎖觸點恢復(fù)閉合，才是 5KM2 得電動作，其中一個觸點自鎖，另一個觸點則用于互鎖，即斷開 5KM1 的線圈回路。 再次正轉(zhuǎn)啟動 —— 撳 5SB1，首先是 5KM2 失電，其互鎖觸點恢復(fù)閉合，才是 5KM1得電動作，其中一個觸點自鎖，另一個觸點則用于互鎖，即斷開 5KM2 的線圈回路。 4 設(shè)計小車送料裝置 為實現(xiàn)板料自 動輸送到下一工位并返回 ,可采用交流電通過帶傳動帶動驅(qū)動軸 ,驅(qū)動行走輪來完成小車往返各機構(gòu)的運動動力來自電機 ,根據(jù)控制的特點和經(jīng)濟性要求 ,用交流電機來實現(xiàn)進料、小車送料、托架下料，采用伺服電機控制擋料器精確定長。 伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的 U/V/W 三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。 交流伺服驅(qū)動裝置在傳動領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。 而且 永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較，主要優(yōu)點有： 1） 無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護和保養(yǎng)要求低。 2） 定子繞組散熱比較方便。 3） 慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。 4） 適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。 伺服的額定速度比一般異步電機高的多，并且可以控制轉(zhuǎn)速和位移，而一般的變頻器只側(cè)重于轉(zhuǎn)速控制，適用于開環(huán)調(diào)速，而伺服可以做到精確定位，速度環(huán)控制響應(yīng)比變頻器加外圍速度控制更直接，動態(tài)響應(yīng)好。 為了實現(xiàn)對交流電機的控制，采用圖 7 所示主電路 ,控制對象為 4 臺電機和一個蜂鳴器。 KM1~KM7 為接觸器， KM1 是緊急停止接觸器 ,KM2 控制蜂鳴 器 ,KM3~KM7 分別控制送料、壓塊、剪切和小車電機。 FR1~FR5 都采用熱敏電阻作為測量元件的熱繼電器 ,FR FR3 的設(shè)定值取送料和剪切電機上限溫度的 95%,當(dāng)?shù)竭_此溫度時進行閃光報警。 14 該控制系統(tǒng)需要完成對工作機構(gòu)的控制情況如下： 1）進料控制 ,執(zhí)行器 件為進料電機 ,通過對進料電機的起?？刂?,實現(xiàn)進給機構(gòu)輸送板料，停止輸送板料的控制。 2）刀具剪切控制 ,執(zhí)行器件為電磁離合器和電磁制動器。通過控制主電機傳動路線中的電磁離合器 ,控制傳動機構(gòu)帶動刀具完成向下剪切板料 ,撤回利用彈簧完成。為了防止慣性造成連續(xù) 剪切需要控制制動器剪切一次制動一次。 3） 小車往返運動及停止控制 ,執(zhí)行器件為小車電機 ,通過控制小車電機的起、停、正反轉(zhuǎn) ,控制送料小車在剪板機與下一工位往返送料。 圖 34 控制系統(tǒng)的主電路圖 其中 ,1）執(zhí)行機構(gòu)都可采用光電、開關(guān)量控制。由于可編程控制器是低壓直流輸出 ,所以 ,我們使用中間繼電器作為控制器輸出的第 1 級執(zhí)行機構(gòu) ,通過繼電器的觸電控制大功率接觸器的通斷 ,從而控制交流電機的起、停。執(zhí)行機構(gòu)中的電磁離合器、制動器需要采用專用輸出驅(qū)動控制電路。 15 系統(tǒng)原來采用繼電器 — 接觸器控制 ,但控制系統(tǒng)較復(fù)雜 ,大量的硬件接線使系統(tǒng)可靠性降低 , 也間接降低了設(shè)備的工作效率。采用可編程控制器較好地解決 了這一問題 , 它不僅減少了系統(tǒng)的硬件接線 , 提高了工作可靠性 , 而且在加工工藝改變時 , 只需修改程序 , 就可適應(yīng)新的加工要求 , 大大提高了工作效率。 、 PLC 控制器的選擇 在此設(shè)計中，采用日本松下公司生產(chǎn)的 FP1— C24系列 PLC系統(tǒng)作為主機。 日本松下電工公司的 FP 系列 PLC 是可編程控制器市場上的后起之秀，它具有豐富的指令系統(tǒng)，即使是小型機也有近 200 條指令。 CPU 處理速度快， 運行速度 步 。 程序容量高達 2700 步 /500 步 ，小型機一般都達到 3 千步左右，最高可達 5 千步，而大型機最大也只有 60 千步。編輯工具的功能強大，無論是手持編程器還是編程工具軟件，其編程可監(jiān)控能力都很強。 強大 、 統(tǒng)一的編程工具 ,是 設(shè)計人員的最佳選擇。網(wǎng)絡(luò)通信功能強大，此系列的各種機型都提供了通信功能，松下電工提供了多達 6種的 PLC 網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，在同一子網(wǎng)中集成了幾種通信方式，我們可根據(jù)需要選擇。 FP1 屬于小型機。產(chǎn)品型號以 C 字母開頭代表主控單元或稱主機，以 E 字母開頭代表擴展單元或稱擴展機，后面跟的數(shù)字代表 I/O 點數(shù)。該產(chǎn)品包括 C14～ C72 六款主控單元和 E8～ E40 四款擴展單元， 主機有 點六種 ,還有 點四種擴展單元 。 主機上配有 RS232C 通訊口及機內(nèi)時鐘 ，形成系列化產(chǎn)品。 圖 35 松下 電工 FP1— C24 系列 主機面板圖 16 圖 36 FP1 可編程序控制器輸入 /輸出電路的基本結(jié)構(gòu) FP1 的指令系統(tǒng)十分強大，共有 190 多條指令，除基本的邏輯運算，數(shù)據(jù)運算、數(shù)據(jù)處理 數(shù)制轉(zhuǎn)換指令之外，還有中斷、子程序調(diào)用、步進控制、電子凸輪控制、速度及位置控制等特殊功能指令。另外， FP1 還 有功能完備的編程工具，利用這些工具，我們可以方便的 進行編程和實現(xiàn)監(jiān)控。即使是使用手持編程器 ,也可以實現(xiàn)多種監(jiān)控功能。由于 FP1 具有結(jié)構(gòu)緊湊、硬件配置全、軟件功能強等特點，而且，它的某些功能甚至能與大型機媲美，所以性能價格比高，較適合在中小企業(yè)中推廣使用。 FP1 雖屬于小型 PLC，但卻包含了大中型 PLC 的許多功能，可以說它是“麻雀雖小五臟具全”他的特殊功能主要 有以下幾方面： 1 高速計數(shù)功能 FP1 內(nèi)置高速計數(shù)器，最高計數(shù)頻率可達 10000 Hz。 2 脈沖輸出功能 FP1 型 PLC 中晶體管輸出型可輸 出頻率可調(diào)脈沖，最高脈沖頻率大5000 Hz。 3 可調(diào)輸入延時濾波 為提高可靠性，在 FP1 的輸入端采用了可調(diào)輸入延時濾波 ，它可以減少應(yīng)機械開關(guān)抖動帶來得不可靠性。 4 脈沖捕捉功能 在 FP1 的輸入端增加了脈沖捕捉功能，可以根據(jù)需要選擇。該功能可以使 PLC 捕捉到瞬間的窄脈沖，這在故障檢測中十分有用。 中斷功能 手動可調(diào)數(shù)值輸入功能 只要在小旋具或螺絲刀調(diào)節(jié)面板上的螺桿的旋轉(zhuǎn)角，即可從外部方便的改變其內(nèi)部寄存器中所存的數(shù)值，數(shù)值范圍可在 0～ 256 之間改變，在 FP1 中還有其他一些特殊功能，如時鐘日 歷、掃描時間設(shè)置、口令保護、看門狗等。 17 FP1— C24 型可編程控制器的主控單元外型圖如圖 8 所示，主控單元的輸入 /輸出點數(shù)為 16/8，其工作電壓 24V DC。主控單元和擴展單元的 I/O 點數(shù)加起來最多可達152 個點。 在主控單元內(nèi)含有高速計數(shù)器，可輸入的脈沖頻率高達 5000Hz，并能同時輸入兩路脈沖，晶體管輸出型 PLC 可輸出頻率可調(diào)的脈沖信號。主控單元還具有 8 個中斷源的中斷優(yōu)先權(quán)管理等功能。同時通過 PC 機可對 PLC 進行梯形圖程序的編輯、狀態(tài)監(jiān)控等。 除主控單元和擴展單元外，還有 A/D、 D/A 單元， 最多可控制 152 點加 4 通道 A/D,4通道 D/A，還有 CNET 鏈接單元等高級模塊，可進行模擬量處理， 通過 CNET 網(wǎng)絡(luò)模塊可方便地將最多 32 臺 PLC 聯(lián)成網(wǎng)絡(luò) ,距離達 ，可方便的工業(yè)現(xiàn)場 PLC 控制網(wǎng)絡(luò)。 、 I/O 端子分配 1 輸入設(shè)備 限位開關(guān) : SQ1, SQ2, SQ3,SQ4,SQ5, SQ6, SQ7 系統(tǒng)的停止啟動按鈕 : SB1, SB2 2 輸出設(shè)備 一塊板料剪切完成并落入小車時 , 光電檢測開關(guān) SQ7合一次 ,計數(shù)器作減 1計 數(shù)。本設(shè)計中假設(shè)小車可最多載 40塊板料。 KM1控制送料機構(gòu)電機的接觸器； KM KM2ˊ控制壓塊電機的接觸器，驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)，控制壓塊壓緊和放松板料； KM KM3ˊ分別控制剪切電機的接觸器，驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)，控制剪切刀上下運行； KM4和 KM4ˊ控制送料小車電機的接觸器，驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn) ,從而控制小車的左行和右行。 HL1為小車空載指示 ,根據(jù)需要 , 還可增設(shè)其它信號指示。其輸入輸出端子分配如圖 10所示。 18 圖 37 自動剪板機 PLC控制系統(tǒng) I/O端子分配圖 把現(xiàn)場開關(guān)輸入設(shè)備按編號接在 PLC的輸入端子上，相應(yīng)的輸出設(shè)備接在輸出端子上。其端子的對應(yīng)輸 入輸出為： 輸入： SB1— X0 SB2— X1 SQ1— X2 SQ2— X3 SQ3— X4 SQ4— X5 SQ5— X6 SQ6— X7 SQ7— X8 輸出： KM1— Y0 KM2— Y1 KM2ˊ — Y2 KM3— Y3 KM3ˊ — Y3 KM4— Y5 KM4ˊ — Y6 HL1— Y7 第二節(jié) 系統(tǒng)的軟件 分析可知，本系統(tǒng)是一個多工步的順序控制系統(tǒng)，運用模塊化程序結(jié)構(gòu) ,實現(xiàn)系統(tǒng)，有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便等優(yōu)點。利用 PLC 移位寄存器的移位功能，可實現(xiàn)步進順序控制，使每一步嚴格 按順序動作。計數(shù)器對每車板料進行計數(shù)，其值由用戶根據(jù)需要設(shè)定。 、 系統(tǒng)的流程圖 控制系統(tǒng)的流程順序如圖 11所示： 19 圖 38 控制系統(tǒng)的流程圖 20 、 系統(tǒng)的梯形圖及其程序語句表 1 系統(tǒng)的梯形圖 圖 39 系統(tǒng)的梯形圖 程序語句表 0 ST X 3 1 AN/ X 1 2 AN X 5 3 OT R 0 4 ST R 0 5 AN X 0 6 OT R 1 7 ST R 1 8 PUSH 21 9 AN/ X 7 10 OT Y 7 11 RDS 12 AN/ X 7 13 AN/ Y 6 14 OT Y 5 15 POPS 16 AN X 6 17 OT R 2 18 ST R 2 19 OT Y 0 20 ST R 2 21 AN X 2 22 OT R 3 23 ST R 3 24 AN/ Y 2 25 OT Y 1 26 ST R 3 27 AN X 4 28 OT R 4 29