【文章內(nèi)容簡介】 1617 + +SQ411823 +SQ422225 + + 圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開關(guān)狀態(tài)表觸點(diǎn) 位置 接通 斷開SA111718 +SA121922 + SA1312—22 +3．2 PLC應(yīng)用的設(shè)計(jì)步驟 PLC應(yīng)用的設(shè)計(jì)，一般應(yīng)按下述幾個(gè)步驟進(jìn)行： ⑴熟悉被控對(duì)象。 首先要全面、詳細(xì)的了解被控對(duì)象的機(jī)械結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝過程，了解機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)內(nèi)容、運(yùn)動(dòng)方式和步驟，歸納出工作循環(huán)圖或者狀態(tài)（功能）流程圖。 ⑵控制任務(wù)與設(shè)計(jì)要求。要了解工藝過程和機(jī)械運(yùn)動(dòng)與電氣執(zhí)行元件之間的關(guān)系和對(duì)電控系統(tǒng)的控制要求，如機(jī)械運(yùn)動(dòng)步件的傳動(dòng)與驅(qū)動(dòng)，液壓、氣動(dòng)的控制，儀表、傳感器等的連接與驅(qū)動(dòng)等，歸納出電氣執(zhí)行元件的動(dòng)作節(jié)拍表。電控系統(tǒng)的根本任務(wù)就是正確實(shí)現(xiàn)這個(gè)節(jié)拍表。 以上兩個(gè)步驟所得到的圖、表，綜合而完整的反映了被控對(duì)象的全部功能和對(duì)電控系統(tǒng)的基本要求，是設(shè)計(jì)電控系統(tǒng)的依據(jù)，也是設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)，必須仔細(xì)的分析和掌握。 ⑶制定電氣控制方案。根據(jù)生產(chǎn)工藝和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制要求，確定電控系統(tǒng)的工作方式，如全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)、單機(jī)運(yùn)行、多機(jī)聯(lián)機(jī)運(yùn)行等。還要確定電控系統(tǒng)應(yīng)有的其它功能，如故障診斷與顯示報(bào)警、緊急情況的處理、管理功能、聯(lián)網(wǎng)通訊功能等。⑷確定電控系統(tǒng)的輸入/輸出信號(hào)。通過研究工藝過程或機(jī)械運(yùn)動(dòng)的各個(gè)步驟、各種狀態(tài)、各種功能的發(fā)生、維持、結(jié)束、轉(zhuǎn)換和其它的相互關(guān)系，以確定各種控制信號(hào)，并檢測(cè)反饋信號(hào)、相互的轉(zhuǎn)換信號(hào)和聯(lián)系信號(hào)。還要確定那些信號(hào)需要輸入PLC哪些信號(hào)要有PLC輸出或者哪些負(fù)載要有PLC驅(qū)動(dòng)，分類統(tǒng)計(jì)出各輸入/輸出量的性質(zhì)及參數(shù)。 ⑸PLC的選型與硬件配置。根據(jù)以上各步驟所得到的結(jié)果，選擇合適的PLC型號(hào)并確定各種硬件的配置。 ⑹ PLC元件的編號(hào)的分配。對(duì)各種輸入/輸出信號(hào)占用的PLC輸入、輸出端點(diǎn)及其它PLC元件進(jìn)行編號(hào)分配，并設(shè)計(jì)出PLC的外部接線圖。 ⑺程序設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出梯形圖程序或語句表程序。 ⑻模擬運(yùn)行與調(diào)試程序。將設(shè)計(jì)好的程序傳入PLC后，在逐條檢查與驗(yàn)證，并改正程序設(shè)計(jì)時(shí)的語法、數(shù)據(jù)等錯(cuò)誤，然后，可以在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行模擬運(yùn)行與調(diào)試程序，觀察在各種可能的情況下各個(gè)輸入量、輸出量之間的變化關(guān)系是否符合設(shè)計(jì)要求。發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修改設(shè)計(jì)和已傳送到PLC總的程序，直到完全滿足工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖的要求。 在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和模擬運(yùn)行調(diào)試的同時(shí)可以平行的進(jìn)行電控系統(tǒng)的其它部分，例如PLC外部電路和電氣控制柜、控制臺(tái)等的設(shè)計(jì)、裝配、安裝和接線等工作。⑼現(xiàn)場運(yùn)行調(diào)試。完成以上工作后，即可將已初步調(diào)試好的程序傳送到現(xiàn)場使用的PLC存儲(chǔ)器中，PLC接入實(shí)際輸入信號(hào)與實(shí)際負(fù)載，進(jìn)行現(xiàn)場運(yùn)行調(diào)試，及時(shí)解決調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，直到完全滿足設(shè)計(jì)要求，即可交付使用。X62W萬能銑床是一種通用的多用途機(jī)床，它可以進(jìn)行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，是一種較為精密的加工設(shè)備，它采用繼電接觸器電路實(shí)現(xiàn)電氣控制。PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。將X62W萬能銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護(hù)、維修的工作量。㈣萬能銑床電氣PLC改造設(shè)計(jì)及原理圖圖萬能銑床電氣原理圖4．1 X62W萬能銑床的控制要求及電氣控制線路分析 X62W萬能銑床共用3臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，它們分別是主軸電動(dòng)機(jī)M進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3。X62W萬能銑床的電路如圖1所示，該線路分為主電路、控制電路和照明電路三部分。電氣控制線路的工作原理如下：（1）主電路分析主軸電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀進(jìn)行銑削加工，通過組合開關(guān)SA3來實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2通過操縱手柄和機(jī)械離合器的配合拖動(dòng)工作臺(tái)前后、左右、上下6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KMKM4來實(shí)現(xiàn)；冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3供應(yīng)切削液，且當(dāng)M1啟動(dòng)后，用手動(dòng)開關(guān)QS2控制；3臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用熔斷器FU1作短路保護(hù)，3臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別用熱繼電器FRFRFR3作過載保護(hù)。（2） 控制電路分析控制電路的電源由控制變壓器TC輸出110V電壓供電。⑴主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制主軸電動(dòng)機(jī)M1的兩地控制由啟動(dòng)停止按鈕SBSB2與SBSB6完成。KM1是主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)接觸器，YC1是主軸制動(dòng)用的電磁離合器，SQ1是主軸變速時(shí)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)的位置開關(guān)。⑵進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的控制工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在主軸啟動(dòng)后方可進(jìn)行。工作臺(tái)的進(jìn)給可在3個(gè)坐標(biāo)的6個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是通過兩個(gè)操作手柄和機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制相應(yīng)的位置開關(guān)使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，并且6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是聯(lián)鎖的，不能同時(shí)接通。當(dāng)需要圓形工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將開關(guān)SA2扳到接通位置，這時(shí)觸頭SA21和SA23斷開，觸頭SA22閉合，電流經(jīng)10—13—14—15—20—19—17—18路徑，使接觸器KM3得電，電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)，通過一根專用軸帶動(dòng)圓形工作臺(tái)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到斷開位置，這時(shí)觸頭SA21和SA23閉合，觸頭SA22斷開，以保證工作臺(tái)在6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閳A形工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也是聯(lián)鎖的。4．2 改造方法（1）X62W萬能銑床電氣控制線路中的電源電路、主電路及照明電路保持不變。（2）原銑床的工藝加工方法不變。（3）在保留主電路的原有元件的基礎(chǔ)上，不改變?cè)刂葡到y(tǒng)電氣操作方法。（4）電氣控制系統(tǒng)控制元件（包括按鈕、行程開關(guān)、熱繼電器、接觸器），作用與原電氣線路相同。（5）。主軸和進(jìn)給起動(dòng)、制動(dòng)、低速、高速和變速?zèng)_動(dòng)的操作方法不變（6）在控制電路中，變壓器TC的輸出及整流器VC的輸出部分去掉，用可編程控制器實(shí)現(xiàn)。（7）為了保證各種聯(lián)鎖功能，將SQ1～SQ6,SB1～SB6分別接入PLC的輸入端。（8）換刀開關(guān)SA1和圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2分別用其一對(duì)常開和常閉觸頭接入PLC的輸入端子。（9）輸出器件分三個(gè)電壓等級(jí)，一個(gè)是接觸器使用的110V交流電壓，另一個(gè)是電磁離合器使用的36V直流電，還有一個(gè)是照明使用的24V交流電壓，這樣也將PLC的輸出口分為三組連接點(diǎn)。 （ 直流輸入電路） （交流輸入電路） PLC方案的選擇方案一：采用日本三菱公司生產(chǎn)的F1系列PLC，三菱設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，具有很強(qiáng)的抗干擾能力及優(yōu)良的性能價(jià)格比。PLC常用的編程語言有幾種：梯形圖語言、助記符語言、邏輯功能圖語言和某些高級(jí)語言；FX2系列的PLC系統(tǒng)最大I/O點(diǎn)數(shù)為128點(diǎn)，配置擴(kuò)展單元后可達(dá)256點(diǎn)。，用戶程序存儲(chǔ)器的容量可擴(kuò)展至8K步。它有與F1兼容的20條基本指令和2條步進(jìn)指令，此外還有功能很強(qiáng)的95種功能指令。它有6個(gè)和普通入口兼容的高速計(jì)數(shù)器輸入點(diǎn)，最高計(jì)數(shù)頻率為10kHz。方案二：采用西門子公司SIMATIC S7200系列，從形狀說，屬于小型PLC，可用于代替繼電器的簡單控制場合，也可用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。由于它有極強(qiáng)的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。S7200的可靠性高，可以用梯形圖、語句表（既指令表）和功能塊圖三種語言來編程。它的指令豐富，功能強(qiáng)，易于掌握，操作方便，內(nèi)置有高速計(jì)數(shù)器，高速輸出、PID控制器、RS485通信編程接口、PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由端口模式通信功能，最大可以擴(kuò)展到248點(diǎn)數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O，最多有30多KB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。硬件指令輸入對(duì)比都有很多要求，編寫程序指令，檢查、修改指令比較麻煩。不利于大量的程序編寫經(jīng)過對(duì)X62W萬能銑床的控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析可知，該系統(tǒng)需要輸入點(diǎn)數(shù)為16點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為7點(diǎn)，根據(jù)輸入輸出口的數(shù)量，可選擇三菱FX2N—32MR型PLC。所有的電器元件均可采用改造前的型號(hào)因此，對(duì)X62W普通銑床電氣原理的控制，采用方案一，三菱FX2N—32MR。 三菱公司的FX2N—32MR型PLC由基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊及特殊功能單元組成。型號(hào)輸入點(diǎn)數(shù)（24VDC）輸出點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展模塊最大O/I點(diǎn)數(shù)繼電器輸出晶體管輸出FX216MRFX216MT8816FX224MRFX224MT121216FX232MRFX232MT161616FX248MRFX248MT242432FX264MRFX264MT323232FX280MRFX280MT404032FX2128MRFX2128MT6464FX2基本單元型號(hào)規(guī)格型號(hào)輸入點(diǎn)數(shù)（24VDC）輸出點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展模塊最大I/O點(diǎn)數(shù)FX32ER161616FX48ER242432FX48ET242432FX2擴(kuò)展單元型號(hào)型號(hào)輸入點(diǎn)數(shù)（24VDC）輸出點(diǎn)數(shù)FX8EX8——FX16EX16——FX8EYR——8FX8EYT——8FX8EYS——8FX16EYR——16FX16EYT——16FX16EYS——16FX8ER44FX2擴(kuò)展模塊型號(hào)規(guī)格可編程控制器FX2系列PLC的基本指令包括“與”、“或”、“非”以及定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。上圖是指令表編程的例子，A是梯形圖，B是相應(yīng)指令表共（+）型《源型》與共（）型（漏型）與共（）型（漏型）對(duì)于PLC的輸入端，電流輸入是源輸入，電流流出是漏輸入。其具體區(qū)別如下：（1） 共（+）型《源型》輸入（Source Input）。輸入元件的公共點(diǎn)電位相對(duì)為正。電流流入PLC的輸入端。源/漏選擇端《S/S應(yīng)與《OV》端相連。與下圖所示。（2） 共（）型（漏型）輸入（Sink Input）.輸入元件的公共點(diǎn)電位相對(duì)為負(fù)。電流流出PLC的輸入端。源/漏選擇端《S/S應(yīng)與〈24V〉端相連，與下圖所示對(duì)于PLC的輸出端，電流流出的是源型輸出，電流流入的是漏型輸出。 PNP接近開關(guān)（源型輸入）NPN接近開關(guān)