淺議用PLC對其控制系統(tǒng)進行改造的實操教學論文
【摘要】本文淺議了用PLC對其控制系統(tǒng)進行改造的實操教學,即包括三個方面:有效使用硬件設備,合理考慮硬件運行要求,安裝、調試與試運行。
【關鍵詞】PLC 控制系統(tǒng) 半精鏜專用鏜床
半精鏜專用鏜床是應用于加工汽車連桿的專用設備,汽車連桿是發(fā)動機的重要組成部件,它直接影響到發(fā)動機及汽車的性能指標。如果機床電控系統(tǒng)采用繼電接觸器控制,由于使用了大量的機械觸點,導致設備的響應速度慢、可靠性差、故障率高、接線復雜、不便于調整和維修,加工產品的質量無法得到可靠保證。而可編程序控制器具有通用性好、抗干擾能力強、性價比高等特點,運用其控制邏輯的軟件設計功能可在很大程度上改善機床電控系統(tǒng)的柔性;同時,其可靠性得到明顯增強,具有很好的社會和經濟效益。故采用PLC對其控制系統(tǒng)進行了改造。
參加電工技師培訓班后,學習了PLC理論知識,還動手做了實驗,就設想對半精鏜專用鏜床加以改進,并引進學生的實操教學中。于是,詳細了解了半精鏜專用鏜床的工作特點和生產工藝過程,明確其控制任務和設計要求,確定了控制系統(tǒng)的工作方式。
一、有效使用硬件設備
1.外部接線設計。采用的機型是OMRON40點的CPM1A,該機有24個輸入點,16個輸出點。CAM1A系列PLC是OMRON公司生產的小型整體式可編程控制器。其結構緊湊、功能強,具有很高的性能價格比,在小規(guī)模控制中已獲廣泛應用。
2.主機的面板結構。CPM1A系列40點主機的面板有幾個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,其電源電壓為AC100-240V,DC電源型的主機,其電源電壓為DC24V。
(2)功能接地端子(僅AC電源型)。在有嚴重燥聲干擾時,功能接地端子必須接地。
(3)保護接地端子。為了防止觸電,保護接地端子務必接地。
(4)輸出DC24V電源端子。
(5)輸入端子。輸入端子用于連接輸入設備。
(6)輸出端子。輸出端子用于連接輸出設備。
(7)工作狀態(tài)顯示LED。主機面板的中部有四個工作狀態(tài)顯示LED,分別是PWR(綠)、RUN(綠)、ERR/ALM(紅)、COMM(橙)。
(8)輸入/輸出點顯示LED。
(9)模擬量設定電位器。
(10)外設端口。
(11)擴展連接器。
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,應用指令有136條。
(2)模擬設定電位器功能。
(3)輸入時間常數(shù)設定功能。
(4)高速計數(shù)器功能。
(5)外部輸入中斷功能。
(6)間隔定時器中斷功能。
(7)快速響應輸入功能。
(8)脈沖輸出功能。
(9)較強的通信功能。
(10)高性能的快閃內存。
二、合理考慮硬件運行要求
1.機床的自動運行方式必須在初始狀態(tài)下才能啟動,機床在原位時,右滑臺原限位開關ST4、左滑臺原限位開關ST6、插銷到位限位開關ST7、工件放松到位限位開關ST8被壓,X112, X14X15,X16開接點接通,R3線圈接通,原位指示燈亮。這時把方式選擇開關打到自動擋,XO常開點接通,R4內部繼電器線圈接通,R4的常開接點閉合,為下一步夾緊作好準備。
2.夾緊是整個加工過程的第一步,如確定機床在原位,把選擇開關撥到自動檔,按下自動方式啟動按鈕SB7,SB8,X7,X8的.常開接點閉合,Y7、Y9,YB線圈接通,驅動夾緊電磁閥(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。如把方式選擇開關撥到手動,按下手動夾緊工件操作按鈕SB1、手動夾緊工件操作按鈕SB2,即可實現(xiàn)工件夾緊的手動操作。
3.拔銷夾緊之后要拔銷才能進行加工。在自動方式下,R4常開接點接通,RZ是用來記憶總加工狀態(tài)的內部繼電器,在沒有進行加工之前,R2內部繼電器的常閉點處于接通狀態(tài),由于夾緊過程已完成,工件夾緊壓力繼電器SPO、工件夾緊到位限位開關STl動作,XB、XF常開點閉合,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ST7動作,X10常閉點斷開,拔銷完成。加工前的準備工作就完成了。
4.拔銷到位后,插銷到位限位開關ST7動作,X10常開點閉合,快進YVl線圈接通,右滑臺快進,接著主軸啟動。
5.為防止左右滑臺不能同時快進,在左滑臺快進邏輯行串入X12的常開點,只有右滑臺在原位位時,限位開關ST4才動作,X12的常開點才能閉合,左滑臺才能快進。
三、安裝、調試與試運行
在合理考慮硬件運行要求以及準確把握各壓力繼電器的狀態(tài)同時,進入實驗室按照PLC的軟件設計進行模擬調試,由于用PLC改造原機床電氣系統(tǒng)是以不改變原控制功能為前提,此時可對原線路進行分塊處理,由于半精鏜床控制規(guī)模較小,采用模擬調試的方式,外接幾個輸入開關作為模擬輸入信號,通過輸出端子的發(fā)光二極管,對PLC進行調試,調試中針對發(fā)現(xiàn)幾個問題,并加以處理,具體處理辦法如下。
1.為防止來自電源線的干擾,電源線使用雙絞線,每根導線截面應在1.25 mm2以上,電源通過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高損壞PLC,電源輸入端加上壓敏電阻。
2.PLC輸入線路與動力線路不能位于同一線槽或電線管內,三相動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,以防動力線路干擾輸入線路。
3.為防止過熱,PLC不許安裝在變壓器等發(fā)熱元件的正上方,在元器件留有適當空隙,以便散熱,并且在配電箱上安裝風扇降熱。
實踐證明,用PLC改造舊機床電氣系統(tǒng),在現(xiàn)有企業(yè)里是非常現(xiàn)實的技術改造方案,具有投資省、見效快的特點。通過使用PLC改造該機床電氣系統(tǒng)后,去掉了原機床的13只中間繼電器,5只時間繼電器,80只順序控制二極管及20只電阻,使線路簡化。同時,由于PLC的高可靠性,輸入輸出部分還有信號指示,不僅使電氣故障次數(shù)大大減少,而且還給準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,還提高了機床的加工精度,與此同時,在一定程度上降低了設備能耗。在實際使用中,效果良好。
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