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正航電子 CN-200系列PLC 在組合機床運動控制系統(tǒng)中的應用

時間:2013-02-24 20:20:12來源:上海正航電子

導語:?導讀: 由于plc具有很高的可靠性和極大的應用靈活性,用它來替代傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)巳成為必然。大量采用傳統(tǒng)繼電一接觸控制系統(tǒng)的設備通過改造更新,成為plc控制的自動化系統(tǒng),而且具有改造成本低、周期短和可靠性高等特點。本文介紹雙面單工位液壓傳動組合機床plc控制系統(tǒng)的設計與應用。

一 引言
     可編程控制器(PLC)是以微處理機為基礎,綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術等現(xiàn)代科技而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置,其具有邏輯控制、計時、計數(shù)、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)與通信等強大功能,同時,由于PLC具有很高的可靠性和極大的應用靈活性,用它來替代傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)巳成為必然。大量采用傳統(tǒng)繼電一接觸控制系統(tǒng)的設備通過改造更新,成為PLC控制的自動化系統(tǒng),而且具有改造成本低、周期短和可靠性高等特點。正航電子CN-200系列PLC因結構緊湊,編程簡單方便,指令豐富,功能全面而得到廣大工程技術人員的喜愛,廣泛的應用于個中小型的自動控制系統(tǒng)中。本文介紹雙面單工位液壓傳動組合機床PLC控制系統(tǒng)的設計與應用。             
二 組合機床的運動及控制要求
     組合機床指可同時進行多種或多處加工的機床,組合機床的加工動作常常是按預定的步驟安排的,類似于簡單的程序控制,這也正是PLC最擅長的。
    雙面單工位液壓傳動組合機床采用三臺電動機進行拖動,m1、m2為左右動力頭電動機,m3為冷卻泵電動機,其對應的控制交流接觸器分別為km1、km2、km3。sa1為左動力頭單獨調整開關,sa2為右動力頭單獨調整開關,通過它們可實現(xiàn)左、右動力頭的單獨調整。sa3為冷卻泵電動機工作選擇開關。該機床的左、右動力頭的工作循環(huán)如圖1 所示,電磁鐵動作順序表見表1。

由圖1和表1可知,組合機床為自動循環(huán)狀態(tài)時,按下啟動按鈕后,左、右動力頭電動機m1、m2同時旋轉,按下“快進”按鈕,電磁閥yv1、yv3通電,左、右動力頭快速進給并離開原位,行程開關sq1、sq2、sq5、sq6先復位,行程sq3、sq4后復位。當sq3、sq4復位后,在動力頭進給過程中,靠各自行程閥自動變快進為工進,同時壓下行程開關sq,冷卻泵電動機m3工作,供給冷卻液。當左動力頭加工完畢,將壓下sq7并頂在死擋鐵上,其油路油壓升高使kp1動作,當右動力頭加工完畢,將壓下sq8并使kp2動作,yv2、yv4將通電,同時yv1、yv3也將失電,左、右動力頭將快退。當左動力頭使sq復位后,冷卻泵電動機將停轉。左右動力頭快退至原位時,先壓下sq3、sq4,再壓下sq1、sq2、sq5、sq6,使動力頭電動機m1、m2斷電,同時yv2、yv4斷電,動力頭停止,機床循環(huán)結束。加工過程中,可隨時使左、右動力頭快退至原位停止。
 三 系統(tǒng)設計實現(xiàn)

(1) PLC自動控制系統(tǒng)的硬件設計  
     雙面單工位液壓傳動組合機床的控制系統(tǒng)首先應滿足上述工作循環(huán)的基本要求,再根據(jù)工作循環(huán)及控制需要的行程開關數(shù)目,加之按鈕、壓力繼電器、熱繼電器觸點所需的工作點數(shù)來選擇可編程控制器, 
     該PLC有21個輸入信號(4個按鈕、9個行程開關、3個熱繼電器動斷觸點、2個壓力繼電器觸點、3個轉換開關),則需占用21個輸入點。在實際應用中,為節(jié)省plc的點數(shù),可適當改變輸人信號接線,如將sq8與kp2串聯(lián)后作為plc的一個輸入信號,就能減少一個輸入點。這時plc的輸入點數(shù)由21點減少至13點,這樣可以降低設備的成本,然而由于有些接點采用了串、并聯(lián)的形式輸入,可能降低輸入器件的可靠性和整個控制系統(tǒng)的可靠性。
     可編程控制器輸出控制對象主要是控制電路中的執(zhí)行器件,如接觸器、電磁閥等。雙面單工位液壓傳動組合機床中的執(zhí)行器件有交流接觸器km1、km2、km3,電磁閥yv1、yv2、yv3、yv4,需占用7個輸出點。依據(jù)它們的工作電壓,可設計出plc的輸出口接線圖,由于接觸器與電磁閥線圈所加電壓的種類與高低不一樣,故必須占用plc的兩組輸出通道,并選擇繼電器輸出型的plc。通過對機床plc控制系統(tǒng)輸入、輸出電路的綜合分析,選用正航的CN-CPU224-AR可編程控制器實施該機床的控制,可基本滿足上述整體要求。

 (2)PLC控制系統(tǒng)的軟件設計特點    
     PLC控制程序采用梯型圖編程完成,根據(jù)控制要求,設計出雙面單工位液壓傳動組合機床循環(huán)工作的PLC控制梯形圖。梯形圖中當組合機床處于自動循環(huán)位置時,I1.3、I1.4為接通狀態(tài),按下啟動按鈕sb2,Q0.0、Q0.1接通,km1、km2線圈通電并自鎖,左、右動力頭電動機啟動旋轉。按下按鈕sb3,Q0.4、Q0.6接通,yv1、yv3通電,左、右動力頭快速進給并離開原位。在動力頭進給過程中,靠各自行程閥自動變快進為工進,同時壓下sq,Q0.2接通,km3線圈通電,冷卻泵電動機m3啟動。左動力頭加工完畢時壓下sq7并頂在死擋鐵上,油壓升高使kp1動作,Q0.5接通;右動力頭加工完時壓下sq8并使kp2動作,Q0.7接通,yv2、yv4將通電,同時yv1、yv3也將失電,左、右動力頭將快退。當左動力頭使sq復位后,Q0.2斷電,km3將失電,冷卻泵電動機將停轉。左右動力頭快退至原位時,壓下各行程開關,使Q0.0、Q0.1斷電,km1、km2線圈失電,使m1、m2停轉,同時yv2、yv4斷電,動力頭停止,機床循環(huán)結束。若按下sb4,Q0.3接通,可隨時使左、右動力頭快退至原位停止。另外,機床還設計了過載和短路保護。

四  結束語
    本文介紹了PLC控制組合機床運動控制的一種實現(xiàn)方法,該系統(tǒng)由于采用正航CN-200PLC應用于雙面單工位液壓傳動組合機床,完成機床的運動控制,充分發(fā)揮PLC可靠性高、調試方便和使用靈活等的優(yōu)點,大大縮短產品的開發(fā)周期,降低設計成本,提高產品的可靠性,并且使生產效率增加。由于該系統(tǒng)設計合理,自投入運行以來一切正常。

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