MZ2015自動(dòng)磨床是軸承行業(yè)廣泛使用的加工設(shè)備,，用于軸承套圈內(nèi)圓磨削,，由于該機(jī)床的早期電氣系統(tǒng)采用的是繼電器─接觸器控制和由二極管組成的矩陣順序控制線路,，電氣元件較多,，且可靠性差,，電氣故障頻繁,。故采用FXon-60MR PLC對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造,。
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1、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
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任何一種繼電器系統(tǒng)都有三個(gè)部分組成,，即輸入部分,，邏輯部分和輸出部分。系統(tǒng)輸入部分由所有行程開關(guān),、儀表觸點(diǎn),、方式選擇開關(guān)、控制按鈕等組成,。邏輯部分 是指由各種繼電器及其觸點(diǎn)組成的實(shí)現(xiàn)一定邏輯功能的控制線路,，輸出部分包括電磁閥線圈，指示燈和接通各種負(fù)載的接觸器線圈,。在控制系統(tǒng)中使用PLC 就是代替繼電器控制系統(tǒng)中的邏輯線路部分,。原MZ2015磨床的電氣系統(tǒng)，所有行程開關(guān)(SQ1～SQ17),選擇開關(guān)(SA3),儀表觸點(diǎn) (KA1～KA4),控制按鈕(SB2,SB5)等為系統(tǒng)的輸入信號(hào),；而電磁閥線圈(YV1～YV13),指示燈,，充磁信號(hào)等為系統(tǒng)的輸出信號(hào)。系統(tǒng)的硬 件構(gòu)成如圖1所示,，為了節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù),，各電磁閥的狀態(tài)指示燈并聯(lián)在其線圈兩端；系統(tǒng)的調(diào)整操作采用由PLC的Y1和Y2輸出調(diào)整信號(hào)在外部經(jīng)相應(yīng)開關(guān)控 制,。同時(shí)為了保護(hù)PLC輸出繼電器,，在電磁閥兩端各并聯(lián)一只二極管，防止在電感性負(fù)載斷開時(shí)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動(dòng)勢或浪涌電流對(duì)PLC輸出點(diǎn)及內(nèi)部電源的沖 擊,，二極管的額定電流通常選為1A,，額定電壓大于電源電壓的3倍。
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圖1 PLC外部接線圖2 T4 k( i( k" }% f3 ~& s1 i* j0 D
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（1） 程序結(jié)構(gòu) % T! i0 Z( t f: T5 ~5 v6 ]' e
2 b/ ^( Z1 J7 ~! z2 S( L2 w! K 原機(jī)床包括自動(dòng),、半自動(dòng),、調(diào)整和長期修整4種工作方式，由萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇,。用PLC改造后,此部分的接線要重新安排,，可選用轉(zhuǎn)換開關(guān)的兩組觸點(diǎn)SA3－1和SA3－2(對(duì)應(yīng)PLC輸入端子X20和X21)，使其分別在4種工作情況下,，滿足表1所示的通斷狀態(tài),。4 r! \' h- r/ _, i) [
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表1 開關(guān)方式狀態(tài)
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& G0 }& N; O* u7 `- L 表1中"0"表示斷開，"1"表示接通,。如用二進(jìn)制表示X20 和X21 的狀態(tài),，即為00，01,，10和11四種,。如圖2示，自動(dòng)方式時(shí)驅(qū)動(dòng)M10,，半自動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)M11，調(diào)整時(shí)驅(qū)動(dòng)M12,，長修時(shí)驅(qū)動(dòng)M13,。這樣可安排出圖3的程序結(jié)構(gòu)圖。& S1 z- G+ Z+ D! K- R7 F
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圖2 工作方式梯形圖( i5 j Q- z. K! E0 L! @8 O
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圖3 程序結(jié)構(gòu)圖
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9 I! n7 z- l4 G （2） 矩陣電路的編程處理 9 V+ Y4 `0 |3 {2 q( v
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% H i6 o9 x% q& q }/ x圖4 二極管順序控制原理示意圖及對(duì)應(yīng)梯形圖3 r5 \* d# c n0 k D- Y9 [
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矩陣二極管順序控制電路是原床電氣系統(tǒng)中的重要組成部分,，PLC梯形圖的轉(zhuǎn)換原理,，如圖4示。其動(dòng)作如下： ( a5 u* `* n; n7 B, ^) i" B
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a. SA1合上,，SA2打開,，KA5線圈通電吸合并自鎖，此時(shí)KA5線圈及R上的電壓基本相等,，約為12V,，KA6線圈被短路脫吸。 ( p* I0 [: c8 \! U* m+ t" X
b. SA1打開,，SA2合上,，KA5線圈被短路，KA5脫吸,，KA6線圈通電吸上并自鎖,。 ) D" f3 f* i8 i/ E i
c. SA1、SA2同時(shí)合上,，由于KA5,、KA6線圈同時(shí)被短路，所以V1也處于上述導(dǎo)通狀態(tài),，但KA5,、KA6總是處于脫吸狀態(tài),。
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f, e: ?2 e8 N4 Y2 T" A 根據(jù)上述要求可得出SA1、SA2與KA5,、KA6的邏輯關(guān)系,如表2所示,。從表2可看出，SA1是KA5的置位端,，KA6的復(fù)位端,；SA2是KA6的置 位端，KA5的復(fù)位端,。這種狀態(tài)可由PLC內(nèi)部的置位,、復(fù)位指令來實(shí)現(xiàn)，其梯形圖如圖4示,，圖中M21相當(dāng)于KA5,，M22相當(dāng)于KA6。$ T& h! l5 k. r
" P* j; R2 A% K+ Q( z$ k表2 順序邏輯控制0 W' y" A' ?' Y' l, v0 Y
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# Y) P0 N9 I- M9 ]/ }" V5 I （3） 編程調(diào)試; J* a: Y/ I( x( ^
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由于用PLC改造原機(jī)床電氣系統(tǒng)是以不改變?cè)刂乒δ転榍疤�,，此時(shí)可對(duì)原線路進(jìn)行分塊處理,，對(duì)于MZ2015磨床，可分成輸出處理程序,，輸入處理程序和順 序控制邏輯程序,，這種處理對(duì)于程序調(diào)試和設(shè)備維修都有很大的方便，根據(jù)手動(dòng),、 長修,、自動(dòng)和半自動(dòng)四種工作方式分別進(jìn)行模擬運(yùn)行。用開關(guān)模擬輸入信號(hào),，開關(guān)的一端接入相對(duì)應(yīng)的輸入端點(diǎn),，另一端作為公共端接在PLC輸入信號(hào)電源的負(fù) 端。輸入程序后,，對(duì)照輸入信號(hào)狀態(tài)表,，設(shè)置好原始狀態(tài)情況下所有輸入信號(hào)的狀態(tài)；再按工步狀態(tài),，扳動(dòng)開關(guān),，觀察輸出端點(diǎn)指示燈在一個(gè)工作循環(huán)里的狀態(tài)變 化，并與工藝過程對(duì)照,。由于程序較長,，這里僅給出輸出部分及二極管順控電路所對(duì)應(yīng)的梯形圖，如圖4,、5示,。
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+ P7 T* A! p& _, c9 S圖5 輸出部分梯形圖
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: t' a+ B8 d: e" a 3、結(jié)束語
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用可編程控制器改造舊機(jī)床電氣系統(tǒng),，在現(xiàn)有企業(yè)里是非�,，F(xiàn)實(shí)的技術(shù)改造方案,，具有投資省、見效快的特點(diǎn),。通過使用PLC改造該機(jī)床電氣系統(tǒng)后,，去掉了原機(jī) 床的13只中間繼電器，5只時(shí)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(shí),，由于PLC的高可靠性,，輸入輸出部分還有信號(hào)指示，不僅使 電氣故障次數(shù)大大減少,，而且還給準(zhǔn)確判斷電器故障的發(fā)生部位提供了很大的方便,。 |
發(fā)表于 2007-12-13 16:46:37
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