MZ2015自動磨床是軸承行業(yè)廣泛使用的加工設備,，用于軸承套圈內(nèi)圓磨削,，由于該機床的早期電氣系統(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對其控制系統(tǒng)進行了改造,。
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! y/ F8 G4 j. T0 ^( Q$ V 1、系統(tǒng)的硬件設計
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任何一種繼電器系統(tǒng)都有三個部分組成,，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,、儀表觸點,、方式選擇開關、控制按鈕等組成,。邏輯部分 是指由各種繼電器及其觸點組成的實現(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(SQ1～SQ17),選擇開關(SA3),儀表觸點 (KA1～KA4),控制按鈕(SB2,SB5)等為系統(tǒng)的輸入信號,；而電磁閥線圈(YV1～YV13),指示燈,，充磁信號等為系統(tǒng)的輸出信號,。系統(tǒng)的硬 件構成如圖1所示，為了節(jié)省輸出點數(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)整信號在外部經(jīng)相應開關控 制。同時為了保護PLC輸出繼電器,，在電磁閥兩端各并聯(lián)一只二極管,，防止在電感性負載斷開時產(chǎn)生很高的感應電動勢或浪涌電流對PLC輸出點及內(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 y* W+ i9 q! H; Z
' B1 W+ ^# U: e- a1 E 2、軟件設計
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（1） 程序結構 ) t6 _, _0 \4 \2 _
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原機床包括自動,、半自動,、調(diào)整和長期修整4種工作方式，由萬能轉換開關選擇,。用PLC改造后,此部分的接線要重新安排,，可選用轉換開關的兩組觸點SA3－1和SA3－2(對應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),。, s! U0 B& c! X% q. N4 f
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表1 開關方式狀態(tài)
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# n+ u6 y2 m' p1 S/ {6 C6 p 表1中"0"表示斷開，"1"表示接通,。如用二進制表示X20 和X21 的狀態(tài),，即為00，01,，10和11四種,。如圖2示，自動方式時驅(qū)動M10,，半自動時驅(qū)動M11,，調(diào)整時驅(qū)動M12，長修時驅(qū)動M13,。這樣可安排出圖3的程序結構圖,。
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圖2 工作方式梯形圖
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圖3 程序結構圖
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5 D, d; d- K7 J5 Y （2） 矩陣電路的編程處理
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圖4 二極管順序控制原理示意圖及對應梯形圖
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- `# D* i) v0 d7 G 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梯形圖的轉換原理,，如圖4示,。其動作如下： * K+ M3 c3 z0 C' m' \% `
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a. SA1合上，SA2打開,，KA5線圈通電吸合并自鎖,，此時KA5線圈及R上的電壓基本相等，約為12V，KA6線圈被短路脫吸,。
& H) ]: \; q6 V$ S+ K 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。 2 U9 S1 Q9 }: x* p* }2 s2 _
c. SA1,、SA2同時合上,，由于KA5、KA6線圈同時被短路,，所以V1也處于上述導通狀態(tài),，但KA5、KA6總是處于脫吸狀態(tài),。
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. Q6 W# Z- O% m. T% ?) q 根據(jù)上述要求可得出SA1,、SA2與KA5、KA6的邏輯關系,如表2所示,。從表2可看出,，SA1是KA5的置位端，KA6的復位端,；SA2是KA6的置 位端,，KA5的復位端。這種狀態(tài)可由PLC內(nèi)部的置位,、復位指令來實現(xiàn)，其梯形圖如圖4示,，圖中M21相當于KA5,，M22相當于KA6。( t% ~3 m; n7 z! Z6 ~1 C
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表2 順序邏輯控制
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（3） 編程調(diào)試( P' Z b- Y' s: m" [2 v
. z, N. n( i; g0 ]2 j$ { 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,，對于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,，這種處理對于程序調(diào)試和設備維修都有很大的方便，根據(jù)手動,、 長修,、自動和半自動四種工作方式分別進行模擬運行。用開關模擬輸入信號,，開關的一端接入相對應的輸入端點,，另一端作為公共端接在PLC輸入信號電源的負 端。輸入程序后，對照輸入信號狀態(tài)表,，設置好原始狀態(tài)情況下所有輸入信號的狀態(tài),；再按工步狀態(tài)，扳動開關,，觀察輸出端點指示燈在一個工作循環(huán)里的狀態(tài)變 化,，并與工藝過程對照。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應的梯形圖,，如圖4、5示,。 ) W9 t0 v/ S1 g& ]2 c
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. T2 o$ y8 |: `! U圖5 輸出部分梯形圖! L: P8 N! H* _% ^3 h
+ k; F& [+ X6 l9 g2 E/ {, t 3,、結束語
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& {! r; e8 D# d1 C x1 R 用可編程控制器改造舊機床電氣系統(tǒng)，在現(xiàn)有企業(yè)里是非�,，F(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,。 |
發(fā)表于 2007-12-13 16:46:37
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