FX2N系列PLC的工程应用实例.ppt

第四周 第5章FX2N系列PLC的工程应用实例 主讲教师 吴洪兵 PLC工程应用实例 本章要点 专题1PLC控制系统设计概述专题2PLC控制系统的硬件配置专题3PLC在压滤机控制系统中的应用专题4PLC在电镀生产线上的应用专题5PLC在金属切削机床控制中的应用专题6PLC在随动控制系统中的应用专题7PLC在球磨机润滑监控系统中的应用专题8PLC在立式车床控制系统中的应用 PLC工程应用实例 PLC控制系统设计概述 PLC控制系统设计的原则 最大限度地满足被控对象的要求 尽可能使得控制系统简单 经济 实用 可靠且维护方便 保证控制系统 操作人员及其生产设备的安全 考虑生产的发展和工艺的更改 对所采用PLC的容量留出适当的余地 PLC工程应用实例 PLC控制系统设计概述 PLC控制系统设计的内容 详细分析被控对象 明确设计任务及要求 选择输入 输出元器件以及由输出元件所驱动的控制对象 根据系统要求确定PLC的型号 以及所需要的各种模块 编制PLC的输入 输出分配表 绘制控制系统电气原理图 设计控制系统程序 设计电器控制柜以及操作台 编写设计说明书和控制系统操作说明书 PLC工程应用实例 PLC控制系统设计概述 PLC控制系统设计的步骤 PLC工程应用实例 PLC控制系统设计概述 PLC控制系统设计的步骤 1 分析控制对象在设计控制系统时 首先必须深入了解 详细分析 认真研究被控对象工艺流程的特点和要求 明确控制任务 根据控制系统的技术指标要求合理制定和选取参数 PLC最大限度地满足生产现场的要求 在明确控制系统的设计任务和要求后 合理选择电气传动方式和电动机 电磁阀等执行机构的种类和数量 拟定电动机的启停 运行 调速 转向 制动等控制方案 确定输入 输出元器件的种类及数量 分析输入和输出信号之间的关系 2 PLC控制系统的硬件配置控制系统的硬件配置包括PLC的选型 I O选择 控制系统原理图的绘制等 PLC工程应用实例 PLC控制系统设计概述 PLC控制系统设计的步骤 3 分配I O编号根据现场输入 输出要求及数量 对I O地址进行分配 以便程序设计时使用 4 应用程序设计应用程序设计是基于硬件配置和I O地址分配的基础上 根据控制系统的要求 应用相关编程软件设计梯形图程序 是整个设计的核心 5 程序调试及固化模拟调试 将设计好的控制程序输入PLC 首先进行模拟调试 对程序错误进行修正并进一步完善程序 现场调试 在对应用程序完成模拟调试后 方可进行现场调试 程序固化 将调试好的程序存入EEPROM 以备后用 PLC工程应用实例 PLC控制系统的硬件配置 PLC机型选择 1 I O点数I O点数是PLC的一项重要指标 PLC的I O点数和种类应根据被控对象的开关量 模拟量等输入 输出设备的状况来确定 2 存储器容量的选择根据I O点数和各功能元件大概估计出内存总量 然后再增加25 左右的备用量 作为选择PLC内存的依据 PLC工程应用实例 PLC控制系统的硬件配置 开关量I O选择 1 开关量输入选择开关量输入是将外部的各种开关 按钮 传感器的信号传递到PLC内部的连接部件 把现场的信号转换为PLC的CPU可以接收的TTL标准电平的数字信号 开关量输入的原理图 PLC工程应用实例 PLC控制系统的硬件配置 开关量I O选择 2 开关量输出选择输出模块是连接PLC与外部执行机构的桥梁 不同外部设备所需要的驱动方式也不同 输出模块有继电器输出 晶体管输出和双向晶闸管输出三种方式 继电器输出晶体管输出双向晶闸管输出 PLC工程应用实例 PLC控制系统的硬件配置 开关量I O选择 开关量输出原理图 a 继电器输出 b 晶体管输出 c 双向晶闸管输出 PLC工程应用实例 PLC控制系统的硬件配置 模拟量I O选择 1 模拟量输入模块选择模拟量值的输入范围模拟量输入模块的参数指标抗干扰措施2 模拟量输出模块选择模拟量输出模块有电压输出和电流输出两种 电压和电源的输出范围分别为0 10V 10 10V 0 20mA 4 20mA等 模拟量输出模块有不同的输出功率 选择时要根据负载来确定 模拟量输出模块的参数指标和抗干扰措施与模拟量输入模块类似 PLC工程应用实例 PLC控制系统的硬件配置 智能功能I O模块的选择 智能I O模块包括高速计数模块 PID过程控制模块 通信模块 运动控制模块 如三菱的FX2N 1PG 凸轮控制模块 如三菱的FX2N 1RM SET 网络通信模块 如三菱的FX2N 16CCL M 等 通常这些模块价格较昂贵 而有些功能采用一般的I O模块或功能指令也可以实现 只是编程复杂 增加了程序设计的工作量 因此选择时要根据实际情况决定 PLC工程应用实例 PLC在压滤机控制系统中的应用 系统的工作原理 压滤机的工作过程分 保压 回程 拉板 三个阶段 工作时 机泵电机先启动 主接触器和压紧电磁阀得电 将板框压紧 同时进料泵将固液混合物输入各个板框内进行过滤 滤渣留在滤室内 滤液经滤布排出 此时系统压力开始上升 当液压系统达到上限压力25Mpa时 油泵电机自动停机 此时压滤机进入自动保压状态 保压期间 当下限压力低于21Mpa时 油泵电机自动启动 压紧电磁阀动作 压力回升 达到25Mpa时 油泵电机又停止 如此循环 进料过滤后 按下回程按钮 油泵电机重新启动 回程电磁阀动作 活塞回程 当活塞碰到回程限位开关后 回程电磁阀断电 固液混合物过滤后 系统进入拉板阶段 PLC工程应用实例 PLC在压滤机控制系统中的应用 控制系统设计 PLC的输入点数为15个 控制元件主要为接触器线圈 电磁阀等 PLC的输出点数为5个 选用三菱FX2N 32MR型PLC PLC工程应用实例 输入 输出地址分配表 PLC工程应用实例 PLC在压滤机控制系统中的应用 控制系统设计 压滤机控制系统程序梯形图1 PLC工程应用实例 PLC在压滤机控制系统中的应用 控制系统设计 压滤机控制系统程序梯形图2 PLC工程应用实例 PLC在电镀生产线上的应用 工艺要求 电镀生产线有三个槽 工件由装有可升降吊钩的行车带动 经过电镀 镀液回收 清洗等工序 实现对工件的电镀 工艺要求为 工件放入镀槽中 电镀280s后提起 停放28s 让镀液从工件上流回镀槽 然后放入回收液槽中浸30s 提起后停15s 接着放入清水槽中清洗30s 最后提起停15s后 行车返回原位 电镀一个工件的全过程结束 电镀工艺流程图 PLC工程应用实例 PLC在电镀生产线上的应用 控制流程 PLC工程应用实例 PLC在电镀生产线上的应用 控制流程 吊钩上升按下启动按钮SB1 吊钩上升 当碰到上限位开关SQ5后 吊钩上升停止 行车前进在吊钩停止的同时 M2接通 行车前进 吊钩下降行车前进至压下限位开关SQ1 行车停止前进 同时M3接通 吊钩下降 定时电镀吊钩下降至下限开关SQ6时 吊钩停止下降 同时T0开始计时 定时电镀280s 吊钩上升T0定时到 使M5接通 吊钩上升 定时滴液吊钩上升至压下SQ5时 吊钩停止上升 同时T1开始计时 工件停留28s滴液 行车后退T1定时到 使M7接通 行车后退 转入下道工序 PLC工程应用实例 PLC在电镀生产线上的应用 PLC的选型 由于PLC组成的控制系统有输入信号14个 均为开关量 其中按钮开关6个 行程开关6个 选择开关1个 该系统中有输出信号5个 其中两个用于吊钩升降电动机正反转控制接触器KM1和KM2 两个用于行车正反转控制接触器KM3和KM4 1个用于原位指示 控制系统选用FX2N 32MR I O点数均为16点 满足控制要求 而且还有一定的余量 PLC工程应用实例 PLC在电镀生产线上的应用 地址编号 PLC工程应用实例 PLC在电镀生产线上的应用 PLC梯形图程序 电镀生产线PLC控制梯形图1 PLC工程应用实例 PLC在电镀生产线上的应用 PLC梯形图程序 电镀生产线PLC控制梯形图2 PLC工程应用实例 PLC在电镀生产线上的应用 PLC梯形图程序 电镀生产线PLC控制梯形图3 PLC工程应用实例 PLC在电镀生产线上的应用 PLC梯形图程序 电镀生产线PLC控制梯形图4 PLC工程应用实例 PLC在电镀生产线上的应用 PLC梯形图程序 电镀生产线的PLC控制程序 包括点动操作和自动控制两部分 1 点动操作设有行车的进和退操作 吊钩升降操作 2 自动控制通过状态流程图 可以看到生产线是典型的顺序控制 主要由单干序列构成 通常采用移位指令来实现控制要求会更方便 由于急停或停电后 可通过点动操作完成剩下的工序或者返回原位 因此辅助继电器采用了无断电保持的通电辅助继电器 定时器也采用了常规定时器 PLC工程应用实例 PLC在金属切削机床控制中的应用 工艺要求 四工位组合机床十字轴示意图1 工作滑台2 主轴3 夹具4 上料机械手5 进料装置6 下料机械手 PLC工程应用实例 PLC在金属切削机床控制中的应用 工艺要求 四工位组合机床由四个工作滑台 各带一个加工动力头 组成四个加工工位 除了四个加工工位外 还有夹具 上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四部分 工艺要求为由上料机械手自动上料 机床的四个加工动力头同时对一个零件进行加工 一次加工完成一个零件 通过下料机械手自动取走加工完成的零件 要求具有全自动 半自动 手动三种工作方式 PLC工程应用实例 PLC在金属切削机床控制中的应用 控制流程 组合机床全自动和半自动工作过程如下 上料按下启动按钮 上料机械手前进 将零件送到夹具上 夹具夹紧零件 同时进料装置进料 之后上料机械手退回原位 放料装置退回原位 加工四个工作滑台前进 四个加工动力头同时加工 铣端面 打中心孔 加工完成后 各工作滑台退回原位 下料下料机械手向前抓住零件 夹具松开 下料机械手退回原位并取走加工完的零件 PLC工程应用实例 PLC在金属切削机床控制中的应用 控制流程 PLC工程应用实例 PLC在金属切削机床控制中的应用 PLC的选型 四工位组合机床电气控制系统有输入信号42个 输出信号27个 均为开关量 其中外部输入元件包括 17个检测元件 24个按钮开关 1个选择开关 外部输出元件包括 16个电磁阀 6个接触器 5个指示灯 根据I O信号的数量 类型以及控制要求 同时考虑到维护 改造和经济等诸多因素 决定选用FX2N 64MR主机和一个输入扩展单元FX 16EX 这样共有48个输入点 输出点就是主机的32点 满足控制要求 PLC工程应用实例 PLC在金属切削机床控制中的应用 地址编号 PLC工程应用实例 PLC在金属切削机床控制中的应用 地址编号 PLC工程应用实例 PLC在金属切削机床控制中的应用 梯形图程序 组合机床自动工作梯形图程序1 PLC工程应用实例 PLC在金属切削机床控制中的应用 梯形图程序 组合机床自动工作梯形图程序2 PLC工程应用实例 PLC在金属切削机床控制中的应用 梯形图程序 组合机床自动工作梯形图程序3 PLC工程应用实例 PLC在金属切削机床控制中的应用 梯形图程序 组合机床自动工作梯形图程序4 PLC工程应用实例 PLC在随动控制系统中的应用 工艺过程及要求 刨花由螺旋给料机供给 压力传感器检测刨花量 胶由胶泵抽给 用电磁流量计检测胶流量 刨花和胶要按一定的比率送到拌胶机内搅拌 然后将混料供给下一道工序蒸压成型 拌胶机工作原理示意图 a 工艺流程图 b 控制原理框图 PLC工程应用实例 PLC在随动控制系统中的应用 控制方案 根据控制要求 刨花回路采用比例控制 胶回路采用PI控制 选择开关SA用于随动方式 胶设定方式的转换 PLC工程应用实例 PLC在随动控制系统中的应用 PLC的选型 PLC连接示意图 拌胶机控制系统的输入信号有7个 其中用于启动 停止 随动选择的3个开关为开关量信号 刨花设定 压力传感器 胶设定 流量计信号4个为模拟量信号 输出信号有2个 用于驱动可控硅调速装置及螺旋给料机驱动器 均为模拟信号 根据I O信号的数量 类型以及控制要求 选择FX2N 16MR主机 4通道模拟量输入模块FX 4AD 2通道模拟量输出模块FX 2DA 这样共有8个开关量输入点 8个开关量输出点 4个模拟量输入通道 2个模拟量输出通道 满足控制要求 PLC工程应用实例 PLC在随动控制系统中的应用 地址编号 PLC工程应用实例 PLC在随动控制系统中的应用 梯形图程序 拌胶机控制系统梯形图1 PLC工程应用实例 PLC在随动控制系统中的应用 梯形图程序 拌胶机控制系统梯形图2 PLC工程应用实例 PLC在球磨机润滑监控系统中的应用 存在的问题及改造措施 存在的问题稍不及时处理就可烧瓦 耗油量大 如果测温元件安装位置不理想 就不能反映合金高温区的真实温度 重型机电设备噪音高 现场环境恶劣 电铃报警效果差 电器元件型号老 接点寿命低 PLC工程应用实例 改造措施轴瓦润滑采用两台泵 一主一备 互主互备 开式齿轮副润滑改用全自动喷雾润滑装置来控制 通过试验 将测温元件埋在轴瓦合金内的恰当位置 一台PLC只独立控制一台球磨机的润滑 本地控制柜上有总管 轴瓦进端与出端的压力数显表 以及温度的数显表 并且有声光报警 不同情况的报警方式不同 中央控制室用一台上位机IPC与现场多台PLC通过RS485相连 对设备的运行工况及参数进行集中监控 用PLC代替继电器控制系统 用高性能的二线制压力变送器代替压力开关 用温度变送器代替温度开关 PLC在球磨机润滑监控系统中的应用 存在的问题及改造措施 PLC工程应用实例 PLC在球磨机润滑监控系统中的应用 系统硬件设计 监控系统的原理图 PLC工程应用实例 PLC在球磨机润滑监控系统中的应用 系统硬件设计 网络接线图 PLC工程应用实例 PLC在球磨机润滑监控系统中的应用 系统的软件设计 PLC工程应用实例 PLC在球磨机润滑监控系