电气控制与PLC应用技术课件-PLC的工程应用

模块五PLC地工程应用与程序设计项目十三继电控制系统地PLC改造项目十四PLC地程序设计项目十三继电控制系统地PLC改造一三.一项目导入Z三零五零摇臂钻床适用于单件或批量生产带有多孔地大型零件地孔加工,在机械加工行业得到了广泛地应用。由于传统地继电控制地摇臂钻床存在电路接线复杂,触点多,噪声大,可靠差,故障诊断与排队困难等缺点,因此,对Z三零五零摇臂钻床原有电气控制系统行PLC技术改造显得很有必要。一.Z三零五零摇臂钻床电气拖动特点一三.一.一Z三零五零摇臂钻床电气原理分析（一）由于摇臂钻床地运动部件较多,为简化传动装置,需使用四台电动机拖动:主轴电动机承担主钻削与给任务,摇臂升降,夹紧放松与冷却泵各用一台电动机拖动。（二）为适应多种加工方式地要求,主轴与给应在较大范围内调速:调速采用机械调速,主轴变速机构与给变速机构在一个变速箱内,用手柄操作变速箱调速,由主轴电动机拖动。（三）加工螺纹时要求主轴电动机可以正反转。摇臂钻床地正反转一般用机械方法实现,电动机只需单方向旋转。二.Z三零五零摇臂钻床地控制要求（一）摇臂地升降由单独一台电动机拖动,并要求可以实现正反转。（二）摇臂地夹紧与放松以与立柱地夹紧与放松由一台异步电动机配合液压装置来完成。要求这台电动机可以正反转。摇臂地回转与主轴箱地径向移动在小型摇臂钻床上通常都采用手动。（三）钻削加工时,对刀具时或工件行冷却时,需求一台冷却泵电动机拖动冷却泵输送冷却液。（四）各部分电路之间应有必要地保护与联锁。（五）具有机床安全照明电路与信号指示电路。三.Z三零五零摇臂钻床地电气控制原理图摇臂钻床有四台电动机,其M一是主轴电动机,M二是摇臂升降电动机,M三是液压泵电动机,M四为冷却泵电动机。一三.一.二Z三零五零摇臂钻床继电控制系统地PLC改造一.由继电控制原理图确定PLC地I/O点数与PLC选型在充分理解了钻床地继电控制原理后,才能确定哪些条件可以定为PLC地输入信号与输出信号,从而确定I/O点数。输入器件与端子号名称

输出器件与端子号名称SB一→X一主轴电动机地停止按钮YV→Y零二位六通电磁阀SB二→X二主轴电动机地启动按钮KM一→Y一主轴电动机控制接触器SB三→X三摇臂上升按钮KM二→Y二摇臂上升控制接触器SB四→X四摇臂下降按钮KM三→Y三摇臂下降控制接触器SB五→X五主轴箱与立柱松开按钮KM四→Y四立柱松开控制接触器SB六→X六主轴箱与立柱夹紧按钮KM五→Y五立柱夹紧控制接触器SQ一→X七摇臂升降极限保护行程开关HL一→Y一零主轴箱与立柱松开指示灯SQ二→X一零摇臂下降限位行程开关HL二→Y一一主轴箱与立柱夹紧指示灯SQ三→X一一摇臂夹紧松开自动行程开关HL三→Y一二主轴旋转工作指示灯SQ四→X一二主轴箱与立柱夹紧松开行程开关

FR一→X一三主轴电动机M一地过载保护

FR二→X一四液压电动机M三地过载保护

对机器选型,画出I/O端子连线图:Z三零五零摇臂钻床地PLC控制系统找出一二个输入点,九个输出点。考虑到今后地扩展与其它,应留有一定地裕量,因此选择FX三U-四八MR地PLC机型。图外部输入设备由PLC内部DC二四V电源驱动。PLC输出直接驱动地外部设备根据电气原理图确定其端所接电源地质与数值。二.根据控制环节,分步绘制PLC梯形图:（一）主轴电动机地控制绘制PLC梯形图地过程,实际上就是保持原来地逻辑控制关系,把继电器,接触器地硬接线改造成PLC内部软元件地软接线。因此在PLC改造,各个控制环节都要参考原继电控制系统,把继电控制系统地各条支路逐条转换。主轴电动机地控制是一个典型地启-保-停控制电路。由按钮SB二,SB一,接触器KM一构成主轴电动机启动,停止控制电路,主轴电动机启动后,指示灯HL三亮。（二）摇臂升,降与夹紧,放松控制摇臂上升点动控制摇臂工作时应夹紧在外立柱上,但在上升或下降时摇臂需放松后才能移动。摇臂移动至目地位置后应立刻夹紧。摇臂地夹紧,放松环节地梯形图如下所示:摇臂下降点动控制摇臂夹紧放松地延时设定,瞬时触点由M零代替二位六通阀YV地通,断电控制摇臂松开控制环节摇臂上升控制环节摇臂下降控制环节摇臂夹紧控制环节（三）主轴箱与立柱地夹紧,松开控制立柱与主轴箱均采用液压操纵行夹紧与放松,两者同时动作,且工作时二位六通阀YV处断电状态。立柱与主轴箱地松开由按钮SB五控制,夹紧由按钮SB六控制,相应指示灯同时作出反映。按照电气控制原理图改造地PLC梯形图如下:主轴箱与立柱松开控制环节主轴箱与立柱松开控制指示灯主轴箱与立柱夹紧控制环节主轴箱与立柱夹紧控制指示灯把各个控制环节地梯形图编汇到一起,就完成了Z三零五零摇臂钻床地PLC控制梯形图,三.写出程序指令表四.行程序调试与设备安装把写出地用户程序用计算机软件或编程器写入PLC,行调试与修改。在调试与修改地过程,主要是检查程序是否有错,或是观察能否满足生产现场地要求,如发现错误与时改正。通过对Z三零五零摇臂钻床地继电控制系统地分析以与PLC改造方案地设计,必定对其它机床地改造具有一定地参考价值。当程序无误后,写入PLC内部EPROM或EEPROM芯片,并按照I/O端子接线图行输入,输出设备地连线,行现场调试,调试成功后即可投入生产现场使用。一三.二有关知识大多数电气工程技术员对继电控制系统较为熟悉,在对继电控制系统行PLC改造地过程,由于不太理解PLC梯形图程序与继电控制系统地控制电路图之间一些细节上存在地区别,往往会在这些细节处理上出现不当而造成程序出错。为此,继电控制系统转换成PLC控制地常见问题与处理方法值得研究。X一Y零X二Y零一三.二.一动断触点地处理在PLC改造过程仍选择按钮常闭作SB二时,则PLC一上电X一常闭触点就会断开,从而造成电动机根本无法启动。原因SB二选用地按钮是常闭。此类问题处理地方法就是把SB二也选择按钮常开,这样改造后地梯形图程序与原来电气控制图就趋于一致了。SB二KMSB一KM一三.二.二电动机过载保护信号地处理若电动机控制电路存在过载保护,通常地处理方法:从控制动作地角度看,当过载导致FR常闭触点打开时,电动机可以停转。但问题是,PLC仍在工作,仍有能流通过Y零线圈,一旦FR常闭触点冷却或因其它原因触点复位时,电动机就会立即重新起动运转,这样极易造成事故。过载保护地正确处理方法:FR常闭从输出端改到输入端。一三.二.三联锁触点地处理在电动机正反转控制电路或是Y-Δ启动运行电路,为防止因触点或相间电弧引起地短路,常加入电气联锁控制环节。联锁环节在PLC改造过程,除了梯形图加入软继电器地联锁外,在I/O端子接线图仍应加入接触器硬件常闭触点地联锁。PLC改造后地梯形图程序一三.二.四减少输入触点地处理多地控制地电路,触点数比较多,为尽量减少输入点数,可采用:图输入原本用X零～X三四个输入点数,但是把启动按钮与停止按钮分别并联,这样就节省了一半输入端子,这种方法地梯形图程序也相对简单。一三.二.五减少输出触点地处理实际应用,当两组负载不会同时工作时,可以通过外部转换开关或通过受PLC控制地电器触点行切换,这样PLC地每个输出点可以控制两个不会同时工作地负载。图,KM一,KM三与KM五为一组,KM二,KM四与KM六为一组,两组执行元件不会同时接通,采用SA外部转换开关根据控制要求行切换,可减少输出点数。一三.二.六梯形图编程次序地处理继电-接触器电气控制线路工作方式是并行动作,PLC地工作方式则是串行扫描,在对电气控制线路行PLC改造地过程如果不注意编程次序,就有可能造成某些设备工作状态地不正常。间梯形图地错误在于PLC程序地顺序有问题,这样设置M二将永远不会导通。正确地编程方法如右图所示,即把梯形图梯级地顺序换一下,就可得到与原电气控制线路同样地控制过程。电气控制线路图错误地PLC改造法正确地PLC改造法一三.三技能训练一三.三.一训练任务与要求零一训练任务CA六一四零普通车床继电控制系地PLC改造。（一）四一组,读懂与理解CA六一四零普通车床地继电控制系统,看懂其电气控制原理图。（二）按照车床地电气控制原理图,行PLC控制系统地改造。（三）改造应认真对待各个控制环节,每个环节都应行仿真检测。零二训练要求一三.三.二设备与器材一.PLC应用技术综合实训装置一台。二.CA六一四零普通车床地继电控制盘一个。三.计算机一台,与PLC相连地电缆一根。一三.三.三实训步骤一.小组成员都要首先读懂与理解CA六一四零普通车床地电气控制原理图,并展开讨论。二.按CA六一四零普通车床继电控制系统地环节行分配,小组成员每分配任务明确,开始行PLC控制系统地改造与设计。三.每个成员编制地PLC梯形图程序均要在编程软件上行仿真,可行时,行整合。四.把整合后地PLC控制程序写入PLC。五.把连接好地CA六一四零普通车床