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        淺談基于松下FP1-C24的Z3040搖臂鉆床電氣的PLC改造

        2009-04-29 00:44:03鐘俏靈
        沿海企業(yè)與科技 2009年6期
        關(guān)鍵詞:編程序梯形圖搖臂

        [摘要]文章對(duì)Z3040播臂鉆床電氣控制原理進(jìn)行分析,提出采用松下FPl-C24進(jìn)行電路的PLC改造方案。

        [關(guān)鍵詞]Z3040;FP1-C24電氣控制PLC控制;方案分析

        [作者簡(jiǎn)介]鐘俏靈,柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系電氣工程師,研究方向:機(jī)電一體化,廣西柳州,545006

        [中圖分類號(hào)]TG522

        [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

        [文章編號(hào)]1007-7723(2009)06-0034-0002

        目前PLE在機(jī)床的使用越來(lái)越多,有很多企業(yè)紛紛嘗試應(yīng)用PLC對(duì)機(jī)床電氣控制進(jìn)行PLC改造并取得成功。本文介紹應(yīng)用松下FPl-C24可編程序控制器對(duì)Z3040搖臂鉆床進(jìn)行電氣控制的PLC改造實(shí)例,通過(guò)方案分析,指出方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題,對(duì)其他機(jī)床的改造具有一定的參考價(jià)值。

        一、Z3040搖臂鉆床的電氣控制原理分析

        Z3040搖臂鉆床繼電器控制系統(tǒng)的電氣原理圖如圖1所示,控制的電動(dòng)機(jī)共有四臺(tái)。

        Z3040搖臂鉆床主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)共用一臺(tái)主電動(dòng)機(jī)M1。加工螺紋時(shí)要求主軸能正反向旋轉(zhuǎn),主軸正反轉(zhuǎn)是采用機(jī)械方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的,所以M1只需單向旋轉(zhuǎn),主電動(dòng)機(jī)功率為3KW,用SBl、SB2實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和停止控制,用熱繼電器FRl作過(guò)載保護(hù)。

        搖臂的升降由升降電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng),要求電動(dòng)機(jī)能正反向旋轉(zhuǎn),M2功率為1.1KW。SB3、SB4分別為搖臂上升和下降按鈕,由KM2、KM3控制電動(dòng)機(jī)M2正反轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)搖臂的升降移動(dòng)。

        立柱、主軸箱與搖臂的夾緊與松開(kāi)是采用電動(dòng)機(jī)M3帶動(dòng)液壓泵,通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。其夾緊與松開(kāi)是通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)送出不同流向的壓力油推動(dòng)活塞帶動(dòng)菱形塊動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以。液壓泵電動(dòng)機(jī)M3要求能正反向旋轉(zhuǎn),由KM4、KM5實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制,M3功率為0.6KW,用熱繼電器FR2作過(guò)載保護(hù)。

        冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4只需單向旋轉(zhuǎn),其功率為0.125KW。由旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SCl直接控制單向旋轉(zhuǎn)。

        二、Z3040搖臂鉆床電路的PLC改造方案

        因Z3040搖臂鉆床的控制信號(hào)較多、觸點(diǎn)多,線路復(fù)雜,查找故障困難,維修不便,若采用PLC控制可大大簡(jiǎn)化控制線路,降低機(jī)床的故障率,使維修更加方便。所以,對(duì)機(jī)床進(jìn)行電路的PLC改造,機(jī)床主電路和照明燈按原圖紙接線,控制回路改用PLC控制。選擇PLC機(jī)型時(shí)要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要選用合適的型號(hào),以免大材小用造成浪費(fèi),或者功能范圍不符合應(yīng)用要求。一般在選機(jī)型時(shí),要考慮到PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)要留有10%余量?,F(xiàn)統(tǒng)計(jì)出7.3040機(jī)床的輸入點(diǎn)共為12點(diǎn),輸出為9點(diǎn),共21點(diǎn)??紤]到企業(yè)現(xiàn)有的設(shè)備,選用FPl-C24型可編程序控制器。FPI-C24型可編程序控制器是日本松下電工生產(chǎn)的小型PLC,有16個(gè)輸入點(diǎn)、8個(gè)輸出點(diǎn),為繼電器輸出型,帶負(fù)載能力為250V,2A。因FPl-C24只有8個(gè)輸出口,故在不改變?cè)瓩C(jī)床的功能的情況下,對(duì)控制回路稍作改動(dòng),因主軸與立柱松開(kāi)與夾緊信號(hào)是兩個(gè)相反的信號(hào),所以去掉主軸與立柱松開(kāi)信號(hào)燈HLl,保留夾緊信號(hào)燈HL2。

        對(duì)Z3040的PLC控制進(jìn)行輸入,輸出分配。畫(huà)出輸入,輸出接線圖如圖2所示。

        在圖1原繼電器控制回路中,由于按鈕、行程開(kāi)關(guān)較多、觸點(diǎn)多、線路復(fù)雜,所以從安全考慮采用127V的低電壓。現(xiàn)在改為PLC控制,按鈕、行程開(kāi)關(guān)的輸入信號(hào)采用PLC提供的直流24V電壓,輸出與輸入回路完全隔離。所以,在此可選用220V的接觸器,如圖2所示。

        應(yīng)用FPWIN G2軟件設(shè)計(jì)梯形圖程序如圖3所示。通過(guò)傳輸線傳送程序至PLC進(jìn)行程序調(diào)試。

        三、Z3040搖臂鉆床電路的PLC改造方案分析

        (一)時(shí)間繼電器瞬動(dòng)觸點(diǎn)和斷電延時(shí)觸點(diǎn)的處理

        本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于時(shí)間繼電器KT的取代。圖1中,時(shí)間繼電器KT有兩對(duì)瞬動(dòng)觸點(diǎn)和一對(duì)斷電延時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn),而FPl-C24可編程序控制器沒(méi)有此類觸點(diǎn)。對(duì)于瞬動(dòng)觸點(diǎn)的處理,可用—個(gè)內(nèi)部繼電器來(lái)取代,如圖3梯形圖中的R1,按SB3(X2)、sB4(x3),接通R1。而斷電延時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)(圖1中的1-17),是松開(kāi)SB3或SB4時(shí)才開(kāi)始計(jì)時(shí)的,那么可以讓Rl的常閉點(diǎn)去控制內(nèi)部定時(shí)器TO,而為了避免一開(kāi)始未按SB3或SB4時(shí),T0也計(jì)時(shí),本程序中巧妙地應(yīng)用了內(nèi)部繼電器R2,用R2的常開(kāi)觸點(diǎn)去控制TO,如圖3中梯形圖的第27步。

        (二)停止按鈕、行程開(kāi)關(guān)等常閉觸點(diǎn)的處理

        在繼電器控制中,停止按鈕、行程開(kāi)關(guān)、熱繼電器觸點(diǎn)都是用常閉點(diǎn),而PLC控制時(shí)要改為常開(kāi)點(diǎn),如圖2中的SBl、SQ3、FRl、FR2等。只有這樣,相應(yīng)的觸點(diǎn)在梯形圖中才是常閉點(diǎn),如圖3中的/X0dX9、/XB、/XC。如果這類觸點(diǎn)像繼電器控制那樣仍用常閉點(diǎn),則在梯形圖中的輸入點(diǎn)就應(yīng)用常開(kāi)點(diǎn)。這樣,一接通電源,相應(yīng)的輸入點(diǎn)就接通,有輸入,常開(kāi)點(diǎn)閉合。也就是說(shuō),這類觸點(diǎn)我們?cè)谔菪螆D中看到的是常開(kāi)的,但它卻是閉合的,這樣不合乎邏輯思維,所以,輸入點(diǎn)一般要全改為常開(kāi)點(diǎn)。這點(diǎn)是初學(xué)者最容易出錯(cuò)的,應(yīng)特別注意。

        (三)不同電壓的處理

        原來(lái)繼電一接觸器電路中分開(kāi)畫(huà)的各種交流控制電路和直流執(zhí)行電路,如6.3V的信號(hào)燈、220V接觸器、36V照明燈等,在PLC梯形圖中要合為一體,如圖3中的第52、53步信號(hào)燈的控制與220V接觸器的控制程序畫(huà)在一起。

        四、結(jié)語(yǔ)

        在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)那些已成熟的繼電一接觸器控制電路的生產(chǎn)機(jī)械,在改用PLC控制時(shí),只要把原有的控制電路作適當(dāng)?shù)母膭?dòng),使之成為符合PLC要求的梯形圖。但又不能僅僅從電氣圖來(lái)改,更多的是從工作過(guò)程動(dòng)作順序來(lái)設(shè)計(jì)程序。程序還需要經(jīng)過(guò)反復(fù)修改和完善,才能符合控制要求,并且一定要經(jīng)過(guò)模擬調(diào)試才能聯(lián)機(jī)調(diào)試??刂瞥绦虿⒉皇俏ㄒ坏模?jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐總結(jié)、修正,力求最佳方案。

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