李 享/武昌工學(xué)院

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Plc在機(jī)械領(lǐng)域中的理論研究與應(yīng)用

李 享/武昌工學(xué)院

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械已不再是傳統(tǒng)意義上的簡(jiǎn)單機(jī)械，也不再是老式的單純的繼電器接觸器的控制。它已逐漸與其它科學(xué)領(lǐng)域緊密的連接起來(lái)，如利用plc實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的精密控制，使得機(jī)械加工產(chǎn)品更加完美。因此，對(duì)plc的研究也顯得尤為重要。

【關(guān)鍵詞】plc；機(jī)械；精密加工

1.Plc的工作原理

Plc的輸入電路是用來(lái)采集被控設(shè)備的檢測(cè)信號(hào)或操作指令的，輸出電路則是控制設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)與檢測(cè)信號(hào)、操作命令之間的控制邏輯則是靠微處理器執(zhí)行用戶(hù)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。

Plc一般采用對(duì)用戶(hù)程序循環(huán)掃描的工作方式。掃描工作方式分為以下五個(gè)階段。

（1）自診斷。首先執(zhí)行自診斷程序，對(duì)輸入/輸出電路、存儲(chǔ)器和cpu進(jìn)行自診斷。

（2）與編程器通信。如有通信請(qǐng)求，在自診斷后就進(jìn)行通信處理。

（3）讀入現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。

（4）執(zhí)行用戶(hù)程序。

（5）輸出結(jié)果。

2.Plc的主要功能和特點(diǎn)

2.1Plc的主要功能

（1）邏輯控制功能。

（2）定時(shí)記數(shù)功能。

（3）A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能。

（4）數(shù)控功能。

（5）通信和聯(lián)網(wǎng)功能。

（6）數(shù)據(jù)處理功能。

2.2Plc的特點(diǎn)

（1）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，環(huán)境適應(yīng)性好。Plc是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)和控制過(guò)程中均采用了屏蔽、濾波、隔離、無(wú)觸點(diǎn)等多層次抗干擾措施，因此可靠性橫高。

（2）編程簡(jiǎn)單易學(xué)。已梯形圖作為程序的主要表達(dá)方式，程序清晰直觀，指令簡(jiǎn)單易學(xué)，編程方法和步驟容易理解和掌握。

（3）應(yīng)用靈活，通用性好。

（4）完善的監(jiān)視和診斷設(shè)備。

3.plc在機(jī)械方面的具體應(yīng)用

plc在機(jī)械方面的具體應(yīng)用如圖1，該過(guò)程是利用plc控制機(jī)械手臂的定向移動(dòng)、夾緊和松弛。

該控制過(guò)程是一種順序控制，因此要以步進(jìn)順控指令STL作為控制指令。

圖1　搬運(yùn)機(jī)械手工藝流程圖

機(jī)械手工作前應(yīng)位于原點(diǎn)，不同的位置分別裝有行程開(kāi)關(guān)。ST1為下限位開(kāi)關(guān)，ST2為上限位開(kāi)關(guān)。

機(jī)械手上、下、左、右的移動(dòng)以及工件的夾緊，均由電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。電磁閥YA1通電，機(jī)械手下降；電磁閥YA2通電，夾緊工件；電磁閥YA3通電，機(jī)械手上升；電磁閥YA4通電，機(jī)械手右移；電磁閥YA5通電，機(jī)械手左移。

機(jī)械手的具體工作過(guò)程如下：按下啟動(dòng)按鈕SB1，下降電磁閥YA通電，機(jī)械手由原點(diǎn)下降，當(dāng)碰到下限位開(kāi)關(guān)ST1后，停止下降；夾緊電磁閥YA2通電，將工件夾緊，為保證工件夾緊可靠你，機(jī)械手在該位置等待三秒；上升電磁閥YA3通電，機(jī)械手開(kāi)始上升，碰到上限位開(kāi)關(guān)ST2后停止上升；右移電磁閥YA4通電，機(jī)械手向右移動(dòng)，碰到右限位開(kāi)關(guān)ST3后，停止右移；下降電磁閥YA1通電，機(jī)械手下降，碰到下限位開(kāi)關(guān)ST1后，停止下降，夾緊電磁閥YA2失電，將工件松開(kāi)，放在右工作臺(tái)上，為確?？煽克砷_(kāi)，機(jī)械手在該位置停留兩秒；上升電磁閥YA3通電，機(jī)械手上升，碰到上限位開(kāi)關(guān)后，停止上升；左移電磁閥YA5通電，機(jī)械手左移回到原點(diǎn)，壓在左限位開(kāi)關(guān)ST4和上限位開(kāi)關(guān)ST2上，各電磁閥均失電，機(jī)械手停在原位。再按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，有重復(fù)上述過(guò)程。（見(jiàn)表1）

表1　機(jī)械手動(dòng)作順序

現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)與plc輸入、輸出接點(diǎn)的連接：

表2　現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)與plc輸入輸出的連接表

plc與現(xiàn)場(chǎng)器件的實(shí)際連線(xiàn)圖：

上升　KT2　-　-　+　-　-　-左移　ST2　-　-　-　-　+　-