基于plc的液压传动组合机床电气控制系统设计.pdf

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1、基于P L C 的液压传动组合机床电气控制系统设计 Th e des i gn of h y dr aul i c t r ans m i ss i on as sem bl y m achi n e el ect r i cal cont r ol sy st em b ased on PLC 徐钦 ，陈永利 XU Qi n。 CHEN Yo n g 2 ( 1 郑州工业安全职业学院 机电工程系。郑州 4 5 1 1 5 0 ；2 济源职业技术学院 电气系。济源 4 5 4 6 5 0 ) 摘要：本文设计了一种以德国西门子公司的微型可编程序控制器 ( P L C )为核心的控制系统 ，以替

2、代组合机床上原有的继电控制线路，实现了对组合机床控制系统的改造。分析了系统的硬件 及软件设计 ，提供了主要的硬件原理图和软件程序。 关键词：可编程序控制器 ；组合机床；控制系统 中图分类号：T P2 7 3 文献标识码：A 文章编号 ：1 0 0 9 0 1 3 4 ( 2 0 1 2 ) 0 6 ( 下) 一0 0 6 4 0 3 Doi ： 1 0 3 9 6 9 J i s s n 1 0 0 9 -0 1 3 4 2 0 1 2 6 ( 下 ) 2 2 0 引言 P L C是以微处理 器为基础 ，综合 了计算机技 术、 自动控制技术和通信技 术发展起来 的一种通 用的工业 自动控制装置

3、。它具有体积小 、功能强、 可靠性高、灵活通用与维护方便等优点，在机械 制造、冶金 、化工等领域已得到广泛应用。利用 P L C对传统继电器控制机床进行技术改造，是节 约成本 ，提高设 备 自动化程 度 的一种有效途径 。 本文介绍了我单位一台双面单工位液压传动组合 机床的 P L C控制系统的设计与应用。 1 双面单工位液压传动组合机床的 电气控制要求 双面单工位液压传动组合机床 的继 电器控制 电路如图 1 所示，其 中 M1 、M2为左右动 力头 电 动机 ，M3为冷却泵 电动机。S A1 为左动力头单独 调整开关 ，S A 2为右动力头单独调整开关 ； S A3为 冷却泵电动机工作选择

4、开关。 h h j j h K M1 r - - _ S Q 1 ， F A I U S B 1 S B 2； SA1 2 一 一 山 一 、 S Q2 KM2 n _十 H 卜 一】、 、 一 _ _ 卜 卜 _ K A S A1 1 S A 2 1 S A 2 一K A厂 _ Q 3 L J T U。 S A 1 - 3 KA3“ LJ KA 1 SB4K A r - 1 _ r 1 r 1 r F U 3 、 r U F U 1 J L - J J L S Q7 L J KP 1 ： 一 = r一 M 3 j K M 3 K M 3 l j j 坠! 卜 坠 S B 3 K A 2 F

5、q T r S A2 3 KA4 KA2 R1 FR 2 FR3 J 匕 l 序。 关键 s B4厂K A 4 r S Q8。 。 KP 2 _ ( ， 、 ) M 2( ， 、 ) ( ， 、 l d ) SA 3 sQ K M 。n 3 3 ， 3 图1 双面单工位液压传动组合机床的继电器控制电路 收稿 日期：2 0 1 2 - 0 4 - 2 1 作吉简介：徐钦 ( 1 9 6 6 一)，男，河南邓州人，讲师，研究方向为单片机、P L C 及 自动控制系统的设计开发。 【 6 4 J 第3 4 卷第6 期2 0 1 2 6 ( 下) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c

6、 o m务I 注 匐 似 白 白 白 白 凸 凸 图2 左右动力头的工作循环示意图 表1 液压执行元件动作状态表 工步 YV1 YV2 YV 3 YV 4 KP 1 KP 2 原位停止 快进 + + 工进 + + 死挡铁停留 + + + + 快退 + + 2 P L C 选型与I O资源分配 根据该组合机床 的控制要求 ，该系统 共需开 关量输入信号 2 1个 ( 4个按钮、9个行程开关、3 个热继电器动断触点 、2个压力继电器 、3个转换 开关 ) ，开关量输 出 7个 ( 3个接触器线 圈，4个 电磁阀线圈) 。 在设计应用中，为节省P L C的点数 ， 可适 当改变输入信号接线以节 省输

7、 入点。用这种 方法将 P L C的输入点数 由 2 1点减少至 1 5点。因 此选用西 门子 C P U 2 2 6型 P L C ( 2 4点输入，1 6点 输 出 ) 进 行设 计，并 安排 P L C的 I O端子分配 如 表 2 所示及接线如图 3所示。 表2 I O端子分配表 输 入 输出 输入设备 输入端子 输 出负载 输出端子 S Al 1 0 O KM1 QO O S A2 1 0 1 KM2 Q0 1 F R1 1 0 - 2 l ( =M3 Q O 2 F R 2 1 0 - 3 YV1 Q o 4 S B1 1 0 4 YV2 Q o 5 S B2 1 0 5 YV3

8、Q o 6 S B3 1 0 6 Yv4 Q O 7 S B4 1 07 S Q1 、S Q2 I 1 O S Q3 、S Q4 I 1 1 S Q5 I 1 - 2 S Q6 I 1 I 3 S Q7 、KP 1 I 1 -4 S Q8 、K P 2 I 1 5 S Q、S A3 、F R3 I 1 6 S Q6 、S Q 4 、S Q 2 白 凸 白 3 P L C 控制系统的程 序设计 双面单工位液压传动组合 机床的 P L C控制系统程序可 由 原继 电器 一 接触器控制 系统转 换得到 ，转换过程 中应注意 以 下四个方面。 1 ) 输入设备的处理 对 输入设备进行 处理时 ，继 电

9、器 一 接 触器控 制 电路 中，如果该设备是 由常开触点构成，转为 P L C控制后 ，该设备仍用常开触点作 P L C的输入 设 备，程序 中对应触点的状态不变 ；如果该设备 是由常 闭触点构成，转为 P L C控制后，该设备仍 用常闭触点作 P L C的输入设备 ，程序 中对应 的触 点取相反状态。 S r = 一 1 0 0 Q 0 0 一 1 0 1 1 0 2 Q0 1 一 1 0 3 Q0 2 1 0 4 1 L IO5 YVI一 QO4 一 面一 1 0 7 c ， 、 厂 Q05 YV2 I1O I SQ2)、 I 厂 I11 I SQ h I S Q 卜 I 1 2 Q0

10、6 YV3_ Q 卜 I1_3 SQ7 KP1 I 1 4 S Q 8 回 K P 2 I 1 5 Q0 7 一 I 1 6 _ _ = 一 I 2 4V L + F U2 1 M 2 L l 2 M M 图3 P L C的I O端子接线图 第3 4 卷第6 期2 0 1 2 6 ( 下) 6 5 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m务l 匐 化 网络 1 Q01 Q0 1 日 -1 山m IN N ； - - ，H m 卜 j 网络3 卜 _ ，H I 网络4I 11 M 00 N 卜 卜J 3Hm 10 6 I _ 网络6 I 1 2 M 0 2 M 0 3

11、H， H l - 1 I l I 4 I I IN, 7 M05 M 0-4 1 0 H H - - _ 网络8 I 1 3 M O 4 M O 5 l - I- 4 I- 4 h l I 1 5 l J -o 一7 ： 1 网络9 M0 2 Q0 4 - - 卜 ： 网络 1 O M0 3 Q 0 5 卜 ： 网络 1 1 M0 4 Q 0 6 卜 ： 网络1 2 M0 5 Q0 7 - - j 网络 l 3 I 1 6 M 0 0 H卜_ _ ( 图4 双面单工位液压传动组合机床P L C控制程序 2 ) 输 出设备的处理 原继电器 一 接触器控制系统中的电磁 阀线圈和 接触器线 圈用对应

12、的输出继电器线 圈取代 ，接触 器的触点用对应 的输 出继电器的触 点取代 ，并且 状态不变。 3 )中间继 电器的处理 原继电器 一 接触器控制系统中的中间继电器由 P L C的辅助继电器 M 代替。 4 ) 设置中间单元 设计程序时以线圈为单位 ，分别考虑继电器 一 接触器控制电路 中的每个 线圈受到哪些触点和电 路 的控制 ，若多个线 圈都受某一触点串并联 电路 的控制 ，在程序中可设置用该 电路控制的辅助继 电器来简化程序。 采用这种 方法将双面单工位液压传动组合机 床 的继电器 一 接触器控 制电路转换并规范、简化 【 6 6 】 第3 4 卷第6 期2 0 1 2 6 ( 下) 后

13、，得到该机床 P L C控制的程序如图 4所示。 4 结束语 采用 P L C对组 合机床进行改造 ，克服了原机 床存在继电器控制系统 的弊病 ，提 高了组合机床 的可靠性 ，同时，由于 P L C的输入输 出部分还有 信号指示 ，为准确判断 电器故障的发生部位提供 了很大的方便 ，提高了生产效率。 参考文献： 【 1 1黄净 电气控 制与可编程序控制器 M】 北京 ： 机械 工业 出版社 ， 2 0 0 4 【 2 】刘小春 P L C控制系统设计与维护 M】 北京： 高等教育 出版社 ， 2 0 0 9 3 S I MA T I C S 7 2 0 0 可编程序控制器 系统手册 z 】 2 0 0 3 【 4 1朱梅 液 压与气动技术【 M】 西安： 西安电子科技 大学出 版社， 2 0 0 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m