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小型多功能鉆床的PLC改造

2019-6-11 來源：廣東省工商高級(jí)技工學(xué)校作者：胡元慶

【摘要】通過改造韶關(guān)市博云機(jī)械設(shè)備有限公司一臺(tái)多功能鉆床，來介紹如何利用PLC來改造設(shè)備的步驟。在設(shè)備改造過程中，首先要確定被控制對(duì)象及其供電類型，根據(jù)現(xiàn)場所輸入的信號(hào)的多少，然后確定PLC的種類以及其I/O點(diǎn)數(shù)；再根據(jù)原有機(jī)床的動(dòng)作特征，編寫實(shí)際程序，最后上機(jī)調(diào)試并確定最終程序。經(jīng)過調(diào)試程序，符合廠家的設(shè)計(jì)要求。

【關(guān)鍵詞】PLC；鉆床；供電類型；改造；I/O

一、改造項(xiàng)目介紹

韶關(guān)市博云機(jī)械有限公司有一臺(tái)老舊的多功能鉆床，但該鉆床目前存在以下問題：由于控制模塊的故障，目前也無法進(jìn)行設(shè)備鉆孔的操作。這臺(tái)設(shè)備原產(chǎn)地為臺(tái)灣，控制模塊在國內(nèi)目前沒有相應(yīng)的替代產(chǎn)品，要想維修控制模塊只能將這個(gè)模塊寄到原產(chǎn)地進(jìn)行更換，要進(jìn)行這個(gè)操作首先對(duì)該設(shè)備報(bào)關(guān)操作，另外還要將設(shè)備款先打過來，整個(gè)操作周期順利的話，也要一個(gè)半月時(shí)間。在這一段時(shí)間內(nèi)，這臺(tái)設(shè)備要停產(chǎn)，而目前又是生產(chǎn)的旺季，停產(chǎn)會(huì)帶來較大的損失。工廠的管理人員找到我，希望對(duì)該設(shè)備進(jìn)行改造，并提出下面的改造要求：

1、改造的時(shí)間越短越好。

2、要增加電壓指示功能和相應(yīng)工作指示燈。

3、系統(tǒng)要有急停功能。

4、另外系統(tǒng)要有當(dāng)天鉆孔次數(shù)的顯示。

5、要有手動(dòng)功能和自動(dòng)功能。

6、可以通過觸摸屏和外部按鈕雙重操作控制。

我接到這個(gè)任務(wù)后，首先來到設(shè)備所在的車間，找到相應(yīng)設(shè)備的管理人員，向其咨詢?cè)O(shè)備的相關(guān)的圖紙，由于該設(shè)備為多手設(shè)備，已經(jīng)被轉(zhuǎn)賣多次，原始資料都已經(jīng)缺失，無法借助技術(shù)資料確定I/O點(diǎn)，通過現(xiàn)場觀察和咨詢?cè)O(shè)備管理人員，確定共有7個(gè)輸入點(diǎn)，6個(gè)輸出點(diǎn)控制系統(tǒng)5個(gè)電動(dòng)機(jī)，一個(gè)為潤滑電動(dòng)機(jī)，只有單方向動(dòng)作；一個(gè)為傳送帶電動(dòng)機(jī)，只有單方向動(dòng)作；一個(gè)為上下電動(dòng)機(jī)，具有雙向動(dòng)作；一個(gè)為鉆頭電動(dòng)機(jī)，只有單方向動(dòng)作，鉆頭電動(dòng)機(jī)和上下電動(dòng)機(jī)不能夠同時(shí)動(dòng)作；最后一個(gè)為控制液壓油的電磁閥，輸出點(diǎn)的供電電壓均為交流220V，最終決定使用FX2N-24MR的PLC和三菱GOT1000觸摸屏。

二、電路設(shè)計(jì)

1、根據(jù)多功能鉆床的設(shè)計(jì)要求，PLC的I/O分配如表1所示.

2、小型多功能鉆床的PLC改造控制系統(tǒng)的電氣原理圖

根據(jù)廠家提出的要求，結(jié)合現(xiàn)場觀察的結(jié)果，最終形成小型多功能鉆床的PLC改造電氣原理圖如圖1所示。

圖1 小型多功能鉆床的PLC電氣原理圖

當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，U、V、W三相電源指示燈亮，代表電源已經(jīng)進(jìn)入。合上電源開關(guān)QS1，三相電源電壓指示儀表開始工作。合上SB2，KM0得電自鎖，KM0的主觸點(diǎn)閉合，此時(shí)三相電源供電給整

個(gè)系統(tǒng)的主電路和控制電路。按下SB4,KM1得電自鎖，KM1的主觸點(diǎn)閉合，此時(shí)將單相電源供電給

PLC和直流電源，直流電源輪換后的24V直流電壓給觸摸屏GOT1000進(jìn)行供電。到現(xiàn)在為止，整個(gè)

控制系統(tǒng)才啟動(dòng)完成。與其配成程序如圖2所示。

圖2 PLC程序指令表

3、程序簡單分析

在啟動(dòng)之前要完成供電系統(tǒng)的給電，HL1指示燈要亮。在控制系統(tǒng)啟動(dòng)前，要選擇工作方式，當(dāng)SA1處于閉合狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)處于手動(dòng)控制狀態(tài)，整個(gè)控制系統(tǒng)手動(dòng)狀態(tài)可以從觸摸屏上啟動(dòng)，也可以從控制柜上的啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)。在手動(dòng)狀態(tài)下，按下SB7，手動(dòng)控制潤滑電機(jī)；按下SB8，手動(dòng)控制傳送帶電機(jī)；按下SB9，手動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)向上運(yùn)動(dòng)；按下SB10，手動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)向下運(yùn)動(dòng)；按下SB11，手動(dòng)控制鉆頭電動(dòng)機(jī)；按下SB12，手動(dòng)控制液壓電磁閥動(dòng)作。想退回手動(dòng)狀態(tài)，只要將SA1斷開，再次按下啟動(dòng)按鈕系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)入自動(dòng)控制狀態(tài)。從時(shí)傳送帶的起點(diǎn)檢測開始檢測有沒有要加工的產(chǎn)品，當(dāng)檢測到有產(chǎn)品時(shí)，則傳送帶向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)終點(diǎn)檢測開關(guān)檢測到有有待加工的產(chǎn)品存在時(shí)，根據(jù)上下電機(jī)所在位置，讓待加工產(chǎn)品向上或向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)指令位置，鉆頭電動(dòng)機(jī)開始動(dòng)作。鉆孔的深度由時(shí)間來決定，這個(gè)時(shí)間在程序初始化的時(shí)候就有一個(gè)初始值，這個(gè)是通過運(yùn)算得到，鉆頭電動(dòng)機(jī)的圖1 小型多功能鉆床的PLC電氣原理圖速度是一定的，這個(gè)速度和時(shí)間的積就是鉆頭鉆孔的深度，這個(gè)值也可以從觸摸屏上設(shè)置。也就說，鉆孔的深度可以直接從觸摸屏上控制。到此為止是多功能鉆床的一個(gè)動(dòng)作周期，在鉆床設(shè)備上的待加工不管在設(shè)備的任何位置，只要按下停止按鈕，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)，等待下一個(gè)要加工產(chǎn)品的出現(xiàn)。由于設(shè)備在運(yùn)動(dòng)中途停止，而上下電機(jī)沒有回到極限點(diǎn)停止運(yùn)行，再次啟動(dòng)設(shè)備的時(shí)候，一定先手動(dòng)將上下電機(jī)回到極限點(diǎn)。在開機(jī)這段時(shí)間內(nèi)，鉆頭電機(jī)鉆孔的個(gè)數(shù)將會(huì)在觸摸屏上顯示。

三、總結(jié)

按照?qǐng)D1所示的電氣原理圖，做好電氣柜，將做好程序通過數(shù)據(jù)線下載到PLC，做好的觸摸屏的畫面?zhèn)魉偷接|摸屏，做好這些準(zhǔn)備工作。開始調(diào)試設(shè)備，首先測試外部動(dòng)作，選擇好手動(dòng)操作控制一切正常；然后選擇自動(dòng)操作，也是一切正常。從開始設(shè)計(jì)，到設(shè)備完成共計(jì)用時(shí)一天半，也符合博云機(jī)械設(shè)備廠家的所提出幾點(diǎn)設(shè)計(jì)要求。至于廠家提出其它要求，在我設(shè)計(jì)的電氣原理圖當(dāng)中也都實(shí)現(xiàn)了。

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