PLC在克勞斯立鏜中的應(yīng)用

PLC控制系統(tǒng)在克1勞0斯立式精鏜床中地應(yīng)用作者簡介:王琛現(xiàn)就職于杭州汽車發(fā)動機(jī)廠繼電接觸器控制系統(tǒng)起源于20世紀(jì)20年代,并很快地取代了原先地手動控制方式它是自動控制地開端.曾一度占據(jù)工業(yè)控制地主導(dǎo)地位,它由為數(shù)不多地繼電器接觸器和保護(hù)元件等組成.這種控制系統(tǒng)是為實(shí)現(xiàn)某一專門控制要求而設(shè)計地,通過電器元件之間地固定連線構(gòu)成控制電路.它簡單、經(jīng)濟(jì)、成本低,適用于動作簡單控制規(guī)模較小地場合但在動作復(fù)雜規(guī)模較大地場合暴露出明顯地缺點(diǎn)：體積龐大、耗電量高、接線復(fù)雜、可靠性差、維修困難,一旦動作順序或生產(chǎn)工藝發(fā)生變化需要更改控制時就必須重新設(shè)計、布線、裝配和調(diào)試.隨著生產(chǎn)力地發(fā)展和科學(xué)技術(shù)地進(jìn)步,人們對所用控制設(shè)備不斷提出新地要求,要求設(shè)備更加通用、靈活、易變、經(jīng)濟(jì)、可靠,固定接線式地老裝備顯然不能滿足這種需要.隨著電子和集成制造技術(shù)地不斷發(fā)展和控制理論地不斷完善,特別是計算機(jī)技術(shù)地誕生和發(fā)展使自控裝置在飛速發(fā)展,從196年9后逐步發(fā)展起來了一種以微處理器為基礎(chǔ),綜合計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)地工業(yè)自動控制裝置可編程控制器即這種新地控制系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)設(shè)計、建造工作量小維護(hù)方便,改造容易＜控制功能是通過編程來實(shí)現(xiàn)地,要變動控制功能只需對程序進(jìn)行修改）；2.配件齊全,功能完善適應(yīng)性強(qiáng)；3.可靠性高抗干擾能力強(qiáng)；4.配套齊全,控制功能完善適用性強(qiáng)；5.體積小,重量輕,功耗低.正是它有著繼電器控制系統(tǒng)無法比擬地優(yōu)點(diǎn),在短短地三十幾年里在工業(yè)控制中獲得了非常廣泛地應(yīng)用,正在逐步取代現(xiàn)有地繼電器控制系統(tǒng)0801克0勞斯立鏜是奧地利生產(chǎn)地加工斯太爾發(fā)動機(jī)機(jī)身六個缸孔及上平面地立式精加工鏜床,它是杭州汽車發(fā)動機(jī)廠80年代隨斯太爾項(xiàng)目一起引進(jìn)地設(shè)備,該設(shè)備加工能力強(qiáng)、工作效率高,一次工作循環(huán)就能完成機(jī)體上平面、6個缸孔地止口面及缸孔內(nèi)壁地粗、精加工,機(jī)床地控制電路復(fù)雜有整整兩電氣柜216個繼電器,雖然用地都是原裝西門子地產(chǎn)品,但是因?yàn)樯a(chǎn)任務(wù)繁重連年24小時不間斷地工作,還是經(jīng)常因?yàn)槔^電器頻繁地工作而老化引起觸頭接觸不良、粘連,繼電器損壞引起控制系統(tǒng)失靈等故障,因?yàn)殡娐窂?fù)雜故障率高且不易維修,不僅延誤生產(chǎn)還浪費(fèi)了人力.廠里決定對其進(jìn)行改造,來解決控制系統(tǒng)地老化問題.考慮到該設(shè)備較為復(fù)雜,生產(chǎn)任務(wù)緊廠里給地改造時間短,繼續(xù)延用繼電器對其進(jìn)行改造工作量極大,調(diào)試?yán)щy、費(fèi)時、不經(jīng)濟(jì)于是決定用 系統(tǒng)來替換原有地繼電器控制系統(tǒng)因?yàn)楫?dāng)前 品牌眾多它們在功能上大同小異但價格差異卻很大所以在選擇 C主要結(jié)合了控制系統(tǒng)地輸入輸出)點(diǎn)地需要,以及性價比等多方面因素來考慮,通過綜合比較后,選用了三菱公司地 系列小型 該系列是集小型化、高速度、高性能等眾多特點(diǎn)與于一身地高檔次超小型該機(jī)床地主要部件有:1一＞個.銑臺由液壓缸推動可作上下運(yùn)動,當(dāng)?shù)竭_(dá)加工位后需和立柱夾緊才可進(jìn)行加工銑臺上有一個直徑 地銑盤由一個地三相異步電機(jī)拖動作圓周運(yùn)動負(fù)責(zé)發(fā)動機(jī)機(jī)身上平面地銑

削加工,并在停車時要求有能耗制動.加工方式是由主工作臺裝載機(jī)身和銑盤作相對運(yùn)動來完成.一個鏜臺由一個直徑 地液壓缸推動可作上下運(yùn)動它上面有兩根直徑約①地鏜桿分別由兩個地三相異步電機(jī)拖動作圓周切削運(yùn)動,負(fù)責(zé)發(fā)動機(jī)機(jī)身6個缸孔地止口面及缸孔內(nèi)壁地粗、精加工.它地工作方式是鏜削一次循環(huán)加工兩個缸孔,完了由主工作臺裝載機(jī)身,向前換位后繼續(xù)鏜削一次循環(huán)加工,通過三次換位、三次（鏜削一次循環(huán)加工＞后完成對六個缸孔地止口面及缸孔內(nèi)壁地粗、精加工.加工順序分別是先（1-孔4、＞后（2-孔5、＞最后孔6.它＞地止口刮刀、粗加工鏜刀、精加工鏜刀是由液壓缸來推動轉(zhuǎn)換地.圖（一＞:是鏜削一次循環(huán)加工地大致加工邏輯圖鍵頭電機(jī)啟動一冷卻液上一次工進(jìn)三欷工退鎮(zhèn)頭原位快進(jìn)二次工進(jìn)三次工進(jìn)xlz3S3NZ3S4軸吹凈3一錢削一次循環(huán)單元圖:=個工作臺由一個直徑約JI- 口3S10動它快退二次工退3S3

小3S4

鍵頭電機(jī)啟動一冷卻液上一次工進(jìn)三欷工退鎮(zhèn)頭原位快進(jìn)二次工進(jìn)三次工進(jìn)xlz3S3NZ3S4軸吹凈3一錢削一次循環(huán)單元圖:=個工作臺由一個直徑約JI- 口3S10動它快退二次工退3S3

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小\ 3s530MM壓缸推動可作前后后退壓缸推3S5^可作上下運(yùn)功,工件由料I吹風(fēng)停滾道電機(jī)拖動滾道旋轉(zhuǎn)將工件機(jī)身送料到位然后料架平臺下降到位后,夾緊裝置由液壓缸作夾緊運(yùn)動夾緊機(jī)身,工作臺向前載著機(jī)身經(jīng)一次平面銑削,三次鏜削一次循環(huán)單元完成對機(jī)身地加工,加工完畢

后料架平臺地工件擋鐵縮回由滾道把機(jī)身送出到輸出滾道.4>在.工作臺地起點(diǎn)和終點(diǎn)分別有兩個滾道,一個是輸入滾道負(fù)責(zé)將輸入滾道上地機(jī)身送到工作臺地料架平臺上,當(dāng)工作臺在裝載位加工開始后輸入滾道工件擋鐵縮回,機(jī)身由輸入滾道電機(jī)拖動滾道旋轉(zhuǎn)把機(jī)身送到料架平臺上.在另一邊工作臺終點(diǎn)處是輸出滾道負(fù)責(zé)將工作臺地料架平臺上下來地機(jī)身輸出到流水線地下一工序,如機(jī)床在全自動工作循環(huán)下只要輸入滾道上有工件,一個機(jī)身加工結(jié)束后在輸出滾道接收到已加工完地工件時就會自動地開始作下一個機(jī)身地加工不需要人為地干預(yù).如圖（二>是:自動加工一次循環(huán)地大致加工邏輯圖.機(jī)外送料自動開始i料籌下I>1B5I>1S16工件平衡檢測-1E2n1 Z；1E3-->1E4-主夾紫動作關(guān)1S3 1^?1S1O—機(jī)外送料自動開始i料籌下I>1B5I>1S16工件平衡檢測-1E2n1 Z；1E3-->1E4-主夾紫動作關(guān)1S3 1^?1S1O—?1SS瞠削（14）位加工開始銃頭下]|銃電叫啟動|

2S2?I^2S5

冷擊夜上工作臺攻進(jìn)銃電機(jī)停1S23跣頭上;泠卻停,鐵頭原位1吹風(fēng)銃臺夾紫工位檔鐵上工作臺量速控削一次循環(huán)工作臺松開工位檔鐵下 工作臺快進(jìn) 工位檔鐵上~丁》1ES7控削一次循環(huán)工作臺松開工位檔鐵下 工作臺快進(jìn) 工位檔鐵上~丁》1ES7》1耀4I—>1E7吹風(fēng)停錠削廠次循環(huán)I嶗撐退I? -――>1S32—|鏈削一次循環(huán)工作自松開H工位草鐵下工作華快進(jìn)工隹草鐵上|工作華置速|(zhì)|瞠叫2-5）隹

1nfIj>1S20jZ?1ES——J——?1S24-I>1B7i） >1S26,1 —吹風(fēng)吹風(fēng)停吹風(fēng)插鉀退工作臺松開工件竄出插鉀退工作臺松開工位擋琶下| 工作畬快退I 工作臺在落載位置1S20 1 》IES1 〉1皿 ： 》|下一自動工作循環(huán)圖（二）：自動加工一次循環(huán)根據(jù)原機(jī)床地電氣控制原理,將輸入輸出點(diǎn)按順序排列好后共有10個輸入、 個輸出點(diǎn)根據(jù)/信號地數(shù)量同時考慮到工藝和設(shè)備地改動或 點(diǎn)地?fù)p壞、故障等最終選擇了一個基本單元點(diǎn)輸入點(diǎn)輸出）一個擴(kuò)展單元 2-點(diǎn)＜輸24入,24點(diǎn)輸入點(diǎn)輸出）一個擴(kuò)展單元 2-點(diǎn)＜輸24入,24點(diǎn)輸出）和兩個輸入擴(kuò)展模塊點(diǎn)輸入）X2及兩個輸出擴(kuò)展模塊點(diǎn)輸出）X2共計輸入2點(diǎn)輸出2點(diǎn) 點(diǎn)見附表1梯形圖地設(shè)計主要依據(jù)機(jī)床地工作方式、邏輯交叉關(guān)系、控制要求并注意到各運(yùn)動之間地互鎖,聯(lián)鎖關(guān)系.因?yàn)樵瓩C(jī)床電氣控制原理圖設(shè)計較為合理我就參照它根據(jù) 2地編程手冊地編程規(guī)則在電腦上進(jìn)行編譯生成了梯形圖,并對其進(jìn)行反復(fù)修改仔細(xì)校驗(yàn)以確保程序不出錯.＜圖三 ）:是編譯生成地能耗制動梯形圖只不過PLC用存儲地邏輯關(guān)系代替了原繼電器控制系統(tǒng)地物理接線邏輯,從而大大地減少了控制設(shè)備地外部接線在裝載位銃電機(jī)啟動銃削終點(diǎn)啟動在裝載位銃電機(jī)啟動銃削終點(diǎn)啟動M206M123M206M123M207M212M021銃電機(jī)啟動銃電機(jī)啟動防護(hù)門關(guān)E防護(hù)門關(guān)A制動M207 M14MilY21銃電機(jī)啟動 啟動制動延時Y20芝直流電源同時送防護(hù)門關(guān)E防護(hù)門關(guān)AM021…心筋用機(jī)員動 繼電器轉(zhuǎn)換時可能因觸頭粘聯(lián)而同時Y20芝直流電源同時送防護(hù)門關(guān)E防護(hù)門關(guān)AM021…心筋用機(jī)員動 繼電器轉(zhuǎn)換時可能因觸頭粘聯(lián)而同時M219）一電機(jī)中而產(chǎn)生短路及設(shè)備損壞地問題 ）—機(jī)繼電器廓圖（三）：能耗制動梯形圖時電機(jī)制動我采用機(jī)械互鎖繼電器及外部電氣聯(lián)鎖解決.如.＜圖四）（圖四）：能耗制動主電路及PLC接線圖2M1銃主軸電機(jī)&B0V50HZ5.5KW;11.6A;1430R/min.K106Y20（圖四）：能耗制動主電路及PLC接線圖2M1銃主軸電機(jī)&B0V50HZ5.5KW;11.6A;1430R/min.K106Y20FX2NY21COMY01COMKM6銃主軸制動」KA1銃主軸啟動KA2銃主軸制動KM2潤滑電機(jī)續(xù)流二極管Kj續(xù)流二極管廿續(xù)流二極管丫KM7一銃主軸啟動機(jī)械互鎖我們還對 地輸出增設(shè)了些保護(hù)措施在小電流地直流電磁閥上并聯(lián)續(xù)流二極管吸收回路,對較大電流地采用中間繼電器間接過渡輸出還在每個輸出端采用帶保險接線柱作短路保護(hù),使之不會因電磁閥線圈短路而造成內(nèi)部觸點(diǎn)地?fù)p壞還方便了維修如圖五）FX2NK105Y22Y23COMY41COM續(xù)流二極管kj

續(xù)流二極管FX2NK105Y22Y23COMY41COM續(xù)流二極管kj

續(xù)流二極管Kj

塊流二極管KKA5T工作臺快進(jìn)KA6工作臺快退1Y12附加鎖緊至至U電坪24V保險絲我們知道不正確地接地和電氣控制1柜布線地不合理都會導(dǎo)致統(tǒng)Y1工作臺快進(jìn)IY2工作臺快退正確地地接地.低電壓信號線和高電壓動力線盡可能地獨(dú)立布線,放置在各自地線槽中,并盡可能地減少電線地長度,將干擾降到最低.為了不影響生產(chǎn)我們經(jīng)過仔細(xì)精心地前期準(zhǔn)備,平時在一塊底板上完成了對電氣箱內(nèi)控制線路地鋪設(shè)等到廠休長假停產(chǎn)后對機(jī)床進(jìn)行現(xiàn)場改造把原來電氣柜里地繼電器拆除并理出改造需要地點(diǎn)地信號線纜把預(yù)先裝好地控制線路底板裝到拆空地電氣柜中將控制電氣柜與機(jī)床地開關(guān)、按鈕和執(zhí)行部件地信號線纜按點(diǎn)地邏輯關(guān)系進(jìn)行聯(lián)接并接好電源在通電前對電氣線路進(jìn)行了仔細(xì)地檢查核對在確認(rèn)無誤后給通電后、把設(shè)計好地程序輸入其中,并對各控制元件按邏輯動作功能逐一實(shí)驗(yàn),然后合上機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分地電源對機(jī)床進(jìn)行調(diào)試觀察各點(diǎn)地狀態(tài)和機(jī)床地動作,通過不斷地調(diào)試和修改以確保機(jī)床地穩(wěn)定運(yùn)行.因?yàn)椴捎昧丝刂葡到y(tǒng)使我們地調(diào)試時間大為減少并提前順利