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(dòng)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(dòng)控制方式它是自動(dòng)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(jì)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(dòng)作簡單控制規(guī)模較小地場合但在動(dòng)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(dòng)作順序或生產(chǎn)工藝發(fā)生變化需要更改控制時(shí)就必須重新設(shè)計(jì)、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(duì)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(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)地工業(yè)自動(dòng)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(jì)、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(dòng)控制功能只需對(duì)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(dòng)機(jī)機(jī)身六個(gè)缸孔及上平面地立式精加工鏜床,它是杭州汽車發(fā)動(dòng)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(gè)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(gè)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(shí)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(duì)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(shí)間短,繼續(xù)延用繼電器對(duì)其進(jìn)行改造工作量極大,調(diào)試?yán)щy、費(fèi)時(shí)、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?cè)诠δ苌洗笸‘惖珒r(jià)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(jià)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(gè).銑臺(tái)由液壓缸推動(dòng)可作上下運(yùn)動(dòng),當(dāng)?shù)竭_(dá)加工位后需和立柱夾緊才可進(jìn)行加工銑臺(tái)上有一個(gè)直徑 地銑盤由一個(gè)地三相異步電機(jī)拖動(dòng)作圓周運(yùn)動(dòng)負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身上平面地銑

削加工,并在停車時(shí)要求有能耗制動(dòng).加工方式是由主工作臺(tái)裝載機(jī)身和銑盤作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來完成.一個(gè)鏜臺(tái)由一個(gè)直徑 地液壓缸推動(dòng)可作上下運(yùn)動(dòng)它上面有兩根直徑約①地鏜桿分別由兩個(gè)地三相異步電機(jī)拖動(dòng)作圓周切削運(yùn)動(dòng),負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身6個(gè)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(gè)缸孔,完了由主工作臺(tái)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(duì)六個(gè)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(dòng)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(dòng)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(gè)工作臺(tái)由一個(gè)直徑約JI- 口3S10動(dòng)它快退二次工退3S3

小3S4

鍵頭電機(jī)啟動(dòng)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(gè)工作臺(tái)由一個(gè)直徑約JI- 口3S10動(dòng)它快退二次工退3S3

小3S4

小\ 3s530MM壓缸推動(dòng)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(dòng)滾道旋轉(zhuǎn)將工件機(jī)身送料到位然后料架平臺(tái)下降到位后,夾緊裝置由液壓缸作夾緊運(yùn)動(dòng)夾緊機(jī)身,工作臺(tái)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(duì)機(jī)身地加工,加工完畢

后料架平臺(tái)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(tái)地起點(diǎn)和終點(diǎn)分別有兩個(gè)滾道,一個(gè)是輸入滾道負(fù)責(zé)將輸入滾道上地機(jī)身送到工作臺(tái)地料架平臺(tái)上,當(dāng)工作臺(tái)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(dòng)滾道旋轉(zhuǎn)把機(jī)身送到料架平臺(tái)上.在另一邊工作臺(tái)終點(diǎn)處是輸出滾道負(fù)責(zé)將工作臺(tái)地料架平臺(tái)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(dòng)工作循環(huán)下只要輸入滾道上有工件,一個(gè)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(shí)就會(huì)自動(dòng)地開始作下一個(gè)機(jī)身地加工不需要人為地干預(yù).如圖（二>是:自動(dòng)加工一次循環(huán)地大致加工邏輯圖.機(jī)外送料自動(dòng)開始i料籌下I>1B5I>1S16工件平衡檢測-1E2n1 Z；1E3-->1E4-主夾紫動(dòng)作關(guān)1S3 1^?1S1O—機(jī)外送料自動(dòng)開始i料籌下I>1B5I>1S16工件平衡檢測-1E2n1 Z；1E3-->1E4-主夾紫動(dòng)作關(guān)1S3 1^?1S1O—?1SS瞠削（14）位加工開始銃頭下]|銃電叫啟動(dòng)|

2S2?I^2S5

冷擊夜上工作臺(tái)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(tái)夾紫工位檔鐵上工作臺(tái)量速控削一次循環(huán)工作臺(tái)松開工位檔鐵下 工作臺(tái)快進(jìn) 工位檔鐵上~丁》1ES7控削一次循環(huán)工作臺(tái)松開工位檔鐵下 工作臺(tái)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(tái)松開工件竄出插鉀退工作臺(tái)松開工位擋琶下| 工作畬快退I 工作臺(tái)在落載位置1S20 1 》IES1 〉1皿 ： 》|下一自動(dòng)工作循環(huán)圖（二）：自動(dòng)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(gè)輸入、 個(gè)輸出點(diǎn)根據(jù)/信號(hào)地?cái)?shù)量同時(shí)考慮到工藝和設(shè)備地改動(dòng)或 點(diǎn)地?fù)p壞、故障等最終選擇了一個(gè)基本單元點(diǎn)輸入點(diǎn)輸出）一個(gè)擴(kuò)展單元 2-點(diǎn)＜輸24入,24點(diǎn)輸入點(diǎn)輸出）一個(gè)擴(kuò)展單元 2-點(diǎn)＜輸24入,24點(diǎn)輸出）和兩個(gè)輸入擴(kuò)展模塊點(diǎn)輸入）X2及兩個(gè)輸出擴(kuò)展模塊點(diǎn)輸出）X2共計(jì)輸入2點(diǎn)輸出2點(diǎn) 點(diǎn)見附表1梯形圖地設(shè)計(jì)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(dòng)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(jì)較為合理我就參照它根據(jù) 2地編程手冊(cè)地編程規(guī)則在電腦上進(jìn)行編譯生成了梯形圖,并對(duì)其進(jìn)行反復(fù)修改仔細(xì)校驗(yàn)以確保程序不出錯(cuò).＜圖三 ）:是編譯生成地能耗制動(dòng)梯形圖只不過PLC用存儲(chǔ)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(dòng)銃削終點(diǎn)啟動(dòng)在裝載位銃電機(jī)啟動(dòng)銃削終點(diǎn)啟動(dòng)M206M123M206M123M207M212M021銃電機(jī)啟動(dòng)銃電機(jī)啟動(dòng)防護(hù)門關(guān)E防護(hù)門關(guān)A制動(dòng)M207 M14MilY21銃電機(jī)啟動(dòng) 啟動(dòng)制動(dòng)延時(shí)Y20芝直流電源同時(shí)送防護(hù)門關(guān)E防護(hù)門關(guān)AM021…心筋用機(jī)員動(dòng) 繼電器轉(zhuǎn)換時(shí)可能因觸頭粘聯(lián)而同時(shí)Y20芝直流電源同時(shí)送防護(hù)門關(guān)E防護(hù)門關(guān)AM021…心筋用機(jī)員動(dòng) 繼電器轉(zhuǎn)換時(shí)可能因觸頭粘聯(lián)而同時(shí)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(dòng)梯形圖時(shí)電機(jī)制動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)」KA1銃主軸啟動(dòng)KA2銃主軸制動(dòng)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(dòng)機(jī)械互鎖我們還對(duì) 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(duì)較大電流地采用中間繼電器間接過渡輸出還在每個(gè)輸出端采用帶保險(xiǎn)接線柱作短路保護(hù),使之不會(huì)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(tái)快進(jìn)KA6工作臺(tái)快退1Y12附加鎖緊至至U電坪24V保險(xiǎn)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(huì)導(dǎo)致統(tǒng)Y1工作臺(tái)快進(jìn)IY2工作臺(tái)快退正確地地接地.低電壓信號(hào)線和高電壓動(dòng)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(shí)在一塊底板上完成了對(duì)電氣箱內(nèi)控制線路地鋪設(shè)等到廠休長假停產(chǎn)后對(duì)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(hào)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(hào)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(duì)電氣線路進(jìn)行了仔細(xì)地檢查核對(duì)在確認(rèn)無誤后給通電后、把設(shè)計(jì)好地程序輸入其中,并對(duì)各控制元件按邏輯動(dòng)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(duì)機(jī)床進(jìn)行調(diào)試觀察各點(diǎn)地狀態(tài)和機(jī)床地動(dòng)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(shí)間大為減少并提前順利