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自 動(dòng) 化 技 術(shù) 與 應(yīng) 用 2004 年 第 23 卷 第 8 期 PLC 與 DCS PLC and DCS PLC 在 X62W 銑 床 電 氣 控 制 電 路 中 的 應(yīng) 用 李 秀 忠 (佛 山 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 , 廣 東 佛 山 528237) 摘 要 :本 文 介 紹 用 PLC改 造 X62W銑 床 繼 電 器 控 制 電 路 ,詳 細(xì) 闡 述 了 改 造 設(shè) 計(jì) 方 案 。 根 據(jù) X62W 銑 床 繼 電 器 控 制 電 路 的 組 成 ,確 定 PLC的 輸 入 輸 出 點(diǎn) 數(shù) ,并 進(jìn) 行 PLC型 號(hào) 選 擇 ,IPO 地 址 分 配 及 IPO 接 線 。 根 據(jù) 其 繼 電 器 控 制 電 路 的 工 作 原 理 ,進(jìn) 行 系 統(tǒng) 程 序 設(shè) 計(jì) 。 關(guān) 鍵 詞 :X62W銑 床 ; PLC; 改 造 設(shè) 計(jì) 方 案 ; IPO 接 線 ; 程 序 設(shè) 計(jì) 中 圖 分 類 號(hào) : TP29 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼 : B 文 章 編 號(hào) : 100327241 (2004) 0820028204 Usin g PLC in Rec o nstructio n of t he X62W Miller LI Xiu - zhong (Foshan Polytechnic College , Foshan 528237 , China) Abstract :This paper presents the reconstruction of the relay control circuit with PLC for the X62W miller. The determination of PLC IPO counts , the selection of PLC type , IPO address assignment and IPO wiring are discussed ,and the system program design is also given. Key words :X62W miller ; PLC; reconstruction design ; IPO wiring ; Program design 1 引 言 X62W銑 床 原 控 制 電 路 為 繼 電 器 控 制 ,接 觸 觸 點(diǎn) 多 ,故 障 也 多 ,操 作 人 員 維 修 任 務(wù) 較 大 ,機(jī) 械 使 用 率 較 低 。 所 以 針 對(duì) 這 種 情 況 ,我 們 用 PLC控 制 改 造 其 繼 電 器 控 制 電 路 ,克 服 了 以 上 缺 點(diǎn) , 降 低 了 設(shè) 備 故 障 率 ,提 高 了 設(shè) 備 使 用 率 ,效 果 非 常 好 。 2 X62W 銑 床 控 制 電 路 工 作 原 理 2. 1 工 作 臺(tái) 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 行 程 開(kāi) 關(guān) 及 圓 工 作 臺(tái) 轉(zhuǎn) 換 開(kāi) 關(guān) 工 作 狀 態(tài) 1 (表 1、 表 2、 表 3) 表 1 工 作 臺(tái) 縱 向 行 程 開(kāi) 關(guān) 工 作 狀 態(tài) 縱 向 操 作 手 柄 觸 點(diǎn) 向 左 中 間(停 ) 向 右 SQ1 - - + SQ2 + - - 表 2 工 作 臺(tái) 升 降 、 橫 向 行 程 開(kāi) 關(guān) 工 作 狀 態(tài) 升 降 及 橫 向 操 作 手 柄 觸 點(diǎn) 向 前 向 下 中 間 (停 ) 向 后 向 上 SQ3 + - - SQ4 - - + 收 稿 日 期 :2004 - 02 - 19 表 3 圓 工 作 臺(tái) 轉(zhuǎn) 換 開(kāi) 關(guān) 工 作 狀 態(tài) 位 置 觸 點(diǎn) 接 通 圓 工 作 臺(tái) 斷 開(kāi) 圓 工 作 臺(tái) SA1 + - 2. 2 各 電 機(jī) 的 控 制 過(guò) 程 (1)主 軸 電 機(jī) M1 由 KM3 實(shí) 現(xiàn) 起 、 停 運(yùn) 行 控 制 ,由 轉(zhuǎn) 向 選 擇 開(kāi) 關(guān) SA5 預(yù) 選 轉(zhuǎn) 向 ,KM2 的 主 觸 點(diǎn) 串 聯(lián) 兩 相 電 阻 與 速 度 繼 電 器 SR 配 合 實(shí) 現(xiàn) M1 的 停 車(chē) 反 接 制 動(dòng) 。 (2)工 作 臺(tái) 進(jìn) 給 電 機(jī) M2 由 KM4、 KM5 的 主 觸 點(diǎn) 實(shí) 現(xiàn) 加 工 中 的 正 、 反 向 進(jìn) 給 控 制 ,并 由 接 觸 器 KM6 的 主 觸 點(diǎn) 控 制 快 速 電 磁 鐵 ,決 定 工 作 臺(tái) 移 動(dòng) 速 度 , KM6 接 通 為 快 速 移 動(dòng) ,斷 開(kāi) 為 慢 速 自 動(dòng) 進(jìn) 給 。 (3)冷 卻 泵 電 機(jī) M3 由 KM1 控 制 ,單 方 向 運(yùn) 轉(zhuǎn) 。 2. 3 工 作 臺(tái) 進(jìn) 給 限 位 保 護(hù) 工 作 臺(tái) 左 右 、 上 下 、 前 后 運(yùn) 動(dòng) 均 有 限 位 保 護(hù) ,由 機(jī) 械 方 法 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 。 當(dāng) 工 作 臺(tái) 運(yùn) 動(dòng) 到 極 限 位 置 時(shí) ,利 用 固 定 在 床 身 上 的 擋 鐵 , 撞 擊 操 作 手 柄 ,使 其 回 到 中 間 位 置 ,工 作 臺(tái) 便 停 止 運(yùn) 動(dòng) 。 2. 4 工 作 臺(tái) 各 運(yùn) 動(dòng) 方 向 的 聯(lián) 鎖 控 制 在 同 一 時(shí) 間 內(nèi) ,工 作 臺(tái) 只 允 許 向 一 個(gè) 方 向 運(yùn) 動(dòng) ,這 種 聯(lián) 鎖 是 82 | Techniques of Automation 松 開(kāi) 按 鈕 后 ,工 作 臺(tái) 按 原 來(lái) 速 度 進(jìn) 給 。 2. 6 主 軸 電 機(jī) 與 進(jìn) 給 電 機(jī) 的 變 速 沖 動(dòng) 主 軸 電 機(jī) 變 速 沖 動(dòng) 是 由 主 軸 變 速 箱 操 作 行 程 開(kāi) 關(guān) SQ7 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 的 ,主 軸 變 速 既 可 在 M1 停 車(chē) 時(shí) 進(jìn) 行 ,又 可 在 M1 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí) 進(jìn) 行 。 進(jìn) 給 電 機(jī) 變 速 沖 動(dòng) 是 由 進(jìn) 給 變 速 箱 操 作 行 程 開(kāi) 關(guān) SQ6 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 的 ,進(jìn) 給 變 速 應(yīng) 在 工 作 臺(tái) 停 止 移 動(dòng) 時(shí) 進(jìn) 行 。 2. 7 圓 工 作 臺(tái) 控 制 在 長(zhǎng) 工 作 臺(tái) 六 個(gè) 方 向 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 都 停 止 時(shí) ,將 圓 工 作 臺(tái) 轉(zhuǎn) 換 開(kāi) 關(guān) 扳 到 “ 接 通 ” 位 置 處 ,圓 工 作 臺(tái) 才 能 起 動(dòng) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 。 圓 工 作 臺(tái) 與 長(zhǎng) 工 作 臺(tái) 六 個(gè) 方 向 的 聯(lián) 鎖 是 利 用 電 氣 聯(lián) 鎖 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 的 2 。 3 改 造 方 案 的 確 定 (1)不 改 變 原 控 制 系 統(tǒng) 電 氣 操 作 方 法 。 (2)不 改 變 原 電 氣 系 統(tǒng) 控 制 元 件 (包 括 行 程 開(kāi) 關(guān) 、 按 鈕 、 交 流 接 觸 器 、 中 間 繼 電 器 ,以 上 元 件 的 數(shù) 量 、 作 用 均 與 原 電 氣 線 路 相 同 ) 。 (3)原 控 制 線 路 中 熱 繼 電 器 仍 用 硬 件 控 制 (因 過(guò) 載 使 用 幾 率 較 少 ) 。 (4)指 示 燈 接 線 仍 和 原 控 制 線 路 相 同 。 (5)原 主 軸 和 進(jìn) 給 變 速 箱 操 作 方 法 和 結(jié) 構(gòu) 不 變 。 (6)原 銑 床 的 工 藝 加 工 方 法 不 變 。 (7)只 是 將 原 繼 電 器 控 制 中 的 硬 件 接 線 改 為 用 軟 件 編 程 來(lái) 替 代 。 4 PLC 選 擇 4. 1 X62W 銑 床 輸 入 輸 出 點(diǎn) 數(shù) 統(tǒng) 計(jì) 因 為 在 改 造 中 不 改 變 原 控 制 系 統(tǒng) ,所 以 PLC 輸 入 輸 出 點(diǎn) 數(shù) 可 根 據(jù) 原 繼 電 器 控 制 電 路 來(lái) 計(jì) 算 3 。 4. 1. 1 輸 入 點(diǎn) 數(shù) (1)原 主 軸 電 機(jī) 啟 動(dòng) 按 鈕 2 個(gè) ,主 軸 電 機(jī) 停 止 按 鈕 2 個(gè) ,主 軸 電 機(jī) 反 接 制 動(dòng) 速 度 繼 電 器 2 個(gè) ,主 軸 變 速 沖 動(dòng) 行 程 開(kāi) 關(guān) 1 個(gè) , 共 7 點(diǎn) ; (2)工 作 臺(tái) 右 移 行 程 開(kāi) 關(guān) 1 個(gè) ,左 移 行 程 開(kāi) 關(guān) 1 個(gè) ,前 、 下 移 行 程 開(kāi) 關(guān) 1 個(gè) ,后 、 上 移 行 程 開(kāi) 關(guān) 1 個(gè) ,工 作 臺(tái) 快 速 進(jìn) 給 按 鈕 2 個(gè) ,工 作 臺(tái) 變 速 沖 動(dòng) 行 程 開(kāi) 關(guān) 1 個(gè) ,共 7 點(diǎn) ; (3)圓 工 作 臺(tái) 轉(zhuǎn) 換 開(kāi) 關(guān) 1 個(gè) ; (4)冷 卻 泵 電 機(jī) 起 、 停 轉(zhuǎn) 換 開(kāi) 關(guān) 1 個(gè) ; 輸 入 點(diǎn) 數(shù) 共 16 點(diǎn) 。 4. 1. 2 輸 出 點(diǎn) 數(shù) 根 據(jù) 原 控 制 電 路 主 軸 電 機(jī) 、 工 作 臺(tái) 進(jìn) 給 電 機(jī) 、 快 速 進(jìn) 給 電 磁 鐵 及 冷 卻 泵 電 機(jī) 用 交 流 接 觸 器 統(tǒng) 計(jì) 輸 出 點(diǎn) 數(shù) 為 : (1)主 軸 電 機(jī) 運(yùn) 行 交 流 接 觸 器 1 個(gè) ,主 軸 電 機(jī) 反 接 制 動(dòng) 交 流 接 觸 器 1 個(gè) ,共 2 點(diǎn) ; (2)工 作 臺(tái) 進(jìn) 給 電 機(jī) 正 、 反 轉(zhuǎn) 交 流 接 觸 器 各 1 個(gè) ,快 速 進(jìn) 給 電 磁 鐵 交 流 接 觸 器 1 個(gè) ,共 3 點(diǎn) ; (3)冷 卻 泵 電 機(jī) 交 流 接 觸 器 1 個(gè) ; 輸 出 點(diǎn) 數(shù) 共 為 6 點(diǎn) 。 4. 2 PLC選 擇 X62W銑 床 改 造 后 共 需 點(diǎn) 數(shù) 為 22 點(diǎn) ,考 慮 10 %余 量 及 以 后 加 報(bào) 警 電 路 和 故 障 顯 示 電 路 ,考 慮 發(fā) 展 及 工 藝 控 制 問(wèn) 題 ,故 選 用 三 菱 FX2N 48MR PLC ,繼 電 器 輸 出 ,IPO 總 點(diǎn) 數(shù) 為 48 點(diǎn) ,輸 入 點(diǎn) 數(shù) 為 24 點(diǎn) ,輸 出 點(diǎn) 數(shù) 為 24 點(diǎn) 。 4. 3 PLC IPO 分 配 表 (表 4、 表 5) 表 4 輸 入 口 分 配 表 地 址 號(hào) 符 號(hào) 名 稱 用 途 X0 SB1 主 軸 電 機(jī) 啟 動(dòng) 按 鈕 X1 SB2 主 軸 電 機(jī) 啟 動(dòng) 按 鈕 X2 SB3 主 軸 電 機(jī) 停 止 按 鈕 X3 SB4 主 軸 電 機(jī) 停 止 按 鈕 X4 SB5 工 作 臺(tái) 快 速 進(jìn) 給 按 鈕 X5 SB6 工 作 臺(tái) 快 速 進(jìn) 給 按 鈕 X6 SQ1 工 作 臺(tái) 右 移 行 程 開(kāi) 關(guān) X7 SQ2 工 作 臺(tái) 左 移 行 程 開(kāi) 關(guān) X10 SQ3 工 作 臺(tái) 前 、 下 移 行 程 開(kāi) 關(guān) X11 SQ4 工 作 臺(tái) 后 、 上 移 行 程 開(kāi) 關(guān) X12 SQ6 進(jìn) 給 變 速 沖 動(dòng) 行 程 開(kāi) 關(guān) X13 SQ7 主 軸 變 速 沖 動(dòng) 行 程 開(kāi) 關(guān) X14 SA1 圓 工 作 臺(tái) 轉(zhuǎn) 換 開(kāi) 關(guān) X15 SA3 冷 卻 泵 電 機(jī) 起 、 停 轉(zhuǎn) 換 開(kāi) 關(guān) X16 KS - 1 主 軸 電 機(jī) 速 度 繼 電 器 X17 KS - 2 主 軸 電 機(jī) 速 度 繼 電 器 表 5 輸 出 口 分 配 表 地 址 號(hào) 符 號(hào) 名 稱 用 途 Y0 KM1 冷 卻 泵 電 機(jī) 交 流 接 觸 器 Y1 KM2 主 軸 電 機(jī) 反 接 制 動(dòng) 交 流 接 觸 器 Y2 KM3 主 軸 電 機(jī) 運(yùn) 行 交 流 接 觸 器 Y3 KM4 工 作 臺(tái) 進(jìn) 給 電 機(jī) 正 轉(zhuǎn) 交 流 接 觸 器 Y4 KM5 工 作 臺(tái) 進(jìn) 給 電 機(jī) 反 轉(zhuǎn) 交 流 接 觸 器 Y5 KM6 工 作 臺(tái) 快 速 進(jìn) 給 電 磁 鐵 交 流 接 觸 器 92 Techniques of Automation 圓 工 作 臺(tái) 與 長(zhǎng) 工 作 臺(tái) 之 間 也 需 用 軟 繼 電 器 加 聯(lián) 鎖 控 制 。 (6)應(yīng) 給 PLC工 作 電 源 加 外 部 啟 動(dòng) 、 停 止 按 鈕 。 8 結(jié) 束 語(yǔ) X62W銑 床 原 繼 電 器 控 制 電 路 經(jīng) PLC 控 制 改 造 后 ,降 低 了 設(shè) 備 運(yùn) 行 的 故 障 率 ,提 高 了 設(shè) 備 運(yùn) 行 的 穩(wěn) 定 性 和 使 用 率 ,減 輕 了 操 作 人 員 維 修 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 。 改 造 后 設(shè) 備 經(jīng) 過(guò) 長(zhǎng) 期 運(yùn) 行 ,結(jié) 果 表 明 效 果 非 常 良 好 ,收 到 了 較 好 的 經(jīng) 濟(jì) 效 益 和 社 會(huì) 效 益 。 9 參 考 文 獻(xiàn) : 1 鄧 則 名 ,鄺 穗 芳 . 電 器 與 可 編 程 控 制 器 應(yīng) 用 技 術(shù) M . 北 京 :機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ,1997 2 方 承 遠(yuǎn) . 工 廠 電 氣 控 制 技 術(shù) M . 北 京 :機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ,2000 3 張 萬(wàn) 忠 . 可 編 程 控 制 器 應(yīng) 用 技 術(shù) M . 北 京 :化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 出 版 ,2001 4 李 秀 忠 ,馮 安 平 . PLC改 造 T68 鏜 床 電 氣 控 制 電 路 J . 機(jī) 電 產(chǎn) 品 開(kāi) 發(fā) 與 創(chuàng) 新 ,2003 (6) :77 - 78 作 者 簡(jiǎn) 介 :李 秀 忠 (1970 - ) ,男 ,四 川 人 ,講 師 ,廣 東 工 業(yè) 大 學(xué) 在 讀 碩 士 ,研 究 方 向 :自 動(dòng) 控 制 及 機(jī) 械 電 子 技 術(shù) 。 (上 接 第 33 頁(yè) ) 3 結(jié) 束 語(yǔ) 本 熔 鋁 爐 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 成 本 低 ,爐 體 重 量 輕 、 爐 殼 表 面 溫 度 低 、 熱 效 率 高 ,工 人 勞 動(dòng) 條 件 好 的 優(yōu) 點(diǎn) 。 電 氣 控 制 系 統(tǒng) 中 ,將 熱 電 耦 傳 感 信 號(hào) 反 饋 到 輸 入 端 ,與 智 能 型 熱 電 耦 溫 度 表 的 溫 度 設(shè) 定 值 信 號(hào) 比 較 后 輸 出 誤 差 電 壓 Vt ,構(gòu) 成 閉 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 計(jì) 算 和 恒 溫 控 制 。 電 路 采 用 了 部 分 進(jìn) 口 電 器 元 件 ,電 氣 柜 上 設(shè) 有 數(shù) 顯 和 信 號(hào) 燈 ,爐 溫 調(diào) 控 方 便 可 靠 、 精 度 高 、 操 作 安 全 。 在 本 市 微 電 機(jī) 制 造 公 司 投 產(chǎn) 后 ,不 僅 有 效 地 提 高 了 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 子 的 鑄 鋁 質(zhì) 量 ,改 善 了 工 人 的 勞 動(dòng) 環(huán) 境 ,同 時(shí) 也 為 該 公 司 帶 來(lái) 了 可 觀 的 經(jīng) 濟(jì) 效 益 。 4 參 考 文 獻(xiàn) : 1 鑄 造 工 程 師 手 冊(cè) 編 寫(xiě) 組 . 鑄 造 工 程 師 手 冊(cè) M . 北 京 :機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 . 1997 2 北 京 榮 興 達(dá) 自 動(dòng) 化 測(cè) 控 技 術(shù) 有 限 公 司 . REX - F9 智 能 溫 度 表 使 用 說(shuō) 明 書(shū) Z 3 喬 靜 宇 . 新 編 電 氣 工 程 師 實(shí) 用 手 冊(cè) M . 北 京 :中 國(guó) 水 利 水 電 出 版 社 ,1997 4 劉 孝 增 . 熱 處 理 爐 及 車(chē) 間 設(shè) 備 M . 北 京 :機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 , 1985 5 華 光 電 子 工 業(yè) 有 限 公 司 . SZPSH系 列 編 程 手 冊(cè) Z 6 呂 國(guó) 泰 . 電 子 技 術(shù) M . 北 京 :高 等 教 育 出 版 社 ,1993 作 者 簡(jiǎn) 介 :楊 六 順 (1961 - ) ,男 ,漢 ,江 蘇 泰 州 人 ,講 師 ,主 要 從 事 機(jī) 械 制 造 和 機(jī) 電 控 制 的 教 學(xué) 和 研 究 工 作 。 13 Techniques of Automation &Applications |