MZ2015自動(dòng)磨床是軸承行業(yè)廣泛使用的加工設(shè)備,用于軸承套圈內(nèi)圓磨削,由于該機(jī)床的早期電氣系統(tǒng)采用的是繼電器─接觸器控制和由二極管組成的矩陣順序控制線(xiàn)路,電氣元件較多,且可靠性差,電氣故障頻繁岸腔。故采用FXon-60MR PLC對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造且昭。

1、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

任何一種繼電器系統(tǒng)都有三個(gè)部分組成,即輸入部分,邏輯部分和輸出部分悼做。系統(tǒng)輸入部分由所有行程開(kāi)關(guān)疯特、儀表觸點(diǎn)、方式選擇開(kāi)關(guān)肛走、控制按鈕等組成漓雅。邏輯部分是指由各種繼電器及其觸點(diǎn)組成的實(shí)現(xiàn)一定邏輯功能的控制線(xiàn)路,輸出部分包括電磁閥線(xiàn)圈,指示燈和接通各種負(fù)載的接觸器線(xiàn)圈。在控制系統(tǒng)中使用PLC 就是代替繼電器控制系統(tǒng)中的邏輯線(xiàn)路部分朽色。原MZ2015磨床的電氣系統(tǒng),所有行程開(kāi)關(guān)(SQ1～SQ17),選擇開(kāi)關(guān)(SA3),儀表觸點(diǎn) (KA1～KA4),控制按鈕(SB2,SB5)等為系統(tǒng)的輸入信號(hào)邻吞；而電磁閥線(xiàn)圈(YV1～YV13),指示燈,充磁信號(hào)等為系統(tǒng)的輸出信號(hào)。系統(tǒng)的硬件構(gòu)成如圖1所示,為了節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù),各電磁閥的狀態(tài)指示燈并聯(lián)在其線(xiàn)圈兩端葫男；系統(tǒng)的調(diào)整操作采用由PLC的Y1和Y2輸出調(diào)整信號(hào)在外部經(jīng)相應(yīng)開(kāi)關(guān)控制抱冷。同時(shí)為了保護(hù)PLC輸出繼電器,在電磁閥兩端各并聯(lián)一只二極管,防止在電感性負(fù)載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或浪涌電流對(duì)PLC輸出點(diǎn)及內(nèi)部電源的沖擊,二極管的額定電流通常選為1A,額定電壓大于電源電壓的3倍。

圖1 PLC外部接線(xiàn)圖

2梢褐、軟件設(shè)計(jì)

(1) 程序結(jié)構(gòu)

原機(jī)床包括自動(dòng)旺遮、半自動(dòng)、調(diào)整和長(zhǎng)期修整4種工作方式,由萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)選擇盈咳。用PLC改造后,此部分的接線(xiàn)要重新安排,可選用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的兩組觸點(diǎn)SA3-1和SA3-2(對(duì)應(yīng)PLC輸入端子X(jué)20和X21),使其分別在4種工作情況下,滿(mǎn)足表1所示的通斷狀態(tài)耿眉。

表1 開(kāi)關(guān)方式狀態(tài)

表1中“0”表示斷開(kāi),“1”表示接通。如用二進(jìn)制表示X20 和X21 的狀態(tài),即為00,01,10和11四種淳某。如圖2示,自動(dòng)方式時(shí)驅(qū)動(dòng)M10,半自動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)M11,調(diào)整時(shí)驅(qū)動(dòng)M12,長(zhǎng)修時(shí)驅(qū)動(dòng)M13溅鞠。這樣可安排出圖3的程序結(jié)構(gòu)圖。

圖2 工作方式梯形圖

圖3 程序結(jié)構(gòu)圖

(2) 矩陣電路的編程處理

圖4 二極管順序控制原理示意圖及對(duì)應(yīng)梯形圖

矩陣二極管順序控制電路是原床電氣系統(tǒng)中的重要組成部分,PLC梯形圖的轉(zhuǎn)換原理,如圖4示馍上。其動(dòng)作如下:

a.SA1合上,SA2打開(kāi),KA5線(xiàn)圈通電吸合并自鎖,此時(shí)KA5線(xiàn)圈及R上的電壓基本相等,約為12V,KA6線(xiàn)圈被短路脫吸仙茴。

b.SA1打開(kāi),SA2合上,KA5線(xiàn)圈被短路,KA5脫吸,KA6線(xiàn)圈通電吸上并自鎖。

c.SA1哑暮、SA2同時(shí)合上,由于KA5签梭、KA6線(xiàn)圈同時(shí)被短路,所以V1也處于上述導(dǎo)通狀態(tài),但KA5、KA6總是處于脫吸狀態(tài)奕碑。

根據(jù)上述要求可得出SA1翠蓄、SA2與KA5、KA6的邏輯關(guān)系,如表2所示鸣拦。從表2可看出,SA1是KA5的置位端,KA6的復(fù)位端抢纹；SA2是KA6的置位端,KA5的復(fù)位端。這種狀態(tài)可由PLC內(nèi)部的置位葱妒、復(fù)位指令來(lái)實(shí)現(xiàn),其梯形圖如圖4示,圖中M21相當(dāng)于KA5,M22相當(dāng)于KA6谚剿。

表2 順序邏輯控制

(3) 編程調(diào)試

由于用PLC改造原機(jī)床電氣系統(tǒng)是以不改變?cè)刂乒δ転榍疤?此時(shí)可對(duì)原線(xiàn)路進(jìn)行分塊處理,對(duì)于MZ2015磨床,可分成輸出處理程序,輸入處理程序和順序控制邏輯程序,這種處理對(duì)于程序調(diào)試和設(shè)備維修都有很大的方便,根據(jù)手動(dòng)、 長(zhǎng)修连锯、自動(dòng)和半自動(dòng)四種工作方式分別進(jìn)行模擬運(yùn)行归苍。用開(kāi)關(guān)模擬輸入信號(hào),開(kāi)關(guān)的一端接入相對(duì)應(yīng)的輸入端點(diǎn),另一端作為公共端接在PLC輸入信號(hào)電源的負(fù)端。輸入程序后,對(duì)照輸入信號(hào)狀態(tài)表,設(shè)置好原始狀態(tài)情況下所有輸入信號(hào)的狀態(tài)运怖；再按工步狀態(tài),扳動(dòng)開(kāi)關(guān),觀察輸出端點(diǎn)指示燈在一個(gè)工作循環(huán)里的狀態(tài)變化,并與工藝過(guò)程對(duì)照拼弃。由于程序較長(zhǎng),這里僅給出輸出部分及二極管順控電路所對(duì)應(yīng)的梯形圖,如圖4夏伊、5示。

圖5 輸出部分梯形圖

3吻氧、結(jié)束語(yǔ)

用可編程控制器改造舊機(jī)床電氣系統(tǒng),在現(xiàn)有企業(yè)里是非衬缬牵現(xiàn)實(shí)的技術(shù)改造方案,具有投資省、見(jiàn)效快的特點(diǎn)盯孙。通過(guò)使用PLC改造該機(jī)床電氣系統(tǒng)后,去掉了原機(jī)床的13只中間繼電器,5只時(shí)間繼電器,80只順序控制二極管及20只電阻,使線(xiàn)路簡(jiǎn)化鲁森。同時(shí),由于PLC的高可靠性,輸入輸出部分還有信號(hào)指示,不僅使電氣故障次數(shù)大大減少,而且還給準(zhǔn)確判斷電器故障的發(fā)生部位提供了很大的方便。

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