基于plc的mq8260a型曲轴磨床电气控制系统的设计

基于plc的mq8260a型曲轴磨床电气控制系统的设计内容摘要：

a. 中央处理单元 (CPU) 中央处理单元 (CPU)是 PLC的控制中枢。 它按照 PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、 I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。 当 PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入 I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内。 等所有的用户程序执行完毕之后，最后将 I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循 环运行，直到停止运行。 为了进一步提高 PLC 的可靠性，近年来对大型 PLC还采用双 CPU构成冗余系统，或采用三 CPU 的表决式系统。 这样，即使某个 CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。 b、存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 c、电源 PLC 的电源在整个系统中起着十分重要的作用。 如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此 PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。 一般交流电压波动在 +10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而 将 PLC 直接连接到交流电网上去 d、输入输出接口电路 现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是 PLC 与 5 现场控制的接口界面的输入通道。 现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用 PLC 通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 、 PLC 的工作原理 一 . 扫描技术 当 PLC 投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。 完成上述三个阶段称作一个扫描周期。 在整个运行期间， PLC 的 CPU 以一定的扫描速度 重复执行上述三个阶段。 (一 ) 输入采样阶段 在输入采样阶段， PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入 I/O 映象区中的相应得单元内。 输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。 在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化， I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。 因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 (二 ) 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段， PLC 总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序 (梯形图 )。 在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在 I/O 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即，在用户程序执行过程中，只有输入点在 I/O 映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在 I/O映象区或系统 RAM存储区 内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 在程序执行的过程中如果使用立即 I/O 指令则可以直接存取 I/O 点。 即使用I/O 指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从 I/O 模块取值， 6 输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。 (三 ) 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后， PLC 就进入输出刷新阶段。 在此期间 ， CPU 按照 I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。 这时，才是 PLC 的真正输出。 、 PLC 目前的主要品牌 松下，西门子，三菱，欧姆龙，台达，富士，施耐德， ABB 等。 、 PLC 技术发展呈现新的动向： 1：产品规模向大、小两个方向发展 大： I/O 点数达 14336 点、 32 位为微处理器、多 CPU 并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化。 小：由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。 2： PLC 在闭环过程控制中应用日益广泛 3：不断加 强通讯功能 4： .新器件和模块不断推出 高档的PLC 除了主要采用 CPU 以提高处理速度外，还有带处理器的 EPROM 或 RAM的智能I/O 模块、高速计数模块、远程 I/O模块等专用化模块。 5：编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化 有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的 PLC指令系统 6：发展容错技术 采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。 7：追求软硬件的标准化。 3 MQ8260A 型曲轴磨床传统电气控制系统的原理 （ 1）砂轮由电动机 M1 驱动，单向旋转磨削。 （ 2）水泵电机 M2 的起、停与砂轮同步：砂轮电机启动、水泵即启动；砂轮停转、水泵停止。 （ 3）头架卡盘由电动机 M3 驱动，单向运转，并可以点动调整。 （ 4）油泵电机 M4 首先启动，油泵工作后其余各电动机方可启动，油泵润滑于机床工作始终。 （ 5）工作台由电动机 M5拖动。 可在限定行程内向左、向右移动。 （ 6）任何一台电动机过载发热，则整个控制回路断电，所有电机全部停转。 7 根据总体传动方案设计，巳确定各电动机型号及额定参数如下表。 名称 电动机型号 额定功率 KW 额定电压 额定 转速 1M Y132M4 380V 1440r/min 2M DB25A 380V 3000r/min 3M Y90L6 380V 910r/min 4M A028014/B14 380V 1400r/min 5Ｍ A028014/B14 380V 1400r/min MQ8260A 型曲轴磨床电气控制电路 主电路 下图为的 MQ8260A 型曲轴磨床 电气控制图 8 动力电路设计 由电气传动总体方案知：除拖动台面左右移动的电动机 M5需要正反转控制外，其它几台电动机均不必反转；砂轮电动机 M1与水泵电机 M2应联动控制；为方便砂轮的修整， M2增设 插口以灵活插取；按电动机编号顺序依次排列，并加上短路保护及过载保护装置。 动力电路如图 下 示。 3~380600FU1FR1M13~FU2M3M4M5FR3\QSFU3FU4KM4KM5FU6FU524VSAKM3FR1FR2FR3FR4SBSB3SB4SB5SB6SB7SB8KM3KA1KM1KAKM2KM4SB1SB2KA1KM5KM4KM5SQKM1KAKAKM3FR2电源砂轮电机冷却电机头架电机油泵电机台面电机变压器及保护电路油泵启动砂轮启停头架启停点动台面向左向右照明电路12345678910111213M2XP S 9 3~ 3 80600F U 1F R 1M13~F U 2M 3 M 4 M 5F。