基于plc的摇臂钻床控制系统设计

基于plc的摇臂钻床控制系统设计内容摘要：

应遵循以下基本原则： （ 1）充分发挥 PLC 功能，最大限度地满足被控对 象的控制要求。 （ 2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。 （ 3）保证控制系统安全可靠。 （ 4）应考虑生产的发展和工艺的改进，在选择 PLC 的型号、 I/O 点数和存储器容量等内容时，应留有适量的余量，以利于系统的调整和扩充。 基于 PLC 的摇臂钻床控制系统设计 6 随着 PLC 技术的发展， PLC 产品的种类也越来越多，而且也日趋完善。 近年来，从德国、日本、美国等引进的 PLC 产品和国内厂家组装自行开发的产品，已有几十个、上百种型号。 PLC 的品种繁多，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等各 有不同，适用于的场合也各有侧重。 因此，合理选择PLC，对于提高 PLC 控制系统技术经济指标有着重要意义。 （ 1） 确定 I/O 点数 在改造设计中尽可能利用原有电器，以利于节省投资。 根据原控制电路来确定 I/O 端口点数，其中 :按钮 8 个，行程开关 5 个，转换开关 1 个（触点位置 3个），热继电器常闭 2 个，电压继电器触点 1 个，控制线路电源总开关 1 个，共20 个输入端口点数；接触器 7 个，电压继电器 1 个，信号灯 4 个，共计 12 个输出端口点数。 （ 2） 选配 PLC 的型号 在选用 PLC 上，考虑到只是对 Z3040 型钻床做电器部分的改造，输出端口需要 12，输入端口需要 20 个。 而且并不通过网络或其他方式做远程控制。 因此， 到经济，实用，稳定等方面因素。 为实现上述摇臂钻床电气控制的要求 , 在设计时选择日本三菱公司的F140MR 型可编程控制器。 该控制器有 40 个输入输出口 , 其中输入 24 个 , 输出16 个。 该控制器的结构为输入输出一体化组件型结构 , 安装和调试比较方便 , 且具有较快的输入响应速度 , 并可以进行 I/ O 口扩展。 PLC 种类繁多，但其组成结构和工作原理基本相同。 用 PLC 实施控制，其实质是按一定算法进行输入、输出变换，并将这个变换给以物理实现，应用于工业现场。 PLC 转为工业现场应用而设计，采用了典型的计算机结构，它主要由 CPU、电源、储存器和专门设计的输入 /输出接口电路组成。 PLC 结构框图如图所示。 基于 PLC 的摇臂钻床控制系统设计 7 图 21 PLC 结构图 设计 PLC 应用系统时，首先是进行 PLC 应用系统的功能设计，即根据被控对象的功能和工艺要求，明确系统必须要做的工作和因此必备的条件。 然后是进行 PLC 应用系统的功能分析，即通过分析系统功能，提出 PLC 控制 系统的结构形式，控制信号的种类、数量，系统的规模、布局。 最后根据系统分析的结果，具体的确定 PLC 的机型和系统的具体配置。 PLC 控制系统设计可以按以下步骤进行。 熟悉被空对象，制定指控方案 分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，确定被控对象对 PLC 控制系统的控制要求。 确定 I/O 设备 根系系统的控制要求，确定用户所需的输入（如按钮、行程开关、选择开关等）和输出设备（如接触器、电磁阀、信号指示灯等），由此确定 PLC 的 I/O 点数。 选择 PLC 选择时主要包括 PLC 机型、容量、 I/O 模块、电源的选择。 分配 PLC 的 I/O 地址 根据生产设备现场需要，确定控制按钮，选择开关、接触器、电磁阀、信号指示灯等各种输入输出设备的型号、规格、数量：基于 PLC 的摇臂钻床控制系统设计 8 根据所选的 PLC 的型号，列出输入 /输出设备与 PLC 输入输出端子的对照表，以便绘制 PLC 外部 I/O 接线图和编制程序。 设计软件及硬件 进行 PLC 程序设计，进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。 由于程序与硬件设计可同时进行，因此， PLC 控制系统的设计周期可大大缩短，而对于继电器系统必须 先设计出全部的电器孔氏线路后才能进行施工设计。 其中， PLC 程序设计的一般步骤如下： 1）对于较复杂系统，需要绘制系统的功能图；对于简单的控制系统也可省去这一步。 2）设计梯形图程序。 3）根据梯形图编写指令程序表。 4）对程序进行模拟调试及修改，知道满足控制要求为止。 调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。 其中，硬件设计及现场施工的步骤如下： 1）设计控制柜机操作面板电器布置图及安装接线图。 2）控制系统各部分的电器互连图。 3）根据图样进行现场接线，并检查。 联机调试 联机调试是指将模拟调试通过的程序进行再线统调。 开始时，先带上输出设备（接触器线圈、信号指示灯等），不带负载进行调试。 利用编程器的监控功能，采用分段调试的方法进行。 各部分都调试正常后，再带上实际负载运行。 如不符合要求，则对硬件和程序作调整。 通常只需修改部分程序即可。 全部调试完毕后，交付试运行。 经过一段时间运行，如不正常工作、程序不需要修改则将程序固化到 EPROM 中，以为程序丢失。 整理技术文件 包括设计说明书、电气安装图、电器元件明细表及使用说明书等。 基于 PLC 的摇臂钻床控制系统设计。