PLC在电2.docx
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PLC在电2
题目:
PLC在电气—气动多缸往复系统中的应用
摘要:
根据气动多缸往复系统的生产工艺及控制要求,采用可编程序控制器(PLC)对气动多缸往复系统进行控制,有机地将各缸的动作过程协调起来,提高了生产率和系统的可靠性。
这里介绍了控制系统的软、硬件设计。
关键词:
气动控制、可编程序控制器、控制系统
一、概述
随着机电一体化技术的发展,液压与气压传动技术与微电子、计算机技术相结合,使液压气动技术进入了一个新的发展阶段。
气动自动化控制技术是利用压缩空气作为传动动力源或信号的工作介质,配合气动回路和电气回路、执行器件和控制器件,根据工艺要求和工作状况自动按设定的顺序和条件动作的一种自动化技术。
气动传动最突出的优点是以空气作工作介质,具有处理方便、无介质费用、无泄露、无污染环境、无介质变质及补充问题。
此外,空气介质具有防火,防爆、防电磁干扰、抗振动、抗冲击、无辐射等优点。
近年来,气动技术的应用领域已从汽车、采矿、钢铁、机械工业等重工业迅速扩展到化工、轻工、食品、军事工业等各个行业。
气动技术包含传动、控制与检测在内的自动化技术。
作为柔性制造系统是食品包装、自动生产线和机械人控制的一个重要手段。
气动原件微型化、节能化、无油化是当前的发展特点,气动系统从简单的开关控制到反馈控制,随着计算机及PLC技术的广泛应用,为气动技术的发展提供了更加广阔的前景。
在现代控制设备中,机——电、液——电、气——电配合越来越密切,因此,在进行电气控制系统的设计必须遵循以下基本原则:
在充分满足生产设备和生产工艺对电气控制系统要求的前提下,力求运行安全、可靠,动作准确、结构简单、经济、电器元件选用合理,操作、安装、调试和维修方便。
可编程序控制器(PLC)是近年来发展起来的一种新型控制器,由于它把计算机的编程灵活功能齐全,应用面广等优点与继电器系统的控制简单、使用方便、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来,而其本身又具有体积小,重量轻、耗电省等特点,在工业生产过程控制中的应用越来越广泛。
二、设计要求及方案的确定
本课题所设计(
气动—电气控制多缸往复系统为行程控制,采用气动执行机构,电气系统采用PLC控制。
控制系统方框图见图
(1)。
外部指令
或信号
图
(1)行程程序控制方框图
1、本系统的设计要求
a、执行机构为三个双作用气缸A、B、C
b、动作要求,按下电动开关→A活塞杆伸出→B活塞杆伸出→C活塞杆伸出→B活塞杆退回→A活塞杆退回→B活塞杆伸出→C活塞杆退回→B活塞杆退回→自动停止完成一个工作循环。
c、A、B、C三个气缸的活塞杆动作由行程开关发出相应的电信号,实现即时程序控制,行程开关发出的信号为:
退回
;伸出
。
d、
为三个气缸活塞杆伸出时的电信号,送至A、B、C三个气缸换向阀的电磁铁线圈。
为A、B、C三气缸活塞杆退回时的电信号送至换向阀的另一端电磁铁线圈。
e、要求各气缸伸出退回速度均可调节。
2、方案的确定:
①为使A、B、C双作用气缸能伸出退回,选择三个二位五通换向阀来控制。
②为实现各活塞标杆伸出退回时分别能进行速度控制,采用6个单向气动调速阀构成进气回路调速控制。
③选用三菱FX2-16MRPLC实现程序控制
三、气路设计
该系统采用气动元件和可编程序控制器(PLC)共同完成,其优点是能使气路结构简单,工作可靠,使用方便、灵活,维护、安装简单。
1、元件选择
根据设计要求选择三个双作用气缸,并带有行程开关(其位置可调),型号为方大气动公司生产的10Y-Z系列。
用六个调速阀进行单向速度调节(QCA系列)。
选用三个二位五通换向阀(QQC系列)控制三个气缸的伸出和退回。
另外给气动系统配置QSLA空气过滤器一个,以滤去压缩空气中的灰尘,水分等。
配置QFLJA空气过滤减压阀一个,保证气路有一个稳定的工作气压。
配置压力表一个,用于气压的监测。
为保证气缸工作前有足够的工作压力,配置有一个压力继电器。
2、气路原理图见图
(2)
3、气路工作原理
按SB4→启动主电机→空气压缩机工作→经空气过滤器、减压阀→压力继电器
其常开触头闭合为气缸工作做好准备→按SB1→
得到信号→A杆伸出
压合SQ2动作→
得到信号→B杆伸出
压合SQ4动作→
得到信号→C杆伸出
压合SQ6→
得到信号→B杆回
压合SQ3→
得到信号→A杆回
压合SQ1→
得到信号→B杆伸出
压合SQ4→
得到信号→C杆回
压合SQ5→
得到信号→B杆回→按SB2回原位,完成一次循环。
四、电气控制设计
1、方案确定
电气控制可采用继电器控制、单片机控制、PLC控制等。
三种控制方式各有优点,考虑到维修、安装及工作可靠性,采用PLC控制,考虑到电磁阀的电流较大,本设计通过PLC驱动中间继电器,再由中间继电器驱动电磁阀。
为了保证工作时的工作压力,加装压力继电器,电动机设置有短路过载及欠失压保护。
2、PLC的I/O接线图如图(3)所示
图(3)I/O接线图
3、设计工作状态转移图
PLC控制的状态转移图如图(4)所示
M8002
(Y000)原位指示
X000
X001
(Y001)A杆伸
X002
(Y002)B杆伸
X004
(Y003)C杆伸
X006
(Y004)B杆回
X003
(Y005)A杆回
X001
(Y002)B杆伸
X004
(Y006)C杆回
X005
(Y004)B杆回
X007
图(4)状态转移图
4、设计PLC梯形图如图(5)所示
M8002
[SETS0]
S0X001X003X005
STL(Y000)
X000
[SETS20]
S2OX001
STL[SETS21]
S21
STL(Y011)
X002
[SETS22]
S22
STL(Y002)
X004
[SETS23]
S23
STL(Y003)
X006
[SETS24]
S24
STL(Y004)
X003
[SETS25]
S25
STL(Y005)
X001
[SETS26]
S26
STL(Y002)
X004
[SETS27]
S27
STL(Y006)
X005
[SETS23]
S28
STL(Y004)
X007
(SO)
[RET]
图(5)梯形图
5、编写程序指令表如下表所示
1.LDM8002
1.SETSO
2.STLSO
3.LDX001
4.ANDX003
5.ANDX005
6.OUTY000
7.ANDX000
8.SETS20
9.STLS20
10.LDX001
11.SETS21
12.STLS21
13.OUTY001
14.LDX002
15.SETS22
16.STLS22
17.OUTY002
18.LDX004
19.SETS23
20.STLS23
21.OUTY003
22.LDX006
23.SETS24
24.STLS24
25.OUTY004
26.LDX003
27.SETS25
28.STLS25
29.OUTY005
30.LDX001
31.SETS26
32.STLS26
33.OUTY002
34.LDX004
35.SETS27
36.STLS27
37.OUTY006
38.LDX005
39.SETS28
40.STLS28
41.OUTY004
42.LDX007
43.OUTS0
44.RET
6、电气控制原理图
结束语
实践表明,采用PLC对一些传统复杂的继电控制线路或旧机床进行改造,具有控制系统可靠性好、故障率低、工艺参数调整方便等优点。
这是因为PLC控制器的抗干扰能力强,可靠性高,且配置灵活,已在工控领域广泛应用。
这不仅可以实现生产过程中的自动控制,还可以构成适合工业环境的实时网络。
用可编程序控制器进行技术改造,具有投资省,见效快的特点。
同时,由于PLC的高可靠性,输入输出部分还具有信号指示,这不仅使电气故障次数大大减少,而且还能给准确判断电器故障的发生部位提供了很大的方便。
参考文献:
1、张凤珊电气控制及可编程序控制器中国轻工业出版社1999
2、王兆义可编程序控制器教程机械工业出版社1995
3、许福玲、陈尧明液压与气压传动机械工业出版社2000
4、陈绍华机械设备电气控制华南理工大学出版社1998
5、刘明微机气动控制技术南京大学出版社1996
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