PLC控制气动回路系统断电回路动作分析.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 3年 第 0 3期 P L C控制气动回路系统断电回路动作分析 董晓岚 苏州市职业大学 机电工程系 ， 江苏 苏州 2 1 5 1 0 4 摘要 采用 P L C控制气动系统 ， 由于气 动回路本身包含的逻辑 ， 在出现 P L C断电或者系统失电的情况 下 ， 如果没有考 虑到气缸 的停 止状态与复位动作 。 回路会产生误动作 ， 导致系统故 障。该文结合应用 经验 ， 剖析 了 7个 常见 的 P L C控制气动 回路在失 电与重新上 电 后 ． 气缸的停止状 态与复位 时的动作 ， 为应用提供借鉴 。 关键词 气动 ； P L C ； 系统失电 中图分类号 T H 4 7 T H1 3 8 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 3 0 0 6 8 0 3 An s i s o n Pne u ma t i c Ci r c u i t s Op e r a t i o n Un de r Po we r F a i l ur e Ba s e d o n PLC Co n t r o l DO NG Xi a o l a n D e p a r t me n t o f Me c h a n i c - e l e c t r o n i c E n g i n e e r i n g ， S u z h o u V o c a t i o n a l U n i v e r s i t y ， S u z h o u 2 1 5 1 04 ， C h i n a Ab s t r a c t Us i n g P L C c o n t r o l p n e u ma t i c s y s t e m， o wi n g t o p n e u ma t i c c i r c u i t l o g i c i t s e l f , i n P L C p o we r f a i l u r e o r s y s t e m p o we r l o s s s i t u a t i o n ， wi t h o u t c o n s i d e ri n g c y l i n d e r s t o p p o s i t i o n a n d r e s e t a c t i o n ， t h e s y s t e m w i l l g e n e r a t e ma l f u n c t i o n a n d r e s u l t i n f a i l u r e ． C o mb i n i n g w i t h t h e a p p l i c a t i o n e x p e ri e n c e ， t h i s p a p e r a n a l y z e d t h e c y l i n d e r s t o p mo t i o n a n d r e s e t a c t i o n o f 7 c o mmo n P L C c o n t r o l p n e u ma t i c c i r c u i t s i n the l o s s o f p o w e r , p r o v i d e d a s r e f e r e n c e f o r a p p l i c a t i o n ． Ke y wo r d s p n e u ma t i c c i r c u i t ； P L C； p o we r f a i l u r e O 引言 采用 P L C控制气动系统时 。由于气动回路本身包 含的逻辑 ，编写 P L C程序时不仅要注意到气动 回路执 行停止时气缸所处的位置 ，在系统失 电和重新上电的 情况下 ，气缸 的停止状态与复位动作也需要程序员特 别注意。 本文 阐述了 7个 P L C控制气动回路 ， 其正常的 工作状态是 气缸初始位置处缩 回状态 。 P L C控制 电磁 阀得电 ， 回路动作 ； 释放 电磁 阀信号 ， 气缸执行完 当下 行程 的动作 ， 并缩回至复位状态。 但在 P L C失电或控制 电磁阀失电 系统断电 情况下 ， 气缸 的停止状态会 因 为 回路配置的不同而不同 ； 系统重新上 电。 气缸的复位 动作也各有不同 。 在实际应用中为防止误动作 ， 要特别 注意， 下面做分别讨论。 1 案例 1 ． 1 案例 1 图 1回路中 ， 电磁 阀具有记忆功能， 发 出一个脉冲 信号 A1 ， 气缸伸长。在系统断电的情况下 ， 气缸将继续 执行当下行程 ， 并停止在 当下行程结束 的位置。系统重 新上 电时， 如果气缸处在缩回位置 ， 则继续保持在该位 收稿 日期 2 0 1 2 0 1 8 作者简 介 董晓岚 1 9 8 0 一 ， 女 ， 江苏苏州人 ， 讲 师 ， 硕士研究生 ， 研究方 向 为 C A D， C AM， C A E集成 。 6 8 置 ； 如果气缸处在伸出位置 ， 则将收 回至缩回位置并 等 待新的运行信号。 1 ． 2 案 例 2 图 2回路采用一个弹簧阀。 激活电磁阀 B 1 ， 气缸伸 长， P L C程序通过 自锁保持这个信号。系统断电时 ， 不 论气缸在哪个位置 ， 都会在当下行程立即停止运 动， 并 在弹簧的作用下返 回缩 回位置 重新上电时 ． 气缸始终 处在缩 回位置 ， 等待新 的运行信号才开始动作。 A B 图 1 回路 1 图 2回路 2 在 P L C调试状态下，如果是信号 中断导致 电磁阀 断 电的情况 ， 系统重新上电后 ， 回路的动作与上述的情 况是不 同的。如果电磁 阀断电发生在气缸伸长的行程 中， 则 P L C R A M将控制气缸继续伸长 ， 并且到位后复 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． O 3 ． 2 0 1 3 位至缩 回状态 ， 等待新的运行信号 。 1 ． 3案例 3 图 3回路 由 2个三通 阀 常闭 组成 ， 电磁 阀 C 1控 制气缸伸 出， 电磁阀 C 2控制气缸缩回， C 1与 C 2互锁 。 在系统断 电时 ， 气缸将停止当下行程 的运动 ， 但活塞处 于 自由浮动的状态 ， 由残余 的动力决定其停止位置。重 新上电时 ， 气缸从停止位置回到缩回位置 ， 等待新 的运 行信号。 在 P L C调试状态下 ，信号 中断导致电磁 阀断电的 情况 ， 重新 上电时 ， 气缸原来停止在伸长行程 ， 气缸会 继续伸长 ，到位后复位至缩 回状态 ，等待新的运行信 号 ； 气缸停止在缩 回行程 ， 气缸会继续缩 回并等待新的 运行信号 。 注意 即使 系统中存在其他 的力使气缸伸 长到位 ， 重新上 电时 ， 气缸仍会复位至缩 回状态 ， 等待 新的运行信号。 1 ． 4案例 4 图 4回路 的元件配置与图 3回路类似 ，但 电磁阀 处常开状态 ， P L C梯形 图逻辑不变。系统断电时 ， 气缸 将在其当前位置立即停止 ， 并锁定在此状态下 。然而 ， 根据回路的细节 ， 由于活塞受力不均 ， 气缸很可能会慢 慢爬行到伸长位置 ， 因此在此回路 中， 建议使用双头活 塞杆气缸。重新上电时 ， 气缸从断电位置立 即缩回， 并 等待新的运行信号。 Cl 图 3回路 3 图 4回路 4 在 P L C调试状态下 ， 信号中断导致 电磁阀断电。 并 假设没有活塞蠕动 的情况发生 ， 重新上电时 ， 气缸将会 从断电停止位置继续运动。 动作完成复位至缩 回位置 ， 等待新 的运行信号 。 1 ． 5案例 5 图 5回路采用 了 1 个 中位封闭式的三位 四通电磁 阀。P L C梯形 图的逻辑顺序依次激活电磁 阀的每个位 置， 即气缸伸长， 经过中心位置， 复位至气缸缩回位置。 系统断电时 ，气缸立即停止 ，并锁定在当下所处的位 置 。重新上电后 ， 气缸从断电位置立 即缩 回， 并等待新 的运行信号 。 在 P L C调试状态下 ， 信号中断导致电磁阀断电， 重 新上电后 ， 气缸将继续当下所在行程的动作 ， 并复位至 气缸缩 回状态 ， 并等待新的运行信号 。 1 ． 6案例 6 图 6回路的元件配置与图 5回路相 同。但 P L C梯 形 图逻辑顺 序不同 ， 系统断电时 ， 气缸将 立即停止 ， 并 锁定在当下所处的位置。与图 5回路 的区别在于 ， 系统 重新上 电时 。图 6回路气缸会继续当下所在行程 的动 作 ， 即 如果断电发生在伸长行程 ， 则气缸将充分伸长 并复位至缩 回位置 ， 等待新的运行信号 ； 如果断电发生 在缩 回行程 ， 则气缸将继续缩 回 ， 复位 至缩 回状态 ， 并 等待新的运行信号。 D l 图5回路 5 图 6回路 6 1 _ 7 案例 7 图 7回路采用 了 2个常闭的三通电磁阀 配置与 图 3回路类似 ， 但 P L C梯形 图的逻辑顺序在本回路中 发生变化。在系统断电时 ，气缸会在当下运动位置停 止 ， 但活塞处于 自由漂浮状态。系统重新上 电， 气缸会 继续当下所在行程的动作 ， 动作和回路 6描述类似。 c。 ∞ 图 7回路 7 69 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 3年 第 0 3期 气压传动的液压缓冲装置设计 刘春林 ， 夏海根 ， 戴 锋 。 ， 陈天进 1 ． 宁波工程学院 机械工程学院， 浙江 宁波3 1 5 0 1 6 ； 2 ． 宁波市鄞州海捷科技有限公司， 浙江 宁波3 1 5 1 0 6 ； 3 ． 宁波市鄞州阿凡达电子工贸有限公司 ， 浙江 宁波3 1 5 1 0 5 ； 4 ． 乐清机械厂， 浙江 温州3 2 5 1 0 7 摘要 机床 自动装卸工件大都采用气压传动 ， 缺点是运动不易控制 ， 容易引起冲击和送 料定位不准 。为 了保证送料 的平稳性 ， 需要设 置缓 冲装置 ， 由于空气节流 的阻尼效果差 ， 通常都采用液压缓冲装置。 该文介绍 了在气压传动中采用液压缓 冲装置 ， 达到了机床 自动装 卸工件 的准确性。 关键词 机床 ； 自动装卸 ； 气压传动 ； 液压缓 冲装置 中图分类号 T H1 3 8 ； T H1 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 3 0 0 7 0 0 2 Hyd r a u l i c Bu ffe r De v i c e De s i g n f o r Pne uma t i c De v i c e s L I U C h u n l i n 1 X I A H a i - g e n 2 , D A I F e n d， C H E N T i a n - j i n 1 ． S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g o f N i n g b o U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， N i n g b o 3 1 5 0 1 6 ， C h i n a ； 2 ． Ni n g b o Ci t y Yi n z h o u Cz e c h S c i e n c e a n d T e c h n o l o gy L i mi t e d C o mp a n y， Ni n g b o 3 1 5 1 0 6， C h i n a ； 3 ． Ni n g b o C i t y Yi n z h o u E l e c t r o n i c I n d u s t r y a n d T r a d e C o mp a n y L i mi t e d， Ni n g b o 3 1 5 1 0 5， C h i n a； 4 ． Y u e q i n g Ma c h i n e r y F a c t o ry， We n z h o u 3 2 5 1 0 7 ， C h i n a Ab s t r a c t I n ma c h i n e t o o l a u t o ma t i c l o a d i n g a n d u n l o a d i n g wo r k p i e c e mo s t l y a d o p t s p n e u ma t i c t r a n s mi s s i o n ， d i s a d v a n t a g e i s t h e mo v e me n t i s n o t e a s y t o c o n t r o l ， e a s y t o c a u s e s h o c k a n d f e e d i n g p o s i t i o n i n g ． I n o r d e r t o e n s u r e t h e s mo o t h f e e d i n g ， n e e d t o s e t b u ff e r d e v i c e ， b e c a u s e t h e a i r t h r o t t l e d a mp i n g e f f e c t i s p o o r ， u s u a l l y a d o p t s t h e h y d r a u l i c b u ff e r d e v i c e ． T h i s p a p e r i n t r o d u c e s i n t h e a t mo s p h e r i c p r e s s u r e tr a n s mi s s i o n h y d r a u l i c b u ff e r d e v i c e ，t o a u t o ma t i c a l l y ma c h i n e l o a d i n g a n d u n l o a d i n g wo r k p i e c e s a c c u r a c y ． Ke y wo r d s ma c h i n e t o o l ； a u t o ma t i c l o a d i n g a n d u n l o a d i n g； p n e u ma t i c t r a n s mi s s i o n ； h y d r a u l i c b u ff e r d e v i c e O 引言 在具有压缩空气系统 的工厂车间里 ，机床 自动装 卸工件大都采用气压传动 。但是气动装置 的缺点是运 动不易控制 ， 气压传动的动作速度快 ， 惯性较大 ， 有 冲 击， 容易引起冲击和送料定位不准。为了保证送料的平 稳性 ， 防止气缸活塞运动到终端时 ， 以很大 的速度撞击 缸盖引起气缸的振动和损坏 ， 需要设置缓 冲装置 ， 用它 来吸收活塞运动的动能 ， 减小冲击 。因此在气路系统中 收稿 日期 2 0 1 2 1 2 1 7 作者 简介 刘春林 1 9 5 3 一 ， 男 ， 山东济南 人 ， 教授 ， 主要从事机械 制造工 艺 ， 液压与气压传动方面 的应用研究与教学。 2 总结 在实 际应用 中， 积累经验 ， 剖析 了 7个不同气动 回 路在系统失电或 P L C调试状态下信号 中断时，气缸的 停止动作表现 ，以及系统重新上 电时 ，气缸的复位动 作 。对于防止设备故障 ， 避免系统误动作提供一定的借 鉴作用。 7 0 必须设置缓冲装置。由于空气节流的阻尼效果差 ， 所以 通常都采用液压缓冲装置。 1 基本原理 液压缸 的行程末端设置缓 冲机构可使活塞部件在 达到行程末端时减速到接近于零 ，以降低因活塞部件 的惯性力和液压力所造成 的活塞与端盖之间的机械撞 击 ， 在活塞运动至接近缸盖时， 使低压腔内油液通过节 流器 ， 引起这一腔的压力升高而产生反力 ， 从而达到缓 冲效果。 自动装卸送料器 的气一 液压传动方案可用于机械 下转第 7 3页 参 考 文 献 【 1 】 童伟， 刘 树道． 气动 P L C顺 序控制系统的设 计[ J 】 ． 液压 与气动， 2 0 0 4 ， 1 o ． 【 2 】 李翊君． P L C双气缸延时顺序控制系统设计[ J ] ． 机 电产 品开发 与创新， 2 0 0 9 ， 2 2 2 ． 【 3 】 唐德栋， 孔祥 冰， 等． 利用 P L C消除气动行程程 序控制 回路 的 障碍信号[ J 1 ． 机械工程 师， 2 0 0 6 ， 5 ．