基于PLC的B2016A型龙门刨床电控系统自动化改造.pdf

l 注 匐 化 基于P L C 的B 2 0 1 6 A 型龙门刨床电控系统 自动化改造 Aut omat i c up dat e t he al ect r i cal con t r ol s y st em of B201 6A boubl e ho usi ng pl an er b ased on PL C t echnol ogy 刘捷。蒋士博 L I U J i e ， J I ANG Sh i - b o 四川工程职业技术学院 机电系。德阳 6 1 8 0 0 0 摘要本文通过B 2 0 1 6 A 型龙门刨床的工艺对控制系统的要求，对电气控制系统进行了总体设计。用 P L C 技术中的顺序控制设计法，设计了龙门刨床工作台的自动运 提高了机床自动控制水平，降低了机床故障率， 使生产效率得到了较大的提高。 关键词龙门刨床；电气控制系统；P L C；自动化改造 0 引言 常，生产效率很高，但从 2 0 0 4年以后，设备故障 1 改造总体构架 网f 簇I I 触 摸 屏 l 孝 l按 钮 站 l f 行 程 开 关 I I I ．i i I I I 。向／ 、 一 泵 机 黍 絮 絮 桑 改造总体构架如图 1 所示。改造框图中，保 留了原来的按钮站，这样可以保证操作人员原有 的操作习惯，设备的大部份操作都在按钮站上完 成。操作指令传送给 P L C控制系统，P L C对这些 指令进行处理后控制相应的设备。P L C将设备的 文章编号1 0 0 9 - 0 1 3 4 2 0 1 2 1 T - o o 5 4 0 3 运行状态信号传送给按钮站 ，按钮站用指示灯显 示相应的信息。 按钮站的按钮、外部行程开关和操作手柄通 过 P L C，控制油泵、风机 、横梁升降、横梁夹紧、 垂直 刀架、右侧 刀架、左侧刀架的电动机 ，以及 后退行程抬刀电磁铁线圈。 2 P L C 的选型与P L c 的外部接线图[1 4 ,1 5 ,2 2 ] 根 据 所 需 的 P L C的输 入 ／ 输 出 点数 ，并 留 有 一定 的余地 ，选 择 P L C的基 本单 元 的型号 为 F X2 N 8 0 MR- 0 01 。 图 2和图 3是 P L C的外部接线图。 3 P L C 控制程序设计 3 ． 1工作台步进步退控制程序设计 工作 台步进、步退阶 段行程开关安装 如图 4 所示，梯形图如图 5所示。 3 _2工作台自动往返控制程序设计[曩 研 图 6中 t l 和 t 6是工作台后退换向和前进换向 能耗制动阶段 ，t 2是慢速切入阶段 ，t 3和 t 5是慢 速前进和减速前进阶段 ，t 4是切削阶段 ，t 7与 t 9 是慢速后退和减速后退阶段，t 8 是快速后退阶段。 图7是根据图6画出的工作台自动运行的顺序功 能图 S F C 。 3 ．3横梁升降控制程序设计【1 棚 横 梁升降 要实现 的动作 如下横梁上升 时 ， 啦稿日翔 2 0 1 1 0 8 1 1 作者简介刘捷 1 9 “／ 1 一， 女 ， 湖北武汉人， 副教授，在职硕士，主要从事电气 自 动控制方面的教学和科研工作。 【 5 4 】 第3 4 卷第1 期2 0 1 2 1 下 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 前进终端限位 后退终端限位 前进换向行程 后退换向行程 前进 减速行 程 后退减速行程 工作 台步进 工作台步遇 工作台前进 工作台后退 油泵压力正常 变频器运行 工作台停车 油泵 风机 控制 横粱上升 横粱下降 横粱上升限位 左侧刀架限位 右饲刀槊限位 横梁 松开 行程 横粱夹紧过流 垂 直刀架 点动 右 舅刀架 点动 左侧刀槊点动 垂直刀策手柄 右一刀皋手柄 左■刀槊手柄 油泵过羹 救障复位 风桃过载 变顿器故障 脚动电阻过热 ’ X 0 L X1 N X 2 黜 } X3 Y 0 3 X D 前 lC K X 4 Y I 后 横 油 p 一 卜 查 2 CK Y2 一 X5 Y3 4 AN 一 X6 Y4 5 AN r一 7 c0M|4 _ 6 AN X l 0 COM5 一 8 A N X l l Y 1 3 Ⅱ _ r 一 o ●一 Y 14 Y L K 0L _ - X 12 Y l 5 一 X l 3 2 0AN X 1 4 Y1 6 _ 腿 X1 5 YI 7 _ _ l 5 AN 一 X1 6 Y2 0 - l 4AN ，，一 X 1 7 Y2l _ X2 0 Y2 2 _ X21 X2 2 Y23 _ _ 1 AK 一 X23 Y24 _ X2 4 l 1 AN X2 5 Y2 5 。 一 一 1 3AN 一 X2 6 Y26 。 一 l 2AN ， 一 X2 7 Y27 _一 COM 图2 P I 外部接线图 一 一 x3 o C OM6 S C ／ C A X 3 l y 3 0 前进 S 1 MC Y3 l 后矗 S 2 Ml X3 2 Y3 2 垃■董幢 S 3 M2 十 、 I Y3 3 转遗指夸 1 s 4 X3 3 Y3 4 转 蘧指夸 2 S 5 X3 4 Y 齄 盔指夸 3 s 6 AM t , t a Y3 6 工作 台点葫 S ， F M k 05 』 、 0 0 变 篡 嚣 X 36 A I AC X3 7 A2 OD M A c 图3 P L C b 部接线图 二 工作台前进 一 l L - 1 一 工 作 台 后 退 挡 块 A 崮崮 崮 。。 ‘。。’一 图4 工作台行程开关安装示意图 自动按照先松 开横梁 横梁上升 横梁夹紧 的顺 序动作 ；横梁下降时 ，自动按照先松 开横梁 横 梁下降 横梁回升 横梁夹紧的顺序动作。 图5 工作台步进步退梯形图 作台步进 作台步退 图6 工作台自动运行指令曲线图 图7 工作台自动运行S F C 第3 4 卷第1 期2 0 1 2 - 1 下 【 5 5 】 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m l 渣 訇 似 图8 横梁运行S F C 根 据横梁升降过程 的动作要求画 出的横梁 运 行 S F C如图 8所示。 3 ．4 刀架运动控制程序设计 龙门刨床装有左侧刀架、右侧刀架和垂直刀 架 ，它们分别 由电机 Z、Y、C来拖动。刀架的控 制电路用于实现刀架的快速移动与 自动进给。 刀架快速移动 、自动进给和运动方向由装 在 刀架进刀箱上的机械手柄 X 3 0 、X3 1 和 X 3 2选择。 刀架的进给机构采用紧张环 ，依靠紧张环的大小 控制每次的进刀量 ，每次进刀完成 后，拖动刀架 的电动机 反向旋转 ，使紧张环 复位 ，以便为第二 次进刀作好准备 。 图 9 是控制垂直刀架的梯形图，垂直刀架快速 移动的条件如下工作台应处于静止状态 M1 0 3 为 O F F ，垂直刀架手柄 X 3 0 处于断开位置 X 3 0 为 O FF ，垂 直刀 架退 刀 电动机 未动 作 Y2 3为 O FF 。点动垂直刀架快移按钮 X2 5 ，M1 1 0和 Y 2 2 动作 ，C Z C接触器主接点闭合，电机 C正转 ，垂 直刀架快 速移动 ，当刀架到达所需位置时 ，松 开 按钮 X 2 5 ，垂直刀架快移过程结束，刀架快速移 动的方向由机械手柄控制。 工作台处于自动运行状态时， M1 0 3为O N， X 2 和X 3 分别是前进换向和后退换向位置开关， 【 5 6 】 第3 4 卷第1 期2 0 1 2 1 下 垂直刀架快移 工作台前进换向 工作台后退换向 垂直刀架 自动进刀 垂直刀架 自动退刀 刀 图9 垂直刀架控制程序 M1 0 4和 M1 0 5为 O N时工作台处于前进换向和后 退换向状态。垂直刀架自动进给分为自动进刀和 自动退刀 ，自动进 刀在工作 台后退换 向时 进行 ， 自动退 刀在工作台前进换 向时进行。垂 直刀架 自 动进给时，垂直刀架手柄 X3 0应处于闭合位置。 左侧 刀架、右侧刀架的快移和 自动进给 的工 作原理与垂直刀架相同，在此不再赘述。 参考文献 [ 1 】1 宋健等． B 2 0 1 2 A型龙门刨床拖动系统的改造【 J 】 。 潍坊高 等专科学校学报． 2 0 0 1 3 7 8 - 7 9 ． 【 2 ]吴中俊． 可编程序控制器原理及应用【 M】 ． 北京 机械工 业出版社． 2 0 0 5 ． 【 3 】程彪等． 基于P L C 控制的龙门刨控制系统[ J 】 ． 武汉理工 大学学报． 2 0 0 1 ． 2 3 1 0 4 6 - 4 9 ． [ 4 ]余乃登． 可编程控制器在龙门刨床上的应用【 J 】 ． 工业控 制计算机． 1 9 9 6 5 2 7 2 8 ． 【 5 】国兵． 基于P L C和变频器的龙门刨床改造【 J 】 ． 工业控制 计算机． 2 0 0 3 ． 1 6 1 2 5 9 6 1 ． [ 6 】MI T S UB I S HI E L E C T R I C C O RP O RA T I ON． F X S e r i e s P r o g r a mma b l e Co n t r o l l e r s P r o gra mmi n g Ma n u a 1 ． 2 0 0 0． 【 7 】MI T S U B I S HI E L E C T R I C C OR P O R A T I O N． F X 2 N S e r i e s P r o gra mma b l eCo n t r o l l e r s Ha r d wa r eManu a 1 ． 1 9 9 9． 【 8 】MI TS UBI S HI ELECTRI C C0RPORATI ON． P r o g r a mmi n g P e r i p h e r a l S u p p o r t f o r F X2 N， F X2 NC， F X1 N， F X1 S S u p p l e me n t a r yManu a1． 2 0 01 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m