機(jī)電氣A型實(shí)訓(xùn)臺(tái)綜合實(shí)訓(xùn)控制方法

摘要：培養(yǎng)學(xué)生元器件選型、機(jī)械組裝、電氣布線、PLC程序設(shè)計(jì)等綜合能力，能獨(dú)立完成基本工業(yè)單元的設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)系統(tǒng)調(diào)試和分析、查找、排除故障的方法。

關(guān)鍵詞：機(jī)電氣A型實(shí)訓(xùn)臺(tái)；PLC；氣缸組件

本系統(tǒng)選用可編程序控制器（PLC）作為主要控制手段。控制功能是通過3個(gè)氣缸、一個(gè)直流電機(jī)產(chǎn)生推進(jìn)和搖臂動(dòng)作依次完成工件的傳送來實(shí)現(xiàn)的。為確保系統(tǒng)的運(yùn)行可靠，在系統(tǒng)的初始位置裝設(shè)有光電傳感器用于檢測(cè)工件，另在每個(gè)氣缸和搖臂電機(jī)的原位和到位處均裝有接近開關(guān)或微動(dòng)開關(guān)，以保障執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的準(zhǔn)確性。全部設(shè)備安裝在650 mm×600 mm的鋁合金板上，用戶可以在型材底板上按照插入→卡住的方法輕松快捷地完成結(jié)構(gòu)件和元器件的安裝連接，主要包括氣缸組件、導(dǎo)向管組件、擺臂組件、限位柱組件、電機(jī)組件、滑道組件、氣閥控制組件、指示燈組件等。本裝置通過各部件的巧妙安裝與銜接配合，實(shí)現(xiàn)連續(xù)傳送一小型圓柱工件的控制過程：1#氣缸將工件從初始原位推出送至擺臂夾持口→直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)擺臂翻轉(zhuǎn)180度將工件送至雙氣缸托碗→2#氣缸動(dòng)作使托碗工件推出100行程停止→3#氣缸動(dòng)作將托碗工件升起45行程并撞擊滑道→工件進(jìn)入滑道順勢(shì)滑落至初始原位→3#氣缸下降回位→2#氣缸收縮回位。當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)后可繼續(xù)循環(huán)運(yùn)行。

一、控制過程

1.控制過程初始狀態(tài)：電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)；擺臂處于原位（擺臂左側(cè)限位柱組件上微動(dòng)開關(guān)受壓）；1#、2#氣缸均處于收回位；3#氣缸處于下降位。

2.系統(tǒng)運(yùn)行期間：（1）將工件放在初始位置，由安裝在導(dǎo)向管組件上的光電開關(guān)對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè)發(fā)出信號(hào)；經(jīng)1秒確認(rèn)后啟動(dòng)1#缸電磁閥，將工件推送至擺臂組件的夾持口上。（2）當(dāng)1#氣缸發(fā)出至位信號(hào)后1#缸電磁閥失電使氣缸回縮歸位，1秒后，搖臂擺動(dòng)繼電器得電，啟動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)執(zhí)行放件動(dòng)作，即將工件擺送至雙氣缸組件的托碗上。

3.當(dāng)1#氣缸復(fù)位且擺臂至位后發(fā)出信號(hào)，搖臂擺動(dòng)繼電器失電，1秒后搖臂返回繼電器得電啟動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行返回動(dòng)作。

4.當(dāng)搖臂返回后微動(dòng)開關(guān)發(fā)出信號(hào)，2#氣缸電磁閥得電伸出，執(zhí)行持工件推出動(dòng)作。

5.當(dāng)2#氣缸推出至位發(fā)出信號(hào)1秒后，3#氣缸電磁閥得電提升。3#缸上連接的托碗撞擊滑道組件使之發(fā)生傾斜，工件順滑道送至導(dǎo)向管組件的初始位。

二、工作狀態(tài)表與控制流程圖

三、控制方式說明

機(jī)電氣A型實(shí)訓(xùn)臺(tái)具有連續(xù)、單周、步進(jìn)三種運(yùn)行方式：（1）連續(xù)運(yùn)行方式：按下啟動(dòng)按鈕，工件按照設(shè)計(jì)的傳送過程自動(dòng)連續(xù)循環(huán)運(yùn)行。（2）單周運(yùn)行方式：按下啟動(dòng)按鈕，工件按照設(shè)計(jì)的傳送過程運(yùn)行一遍后回到初始位，等待下次啟動(dòng)。（3）步進(jìn)運(yùn)行方式：每按動(dòng)一次啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)按設(shè)計(jì)步驟依次運(yùn)行一步。在系統(tǒng)運(yùn)行期間若按下停止按鈕，執(zhí)行動(dòng)作立即停止；再按下啟動(dòng)按鈕，將在上一停頓狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生突發(fā)事故時(shí)，應(yīng)立即拍下急停按鈕，系統(tǒng)將切斷PLC負(fù)載供電即刻停止運(yùn)行（此時(shí)所有其他按鈕都不起作用）。排除故障后需旋起急停按鈕，并按下復(fù)位按鈕，待各機(jī)構(gòu)恢復(fù)初始狀態(tài)后按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)方可重新開始運(yùn)行。

按鈕的作用：（1）啟動(dòng)：連續(xù)狀態(tài)：按下啟動(dòng)按鈕各狀態(tài)不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)單周狀態(tài)，按下啟動(dòng)按鈕走完一個(gè)周期后自動(dòng)停止步進(jìn)狀態(tài)，每按一次啟動(dòng)按鈕做一步動(dòng)作。急停恢復(fù)后按啟動(dòng)，由急停前的動(dòng)作繼續(xù)執(zhí)行。（2）停止：只在連續(xù)狀態(tài)有效，按下停止按鈕后做完一個(gè)周期后停止。（3）復(fù)位：必須是在急停之后才能有效，各氣缸復(fù)位搖臂電機(jī)復(fù)位和初始復(fù)位狀態(tài)相同。（4）急停：按下急停后，各動(dòng)作立即停止，紅燈閃爍。急停恢復(fù)后可以按復(fù)位和起動(dòng)。

指示燈的狀態(tài)：（1）紅燈：按下停止后，本周動(dòng)作完成之前，常亮按下急停后：閃爍。（2）綠燈：動(dòng)作執(zhí)行時(shí)亮連續(xù)狀態(tài)，起動(dòng)后常亮；按下停止后也亮。單周狀態(tài)：按下起動(dòng)后常亮步進(jìn)狀態(tài)，動(dòng)作執(zhí)行時(shí)亮，動(dòng)作執(zhí)行完后滅。（3）黃燈：狀態(tài)復(fù)位時(shí)閃爍。復(fù)位完成后，起動(dòng)之前：常亮。步進(jìn)狀態(tài)時(shí)：執(zhí)行完本步的動(dòng)作后常亮。

四、全系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試

實(shí)現(xiàn)PLC帶負(fù)載全程自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行（接通負(fù)載電源），增加與系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)配合的指示燈狀態(tài)控制功能，根據(jù)控制方式說明在原控制程序的基礎(chǔ)上增加工作方式選擇功能，增加啟動(dòng)、停止、復(fù)位、急停按鈕的功能，在系統(tǒng)自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行的基礎(chǔ)上增加步進(jìn)和單周期的工作方式。當(dāng)發(fā)生突發(fā)事故時(shí)，應(yīng)立即拍下急停按鈕，系統(tǒng)將切斷PLC負(fù)荷供電即刻停止運(yùn)行（此時(shí)所有其他按鈕都不起作用）。排除故障后需旋起急停按鈕，并按下復(fù)位按鈕，待各機(jī)構(gòu)恢復(fù)初始狀態(tài)后按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)方可重新開始運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]西門子.S7—200可編程序控制器系統(tǒng)手冊(cè).2004.

[2]王淑英.電氣控制與PLC應(yīng)用.3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

（作者單位 江西渝洲科技職業(yè)學(xué)院）