淺談組合機床電氣控制設備PLC設計

曠宇星

（南昌理工學院）

摘 要：PLC作為新一代工業控制裝置，具有靈活，方便布線，安裝，抗干擾能力強等特點的能力，用它來控制組合機床這樣復雜的生產設備，是理想的選擇。 PLC的使用，減少了機器的故障率，節省了大量的維修費用，提高了整體的可靠性保證工件的精度。

關鍵詞：組合機床、可編程控制器（PLC）、電氣控制

一、PLC的定義

可編程控制器可以實現邏輯運算，算式運算和順序運算，還可以計數以及計時。為了實現對生產設備或生產環節進行控制，它將指令存儲于可編程序的存儲器內。可編程控制器能直接應用于工業生產環境中，有極強的適應能力。

1、PLC的特點

PLC把CPU作為處理器來處理運算各種數據以達到自動化生產控制要求，這點跟計算機控制很像。PLC主要有以下優點：（1）簡單方便：各廠家所用可編程控制器都支持梯形圖，大大方便了編程；PLC的系統程序易于開發設計，而且開發時間短，程序設計調試修改簡易方便；PLC運用現代通信技術控制更加方便。（2）可靠性高：PLC是為了應用于工業生產而設計制造出來的，所以擁有較高的可靠性和強大的功能。（3）設計制造更加簡易系統設計制造簡單方便，易于改造，維護。可編程控制器存儲邏輯代替了接線邏輯，減少了設備外部接線，使控制系統的，減短了其設計制造時間。使得同一設備改變控制程序便可改變其生產過程。（4）簡單易學，方便使用。可編程控制器編程語言方便簡單，方便技術人員學習使用。多數可編程控制器不僅具有邏輯處理功能，還具有強大的數據運算能力，適用于各類數字控制的生產環境。

2、PLC與繼電器-接觸器相比較

繼電器接觸器控制的結構較為簡單，而且使用也簡單方便，價格也便宜，所以機械電氣控制一直以來都是用繼電器接觸器控制。繼電器觸式控制與PLC控制相比較：靈活性與擴展性較差：可編程控制器存儲邏輯代替了接線邏輯，減少了設備外部接線，使控制系統的設計制造更加簡易，減短了其設計制造時間。使得同一設備改變控制程序便可改變其生產過程。繼電器的控制邏輯是由其觸點連接（串聯或并聯）還有延時繼電器的延遲動作所構成，屬于硬接線邏輯，不僅體積較大，而且接線復雜繁多，能耗也大，當控制系統完成后，想要修改或者增加邏輯都會受到接線的限制。設計制造更加簡易系統設計制造簡單方便，易于改造，維護。可編程控制器存儲邏輯代替了接線邏輯，減少了設備外部接線，PLC的系統程序易于開發設計，而且開發時間短，程序設計調試修改簡易方便；PLC運用現代通信技術控制更加方便。可靠性和可維護性：可編程控制器用的是微電子技術，采用程序指令對半導體電路進行控制來完成開關動作，所以可靠性較高。可編程控制器還可以檢查自身的故障，及動態監視程序指令的實行狀況，使得調試與維護更加方便。

二、電氣控制系統硬件設計

1、 選擇PLC機型

PLC的理性選擇模式，在提高技術經濟指標PLC控制系統中起著重要的作用。其基本原理是，選擇通過滿足的前提下，要求的模式，以確保可靠，易于使用和維護的最佳價格性能比。

2、結構選擇

PLC主要單片和模塊化：

總體PLC：比單片PLC模塊，每個點便宜，體積平均價格是比較小的，一般用于系統進程較為固定，環境條件較好，少了維修量小的控制系統。

模塊化可編程控制器有靈活性可編程控制器擴展。點上的輸入和輸出點的比例，模塊的選擇，并易于維護，并通常被用于更復雜的控制系統。

對于機床，以及更好的整體PLC

3、I/O點選取原則

平均PLC的I/ O點的價格是比較高的，所以合理利用積分PLC的I/ O數量的前提下，滿足控制要求，力爭用最少的I/ O點，但必須留有一定的預留。通常I / O點是根據實際控制對象需要的輸入和輸出信號，再加上10%-20%的預留率來確定。

4、確定PLC機型及擴展模塊

選擇FX2N-64MR主機和16點輸入擴展模塊（FX-16EX）這個總數輸入點（32+16）。輸出點是32足以滿足42輸入，輸出27的要求，但留有一定的余量主機。

三、設計PLC控制系統電氣原理圖

設計PLC控制系統工作循環流程圖

根據設計的控制與工藝要求，按機床的動作順序及每步所完成的任務，可得工作循環流程圖如圖

四、設計PLC控制系統操作面板

控制系統的操作面板將發布的控制命令主PLC控制系統允許元件的組合。在該設計中，輸入元件，其中共有42個按鈕SB24，一個檢測元件的YJ5個，限位開關SQ12營和拾取一個開關，根據作業機械的控制要求，應提供在面板選擇開關上1SA，預停止按鈕；鑒于手動調整模式，相應的按鈕發出控制指令，啟動機器運動的相應部件，所以你應該設置在面板上5SB-24SB的相應按鈕，在視圖中的機器啟動的組合，停止和過程控制潤滑失效，應該有操作面板2SB，總停按鈕1SB，潤滑故障清除按鈕4SB，其他輸入組件檢測元件，而不是操作面板是由上述審查設置一個啟動按鈕，就可以得到控制操作面板。

五、實驗室電氣原理圖仿真及程序調試

1、檢查程序

良好的控制系統將被編譯應用程序輸入到計算機中，然后用軟件程序測試，檢測到的錯誤，然后再回去認真更改程序已經糾正，并最終存儲在PLC中。

2、信號仿真

切換模擬輸入信號的實驗階段，進入相應的輸入端。進入程序后，翻轉開關（上）模擬開關，用于模擬相應的控制操作，并在檢測元件的機械運動相應的狀態發生變化，并且由輸入（輸出）指示到檢查輸入（輸出）的狀態變化端點，最后觀察模擬開關和PLC的連接是完全正確的。

3、模擬運行

按輸入表，設定準確的原始狀態，輸入信號的所有狀態，然后做出PLC運行，按下相應的按鈕，與案件的輸出進行比較觀察梯形圖程序，以觀察遵守由設定的程序輸出；

參考文獻：

[ 1]《傳感器與PLC技術》吳衛榮 編著 2006

[2]《PLC操作實訓》 王建 機械工業出版社 2003

[3]《三菱PLC實用技術編程》 龔運新 2006

[4]《編程控制器原理及應用教程》張鶴鳴、劉耀元 主編 2011.

[5]《深入淺出PLC技術及應用設計》郭丙君 主編 2004