《数控机床电气控制》课件第7章.ppt

表7-14电器元件符号及功能说明表PLC外部输入设备（如按钮和行程开关）可以提供标准的通断信号，可直接作为PLC的输入。直流电磁铁的工作电流小于1A，可直接用PLC的输出器件驱动。电磁铁的电压为24V直流且无高速动作要求，故PLC的输出形式可采用继电器、晶体管、双极型中任意一种。SB2、SB1用作启、停控制开关信号，SQ1、SQ2、SQ3作为位置检测开关信号，接至PLC输入端，需占用五个输入端，电磁铁YV1－1、YV1－2、YV2需占用三个输出端点，液压泵电机采用开关直接控制启/停，主轴电机采用继电接触器构成启/停控制，而不需要用PLC控制，故选用10点（六入，四出）以上的PLC即可满足本系统的简单控制要求。这里用一台西门子公司CPU222为例进行控制，I／O点数为14点（八入、六出）。2）PLC外部电气接线图及I／O地址分配表PLC外部接线图的设计应配合电气控制线路图来进行，作为控制电路的一个重要组成部分，这里仅给出了PLC外部接线图，其他I／O设备、负载电源的类型等的设计应结合系统的控制要求来设定。液压动力滑台PLC外部端子接线图如图7-37所示。图7-37PLC外部端子接线图由图7-37可以列写出I／O地址分配表，如表7-15所示。它直观地描述了外部信号与PLC接线端子的关系，属参考性文件。表7-15I／O地址分配表3）程序设计根据动力滑台工作过程的分析，结合PLC外部电气控制线路的设计，可以很方便地设计出系统的工作流程图，如图7-38所示。依照流程图的设计思想，用传统的顺序控制的程序结构，画出满足控制要求的梯形图，程序见图7-39。图7-38流程图图7-39控制系统梯形图2.PLC在机械手控制系统中的应用1）控制要求分析（1）机械结构。在图7-40中，机械手的所有动作均采用电液控制、液压驱动。它的上升／下降和左移／右移均采用双线圈三位电磁阀推动液压缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持当前的机械动作，直到相反动作的线圈通电为止。例如,当下降电磁阀线圈通电后，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持当前的下降动作状态，直到上升电磁阀线圈通电为止。机械手的夹紧／放松采用单线圈二位电磁阀推动液压缸完成，线圈通电时执行夹紧工作，断电时执行放松动作。图7-40机械手的工作示意图为了使动作准确，机械手上安装了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，分别对机械手进行下降、上升、右行、左行等动作的限位，并给出了动作到位的信号。另外，还安装了光电开关SP，负责监测工作台B上的工件是否已移走，从而产生无工件信号，为下一个工件的下放做好准备。（2）工艺过程。机械手的动作顺序、检测元件和执行元件的布置如图7-41所示。机械手的初始位置在原位,按下启动按钮后,机械手将依次完成：下降→夹紧→上升→右移→下降→放松→上升→左移八个动作，实现机械手一个周期的动作。机械手的下降、上升、左移、右移的动作转换靠限位开关来控制，而夹紧、放松动作的转换是由时间继电器来控制的。图7-41系统结构示意图为了保证安全，机械手右移到位后，必须在工作台B上无工件时才能下降。若上一次搬到右工作台上的工件尚未移走，则机械手应自动暂停等待。为此设置了一只光电开关，以检测“无工件”信号。（3）控制要求。工作台A、B上工件的传送不用PLC控制；机械手要求按一定的顺序动作，其流程图如图7-42所示。图7-42控制系统流程图启动时，机械手从原点开始按顺序动作。停止时，机械手停止在现行工步上，重新启动时，机械手按停止前的动作继续进行。为满足生产要求，机械手设置手动工作方式和自动工作方式，而自动工作方式又分为单步、单周和连续工作方式。手动工作方式：利用按钮对机械手每一步动作单独进行控制，例如，按“上升”按钮，机械手上升；按“下降”按钮，机械手下降。此种工作方式可使机械手置原位。单步工作方式：从原点开始，按自动工作循环的工序，每按一下启动按钮，机械手完成一步的动作后自动停止。单周期工作方式：按下启动按钮，从原点开始，机械手按工序自动完成一个周期的动作后，停在原位。连续工作方式：机构在原位时，按下启动按钮，机构自动连续地执行周期动作。当按下停止按钮时，机械手保持当前状态。重新恢复后机械手按停止前的动作继续进行。2）PLC选型及I／O接线图根据控制要求，PLC控制系统选用西门子公司S7-200系列CPU214和EM221，其I／O端子电气接线