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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
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