机床工作台往返自动循环的PLC控制.docVIP

PAGE PAGE 1 机床工作台往返 自动循环的PLC控制 PLC结构及工作原理 1、PLC结构 PLC，即可编程逻辑控制器，主要由中央处理器、输出及输入单元、储存器、通信接口、扩展接口以及电源等部件组成。其中，可编程逻辑控制器的核心部件为中央处理器，在输入、输出设备以及中央处理器之间连接有输入单元以及输出单元，与外部设置（例如编程器）以及上位计算机连接则是通过通信接口实现的。一个部件划分为整体式以及模块式两种类型。其中，整体式PLC是将全部零部件集中安装于一个机壳中，而模块式PLC则是对不同的零部件进行独立封装之后，将其安装在导轨或者是机架上，再借助总线实现相互间的连接。 可编程逻辑控制器对系统工作进行指挥的主要依据是系统程序，在每个扫描周期中需要进行输入处理、程序执行、输出处理等工作，此外还需要对相关外部设备发出的工作请求进行处理。电源的主要作用是对外部输入的交流电进行整流、滤波以及稳压等处理，进而得到可编程逻辑控制器内部工作所支持的直流电源电路或者是电源模块，对于系统的有效运行而言，电源发挥着不容忽视的关键作用。通常情况下，如果交流电压的波动幅度不超过10%，便可以直接将可编程逻辑控制器与交流电网进行连接。存储器包括用户程序存储器以及功能存储器两部分，前者的主要作用是对用户借助编程器输入的相关程序进行保存，后者的主要作用是对用户数据进行保存。I/O接口电路主要包括光耦合电路以及微机的输入接口电路两部分，其主要作用是充当连接可编程逻辑控制器和现场输入及输出设备的接口或模块；输出接口电路的主要作用是向输出端执行元件传输经过中央处理单元处理的输出信号。通信接口的主要作用是支持与打印机或者是监视器等相关设备的连接，以确保相应功能的有效实现。 2、PLC的基本工作原理 PLC正常工作过程大致可以划分为输入采样、用户程序执行以及输出刷新等三大阶段，此三个阶段构成一个扫描周期。在PLC的运行过程中，其中央处理单元可以按照既定的速度对该三阶段进行重复执行。输入采样阶段，主要是对输入映像区进行建立及更新。通过扫描，可编程逻辑控制器对全部的输入状态以及相关数据进行读取，之后在I/O映像区对应的单元中对所读取的结果进行保存。完成输入采样操作之后，便进入到用户程序执行阶段以及输出刷新阶段，在这两个阶段中，即便是改变输入状态以及相关数据，I/O映像区中对应单元的状态数据也是保持不变的，并不会随之发生变动。将输入端口关闭之后便进入程序执行阶段。用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器对用户程序进行扫描是按照从上到下、由左至右的顺序进行的，在对各条梯形图进行扫描的过程中，首先会对位于梯形图左部的由所有触点所组成的控制线路进行扫描，同时开展控制线路逻辑运算，之后以所得到的逻辑运算结果为主要依据，对系统RAM存储区中逻辑线圈向对应的状态进行刷新，并在元件映像区中输入所获得的相关结果。输出刷新阶段，中央处理单元对相关的输出所存电路进行刷新操作的主要依据是I/O映像区中所对应的状态以及数据，在此基础之上借助输出电路对对应的外设进行驱动。如果逻辑变量在一个完整的扫描周期中并未发生任何状态上的改变，该周期所输出的信息就与上一周期输出的周期之间就没有任何区别，从而相对应的元件状态也会保持不变。 二、机床工作台往返自动循环的PLC控制电路设计 工作台自动往返循环示意图如图1所示，SQ1、SQ2、SQ3、SQ4为行程开关，按要求安装在固定的位置上。他们是按一定的行程用撞块压行程开关，代替了人工按钮。 图1 工作台自动往返循环示意图 1、主电路设计 许多生产机械都有可逆运行的要求，由电动机的正反转来实现生产机械的可逆运行是很方便的。要实现机床主轴或进给运动的可逆运行，只需使拖动电动机可以两个方向运行就可以了。把电动机定子三相绕组所接电源任意两相对调，改变电动机的定子电源相序，就可改变电动机的转动方向。因此此系统的主电路如图2所示。 图2 机床工作台往返自动循环的PLC控制系统主电路 2、PLC控制电路设计 机床工作台往返自动循环的PLC控制的控制电路如3图所示。按下启动按钮SB2，接触器KM1得电动作并自锁，电动机正转使工作台前进。当运行到SQ2位置时，撞块压下SQ2，SQ2动断触点使KM1断电，但SQ2的动合触点使KM2得电动作并自锁，电动机反转使工作台后退。当工作台运动到右端点撞开压下SQ1时，使KM2断电，KM1又得电动作，电动机又正转使工作台前进，这样可一直循环下去。 图3 机床工作台往返自动循环的PLC控制系统控制电路 SB1为停止按钮。SB2与SB3分别为正传和反转的启动按钮，按下SB2使工作台先实现正转再往返自动循环运动；按下SB3则使工作台先实现反转再往返自动循环运动。行程开关SQ3和SQ4安装在极限位置，当由于某种故障，工作台到达SQ2（或SQ