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| 機(jī)床的自動(dòng)化調(diào)控 | | 發(fā)布者：admin 日期：2012/11/27 點(diǎn)擊：427 | | | 進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)有許多方法，沈陽(yáng)第一機(jī)床廠這里我們討論利用狀態(tài)流程圖的設(shè)計(jì)方法，這種設(shè)計(jì)方法既有嚴(yán)密可循的規(guī)律性，明確可行的設(shè)計(jì)步驟，又具有簡(jiǎn)單直觀、十分規(guī)律的特點(diǎn)，它可使電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從捉摸不定的主要依賴于經(jīng)驗(yàn)和嘗試的復(fù)雜過程中解脫出來，提高設(shè)計(jì)效率而又易于掌握。
2利用狀態(tài)流程圖進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的步驟利用狀態(tài)流程圖進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的步驟大致如下： （ 1）按照機(jī)械運(yùn)動(dòng)或工藝過程的內(nèi)容、步驟和控制要求畫出狀態(tài)流程圖。沈陽(yáng)第一機(jī)床廠在狀態(tài)圖上以輸入點(diǎn)或其它元件定義狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件。當(dāng)某轉(zhuǎn)換條件不止一個(gè)時(shí)，以邏輯形式表現(xiàn)為轉(zhuǎn)換條件。（ 2）狀態(tài)化簡(jiǎn)：原始狀態(tài)流程圖可能包含多余狀態(tài)，其中有某些狀態(tài)可能等價(jià)，如果將這些等價(jià)狀態(tài)進(jìn)行合并，可使所設(shè)計(jì)的狀態(tài)數(shù)目最少，減少程序的復(fù)雜程度，對(duì)原始狀態(tài)化簡(jiǎn)一般采用隱含表法。（ 3）確定電控系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)，對(duì)各種輸入/輸出信號(hào)占用的PLC輸入/輸出端點(diǎn)及其它PLC元件進(jìn)行編號(hào)分配。（ 4）狀態(tài)轉(zhuǎn)移控制器的設(shè)計(jì)：每個(gè)狀態(tài)用1個(gè)PLC內(nèi)部繼電器表示，此繼電器稱為該狀態(tài)的特征繼電器。每個(gè)狀態(tài)又與一個(gè)轉(zhuǎn)換條件相對(duì)應(yīng)。沈陽(yáng)第一機(jī)床廠為了保證狀態(tài)的轉(zhuǎn)換嚴(yán)格按照預(yù)定的順序逐步展開，不發(fā)生錯(cuò)誤轉(zhuǎn)換，某些狀態(tài)的啟動(dòng)必須以它前一級(jí)狀態(tài)和本狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件相“與”為有效轉(zhuǎn)換條件。在程序編制時(shí)，以前一狀態(tài)的特征繼電器常開觸點(diǎn)與本狀態(tài)的轉(zhuǎn)換條件“與”，作為本狀態(tài)特征繼電器的啟動(dòng)信號(hào)，同時(shí)以下一級(jí)特征繼電器常閉觸點(diǎn)作為本狀態(tài)的關(guān)斷條件。（ 5）PLC輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)控制程序設(shè)計(jì)：由于狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制器設(shè)計(jì)成單步步進(jìn)式，所以各輸出點(diǎn)（執(zhí)行元件）的驅(qū)動(dòng)程序可直接簡(jiǎn)單地由該輸出點(diǎn)的啟動(dòng)狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)繼電器的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)某些輸出點(diǎn)的啟動(dòng)狀態(tài)與多個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)時(shí)，則用其所對(duì)應(yīng)的各狀態(tài)繼電器的觸點(diǎn)組成邏輯“或”來實(shí)現(xiàn)。
（ 6）調(diào)試梯形圖程序，使之進(jìn)一步完善。
3設(shè)計(jì)舉例本人曾采用日本光洋（ KOYO ）系列SR-21型PLC對(duì)高頻淬火(齒輪淬火形狀變化剖析和扼制)機(jī)床進(jìn)行改造，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)采用狀態(tài)流程圖的設(shè)計(jì)方法。沈陽(yáng)第一機(jī)床廠為滿足不同工件淬火時(shí)不同工藝要求，設(shè)計(jì)了7種自動(dòng)工作方式和一種手動(dòng)工作方式。利用選擇開關(guān)可選擇不同的工作方式，由于自動(dòng)工作方式大同小異，本文只對(duì)第一種自動(dòng)工作方式和手動(dòng)工作方式程序做介紹。第一種自動(dòng)控制工藝要求為：加熱兩秒――停兩秒――加熱兩秒――停兩秒――加熱兩秒――然后以4種不同速度下降并同時(shí)加熱和噴水――到達(dá)終點(diǎn)位置時(shí)延時(shí)噴水3秒后快速返回原始位置。為使淬火均勻，整個(gè)加熱、噴水過程中工件必須旋轉(zhuǎn)。繪制狀態(tài)流程圖時(shí)，每一方框代表一狀態(tài)，并在旁邊注明該狀態(tài)所需完成的動(dòng)作或者該狀態(tài)下的輸出信號(hào)。沈陽(yáng)第一機(jī)床廠各狀態(tài)按工作順序用線條依次連接，并標(biāo)識(shí)出狀態(tài)間相應(yīng)轉(zhuǎn)換條件。根據(jù)工藝要求繪制的狀態(tài)流程圖如所示。
通常在多輸入/輸出情況下，并不存在等價(jià)狀態(tài)，而且PLC一般有足夠的內(nèi)部資源可供用戶使用時(shí)，可不必進(jìn)行狀態(tài)化簡(jiǎn)，所以本設(shè)計(jì)沒有進(jìn)行狀態(tài)化簡(jiǎn)。
本系統(tǒng)共需PLC輸入點(diǎn)20個(gè)，其中8種工作方式選擇開關(guān)SA需3點(diǎn)（ 021～023） ；急停按鈕SB1（ 020） ；自動(dòng)工作按鈕SB1（ 000） ；行程開關(guān)7個(gè)SQ 1～SQ 7（ 001～007） ，其中包含上、下限位開關(guān)各一個(gè)；手動(dòng)操作按鈕8個(gè)SB2～SB9（ 010～017）。需輸出點(diǎn)8個(gè)：其中加熱（ 030）、噴水（ 031）、旋轉(zhuǎn)（ 032）、快速上升（ 033）、4種不同下降速度（ 034～37）。沈陽(yáng)第一機(jī)床廠根據(jù)以上輸入/輸出點(diǎn)的估算，選擇日本光洋系列SR-21型5槽框架的PLC能夠滿足本控制系統(tǒng)要求。
由狀態(tài)流程圖我們可以知道，本自動(dòng)循環(huán)過程可分為11個(gè)工步，即11種不同狀態(tài)，依次對(duì)應(yīng)特征繼電器161～173（ 8進(jìn)制） ，根據(jù)各狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件，編制出狀態(tài)轉(zhuǎn)移控制器梯形圖如所示。
工作狀態(tài)決定了執(zhí)行元件的特定動(dòng)作，一旦狀態(tài)轉(zhuǎn)移控制器設(shè)計(jì)好后，根據(jù)狀態(tài)流程圖，很容易設(shè)計(jì)出各輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)程序，此處只給出加熱的驅(qū)動(dòng)程序梯形圖，如所示。其中175為手動(dòng)狀態(tài)繼電器， 010為手動(dòng)加熱按鈕。
最后應(yīng)該說明的是，各子程序串接成梯形圖時(shí)，沈陽(yáng)第一機(jī)床廠還應(yīng)考慮協(xié)調(diào)工作的問題，這就可能對(duì)已設(shè)計(jì)好的梯形圖加入連鎖控制等信號(hào)。梯形圖串接時(shí)還應(yīng)充分考慮各部分梯形圖先后工作順序?qū)φ麄�(gè)系統(tǒng)可能造成的影響。由于PLC是以掃描方式執(zhí)行梯形圖順序的，若順序安排不當(dāng)，將可能導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作，這與繼電接觸器系統(tǒng)有較大差別。
4結(jié)束語(yǔ)該系統(tǒng)投入運(yùn)行后，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，維修方便，生產(chǎn)效率得到大幅度提高。本文介紹的設(shè)計(jì)方法也可以應(yīng)用于其它控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 | | | | [返回] [打印] |
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