機(jī)電傳動(dòng)控制

模塊5單元5-7

PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例學(xué)以致用單元5-7內(nèi)容（思維導(dǎo)圖）教學(xué)目標(biāo)基于PLC的實(shí)際控制工程項(xiàng)目如何實(shí)施?了解一個(gè)PLC的實(shí)際課題是實(shí)施步驟；液體攪拌機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制中，物料的混合操作是一些企業(yè)的關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)，多種液體按一定比例混合是物料混合的一種典型形式，像飲料的生產(chǎn)、白酒的勾兌、農(nóng)藥的配比等，都有兩種、三種或多種液體混合后進(jìn)行攪拌，有些設(shè)備還配有加熱控制等。1、PLC在工業(yè)自動(dòng)控制中的應(yīng)用液體攪拌機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、工作原理

液體混合攪拌機(jī)工作原理如圖6－1所示，液體混合攪拌機(jī)需要有兩種液體（A液體與B液體）按比例進(jìn)行混合攪拌，攪拌后放出。在液體混合罐中有三個(gè)液位傳感器控制液體的比例。有三個(gè)液體電磁閥：控制A液體流入的電磁閥YV1，控制B液體流入的電磁閥YV2，控制混合液體C流出的電磁閥YV3。一、PLC在工業(yè)自動(dòng)控制中的應(yīng)用圖6-1液體混合攪拌機(jī)示意圖液體攪拌機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2、控制要求:

在初始狀態(tài)下，罐內(nèi)是空的，三個(gè)電磁閥為關(guān)閉狀態(tài)，三個(gè)傳感器為OFF狀態(tài)，攪拌機(jī)停止。（1）按下啟動(dòng)按鈕SB1，電磁閥YV1打開，液體A流入罐內(nèi)，當(dāng)液體A達(dá)到低位傳感器L時(shí)，低位傳感器ST3＝ON，液體A繼續(xù)流入罐內(nèi)。（2）當(dāng)液體A達(dá)到中位傳感器M時(shí)，中位傳感器ST2＝ON，此時(shí)控制液體A流入的電磁閥YV1關(guān)閉，控制液體B流入的電磁閥YV2打開，液體B開始流入罐內(nèi)。液體攪拌機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2、控制要求:

（3）當(dāng)液體達(dá)到高位傳感器H時(shí)，高位傳感器ST1＝ON，控制液體B流入的電磁閥YV2關(guān)閉，同時(shí)攪拌電動(dòng)機(jī)M開始工作，對(duì)液體進(jìn)行攪拌。（4）攪拌30s后，攪拌電動(dòng)機(jī)M停止工作，電磁閥YV3打開，放出混合液體。（5）當(dāng)夜面低于低位傳感器L時(shí)，低位傳感器ST3＝OFF，延時(shí)8s后，罐內(nèi)的液體放完，電磁閥YV3關(guān)閉，攪拌機(jī)又開始執(zhí)行下一個(gè)循環(huán)。如在運(yùn)行中途按下停止按鈕SB2，攪拌機(jī)不能立即停止工作，只有等完成一個(gè)工作周期后，罐內(nèi)的液體放完，攪拌機(jī)才停止，回到初始狀態(tài)。液體攪拌機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3、

I/O控制點(diǎn)的分配與PLC選型輸入點(diǎn)：X0對(duì)應(yīng)啟動(dòng)按鈕SB1，X1對(duì)應(yīng)停止按鈕SB2，X2對(duì)應(yīng)高位傳感器H，X3對(duì)應(yīng)中位傳感器M，X4對(duì)應(yīng)低位傳感器L。輸出點(diǎn)：輸出點(diǎn)Y0對(duì)應(yīng)電磁閥YV1，輸出點(diǎn)Y1對(duì)應(yīng)電磁閥YV2，輸出點(diǎn)Y2對(duì)應(yīng)電磁閥YV3，輸出點(diǎn)Y3對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)控制接觸器KM。I/O控制點(diǎn)的分配如表6－1所示。PLC選型：FX2N-16MR表6-1I/O控制點(diǎn)的分配輸入/輸出元器件選擇圖6-2液體混合攪拌機(jī)I/O分配圖液體攪拌機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4、設(shè)計(jì)梯形圖，寫出指令表

5、模擬調(diào)試和實(shí)際調(diào)試注意事項(xiàng)（1）操作順序要求混合攪拌機(jī)的操作應(yīng)該按液體的特性進(jìn)行操作。當(dāng)啟動(dòng)按鈕SB1按下后，輸入繼電器X0接通，第18行M0接通，Y0置位接通，電磁閥YV1通電打開，液體A開始注入容器中。當(dāng)液面到達(dá)低液位L時(shí)，第13行X4閉合。當(dāng)液面到達(dá)中液位M時(shí)，第10行X3閉合，第23行M3常開閉合，Y0復(fù)位，停止注入液體A，同時(shí)Y1置位，電磁閥YV2通電打開，液體B開始注入容器中。當(dāng)液面到達(dá)高液位H時(shí)，第7行X2閉合，第26行M2常開觸點(diǎn)閉合，Y1復(fù)位，停止注入液體B，同時(shí)Y3置位，接觸器KM通電閉合，電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)攪拌機(jī)工作。第31行Y3常開觸點(diǎn)閉合，計(jì)時(shí)器T0開始計(jì)時(shí)。經(jīng)過30s后，計(jì)時(shí)器T0動(dòng)作，第29行T0常開觸點(diǎn)閉合，Y3復(fù)位，攪拌機(jī)停止工作。第37行M6常開觸點(diǎn)閉合，使Y2置位，電磁閥YV3通電打開，開始從容器中放出液體。注意事項(xiàng)（1）操作順序要求

當(dāng)液面降到低液位L時(shí)，第44行M7常開觸點(diǎn)閉合，計(jì)時(shí)器T1開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過8s后T1動(dòng)作，第39行T1常開觸點(diǎn)閉合，Y2復(fù)位，M7復(fù)位，電磁閥YV3關(guān)閉，容器中的液體放完。第18行T1常開觸點(diǎn)閉合，使Y0置位，重復(fù)以上過程。按下停止按鈕SB2，第4行輸入繼電器X1閉合，第16行M5復(fù)位，切斷Y0的循環(huán)通路，當(dāng)電磁閥YV3關(guān)閉，第18行中的T1常開觸點(diǎn)閉合，Y0也不能接通。（2）傳感器接線時(shí)應(yīng)遵守使用說明書的要求，注意使用的電源和靈敏度。（3）使用電磁閥時(shí)應(yīng)遵守使用說明書的要求，注意使用的電源和靈敏度。臥式鏜床繼電器控制系統(tǒng)改造1、臥式鏜床繼電器控制系統(tǒng)分析圖6－3所示為某臥式鏜床繼電器控制系統(tǒng)的電路圖，包括主電路、控制電路、照明電路和指示電路。鏜床的主軸電動(dòng)機(jī)M1是雙速異步電動(dòng)機(jī)，中間繼電器KA1和KA2控制主軸電機(jī)的啟動(dòng)和停止，接觸器KM1和KM2控制主軸電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，接觸器KM4、KM5和時(shí)間繼電器KT控制主軸電動(dòng)機(jī)的變速，接觸器KM3用來短接串在定子回路的制動(dòng)電阻。SQ1、SQ2和SQ3、SQ4是變速操縱盤上的限位開關(guān)，SQ5和SQ6是主軸進(jìn)刀與工作臺(tái)移動(dòng)互鎖限位開關(guān)，SQ7和SQ8是鏜頭架和工作臺(tái)的正、反向快速移動(dòng)開關(guān)。二、PLC在機(jī)床控制中的應(yīng)用圖6-2臥式鏜床繼電器控制系統(tǒng)的電路圖

2．確定輸入/輸出器件，畫PLC外部接線圖改造后的PLC控制系統(tǒng)的外部接線圖中，主電路、照明電路和指示電路同原電路不變，控制電路的功能由PLC實(shí)現(xiàn)，PLC的I/O接線如圖6－4所示。臥式鏜床繼電器控制系統(tǒng)改造圖6-4臥式鏜床PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖3．設(shè)計(jì)梯形圖

根據(jù)PLC的I/O對(duì)應(yīng)關(guān)系，再加上原控制電路中KA1、KA2和KT分別與PLC內(nèi)部的M300、M301和T0相對(duì)應(yīng)，設(shè)計(jì)出的PLC梯形圖如圖6－5所示。臥式鏜床繼電器控制系統(tǒng)改造圖6-5（1）臥式鏜床PLC控制系統(tǒng)的梯形圖圖6-5（2）臥式鏜床PLC控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意梯形圖與繼電器電路圖的區(qū)別。梯形圖是一種軟件，是PLC圖形化的程序，PLC梯形圖是串行工作的，而在繼電器電路圖中，各電器可以同時(shí)動(dòng)作（并行工作）。

1、任務(wù)書

:大小球分揀控制的系統(tǒng)示意6-1如下。此系統(tǒng)使用傳送帶，將大、小球分類選擇送往相應(yīng)的容器。左上方為原點(diǎn)，電磁鐵動(dòng)作順序?yàn)橄陆怠⑽?、上升、右行、下降、釋放、上升、左行。此外，機(jī)械臂下降，當(dāng)電磁鐵壓著大球時(shí)，下限位開關(guān)LS2不動(dòng)作;壓著小球時(shí)，LS2動(dòng)作。三、PLC在工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線中應(yīng)用輸送機(jī)分檢大小球的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖6-1大小球分揀控制的系統(tǒng)示意2、控制要求:(1)分揀桿必須在原始位置時(shí)系統(tǒng)才能啟動(dòng)，啟動(dòng)后的工作流程如圖6-2所示。(2)磁鐵下降碰球過程時(shí)間為2s，大球還是小球由LS2的狀態(tài)判定?？紤]到工作的可靠性，規(guī)定磁鐵吸牢和釋放鐵球的時(shí)間為1s。(3)分揀桿的垂直運(yùn)動(dòng)和橫向運(yùn)動(dòng)不能同時(shí)進(jìn)行。輸送機(jī)分檢大小球的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖6-2工作流程圖3．控制任務(wù)分析

這是一個(gè)典型的選擇性分支與匯合的問題。系統(tǒng)存在兩個(gè)可選擇的分支，選擇條件為電磁鐵吸住的是大球還是小球，即限位開關(guān)LS2是否壓合。當(dāng)限位開關(guān)LS2未壓合時(shí)，電磁鐵吸住的是大球，系統(tǒng)選擇將球運(yùn)往大球容器箱的分支，當(dāng)LS2壓合時(shí)，電磁鐵吸住的是小球，系統(tǒng)選擇將球運(yùn)往小球容器箱的分支。因此，可用選擇性分支步進(jìn)程序設(shè)計(jì)該系統(tǒng)程序，并根據(jù)控制要求畫出系統(tǒng)的控制流程圖，如圖6-3所示。

輸送機(jī)分檢大小球的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖6-3大小球分類控制系統(tǒng)控制流程圖

4、I/O點(diǎn)分配和接線圖設(shè)計(jì)（1）I/O點(diǎn)分配表大小球分類控制系統(tǒng)I/O分配表如表6－1所示。

PLC選擇：FX2N-24MR輸送機(jī)分檢大小球的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)表6-1I/O點(diǎn)分配表（2）PLC接線圖大小球分揀控制系統(tǒng)PLC接線圖如圖6－4所示。

5、程序設(shè)計(jì)圖6－5SFC中原位啟動(dòng)條件是分揀桿處于左上位(X001、X003接通)且電磁鐵處于釋放狀態(tài)(Y001線圈不得電)，此時(shí)若按下啟動(dòng)按鈕(X026閉合)，轉(zhuǎn)入狀態(tài)S21，分揀桿下降(Y000接通)2s，在此期間若分揀桿碰到的是小球(X002動(dòng)作)，則選擇左邊一條支路，將小球放入小球容器，若分揀桿碰到的是大球(X002不動(dòng)作)，則選擇右邊一條支路，將大球放入大球容器。當(dāng)一次分揀過程結(jié)束后，分揀桿停在原位等待系統(tǒng)下一次啟動(dòng)。將圖6－3所示的系統(tǒng)控制圖轉(zhuǎn)化成SFC，如圖6－5所示，并用GX－DEVELOPER編寫SFC程序如圖6－6所示;SFC轉(zhuǎn)化成的指令語(yǔ)句如表6－2所示。

輸送機(jī)分檢大小球的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)6、程序輸入及調(diào)試(以GX－DEVELOPER軟件為例)

根據(jù)控制要求，在GX－DEVELOPER編程軟件中編寫該程序，然后進(jìn)行模擬調(diào)試。模擬調(diào)試可以在實(shí)驗(yàn)室利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行，也可以采用GX的模擬調(diào)試軟件進(jìn)行，如果程序沒有達(dá)到控制要求，應(yīng)進(jìn)行修改，直到達(dá)到要求為止。在在GX－DEVELOPE