應用PLC控制組合機牀動力實驗台論文

可程式控制器（PLC）是在傳統的順序控制器基礎上引入微電子技術和計算機技術而產生的，用來取代傳統的繼電器控制系統，執行邏輯控制、計數、計時、數據處理及聯網與通信等功能。大量採用傳統繼電控制系統的設備通過改造或更新，成了PLC控制的自動化系統。同時，又因為PLC改造成本低、簡單易用等，使其在教學實驗及老企業設備改造上使用越來越普及。本文介紹在設計製作組合機牀動力實驗台的.控制系統中PLC的應用。

1實驗台及控制要求

組合機牀是由通用部件和部分專用部件所組成的高效率機牀。而實驗台是組合機牀一種重要的通用部件，可以根據不同工件的加工要求，通過電氣控制系統的配合實現動力頭各種動作循環。傳統實驗台採用繼電器控制系統，一旦控制系統接線完成，則控制功能即固定，如要改變控制系統控制功能，必須對繼電器控制系統的硬件電路重新設計、安裝和接線，費時費力又複雜。採用PLC控制後，只要通過可程式控制器改變相應的控制程序，而不需對外部電路接線進行改動，即可適應不同的控制要求，方便、高效又可靠。

實驗台液壓系統的工作原理圖如圖1所示。實驗台可以通過改變電氣控制功能，滿足動力頭以下多種動作循環要求：

①動力頭快進→一工進→二工進→停留→快退→原位停止；

②動力頭快進→工進→快進→工進→停留→快退→原位停止；

③動力頭快進→工進→停留→快退→原位停止；

④動力頭快進→停留→快退→原位停止；

本文以第一種動作循環要求為例，説明PLC控制系統的設計過程。

設計的PLC控制系統的控制功能要求如下：

①能滿足動力頭上述第一種動作循環要求；

②快進、一工進、二工進、延時停留等各階段都有相應的工作指示燈；

③終點停留方式可選（有壓力繼電器檢壓退回或時間繼電器延時退回兩種）；

④為確保安全，液泵電機有過載保護，動力頭在任何中間位置都可通過手動按鈕快速退到原位；

2硬件系統設計

採用SE-11R-EX型整體式小型PLC。該型號PLC採用AC110/220V或DC24V電源供電，有自帶24V直流電源的15點輸入接口及9點繼電器輸出接口。輸出接口可直接控制負載220V的小功率交流電磁鐵工作。

由液壓原理圖可知，一工進、二工進是通過電磁鐵3YA、4YA切斷該液壓分路來實現的。液壓泵啟動時3YA、4YA即處於通電工作狀態。

3軟件設計

根據實驗台液壓系統的控制要求，程序按照如下動作順序設計：

①用按鈕SB4選擇終點停留方式（按下SB4，採用定時器延時後退回；否則採用壓力繼電器檢壓退回，此時，終點行程開關ST3不起作用）。

②按下按鈕SB2時液壓泵啟動，為動力頭前進提供壓力油。

③按下按鈕SB3，動力頭快進。

④壓下行程開關ST1，動力頭轉為一工進。

⑤壓下行程開關ST2，動力頭轉為二工進。

⑥到終點壓下行程ST3後動力頭停止，延時計時開始。

⑦延時結束動力頭快速回退，到原位時壓下行程開關ST4，動力頭停止。

程序採用PLC梯形圖編寫。該型號PLC輸入繼電器用I來表示，輸出繼電器用O來表示，中間繼電器用S來表示。為使整個程序結構統一，方便閲讀理解，該程序中所有自鎖環節都通過中間繼電器實現。

為了精簡程序，提高編程效率，本程序採用了主控指令MCS和MCR，同時也起到了聯鎖控制的作用（即在液壓泵沒有啟動時，後面的快進按鈕SB3和快退按鈕SB5不起作用）。程序中還用了很多中間繼電器作為中間狀態的記憶或過渡。

控制系統的梯形圖程序如圖3所示。本程序通過實際調試，使用效果良好。實驗台在使用過程中如有不同的控制要求，可在不改動接線或改動很少的情況下，通過程序的改變來滿足不同的控制要求，大大節省了安裝調試時間，提高了效率。

4結論

應用PLC實現電氣控制，可以充分發揮PLC可靠性高、接線簡單、易學、使用靈活等優點，所以，PLC在設備改造、研製中可以發揮越來越大的作用。