四川机械专业可编程序控制器及其应用三菱劳动第三应用PLC设计双面钻孔组合机床电气控制系统.pptx

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1、双面钻孔组合机床主要用于在工件的两相对表面上钻孔，该机床的结构简图如图所示。双面钻孔组合机床的结构简图1侧底座 2刀具电动机 3工件定位夹紧装置 4主轴箱及钻头 5动力滑台第1页/共40页双面钻孔组合机床的工作循环图第2页/共40页本任务要求应用PLC设计双面钻孔组合机床控制系统，并完成安装和调试。（1）双面钻孔组合机床共有4台电动机。1）M1为液压泵电动机。M1应先启动，使系统正常供油后，其他电动机的控制电路及液压系统的控制电路才能通电工作。2）M2、M3分别为左、右机的刀具电动机。刀具电动机应在滑台进给循环开始时启动运转，滑台退回原位后停止运转。3）M4为切削液泵电动机。可以手动控制启动和

2、停止，也可以在滑台工进时自动启动，在工进结束后自动停止。第3页/共40页（2）双面钻孔组合机床动力滑台和工件定位、夹紧装置由液压系统驱动。其电磁阀线圈动作状态如下：（3）组合机床能分别在自动和手动两种工作方式下运行。（4）具有短路、过载保护等必要的保护措施。第4页/共40页一、一、PLCPLC控制系统设计的基本原则和主要内容控制系统设计的基本原则和主要内容1.PLC控制系统设计的基本原则（1）最大限度地满足被控对象的控制要求。（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便。（3）保证控制系统的安全、可靠。（4）考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有

3、余量。第5页/共40页2.PLC控制系统设计的主要内容（1）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据。（2）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构。（3）选定PLC 的型号。（4）编制PLC 的输入/输出地址分配表，绘制输入/输出端子接线图。第6页/共40页（5）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计。（6）进行软件测试。（7）设计操作台、电气柜及非标准电气元部件。（8）现场系统调试。（9）编写设计说明书和使用说明书。第7页/共40页二、二、PLCPLC控制系统的设计与调试步骤控制系统的设计与调试步骤

4、第8页/共40页1.深入分析被控制系统这一步是系统设计的基础。设计前应熟悉图样资料，深入调查研究，与工艺、机械方面的技术人员和现场操作人员密切配合，共同讨论，解决设计中出现的问题。这一阶段应确定哪些信号需要输入给可编程序控制器，哪些负载由可编程序控制器驱动，分类统计出各输入量和输出量的性质，是数字量还是模拟量，是直流量还是交流量，以及电压的等级。第9页/共40页2.与硬件有关的设计（1）确定系统输入器件和输出器件的型号。（2）根据设备的操作任务和操作方式，确定操作面板所需的元件，如指示灯、数字显示装置、开关和按钮等。（3）列表统计可编程序控制器的输入信号和输出信号，在表中标明各信号的意义和类型

5、，如信号是数字量还是模拟量以及模拟信号的范围等。第10页/共40页（4）确定可编程序控制器的型号和硬件配置，如确定CPU 模块的型号、扩展模块的型号和块数等。（5）给各输入、输出变量分配地址，梯形图中物理地址与可编程序控制器的外部接线端子号是一致的。这一步是为绘制硬件接线图作准备，也是为梯形图的设计作准备。（6）给输入/输出变量分配好地址后，画出可编程序控制器的外部硬件接线图，以及其他电气原理图和接线图。第11页/共40页（7）画出操作站和控制柜面板的机械布置图和内部的机械安装图。（8）建立符号表。符号表用来给存储器内的绝对地址命名，可对物理输入/输出信号和程序中用到的其他存储单元命名。建立符

6、号表后可以在程序中显示各绝对地址的符号名，有利于程序的设计和阅读。第12页/共40页3.梯形图程序的设计根据总体要求和控制系统的具体情况，确定用户程序的基本结构，画出程序流程或数字量控制系统的顺序功能图。它们是编程的主要依据，应尽可能地准确和详细。较简单系统的梯形图可以用经验法设计，复杂系统的梯形图一般采用顺序控制设计法。第13页/共40页4.梯形图程序的模拟调试一般先对用户程序做模拟调试，根据顺序功能图，用小开关和按钮来模拟可编程序控制器实际的输入信号，如用它们发出操作指令，或在适当的时候用它们来模拟实际的反馈信号，如限位开关触点的接通和断开。通过模块上各输出位对应的发光二极管，观察各输出信

7、号的变化是否满足设计的要求。第14页/共40页5.现场调试完成上述工作后，将可编程序控制器安装在控制现场，接入实际的输入信号和负载。在联机总调试过程中将暴露出系统中可能存在的传感器、执行器和接线等硬件方面的问题，以及可编程序控制器的外部接线图和梯形图设计中的问题，发现问题后应尽可能在现场加以解决，直到完全符合要求。第15页/共40页6.编写技术文件（1）可编程序控制器的外部接线图和其他电气图样。（2）可编程序控制器的编程元件表，包括程序中使用的输入/输出位、存储器位、计数器、顺序控制继电器等的地址、名称、功能，以及定时器、计数器的设定值等。（3）顺序功能图、带注释的梯形图和必要的总体文字说明。

8、第16页/共40页一、系统硬件配置一、系统硬件配置通过对任务控制要求分析可知，控制系统交直流均可输出，故选用继电器输出型PLC，由PLC组成的双面钻孔组合机床控制系统共有输入信号22个；共有输出信号15个；因控制系统需求并考虑留有余量以满足以后增加系统功能的需要，PLC的输入和输出点数选用48点，故控制系统的PLC选用FX2N-48MR。第17页/共40页二、分配输入点和输出点，写出二、分配输入点和输出点，写出I/O I/O 地址分配表地址分配表第18页/共40页第19页/共40页三、绘制三、绘制PLCPLC控制线路控制线路主电路及照明电路第20页/共40页控制电路第21页/共40页四、程序设

9、计四、程序设计双面钻孔组合机床的控制程序总框图第22页/共40页1.手动控制程序第23页/共40页2.自动控制程序 机床自动工作顺序功能图第24页/共40页双面钻孔组合机床自动控制的梯形图程序第25页/共40页双面钻孔组合机床自动控制的梯形图程序（续）第26页/共40页双面钻孔组合机床自动控制的梯形图程序（续）第27页/共40页双面钻孔组合机床自动控制的梯形图程序（续）第28页/共40页五、模拟调试五、模拟调试 六、线路安装与调试六、线路安装与调试联机调试记录表第29页/共40页第30页/共40页第31页/共40页PLC系统调试、维护与检修1.系统调试系统调试时首先按照原理图及规定接线方式连接

10、硬件电路，接入电源，将程序传入PLC中，并把开关拨向RUN 方式，检查PLC有无异常情况。若有则首先检查电源，然后检查系统的连接，再检查程序是否错误，特别是模拟量输入模块、输入/输出指令及参数是否错误，最后检查外围元器件是否损坏等。第32页/共40页2.系统维护（1）定时巡视。（2）定期检查。（3）定期除尘。（4）保持外围设备及仪表输入信号畅通。（5）UPS（交流不间断电源系统）是PLC控制系统正常工作的重要外围设备，UPS的日常维护也非常重要。（6）经常测量PLC与其他仪表的公共接地电阻值。（7）适时更换锂电池。第33页/共40页3.故障检修方法（1）问：当PLC出现故障时，首先问现场工作人

11、员，操作是否规范以及设备出现的故障现象，然后根据现象判别和推断引起故障的原因。（2）闻:打开PLC控制柜，用鼻子闻一下，判断是否有焦味或异味，看电气元器件或线缆有无烧毁。（3）摸：用手触摸PLC的CPU，感觉其温度是否过高，CPU 正常运行的温度一般不应超过60。第34页/共40页（4）看：看各板上各模块的指示灯是否正常。如电源指示灯POWER、运行指示灯RUN、电池指示灯BATT、运行故障指示灯ERROR、PLC的输入/输出指示灯等。（5）查：根据出现故障或现象，对照图样和工艺流程用万用表等检测工具寻找和判断故障所在地。（6）换：对不确定的部位采用部件替换法来确定故障。第35页/共40页4.

12、常见故障部位系统故障分布第36页/共40页（1）PLC主机系统PLC主机系统最容易发生故障的地方一般在电源系统和通信网络系统。（2）PLC的I/O端口PLC的技术优势主要在于其I/O端口，在主机系统的技术水平相差无几的情况下，I/O模块是体现PLC性能的关键部件，它也是PLC损坏中的突出环节。第37页/共40页（3）现场控制设备1）第一类故障点（也是故障最多的地点）在继电器和接触器。2）第二类故障点多发生在阀门或闸板等设备上。3）第三类故障点可能发生在开关、极限位置、安全保护和现场操作上的一些元件或设备上。第38页/共40页4）第四类故障点可能发生在PLC系统中的子设备，如接线盒、接线端子、螺栓和螺母等处。5）第五类故障点是传感器和仪表，这类故障在控制系统中一般反映为信号不正常。6）第六类故障主要是电源、接地线和信号线的噪声（干扰），问题的解决或改善主要在于工程设计时的经验和日常维护中的观察分析。第39页/共40页感谢您的观看！第40页/共40页