基于三菱PLC的双面铣床控制系统程序设计

基于三菱PLC的双面铣床控制系统程序设计（精选3篇）

1.基于三菱PLC的双面铣床控制系统程序设计 篇一

根据实际, 在设计中重点针对机械手控制系统进行研究和论证。具体内容如下:一是选择四层电梯, 以上下行控制、开关门控制以及内外呼叫控制为主;二是需要运用高质量、寿命长感应器的信号输入来实现PLC控制;运用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件编写PLC编程语言梯形图。

1 关于系统控制方案的确定

以电动机为动力的电梯, 按具体用途可以分为乘客电梯、载货电梯、观光电梯以及车辆电梯等, 在系统自动控制过程中, 其设计之前主要考虑以下几点:一是需要了解电梯硬件以及控制要求;二是确定控制细孔所需的输入、输出设备, 具体包括开关、传感器、继电器等;三是根据I/O点数选择可编程控制器PLC类型;四是分配输入输出点, 编制输入输出端子的接线图;五是根据要求编写程序;六是测试输入程序;七是电梯整体联机调试。

这里以四层电梯为例, 针对自动控制系统设计具体方案如下:

1.1 开门控制

为了保证电梯安全性, 因而其开、关信号以及故障报警信号是互锁的。通俗地说, 也就是当开、关信号都无法正常运行时, 其报警信号应该正处于有效时间。而当某一层楼指示灯亮时, 则表示该层正处于开门、关门或者延时状态。

1.2 呼叫控制

根据控制要求, 假设有乘客按下某层呼叫建, 这是亮的是与之相对应的指示灯, 但是电梯却还有一段时间才能启动, 因而在呼叫信号设计中需要一直保持到电梯运行到相应位置, 其信号才消除。

1.3 上下行控制

(1) 需要在每层楼间分别设置呼叫按钮。

(2) 假设电梯收到信号后以5S/ 层速度运行, 具体需要用层楼灯来显示电梯的运行状况。

(3) 呼叫请求结束前, 不得接受其他请求, 还有每层楼间、上下行等指示灯之间不能同时亮, 而当故障报警信号有效时, 其余命令全部无效。

相比较电器控制方式, 采用PLC控制电梯具有以下几点优势:

(1) 从控制方式来看, 可以轻易改变逻辑或者增加功能。

(2) 从工作方式来看, 用PLC控制则是串行工作, 不受约束。

(3) 从控制速度上看, PLC主要是通过半导体来控制, 无触点, 速度快, 自然也无抖动。

(4) 从可靠维修来看:采用PLC控制系统, 则无触点, 寿命长, 而且还具有一种自我诊断功能, 便于现场调试和维护。

2 关于系统硬件设计选型

2.1 可编程控制器 (PLC) 选型

在选择具体PLC工程设计选型时, 重点需要根据工艺特点以及应用要求。应逐一分析, 明确控制具体范围、相应控制任务, 具体动作操作, 然后估算具体点数、以及相应存储器容量和确定PLC具体作用等, 综合各种因素最终选择PLC和以及控制系统。目前市场上PLC种类相对较多。本文着重选择三菱公司生产的FX2N-64MR型号可编程控制作为控制器进行详细分析。

2.2 选择变频器

由于条件限制, 本文着重通过模拟状态进行。主要是通过变频器外部控制实现电动机熟读以及方向变化。为了数据更具有真实性, 本文主要针对三菱E540 变频器进行模拟实验。

2.3 选择电动机

根据电梯实际作用, 电动机应该具有以下特征:一是能频繁起制, 而且电流小;二是在运行过程中噪声相对较低, 散热功能相对较姣好。与此同时, 曳引电动机还应该具备两个轴伸端:一是与减速器耦合, 一是非传动端, 一般装有飞轮。主要是为了增加转动惯量。综合考虑各种因素, 本文着重选择, J250 系列永磁无齿曳引机。

2.4 PLC外部电路的设计

2.4.1 电梯报警设计

在设计中, 先模拟电梯出现故障, 设计按下报警信号, 这时指示灯亮, 同时产生报警声, 并且需要延时到10S。10S后, 系统重新设置。

2.4.2 定位系统设计

模拟间, 一般都有指示灯显示电梯所在位置。比如当电梯停靠在一楼时, 通过传感器检测, 给PLC输入信号, 输出信号连接译码电路, 使发光二极管点亮, 从而显示此时电梯停在一楼。

3 关于系统软件具体设计

相对而言, 图形编程语言中使用最多的是梯形图。而梯形图一般直观易懂, 电气工作人员很容易掌握。在具体设计过程中, 应着重围绕图形中触点之间的逻辑联系, 以便推算出与图示中各个线圈相对应的编程元件状态。而这种逻辑解算都是按从左至右、从上到下的顺序进行的。具体系统工作流程简析如下:

(1) 需要初始设置;

(2) 需要确定检测目标层外是否有呼叫, 或者电梯内是否有呼叫, 没有直接结束;

(3) 分辨呼叫本层是否与目标层相吻合, 如果吻合, 直接开门;

(4) 重新确认电梯启动具体方向;

(5) 电梯重新启动;

(6) 电梯开始加速;

(7) 电梯处于高速运行状态;

(8) 对应格层检测;

(9) 检测是否到达目标层, 如果不是, 继续保持高速运行状态;

(10) 检测到达目标层, 电梯开始减速;

(11) 与目标层进行平层检测;

(12) 电梯停止;

(13) 电梯开门;

(14) 电梯延时一段时间后自动关门;

(15) 重新检测是否需要停止, 如果不是, 则需要原地等待;

(16) 重新确认运行是否结束, 如果结束则电梯停止运行。

4 总结

总而言之, 本设计重点是围绕PLC, 通过其强大控制功能, 最终实现利用可编程控制器来控制电梯。相比而言, 它编程简单形象, 接线容易, 而在扩展简单。当增加电梯功能的时候, 只要在接线上增加行程开关, 及时输入信号就行;至于软件更简单, 直接相应增加相关程序以及输入具体功能就行。

参考文献

[1]陈立定, 吴玉香, 苏开才.电气控制与可编程控制器[M].广州:华南理工大学出版社, 2001.

2.基于三菱PLC的双面铣床控制系统程序设计 篇二

【关键词】加热反应炉；PLC；编程设计；运行功能

Based on Mitsubishi PLC Technology of heating reactor automatic control

Luo Ji-hong

（Hunan Vocational College of Commerce of Electrically controlled department，Changsha 410205，China）

Abstract：To achieve typical heating reactors feed，heating and vent material actual control requirements using Mitsubishi PLC technology experience design methods at I/O allocation basis conduct PLC Ladder design，and feed，heating and vent feed three scripts program runs functional be analysis shows After PLC on machine simulation debugging actual control requirements identical.

Keywords：heating reactor；PLC；Programming；run function

引言

可编程控制器（PLC）是以计算机技术为核心的通用工业自动化装置，它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，具有高可靠性、灵活通用、易于编程和使用方便等特点，近年来在工业自动控制、机电一体化以及改造传统产业等方面得到了广泛的应用，被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之首[1]。本论文针对加热反应炉的实际控制要求，运用三菱PLC技术中的经验设计法，在I/O分配的基础上，将整个加热炉实际控制系统分解为进料、加热和泄料三个部分[2]，进行PLC梯形图程序设计和程序功能分析。

1.工作示意图（见图1）

2.关于模拟量输入的说明

在加热炉控制系统中，对于温度点和压力点的检测，虽然可以如本论文使用带开关量输入的温度、压力传感器来完成，但如果检测点很多，或者是需要根据温度、压力的变化经常调整检测点，就要用很多开关量的温度、压力传感器，占有很多的输入点，安装布线都不方便。所以，就要将温度、压力传感器转换成连续变化的模拟量，再采用PLC控制，控制性能就可以得到极大的改善[1]。

温度控制原理如下：通过电压加热电热丝产生温度，温度再通过温度变送器变送为电压。加热电热丝时根据加热时间的长短可产生不一样的热能，这就需用到脉冲。输入电压不同就能产生不一样的脉宽，输入电压越大，脉宽越宽，通电时间越长，热能越大，温度越高，输出电压就越高[2]。压力控制原理与此类似。

PID闭环控制：通过PLC+A/D+D/A实现PID闭环控制，控制示意图如以下2所示。比例，积分，微分系数取得合适系统就容易稳定，这些都可以通过PLC软件编程来实现[3]。

3.控制要求

3.1 进料控制

当下液面、炉温和炉内压力都小于给定值时，打开排气阀和进料阀；当液面上升到位时，关闭排气阀和进料阀；延时20s，打开氮气阀，使氮气进入炉内，增大炉内压力；当炉内压力上升到给定值时，关闭氮气阀，进料过程结束[4]。

3.2 加热反应控制

进料结束时，炉内温度肯定低于要求值，此时接通加热炉电源；当温度达到要求值后，切断加热电源；维持保温状态10分钟。

3.3 泄放控制

保温10分钟后，打开排气阀，使炉内压力逐渐降到起始值；维持打开排气阀，并打开泄料阀，当炉内液面下降到液面以下时，并闭泄料阀和排气阀，系统恢复到原始状态，重新进入下一个循环。

4.I/O分配（见表1）

5.程序梯形图（见图3）

6.程序功能分析

6.1 进料控制

检测下液面X1、炉温X2和炉内压力X4是否小于给定值（逻辑均为0），即输入点X1、X2和X4是否都处于断开状态，若是则维持打开排气阀Y1和进料阀Y2；当液面上升到位使X3常闭分断，关闭排气阀Y1和进料阀Y2，并开始延时，20s之后打开氮气阀Y3，使氮气进入炉内，增大炉内压力；当压力上升到给定值时（X4=1），X4常闭分断，关闭氮气阀Y3，进料过程结束。

6.2 加热反应控制

进料结束时，炉内温度肯定低于要求值（X2=0），X4常开闭合，接通加热炉电源Y5；当温度达到要求值（X2=1）后，X2常闭分断，切断加热电源Y5，但当温度下降后（X2=0）后，X2常闭又复位，又接通加热炉电源Y5，如此反复通断加热炉电源Y5，维持保温状态10分钟（即在此时间里，炉温实现通断控制，保持X2=1）。

6.3 泄放控制

保温10分钟后，辅助继电器M100线圈得电，M100常开闭合，打开排气阀Y1，使炉内压力逐渐降到起始值X4=0；维持打开排气阀，并打开泄料阀Y4，当炉内液面下降到液面以下时（X1=0），并闭泄料阀Y4和排气阀Y1，系统恢复到原始状态，重新进入下一个循环[5]。

结束语

以上加热反应炉PLC程序经过上机模拟调试，与实际控制要求完全一致，方便实用。在程序设计上，本系统还可采用PLC基本指令编程法或PLC步进指令编程法[6]，但没有以上经验设计法精简。另外，由于论文篇幅原因，没有绘制本系统的外部接线图，读者可对照I/O分配表进行设计（输入接PLC内部工作电源，输出接外部负载工作电源）。

参考文献

[1]孙振强,王晖,孙玉峰.可编程控制器原理及应用教程[M].清华大学出版社,2008(1).

[2]杨国太,陈玉.基于PLC的数控焊接机研制[J].新技术新工艺,2007(5):33-35.

[3]胡学林.可编程控制器教程(实训篇)[M].电子工业出版社,2004,168.

[4]代尚方,刘毅.基于PLC与mcgs的加热反应炉控制系统设计[C].中国矿业大学,2010(2).

[5]王少华,刘晓魃.电气控制与PLC应用[M].中南大学出版社,2008,226.

[6]陈志勇,刘春生.远红外加热反应炉的设计[J].河南化工,1988(2).

作者简介：

罗及红（1970—），男，湖南常德人，硕士，副教授，维修电工高级技师，研究方向：电气工程与智能控制。

3.基于三菱PLC的双面铣床控制系统程序设计 篇三

(1)PLC设计的控制系统梯形图与生产过程结合紧密,设计思路明确,系统操作含义清晰,能较好地解决工艺和自控技术问题;

(2)PLC梯形图向设计者提供规律的控制问题描述方法,设计者易于掌握相应的编程方式,方便地设计出任意复杂的控制程序。

摇臂钻床是一种用途广泛的孔加工机床,它主要用钻头钻削加工精度和光洁度要求不太高的孔,另外还可以用来扩孔铰孔、镗孔以及攻螺纹等。Z3050摇臂钻床是应用最广泛的一种,其原来的控制电路为继电器控制,接触触点多、线路复杂、故障多、操作人员维修任务大。针对这种情况,用PLC设计其控制系统部分代替原继电器控制电路,从而克服以上缺点,降低设备故障率,提高设备的使用效率,且运行效果良好。下面介绍设计方案。

1 设计方案的确定

用PLC进行控制系统的设计时,必须遵循以下几点,使设计后的钻床性能好,但原来的功能不变。

1.1 原Z3050摇臂钻床的工艺加工方法不变;

1.2 在保留主电路原有元件的基础上,不改变原控制系统电器操作方法;

1.3 电气控制系统的控制元件如按钮、行程开关、热继电器、接触器等,作用与电气线路相同;

1.4 主轴电机的启动、停止,摇臂电机的上升、下降,液压夹紧电机的放松与夹紧,主轴箱和立柱的放松和夹紧等控制的操作方法不变;

1.5 用PLC设计控制系统代替原继电器控制中的控制电路部分,用软件编程方法代替硬件接线。

2 Z3050摇臂钻床控制系统的设计

2.1 主电路部分

Z3050摇臂钻床共有四台电机,除冷却泵采用断路器直接启动外,其余三台电机均采用接触器直接启动。

1M是主轴电机,由交流接触器KM1控制,只要求单方向旋转,主轴的正反转由机械手柄操作。1M装于主轴箱顶部,拖动主轴及进给传动系统运转。热继电器FR1作为电动机1M的过载及断相保护,短路保护由短路器QS1中的电磁装置来完成。

2M是摇臂升降电动机,装于立柱顶部,用接触器KM1和KM3控制其正反转。由于电动机2M是间断性工作,所以不设过载保护。

3M是液压液压泵电动机,用接触器KM4和KM5控制起正反转,由热继电器FR2作为过载及断相保护。该电动机的主要作用是拖动油泵供给液压装置压力油。以实现摇臂、立柱以及主轴箱的夹紧和放松。

摇臂升降电动机2M和液压油泵电动机3M共用断路器QS3中的电磁脱扣器作为短路保护。

4M是冷却泵电动机,由断路器QS2直接控制,并实现短路、过载及断相保护。

Z3050摇臂钻床的主电路与图1中所示原电气原理图中主电路相同。

2.2 Z3050摇臂钻床控制系统的I/O分配图如图2所示。

2.3 Z3050摇臂钻床控制系统的PLC梯形图见图3所示。

3 Z3050摇臂钻床PLC控制系统的调试过程

3.1 主轴电动机1M的连续正转控制

按下启动按钮SB2→X1置1→Y0置1→KM1得电并自锁→1M启动连续正转运行。

按下停止按钮SB1→X0置1→Y0置0→KM1失电复位→1M失电停车。

3.2 摇臂升降控制

摇臂上升控制:按下上升按钮SB3→X2置1→M1置1,M4置1并自锁→KT得电吸合→Y3置1,Y5置1→KM4得电,YA得电→3M得电启动正转,供给压力油使摇臂松开,到位后压下SQ2→Y3置0使KM4失电,3M停转;同时X7置1→Y1置1→KM2得电正转,带动摇臂上升。

当摇臂上升到位后松开SB3→X2置0→KT断电→M1置0→Y1置0→KM2断电释放→2M停转使摇臂停止上升。同时M4置0→Y4置1,Y5置1→KM5得电,同时YA得电→3M得电反转,供给压力油使摇臂夹紧。摇臂夹紧到位后压下SQ3→X10置1→Y4置0,Y5置0→KM4和YA失电→3M停止工作,完成了摇臂的松开→上升→夹紧的整套动作。

摇臂下降控制过程与上升控制过程类似,按下SB4→X3、M1、Y3、Y5置1→KM4得电运行使摇臂松开→到位后压下SQ2→X7、Y2置1→2M反转带动摇臂下降→到位后松开SB4→Y4、Y5置1→3M得电反转供给压力油使摇臂夹紧→到位后压下SQ3→Y4、Y5置0→3M、YA失电停止工作,完成摇臂的松开→下降→夹紧的整套动作。

行程开关SQ1(15区)、SQ4(16区)作为摇臂升降的超程限位保护。当摇臂上升到极限位置时,压下SQ1(15区)→X6置1→Y1置0→KM2断电释放,使2M停转,摇臂停止上升;当摇臂下降到极限位置时,压下SQ4(16区)→X6置1→Y2置0→KM3断电释放,使M2停止运行,摇臂停止下降。

摇臂升降电动机2M的正反转接触器KM2和KM3不允许同时得电动作,以防止电源相间短路。除了在梯形图里设置了Y1和Y2的“软联锁”外,为了保证在控制程序错误或因PLC受到影响而导致Y1和Y2两个输出继电器同时输出的情况下,避免正反转接触器同时得电而造成主电路短路,还在PLC外部接线上加上KM2和KM3常闭触头的“硬联锁”,保证了安全。

同理,液压泵电动机3M的放松和夹紧控制接触器KM4和KM5也要在梯形图中设置“软联锁”,同时在外部接线上进行“硬联锁”。

3.3 立柱和主轴箱的放松与夹紧控制

立柱和主轴箱的放松与夹紧是同时进行的。

放松过程:按下SB5→X4置1→Y3置1→KM4得电→3M正转供给正向压力油,使立柱与主轴箱同时放松→到位后松开SB5→Y3置0→KM4失电、YA失电→3M停转,立柱与主轴箱同时放松的操作结束。

夹紧过程:与松开过程相类似,利用SB6、X5、Y4、Y5、KM5、YA等来控制实现。

将设计好的PLC程序输入到FX2N-48MR主机后,连接好输入输出分配和主电路,按照以上步骤进行调试,调试过程全部通过,完全满足Z3050摇臂钻床的控制要求。

4 基于PLC设计Z3050摇臂钻床控制系统的意义

利用三菱FX2N系列PLC对Z3050摇臂钻床控制系统重新设计后,经反复试验运行发现,设备运行的可靠性大大降提高,设备运行的稳定性和效率也大大提高,同时可大幅度减轻操作人员的劳动强度,降低了日常维护成本,还可避免因误操作而引起的短路、过载事故。实验结果表明基于三菱FX2N系列PLC的Z3050摇臂钻床控制系统使设备运行效果良好。

摘要：介绍利用三菱FX2N系列PLC对Z3050摇臂钻床控制系统的设计方案,根据Z3050摇臂钻床的控制要求和特点,确定PLC的输入、输出分配,设计出梯形图并进行现场安装调试,效果良好。

关键词：PLC,Z3050摇臂钻床,控制系统

参考文献

[1]杨青杰.三菱FX系列PLC应用系统设计指南[M].北京:机械工业出版社,2008.[1]杨青杰.三菱FX系列PLC应用系统设计指南[M].北京:机械工业出版社,2008.

[2]谢克明,夏路易.可编程控制器原理与程序设计[M].北京:电子工业出版社,2002.[2]谢克明,夏路易.可编程控制器原理与程序设计[M].北京:电子工业出版社,2002.

[3]何衍庆.可编程控制器原理与应用技巧[M].北京:化工工业出版社,2003.[3]何衍庆.可编程控制器原理与应用技巧[M].北京:化工工业出版社,2003.