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小型多功能鑽床的PLC改造

2019-6-11 來源：廣東省工商高（gāo）級技工學校作者：胡元（yuán）慶

【摘要】通過改造韶關市博雲機械設備有限公司（sī）一（yī）台多（duō）功能鑽床，來介紹如何（hé）利用PLC來改造設備的步驟。在設備（bèi）改造過程中，首先要確定被控製對象及其供電（diàn）類型，根（gēn）據現場所輸入的（de）信號的多（duō）少（shǎo），然後確定PLC的種類以及其I/O點數；再根據原有機（jī）床的動作特征（zhēng），編寫實際程序，最後上機調試並（bìng）確定最終程序。經過調試程序，符合廠家的設計要求。

【關鍵詞】PLC；鑽床；供電類型；改造；I/O

一、改造項目介紹

韶關市博雲機（jī）械有限公司有一台老舊的多功能鑽床，但該鑽床目前存在以下問題：由於控製模塊的故障，目前也無法進行設備鑽孔的操作。這台設（shè）備原產地為台灣，控製模塊在國內目前沒有相應的替代產品，要想維修控製模塊（kuài）隻能將這（zhè）個模塊寄到原產（chǎn）地進行更換，要進行這（zhè）個操作首先對該設備報關操作，另外還要將設備款先打過來（lái），整個操作周期順利的話，也要一個半月時間。在這一段時間內，這台設備要停產，而目前又是生產的旺季，停產會（huì）帶來（lái）較（jiào）大（dà）的損失。工廠的管（guǎn）理人員找到我，希望對該設備進行改造，並提出下麵的改造要求：

1、改造的時間越短越好。

2、要增加電壓指示功能和相應工作指示（shì）燈。

3、係統要有急停功能。

4、另外係統要有當（dāng）天（tiān）鑽孔次數（shù）的顯示。

5、要有手動功能和自動功能。

6、可以通過觸摸屏和外部按鈕雙重操作控製。

我接到這個任務（wù）後，首先來到（dào）設備所在的車間，找到相應設（shè）備的管（guǎn）理人員，向其谘詢設（shè）備的相關的（de）圖紙，由於該設備為多手設備，已經被轉賣多（duō）次，原始資料都已經缺失（shī），無法借助技術資料確定I/O點，通過現場觀察和谘詢設備管理人（rén）員，確定共有7個輸入點，6個輸（shū）出點控製係（xì）統5個電動機，一個為潤滑電（diàn）動機，隻有（yǒu）單方向動作；一個為傳送帶電動（dòng）機，隻有單方向動作；一個為上下電動（dòng）機，具（jù）有雙向動（dòng）作；一個為鑽（zuàn）頭電動機，隻有單方向動作，鑽頭電動機和上下電動機（jī）不（bú）能夠同時動作；最後一個為控製液壓油（yóu）的電磁閥，輸出點的供電電壓均為交流220V，最終決定使用FX2N-24MR的PLC和三菱GOT1000觸摸屏。

二、電路設計

1、根據多功能鑽床的設計要求，PLC的I/O分配如表1所示.

2、小型多功能鑽床的PLC改造控製係統的電氣原理（lǐ）圖

根據廠家提出的要求，結（jié）合現場觀察的結果，最終（zhōng）形（xíng）成小型（xíng）多功能（néng）鑽床的PLC改造電氣原理圖如（rú）圖1所示。

圖1 小型多功能鑽床的PLC電氣原理圖

當係統啟動後，U、V、W三相電源指示燈亮，代表電源已經進入。合上電源開關QS1，三相電源電壓指示儀表開始工作。合上SB2，KM0得電自鎖（suǒ），KM0的（de）主（zhǔ）觸點閉合，此時三相電源供電給整

個係統的主電路和（hé）控製電路。按下SB4,KM1得電自鎖，KM1的主觸點閉合，此時將單相電源供（gòng）電（diàn）給

PLC和直流（liú）電（diàn）源，直流電（diàn）源輪換（huàn）後（hòu）的24V直流電壓給觸（chù）摸屏GOT1000進行供電。到（dào）現在為止，整個

控製係統才啟動完成（chéng）。與其配成程序如圖2所示（shì）。

圖2 PLC程序指令表

3、程序（xù）簡單分析

在啟動之前要（yào）完成供電係統的（de）給電，HL1指示燈要亮。在控製係統啟動（dòng）前，要選擇工作方式，當SA1處於閉合狀態（tài）時，控製係統處（chù）於手動控製狀態，整個控製係統手動狀態可以從觸摸屏上啟動，也可以從控製（zhì）櫃上的啟動按鈕啟動。在手動狀態下，按下SB7，手動控製（zhì）潤滑電機；按下SB8，手動控製傳送（sòng）帶電機；按下SB9，手動控製（zhì）電動機向上運（yùn）動；按下SB10，手動控製電動機向下運動；按下SB11，手動控製鑽頭電動（dòng）機；按下SB12，手動（dòng）控（kòng）製液壓電磁閥動作。想退回手動狀態，隻要將SA1斷開（kāi），再次按下啟動按（àn）鈕係（xì）統就會進入自動（dòng）控製狀態。從時傳送帶的起點（diǎn）檢測開始檢測有（yǒu）沒有要加工的產品，當檢測到有產品時，則傳送帶向前運動，當終點檢測開（kāi）關檢測到有（yǒu）有待加工的產品存在時，根據上下電機所在位（wèi）置（zhì），讓待加工產品向上或向下運動，到達指令位置（zhì），鑽頭電動（dòng）機開始（shǐ）動作。鑽孔的深度（dù）由時間來（lái）決定，這個時間在程序初始化的時候就有一個初始值，這個是（shì）通過運算得到，鑽頭電動機（jī）的圖1 小型多功能鑽床的PLC電氣原理圖（tú）速度是一定的，這個速度和時間的積就是鑽頭鑽孔的深度，這個值也可以從觸摸屏上（shàng）設置。也就說，鑽孔的深度可以直接從觸摸屏上控製。到此為止是多功能鑽床的一個動作周期，在鑽床設備上的待加（jiā）工不管在設備的任何位置，隻要按（àn）下停止按鈕，係統（tǒng）回到初始狀態，等待（dài）下一個要加工產品的出現。由（yóu）於設備在運動中途停止，而上下（xià）電機（jī）沒有回到極限點停止運行，再次啟動設備（bèi）的時候，一（yī）定先（xiān）手動將上下電機回到極限點。在開機這段時間內，鑽頭（tóu）電機鑽孔的個數（shù）將會在觸摸屏（píng）上顯示。

三、總結

按照圖1所示的電氣（qì）原理圖，做好電氣櫃，將做（zuò）好程序通過數據線下載到PLC，做好的觸摸屏的畫麵傳送到觸摸屏，做好這些準備（bèi）工作。開始調試設備，首先測試（shì）外部動作，選（xuǎn）擇好手動操作控製一切正常；然後選擇自動操作（zuò），也是一切正常。從開始（shǐ）設計，到設備完成共計（jì）用時一天半，也符合博雲機械設備廠（chǎng）家的所（suǒ）提出幾點設計要求。至於廠家提出其它要求，在（zài）我設計（jì）的電氣原理圖當中也都（dōu）實現了。

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