Z3040型摇臂钻床适用于单件或批量生产带有多孔的大型零件的孔加工,是机械加工车间常用的机床,在机械行业中得到了广泛应用。由于传统继电器-接触器控制的摇臂钻床存在电路接线复杂,触点多、噪音大、可靠性差、故障诊断与排除困难等缺点,因此对Z3040摇臂钻床控制管理系统的技术改造是非常必要的。
本文在分析Z3040型摇臂钻床继电接触控制管理系统工作原理的基础上,提出了用可编程控制器(PLC)对摇臂钻床控制管理系统进行改造设计。文中介绍了PLC的原理和特点;给出了摇臂钻床PLC控制管理系统的硬件组成和软件设计;这中间还包括PLC的选型、输入/输出(I/O)地址分配、PLC外部接线图、PLC梯形图程序设计;分析了用PLC控制摇臂钻床的工作过程;对主要电器元件进行了选择。
改造后的Z3040型摇臂钻床简化了控制线路,使机床功能完善,使用起来更便捷,维护简单,降低了设备正常运行的故障率,提高了设备正常运行的使用率,可实现生产的全部过程的高效、节能和低成本。在工业上有广泛的应用前景。
附录3 Z3040型摇臂钻床PLC控制I/O(输入、输出)地址分配表 26
附录5 Z3040型摇臂钻床配电箱元件位置及接线型摇臂钻床PLC控制管理系统梯形图 29
目前,PLC在国内外已大范围的应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。
这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线;在工业生产过程中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。
PLC能够适用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在通常用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,大范围的使用在各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制管理系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有十分普遍的应用.
现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,能够实现数据的采集、分析及处理