PLC与电气控制论文

2022-04-19

摘要:本文主要阐述了PLC与变频器在组合机床电气控制中的应用情况,主要以一台镗孔专机与电气原理图为例阐述了PLC的工作原理、设计原理等。关键词:PLC;变频器;组合机床;应用对于组合机床的电气控制来说,其主要要求分为三个阶段:一是图纸的绘制,二是电气的安装,三是用户的验收。下面是小编精心推荐的《PLC与电气控制论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

PLC与电气控制论文 篇1:

有关PLC机床的电气控制系统设计与分析探究

摘 要:随着我国经济的飞速发展,产品更新速度加快,产品生产的时间缩短,特别是在机械方面,原本的普通机床生产已经不能满足机械生产的发展要求,数控机床以其先进的制作工艺逐渐占领了机械制造领域并且越来越受关注。本文就PLC机床的电气控制系统设计做了分析和探究。

关键词:PLC;机床电器控制;自动化系统

因为飞速的工业发展模式,要不断的更新工业生产工艺技术和生产设备。所以在设计的过程中有必要充分的探究扩展力度,以此来确保与工业发展需求相符的设计。PLC控制系统符合合理经济的条件,要力求满足操作管理的便利性,从而让较多的工作人员都能够清晰的了解PLC控制系统。PLC控制系统避免由于性能的不稳定而造成的进度异常。PLC控制系统的完整性就是在较大的限度上确保生产机械的整体性条件下开展的必要设计,PLC控制系统需要满足于工业生产的需求,也就是工业生产针对控制系统所提出的需求要和PLC控制系统设计模式相符。

一、PLC技术的运行原理

在实际运行中,PLC首先会对数据信息进行全面的扫描,并将扫描的信息全部录入到寄存器中。然后就进入到了执行的过程中。但是在此过程中,寄存器与其他PLC部件之间隔离开来,这样在进行工作的过程中,就不会受到外界的影响,且不论外界信息怎样变化,而在寄存器中所存储的信息却不会有任何的变化,直到进入到下一阶段的运行周期中。因此可以看出,在同一运行周期中,寄存器中所存储的信息是由极强的安全性与稳定性,且不会随着外界信息的变化而变化,这样也就为PLC的运行奠定了良好的发展空间。1.2执行当寄存器将所有信息都录入到其中后,变会根据PLC技术的生产原则来扫描所有的程序,这样才算是真正进入到了程序执行的过程。但是在实际中PLC在执行各个任务的过程中,常常会发生跳转的现象,因此要求工作人员要对跳转的条件进行全面的分析以后,还要综合结果,并及时作出相应的反应。其次在程序执行的过程中,跳转质量中还包含了大量的信息,这样也就会使PLC直接进入到信息的采集过程中去。同时还会启动逻辑运算,并将最终的运算结果记录到寄存器中,这样也就实现了储存。在信息完成自动执行以后,寄存器会立刻进行相应的转移,并自动转入到下一层系统中,这样也就从寄存器转到了锁存器中,通过这种固定的方式将信息实现输出以后,最终形成驱动。

二、PLC控制系统设计步骤

调试程序基本包含两大阶段,其一为模拟调试;其二为现场调试。程序的模拟调试主要指的是,用便捷的模拟形式构成现场的实际状态,可以将程序运行放在首位而设置出一定的环境状态。按照现场信号的产生方式,模拟的调试包含软件模拟和硬件模拟两种方法。编写应用程序方面是能够让自动化控制管理被PLC控制系统实现的主要过程。全部的控制动作都要根据编程来开展。所以,在编写应用程序的过程中,没有必要将编写作用在工业生产要求的条件下,要明确不同工序当中的控制功能都可以充分的达成。一方面要对程序进行编写,另一方面还需要编写保护程序、诊断程序、故障检测维修程序以及初始化程序等,以此来确保PLC电气控制系统的稳定性与安全性。在涉及工业生产设备的PLC控制系统时,需要细致的了解被控对象,要把运行过程中所包含的不同条件、时间、动作以及工序等开展详细的探究,以此在进行PLC控制编程的编制过程中,可以达成优质的生产需求。PLC控制系统当中所具备的硬件,分别为:I/O端口分配、PLC、I/O设备等,想要明确系统硬件设施当中的电气连接线路,需要相应的绘制PLC外围硬件路线图。并且需要合理的分配定时器以及计数器等电气元件。

三、PLC控制系统设计方法

PLC控制系统该组合机床中所具备的PLC控制系统程序,能够利用接触器控制系统以及8Q2原继电器通过适当的转换而得到,在进行转换的阶段需要严格关注四大层面。程序在进行设计的过程中,需要将线圈作为主要的单位,并具体的分析继电器-接触器的控制电路当中,具体有哪些电路和触点会控制所涉及到的各个线圈,如果较多的线圈都受到某电路或者线圈的控制,程序内部能够设置出以电路控制为主的辅助继电器,用以将程序简化。PLC辅助继电器M,能够替代原继电器-接触器系统的中间继电器。在处理输入设备的过程中,若继电器-接触器控制电路是以常开触点作为重点,当转变成为PLC控制之后,此设备还是将PLC的输入设备用常开触点达成,基本的程序当中,和触点对应下的状态的是不能够改变的。若设备是常闭触点组成的,当转变为PLC控制之后,此设备还是将PLC输入设备用常闭触点达成,在程序当中所对应下的触点是相反的状态。对设备对应的输出继电器线圈,能够替代原继电器-接触器控制系统当中的接触器线圈和电磁阀线圈。输出继电器当中的触点需要替代接触器中的触点,同时要确保不变的状态。在该组合机床内部,所涉及到的继电器控制电路当中,具备着两台动力头电动机,分别处于左右两端,同时还具备冷却泵电动机。此外,还针对性的对左动力头电动机和右动力头电动机,设置了相应的调整开关,并且还设置了与冷却泵电动机相符的工作选择性开关装置。按照双面单工位液压传动组合机床的控制性条件,所具备的系统一共需要21个开关量輸入信号,在21个输入信号当中主要包含:转换开关3个、压力继电器2个、热继电器动断触点3个、行程开关9个以及按钮4个,此外还具备7个开关量输出信号,具体包含:电磁阀线圈4个、接触器线圈3个。进行应用设计的过程中,想要充分的节省PLC中的点数,需要将信号接线适当的更改,以此来合理的节省相应的输入点。运用这样的方式,可以把PLC中的输入点数从21点可以直接降低为15点。

四、结束语

随着我国科学技术的不断发展,人们对于工业的要求也更为的严格,因此转变传统的机床控制方法,满足生产的需要,提高产品的质量。

参考文献:

[1]王向钊.上料控制系统中的应用[J].纯碱工业,2015.

[2]马奇环.PLC在交流双速特殊功能的实现[J].新疆工学院学报,2015.

作者:张鸿飞 赵秉全

PLC与电气控制论文 篇2:

解析PLC与变频器在组合机床电气控制中的应用

摘 要:本文主要阐述了PLC与变频器在组合机床电气控制中的应用情况,主要以一台镗孔专机与电气原理图为例阐述了PLC的工作原理、设计原理等。

关键词:PLC;变频器;组合机床;应用

对于组合机床的电气控制来说,其主要要求分为三个阶段:一是图纸的绘制,二是电气的安装,三是用户的验收。本文主要以镗孔专机为例进行讲解,主要描述了电气原理图、PLC设计思路、变频器参数设置等等。

1.电气系统控制要求分析

镗孔专机的主轴机M1变频电机主要采用的是YP-50-22-6B,冷却风机主要采用380V120W功率。

按照机械传动比折进行计算,得到的电机转速主要控制在600rpm与2000rpm之间,进行连续调试;通过计算可知,我们将变频器控制在30HZ与100HZ频率范围之内;速度的调节主要通过电位器;镗孔专机的主轴主要分为两种工作方式:一是点动,二是连动。

工作台快速进给电机M2主要使用Y112M-4三相异步电机,而制动器主要采用T3523装置。

工作台慢速进给电机M3变频电机主要采用YP-50-3.0-6型号,冷却风机主要采用220V50W型号;慢速进给的速度主要为每分钟1.25毫米到50毫米之间(根据计算的结果,电机转速要求在50rpm与2100rpm范围之间)。在换算之后,变频器的频率范围主要控制在2.3HZ与105HZ之间,速度调节主要通过电位器。

机床润滑主要采用PYZ-1A进行集中润滑站。

机床照明主要采用AC24V/40W电压。

电柜散热的流风扇采用125FZY2-S。

2.机床主电路设计

从下图的电气原理图可以看出,主轴机电M1的功率主要为22KW,是一种六级的变频机电,根据实际需要,本文主要采用的变频器为MR-G7B4030,CDBR-4030B为主要的制动单元,但是,配制电阻单元一般都需要高昂的价格,因此,我们主要使用三个并联的2000W/60 电阻器,通过交流接触器KM1对变频器的通电情况进行控制。

工作台快速进给电机M2采用4KM功率,快进和快退主要通过交流接触器KM2/KM3进行控制,而断路器QF2主要起到过载和保护短路的作用。

3.PLC梯形图程序设计

图1 控制原理图

本文的镗孔专机的电气顺序控制要求主要有几方面:

3.1.急停。如果遇到紧急情况,可以按一下“急停”的按钮SB1,这时,机器的主轴就会停止转动,运动也会立刻停止。

3.2.变频器电源的控制。在电气柜接通电源之后,并且PLC的工作一切正常,这时,交流接触电器KM1得电吸合。同时,机器的主轴变频器UI主处于供电过程中;KM4得电吸合,工作台的变频器UⅡ就进入了供电状态。

3.3.主轴变频电机控制。首先,点动工作方式主要为:方式开关SA1旋转到点动位置以后,这时将主轴的正转按钮SB2按住不动,那么,主轴变频器电机M1开始转到正点;如果按住主轴的反转按钮SB4不动,机器的主轴变频器M1就会向反方向转动;如果松开按钮,主轴就会停止转动。

其次,连动工作方式主要为:方式开关SA1旋转到连动位置之后,这时,按住主轴的正转按钮SB2不动,那么,KA2通电,主轴变频电机M1转到正点;按住主轴的反转按钮SB4,KA3通电,主轴变频电机M1朝反方向旋转;按住主轴的停止按钮SB4,那么,主轴就会停止转动,主轴转动的速度主要是根据对电位器RP1进行调节来实现的。

3.4.工作台运动的电气控制。从纵向来看,工作台的运动主要受到电机M2的驱动,而工作台的慢速运动主要是根据变频电机M3驱动,而工作台调速电位器PR2可以实现慢速运动的调节。

首先,纵向快速运动:按住SB5按钮不动,接触器KM2开始通电,在通电之后,快速制动器YB1开始松开,纵向快速电机M2开始启动,朝着正点方向转动。工作台开始转动,并且以较快的速度向左转,将SB5松开以后,KM2断电,M2、YB1断电,工作台则停止向左转动,将按钮SB6按住不动,接触器KM3通电,快速制动器YB1通电后松开,纵向快速电机M2开始向反方向转动,工作台快速向右转动,将SB6松开,KM3断电,M2、YB1断电,工作台向右转动行为停止。

其次,纵向慢速运动:按住SB7按钮不动,微型继电器KA6通电,纵向慢速变频电机M3开始启动,工作台向左进行慢速运动,将停止按钮SB8按住,KA6断电,工作台开始以较慢速度朝左运动。将按钮SB8按住不动,微型继电器KA7通电,纵向慢速变频电机M3开始启动,相反方向转动,工作台向右从事较慢的连续运动,按住停止按钮SB8,KA7断电,工作台开始向右从事慢速运动。

最后,SQ1完成工作台的左限位,SQ2完成右限位。在工作台工作过程中,将行程开关SQ1限位压住,按住快退按钮或者慢退按钮,使其远离限位区域。与此同时,在工作台后退过程中,按住SQ2限位开关压住,按住快进按钮或者慢进按钮,让其离开限位区域。

3.5.机床的润滑控制。将电源开关QF闭合起来,将润滑站RYZ-1A集中在一起,润滑每一个润滑点,而润滑的时间与间隔主要根据实际情况对润滑站及进行操作。

3.6.报警灯信号的控制

主轴的报警信号灯HL2亮起:1)按住“急停”按钮。2)主轴变频器输出报警。3)主轴变频电机冷却风出现过载情况或者短路情况,QF1断路器跳闸。

工作台报警信号灯HL1亮起:1)将“急停”按钮按住不动。2)工作台变频器报警HL1不断闪动。3)工作台快速电机出现过载现象或者短路行为,QF2断路器跳闸。4)将润滑站RYZ-1A集中在一起,少量润滑。5)限制工作台位。

从上述的机床动作控制要求我们可以绘制出以下的梯形图程,如下图:

图2梯形图程序

4.变频器基本参数分类设置

4.1.电柜在接通电源之后,在自学习模式情况下对变频电机的基本参数进行设置,例如电压、电机的额定功率、基本频率以及转速等等,首先进行旋转形的自学习,其次按住RUN键不动,让电机进行自我运动。将以上数值和自学习检测所得的电机参数都写到变频器之中,自学习之后,对频率进行设置,尤其是最高的频率参数E1-04。

4.2.控制模式的参数设置为:A1-02(没有PG 的v/f控制)。

4.3.运行模式的参数设置:bl-0l、b1-O2、b1-O3。

4.4.直流制动的参数设置.b2-O1、b2-O2、b2—08。

4.5.DWELL的功能设置::b6-01~b6-04(主要为起停时间以及频率)。

4.6.加时与减时的参数设置::cl-Ol、cl-02。

4.7.添加新动作时的润差补偿设置::c3—0l、c3一O4。

4.8.转矩补偿的设置:c4—01。

4.9.载波频率的设置:c6-O2、c6—03、c6—04.

4.10.v/f特性设置:E1~O1~E1—13(输入/最大电压380 V;v/1曲线选择;基本频率50 Hz等).

4.11.多功能接点输入的设置:HI-01设置为24、HI-02设置为l4.

4.12.电机保护的设置:Ll一01设为变频电机.

4.13.防失速功能的设置:L3一O4设为3(安装制动单元时).

4.14.硬件保护的设置:L8一O1~I 8—03、L8—05、L8—07、L8—10(缺相保护、过热预警、风机控制等).

4.15.显示设定、多功能选择设置:O1—01~O1一O5及02-01~O2-18.

我们完成了上面的这些参数设置以后,其他的参数要根据实际情况,在缺省值的基础上进行调试。

结语:和继电器硬件逻辑控制系统相比较,PLC控制系统更具优越性,在进行现场调试的时候,PLC系统可以根据实际情况对程序进行修改,从而使得机床的动作控制可以进行调试。在PLC与变频器使用中,通过PLC上面的I/O指示灯显示,我们可以对设备进行相应的检测和维修。工作台的进给运动速度调节主要通过变频无极,它可以使传动部分的机械结构进一步简化。PLC与变频器在组合机床电气控制中的应用可以使设备的自动化提高,不管是程度还是稳定性,PLC与变频器的运用具有丰富的现实意义,设备的安装与调试工作完成之后,每一项指标都达到要求的情况下,便可以交付使用了。

参考文献:

[1]光洋电子(无锡)有限公司.可编程控制器SH 系列用户手册[z].无锡:光洋电子有限公司,2008.

[2]光洋电子(无锡)有限公司.可编程控制器S系列编程手册[Z].无锡:光洋电子有限公司,2009.

[3]徐如敬.PLC和变频器在中央空调系统中的节能应用[J].电气技术,2009(1):34—37.

[4]罗宇航.流行PLC实用程序及设计(西门子S7—200一系列)[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.

[5]邱涛.基于DSP的双PWM 变频调速系统研究[D].广东工业大学,2006.

作者:杨传书

PLC与电气控制论文 篇3:

基于PLC技术在机械电气控制装置中的实践与探究

摘 要:科技时代,生活与工业的方方面面广泛应用了现代技术,无不体现出现代技术对社会发展有着积极作用,相应的机械电气控制装置在社会一些领域中也随之得到了进一步的推广应用。同时,PLC技术的发展与广泛应用受到了大众的重视。PLC技术具有较好的稳定性与灵活性,并且操作系统较为简单,在提升机械电气控制装置运行安全效果以及质量等方面有着现实作用。本课题基于PLC技术视角下,以机械电气控制装置为例,简要介绍了PLC技术及其相关应用的具体情况,旨在为PLC技术研究的深入提供一些具有参考价值的建议。

关键词:PLC技术;机械电气控制装置;实践应用

Key words: PLC technology; Mechanical and electrical control device; Practical application

社会发展,必然无法脱离生产力的提高。一直以来,中国社会以传统人力工作方式为主,具有操作失误、工作效率低下等问题,计划经济时代,人力资源虽有着特有的优势,然而在现代社会,知识经济时代,工业化时代,一些讲究效益,效率,传统的人工与机械应用,显然无法推动现代社会的建设与发展,需要注重新技术的研发与应用。PLC技术的出现,并在生产中的应用,有效解决了当前生产力与生产关系之间的矛盾。鉴于此,本文对“基于PLC技术在机械电气控制装置中的实践”展开深层次剖析具备一定的现实意义与价值。

1.PLC技术相关内容简介

1.1 PLC技术描述

PLC技术具有一项显著的特点,就是具有逻辑可以随意编辑,在具体使用中,可结合实際需求,进行相应的编辑,满足了多项工作需求。相比一般的控制器而言,主要优势在于基于计算机的编辑功能,可实现编程目的。然而普通控制器则是缺乏编程功能。借助PLC技术,在设备存储器设置相应的指令,存储器除了可以按照指令操作之外,还可以有效控制机械电气。PLC技术主要涉及到DCS技术与FCS技术,两项技术的使用范围与功能不尽相同,有着自身各自的特点。DCS技术,属于集散性控制系统。DCS技术的应用,可实现监测站与控制站的有效连接,进而为信息资源共享提供了可能。同时,DCS技术具备细化控制能力,通过调动每一模块,减轻机械设备的压力,由此提高整个系统的运行效率。FCS控制系统,主要面向机械设备整体控制,借助网络系统控制所有的连接点,实现了设备与系统的自动化连接,基于此,在实践操作中,不再需要面对面操作机械电气控制装置,可在办公室或者是其他位置上,进行远程控制,自然有助于促进效率的提升。

1.2 PLC技术特点

PLC技术有机电一体化的特点,能够进一步简化机电设备工作程序,进而提高设备的安装效率,同时PLC技术编程简单易学,通过极高的控制效率,促进了工业生产效率的提高。同时,PLC技术在实践应用中,自身有着超强的稳定性,进一步提高了设备的安全、稳定性能,但是传统机械电气控制装置极易受到外界或者是内部因素的影响,不利于保证生产效率,同时极易造成设备损坏。然而PLC技术的应用,由于内部安装了隔离模板,能够过滤干扰信号。这样一来,信号发出时,自然无法对机械设备形成干扰,从而能够保证生产运行正常。

2.PLC技术在机械电气控制装置中的具体实践应用

基于上水分析可知,PLC技术在现实生活中,尤其是生产控制装置中,得到了广泛的应用,得益于PLC技术自身有着超强抗干扰能力等应用优势。接下来,笔者结合个人工作经验,在查阅大量文献资料的基础上,就以电气控制设备、电气安全监测控制装置两个方面的应用简要分析PLC技术的应用。

2.1 PLC技术在机械电气控制设备中的具体应用

控制设备作为机械电气控制系统的重要组成部分,系统运行是否安全、稳定,控制设备具有决定性的作用。传统控制方式,主要是以一对一控制方式为主,性能极为不稳定,并且容易受到外界因素的应喜爱那个,难以保证机械电气控制装置的工作质量。然而PLC技术的应用,除了能够实现机械电气控制装置的自动化控制之外,还能够简化控制过程,进一步强化了控制装置的性能。除此之外,通过PLC技术,可通过PLC技术的控制,实现实时监督机械设备的运行,及时发现异常,并通过分析,之后通过传感器将故障信息传输至计算机中,由计算机发出相应的控制指令,有效解决机械控制设备运行中的故障问题,进而保证机械设备正常运行。

2.2 PLC技术在电气安全监测控制装置中的具体应用

实现电气控制装置的远程控制。PLC将监控的数据实时传输到控制中心,并由控制中心进行接受数据的分析、处理,同时可以对电气控制设备实施有效检测,最后结合电气控制设备的具体应用状况,对整个电气控制系统进行科学管理。另外,PLC技术能够将监控视频呈现在大屏幕中,通过直观方式,对电气设备实施智能化分析,能够及时掌握电气设备的具体运行状况,进而可以控制潜在安全风险,提高设备安全运行几率。

3.结语

综上所述,PLC技术在机械电气控制装置中的应用,在每一环节中的应用,发挥出重大作用。相信在不久的将来,PLC技术将会为人类社会的建设发展做出更大的贡献,也相信在那时候的PLC技术在功能、性能等方面更加完善。

参考文献:

[1]张姝.基于PLC技术在机械电气控制装置中的实践与探究[J].科技风,2019(07):130.

[2]葛昆.PLC技术在机械电气控制装置中的应用实践研究[J].内燃机与配件,2019(03):192-193.

[3]王燕,高刚毅.浅谈PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J].南方农机,2018,49(21):184-185.

[4]陈文康.PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J].企业科技与发展,2018(11):148-149.

[5]卞志海.PLC技术在机械电气控制装置中的应用研究[J].南方农机,2018,49(18):59.

[6]钱海军,姜苏苏.PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J].电子世界,2018(18):187+189.

作者简介:

廖津民(1997—),男,漢族,四川省攀枝花市,本科,研究方向:机械设计制造及其自动化。

杨盼(1999—),男,汉族,四川省南充市阆中市,本科,研究方向:工业工程。

宋叶帆(1998—),男,汉族,四川省成都市,本科,研究方向:电气工程及其自动化。

李泓霖(1997—),男,汉族,四川省乐山市,本科,研究方向:农业机械化。

作者:廖津民 杨盼 宋叶帆 李泓霖