PLC應(yīng)用技術(shù)（西門子）課件：用PLC改造繼電控制系統(tǒng)

任務(wù)1應(yīng)用PLC改造CA6140車床控制系統(tǒng)任務(wù)2設(shè)計(jì)滑臺(tái)鉆床PLC控制系統(tǒng)任務(wù)1應(yīng)用PLC改造CA6140車床控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)目標(biāo)¤掌握用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)的原則和方法。

任務(wù)引入機(jī)床在運(yùn)行過程中，其電氣設(shè)備受到許多不利因素的影響，如機(jī)械振動(dòng)、觸點(diǎn)燒蝕或高溫、潮濕的環(huán)境因素，加上繼電器控制系統(tǒng)屬于硬件接線邏輯，接點(diǎn)較多，致使繼電器控制系統(tǒng)難免出現(xiàn)這樣或那樣的電氣故障而影響機(jī)床的正常運(yùn)行。由于PLC控制系統(tǒng)的接點(diǎn)少，加上PLC本身軟硬件的抗干擾能力較強(qiáng)，所以故障率很低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，PLC控制系統(tǒng)的故障率只有繼電器控制系統(tǒng)故障率的5%。因此，將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)升級(jí)改造為PLC控制系統(tǒng)，不但可以繼續(xù)發(fā)揮老設(shè)備的作用，而且大大減輕了設(shè)備電氣維修的工作量。相關(guān)知識(shí)CA6140車床繼電器控制系統(tǒng)電氣原理圖二、改造繼電器控制系統(tǒng)的原則（1）如果在升級(jí)改造中不增加新的控制功能，則主電路保持不變，主電路中的電源開關(guān)、斷路器、熔斷器、熱繼電器和電動(dòng)機(jī)保留。（2）控制電路中的接觸器、電磁閥等負(fù)載如果線圈額定電壓為220V及以下，可保留。如果線圈額定電壓為380V，應(yīng)更換線圈電壓為220V及以下。（3）控制電路中的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)裝置全部去除，其功能由軟件實(shí)現(xiàn)。（4）啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、行程開關(guān)、熱繼電器保留，并且仍使用原來的常開或常閉觸頭。（5）酌情保留原控制系統(tǒng)的控制變壓器，妥善處理PLC的使用電源。S7-200AC/DC/RLY型PLC的電源電壓范圍為交流85V～265V；S7-200DC/DC/DC型PLC的電源電壓為直流24V。（6）對(duì)于原控制系統(tǒng)的一般聯(lián)鎖功能可以用軟件聯(lián)鎖來實(shí)現(xiàn)，但對(duì)于正反轉(zhuǎn)接觸器之類的重要聯(lián)鎖，除軟件聯(lián)鎖外，還必須具有接觸器觸頭的硬件聯(lián)鎖。（7）當(dāng)改造完成后，將PLC控制系統(tǒng)的I/O分配、電氣原理圖和安裝接線圖、器件明細(xì)表、PLC程序等作為資料保存，以便于今后維修和保養(yǎng)。一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)設(shè)備任務(wù)實(shí)施序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量單位1計(jì)算機(jī)安裝STEP7-Micro/WINV4.0軟件1臺(tái)2PLCCPU222AC/DC/RLY1臺(tái)3編程電纜PC/PPI或USB/PPI1根4電源開關(guān)HZ10-10/31只5熔斷器RT系列1組6接觸器CJX1/N系列（線圈電壓110V）3個(gè)7熱繼電器JRS系列，根據(jù)電動(dòng)機(jī)自定2個(gè)8按鈕LA10-3H1個(gè)9旋鈕開關(guān)LAY3-01Y/22個(gè)10信號(hào)燈ZSD-0、6V1只11照明燈JC11、24V1只12電源變壓器380V/110V、24V、6V1個(gè)13電動(dòng)機(jī)根據(jù)實(shí)習(xí)設(shè)備自定小功率3臺(tái)14控制板根據(jù)實(shí)習(xí)設(shè)備自定1塊二、升級(jí)CA6140車床PLC控制系統(tǒng)硬件

CA6140車床PLC控制系統(tǒng)電氣原理圖三、CA6140車床PLC程序

1.建立符號(hào)表2.編寫CA6140車床PLC程序CA6140車床PLC程序四、接線、調(diào)試并運(yùn)行

按圖4-1-2所示連接CA6140控制線路，接通電源，將如圖4-1-4所示程序下載PLC并進(jìn)行程序監(jiān)控。（1）主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。按下主軸啟動(dòng)按鈕，主軸電動(dòng)機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）冷卻電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。主軸電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，接通冷卻啟動(dòng)開關(guān)，冷卻泵電動(dòng)機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）停止。按下停止按鈕，主軸電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)斷電停止。（4）刀架移動(dòng)。按下刀架移動(dòng)按鈕，刀架移動(dòng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；松開刀架移動(dòng)按鈕，刀架移動(dòng)電動(dòng)機(jī)停止（5）過載保護(hù)。當(dāng)發(fā)生過載故障時(shí)，3臺(tái)電動(dòng)機(jī)斷電停止。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)2設(shè)計(jì)滑臺(tái)鉆床PLC控制程序¤掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟。

¤掌握移位寄存器指令SHRB的應(yīng)用方法。任務(wù)引入滑臺(tái)鉆床工作示意圖部件動(dòng)作滑臺(tái)進(jìn)給電磁閥夾緊電磁閥YV1YV2YV3YV4夾緊工件－－－+滑臺(tái)快進(jìn)+－－+滑臺(tái)工進(jìn)++－+滑臺(tái)停留－－－+滑臺(tái)快退－－++松開工件－－－－液壓系統(tǒng)中各電磁閥動(dòng)作順序

一、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟相關(guān)知識(shí)當(dāng)設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，為了保證設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，需要遵循一定的步驟，具體步驟有：（1）熟悉控制對(duì)象的生產(chǎn)工藝。設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)之前，必須了解該設(shè)備需要完成什么樣的生產(chǎn)任務(wù)，具體生產(chǎn)工藝過程是什么，主要電氣部件的動(dòng)作順序，各電氣部件之間的邏輯關(guān)系和聯(lián)鎖關(guān)系等。（2）了解控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)。需要匯總控制系統(tǒng)輸入、輸出信號(hào)的數(shù)量，加上20%左右的余量，確定需要的I/O點(diǎn)數(shù)。并且了解這些信號(hào)的類型，例如，是模擬信號(hào)還是開關(guān)信號(hào)，是直流信號(hào)還是交流信號(hào)，是低速信號(hào)還是高速信號(hào)等，綜合考慮上述信息后，就可以確定PLC的類型了。（3）分配PLC的I/O地址。PLC類型確定后，就可以進(jìn)行I/O地址分配，繪制PLC系統(tǒng)電氣原理圖，以便于編寫控制程序及硬件安裝。（4）PLC程序設(shè)計(jì)。PLC程序設(shè)計(jì)就是根據(jù)工藝要求和I/O分配地址，依據(jù)各個(gè)變量的邏輯關(guān)系，編寫用戶程序。在編寫中，建議對(duì)用戶程序加入符號(hào)表和網(wǎng)絡(luò)注釋，以方便識(shí)讀和修改程序。要兼顧硬件和軟件的關(guān)系，能用軟件實(shí)現(xiàn)的控制功能，就不用硬件來完成。但在安全保障方面要注意不能僅依靠軟件，例如，對(duì)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)接觸器，不但要有軟件聯(lián)鎖，還必須有硬件（接觸器）聯(lián)鎖。（5）調(diào)試。一般先要進(jìn)行模擬調(diào)試，依據(jù)PLC輸入/輸出指示燈的顯示進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修改，直到認(rèn)為符合設(shè)計(jì)要求。此后就可以接上接觸器、電磁閥等負(fù)載進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試合格后再接上電動(dòng)機(jī)空載調(diào)試，并調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。各個(gè)輸出端空載調(diào)試正常后，最后接上機(jī)械負(fù)載進(jìn)行試生產(chǎn)調(diào)試，直到完全符合設(shè)計(jì)要求為止。控制系統(tǒng)的功能是否滿足生產(chǎn)要求，只有最終經(jīng)過工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的檢驗(yàn)才能得出結(jié)論。（6）技術(shù)文件的整理。如果控制系統(tǒng)已能正常工作，接下來的工作就是整理技術(shù)文件，將整個(gè)控制系統(tǒng)的控制要求、I/O分配表、電氣原理圖和安裝接線圖、器件明細(xì)表、PLC程序等作為資料保存，以便于今后維修、保養(yǎng)和升級(jí)。二、移位寄存器指令一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)設(shè)備任務(wù)實(shí)施序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量單位1計(jì)算機(jī)安裝STEP7-Micro/WINV4.0軟件1臺(tái)2PLCCPU222AC/DC/RLY1臺(tái)3編程電纜PC/PPI或USB/PPI1根4電源開關(guān)HZ10-10/31只5熔斷器RT系列1組6接觸器CJX1/N系列（線圈電壓220V）6個(gè)7熱繼電器JRS系列，根據(jù)電動(dòng)機(jī)自定2個(gè)8按鈕LA10-3H1個(gè)9組合開關(guān)HZ101個(gè)10電動(dòng)機(jī)根據(jù)實(shí)習(xí)設(shè)備自定小功率2臺(tái)11控制板根據(jù)實(shí)習(xí)設(shè)備自定1塊二、設(shè)計(jì)滑臺(tái)鉆床PLC控制系統(tǒng)硬件滑臺(tái)鉆床PLC控制系統(tǒng)電氣原理圖三、設(shè)計(jì)滑臺(tái)鉆床PLC程序

四、接線、調(diào)試并模擬運(yùn)行

按圖4-2-2所示連接滑臺(tái)鉆床PLC控制線路，接通電源，將如圖4-2-3所示程序下載PLC并進(jìn)行程序監(jiān)控。（1）滑臺(tái)返回原點(diǎn)位置。按下復(fù)位按鈕SB3，液壓泵電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)；松開復(fù)位按鈕SB3，快退電磁閥YV3置位，滑臺(tái)后退。當(dāng)滑臺(tái)返回原點(diǎn)位置觸動(dòng)行程開關(guān)SQ1時(shí)，快退電磁閥YV3復(fù)位，滑臺(tái)停止。（2）生產(chǎn)過程。按下啟動(dòng)按鈕SB2，液壓泵電動(dòng)機(jī)M1和鉆孔電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)，工件夾緊電磁閥YV4置位。當(dāng)工件夾緊并延時(shí)0.5s后，快進(jìn)電磁閥YV1置位。當(dāng)滑臺(tái)快進(jìn)觸動(dòng)行程開關(guān)SQ2時(shí)，快進(jìn)電磁閥YV1和工進(jìn)電磁閥YV2同時(shí)置位，滑臺(tái)低速工進(jìn)，開始鉆孔。當(dāng)滑臺(tái)工進(jìn)觸動(dòng)