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PLC控制系统在自动磨床的应用
关键词: PLC控制系统 PLC控制箱 自动磨床
摘要:磨床是一种利用磨具研磨工件,以获得所需之形状、尺寸及精密加工面的工具机。该磨床控制系统主要采用 维控人机界面LEVI-700LK,PLC主机采用LX3VE-3624MT或LX3V-3624MT构成。
一、简介
磨床(Grinding machine)是一种利用磨具研磨工件,以获得所需之形状、尺寸及精密加工面的工具机。磨床的加 工动作即为研磨,研磨工作在机械加工中居于首要地位,切削刀具的磨锐及机械零件的精确制造皆有赖于研磨工作 ,研磨工作也是精密加工的一部份。磨床的作用是进行高度精密和粗糙面相当小的磨削,可进行高效率磨削。磨床 能加工淬硬钢、硬质合金等硬度相当高材质,也可以加工玻璃、花岗石等脆度较高的材料。
二、工艺要求
该磨床由上料机构、打磨机构、定位机构组成。上料机构由步进电机控制机械手定位上料。打磨机构由砂轮电机、 冷却泵和主轴旋转伺服电机组成。定位机构由两个伺服电机和手摇轮组成。
三、编程方案介绍
该控制系统主要采用维控人机界面LEVI-700LK,PLC主机采用LX3VE-3624MT或LX3V-3624MT构成。
简要方案:由于主轴旋转和上料手伺服动作不需要很快,就用普通10HZ的脉冲频率带动。X轴与Y轴用Y0和Y1高速脉 冲口控制,用手摇轮来对工件。用量仪来测量轴承的直径是否达到要求来控制程序流程的停止。
四、程序介绍
HMI程序
1、参数画面
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2、手动画面:手动控制个气缸、主轴、上料手的动作,复位按钮使所有动作回到初始位。
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3、修整画面:通过控制X轴与Y轴来修整砂轮
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4、坐标画面:手动控制X轴与Y轴位置,只有在当前画面才能控制手摇轮。
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plc程序
手摇轮部分(LX3VE-3624MT)
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手摇轮部分(LX3V-3624MT)
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五、方案优化
1、单步控制与连续控制可以随时切换,安全性高,看到哪里不对,可以打到单步,弄好后回到连续会自动往下动 作,不需要从头开始,提高工作效率。
2、手摇轮控制在对刀时控制速度慢,避免撞坏机器。
3、用量仪自动检测工件大小来判断工件是否加工完成,提高产品合格率。
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PLC控制柜简而言之就是用PLC作为主控制元件的电气控制柜。
在此主要介绍一下PLC这个元器件。
PLC即可编程控制器,是针对工业自动化控制领域开发设计的、适用于工业现场工作的、以现代微处理技术为核心的控制器。PLC的控制功能可以根据使用者所编辑的软件的不同而不同,且可实现多种功能。
从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。
CPU的构成
CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
可编程控制器作为一种通用的自动控制装置。它在控制系统中具有一些独特的优点。
1、可靠性高:PLC平均无故障时间可达几十万小时,也就是说一台PLC连续运行30多年不出故障。可靠性非常好。
2、具有丰富的I/O接口模块。PLC针对不同的工业现场信号,有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备直接连接。另外为了提高操作性能,它还有多种人机对话的接口模块;为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块。
3、采用模块化结构。为了适应各种工业控制需要,除了单元式的小型PLC以为,绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件,包括CPU、电源、I/O等均采用模块化设计,有机架及电缆将各模块连接起来,系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
4、对环境要求低:它对温度,湿度要求不高,抗震和抗冲击性能好,对电源电压要求也不高,还有很强的抗电磁干扰能力。因此可以用于输恶劣的环境中。
由于PLC强大功能和优点,使得PLC在我国的工业自动化中得到广泛的应用。
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PLC控制变频器的各种方法
关键词: PLC控制柜,PLC控制箱 变频器
摘要:
本文介绍一种非常简便的三菱FX系列PLC控制变频器的方法:它只需在PLC主机上安装一块RS-485通讯板或挂接一块 RS-485通讯模块; 在PLC的面板下嵌入一块造价仅仅数百元的“功能扩展存储盒”,编写4条极其简单的PLC梯形图 指令,即可实现8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制,通讯距离可达50m或500m。这种方法非常简 捷便利,极易掌握。本文以三菱产品为范例,将这种“采用扩展存储器通讯控制变频器”的简便方法作一简单介绍 。
1、三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置
1.1 系统硬件组成
FX2N系列PLC(产品版本V 3.00以上)1台(软件采用FX-PCS/WIN-C V 3.00版);
FX2N-485-BD通讯模板1块(最长通讯距离50m);
或FX0N-485ADP通讯模块1块+FX2N-CNV-BD板1块(最长通讯距离500m);
FX2N-ROM-E1功能扩展存储盒1块(安装在PLC本体内);
带RS485通讯口的三菱变频器8台(S500系列、E500系列、F500系列、F700系列、A500系列、V500系列等,可以相互 混用,总数量不超过8台;三菱所有系列变频器的通讯参数编号、命令代码和数据代码相同。);
RJ45电缆(5芯带屏蔽);
终端阻抗器(终端电阻)100Ω;
选件:人机界面(如F930GOT等小型触摸屏)1台。
1.2 硬件安装方法
(1) 用网线专用压接钳将电缆的一头和RJ45水晶头进行压接;另一头则按图1~图3的方法连接FX2N-485-BD通讯模 板,未使用的2个P5S端头不接。
(2) 揭开PLC主机左边的面板盖, 将FX2N-485-BD通讯模板和FX2N-ROM-E1功能扩展存储器安装后盖上面板。
(3) 将RJ45电缆分别连接变频器的PU口,网络末端变频器的接受信号端RDA、RDB之间连接一只100Ω终端电阻,以 消除由于信号传送速度、传递距离等原因,有可能受到反射的影响而造成的通讯障碍。
1.3 变频器通讯参数设置
为了正确地建立通讯,必须在变频器设置与通讯有关的参数如“站号”、“通讯速率”、“停止位长/字长”、“ 奇偶校验”等等。变频器内的Pr.117~Pr.124参数用于设置通讯参数。参数设定采用操作面板或变频器设置软件FR -SW1-SETUP-WE在PU口进行。
1.4 变频器设定项目和指令代码举例
1.5 变频器数据代码表举例
1.6 PLC编程方法及示例
(1) 通讯方式
PLC与变频器之间采用主从方式进行通讯,PLC为主机,变频器为从机。1个网络中只有一台主机,主机通过站号区 分不同的从机。它们采用半双工双向通讯,从机只有在收到主机的读写命令后才发送数据。
(2) 变频器控制的PLC指令规格
(3) 变频器运行监视的PLC语句表程序示例及注释
LD M8000 运行监视;
EXTR K10 K0 H6F D0 EXTR K10:运行监视指令;
K0:站号0;
H6F:频率代码;
D0:PLC读取地址(数据寄存器)。
指令解释:PLC一直监视站号为0的变频器的转速(频率)。
(4) 变频器运行控制的PLC语句表程序示例及注释
LD X0 运行指令由X0输入;
SET M0 置位M0辅助继电器;
LD M0 EXTR K11 K0 HFA H02 EXTR K11:运行控制指令; K0:站号0;HFA:运行指令H02:正转指令。
AND M8029 指令执行结束;
RST M0 复位M0辅助继电器。
指令解释:PLC向站号为0的变频器发出正转指令。
(5) 变频器参数读取的PLC语句表程序示例及注释
LD X3 参数读取指令由X3输入;
SET M2 置位M2辅助继电器;
LD M2 EXTR K12 K3 K2 D2 EXTR K10:变频器参数读取指令; K3:站号3;K2:参数2-下限频率; D2:PLC读取地 址(数据寄存器)。
OR RST M2 复位M2辅助继电器。
指令解释:PLC一直读取站号3的变频器的2号参数-下限频率。
(6) 变频器参数写入的PLC语句表程序示例及注释
LD X1 参数变更指令由X3输入;
SET M1 置位M1辅助继电器
LD M1 EXTR K13 K3 K7 K10 EXTR K13:变频器参数写入指令;K3:站号3;K7:参数7-加速时间;K10:写入的数 值。
EXTR K13 K3 K8 K10 EXTR K13:变频器参数写入指令;K3:站号3;K8:参数8-减速时间;K10:写入的数值。
AND M8029 指令执行结束;
RST M1 复位M1辅助继电器。
指令解释:PLC将站号3的变频器的7号参数-加速时间、8号参数-减速时间变更为10。
2、三菱PLC控制变频器的各种方法综合评述与对比
2.1 PLC的开关量信号控制变频器
PLC(MR型或MT型)的输出点、COM点直接与变频器的STF(正转启动)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、输入端SG等 端口分别相连。PLC可以通过程序控制变频器的启动、停止、复位; 也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不 同组合实现多段速度运行。但是,因为它是采用开关量来实施控制的,其调速曲线不是一条连续平滑的曲线,也无 法实现精细的速度调节。这种开关量控制方法,其调速精度无法与采用扩展存储器通讯控制的相比。
2.2 PLC的模拟量信号控制变频器
硬件:FX1N型、FX2N型PLC主机,配置1路简易型的FX1N-1DA-BD扩展模拟量输出板; 或模拟量输入输出混合模块 FX0N-3A; 或两路输出的FX2N-2DA; 或四路输出的FX2N-4DA模块等。
优点: PLC程序编制简单方便,调速曲线平滑连续、工作稳定。
缺点: 在大规模生产线中,控制电缆较长,尤其是DA模块采用电压信号输出时,线路有较大的电压降,影响了系 统的稳定性和可靠性。另外,从经济角度考虑,如控制8台变频器,需要2块FX2N-4DA模块,其造价是采用扩展存储 器通讯控制的5~7倍。
2.3 PLC采用RS-485无协议通讯方法控制变频器
这是使用得最为普遍的一种方法,PLC采用RS串行通讯指令编程。
优点:硬件简单、造价最低,可控制32台变频器。
缺点:编程工作量较大。从本文的第二章可知:采用扩展存储器通讯控制的编程极其简单,从事过PLC编程的技术 人员只要知道怎样查表,仅仅数小时即可掌握,增加的硬件费用也很低。这种方法编程的轻松程度,是采用RS-485 无协议通讯控制变频器的方法所无法相比的。
2.4 PLC采用RS-485的Modbus-RTU通讯方法控制变频器
三菱新型F700系列变频器使用RS-485端子利用Modbus-RTU协议与PLC进行通讯。
优点: Modbus通讯方式的PLC编程比RS-485无协议方式要简单便捷。
缺点: PLC编程工作量仍然较大。
2.5 PLC采用现场总线方式控制变频器
三菱变频器可内置各种类型的通讯选件,如用于CC-Link现场总线的FR-A5NC选件; 用于Profibus DP现场总线的 FR-A5AP(A)选件; 用于DeviceNet现场总线的FR-A5ND选件等等。三菱FX系列PLC有对应的通讯接口模块与之对接。
优点: 速度快、距离远、效率高、工作稳定、编程简单、可连接变频器数量多。
缺点: 造价较高,远远高于采用扩展存储器通讯控制的造价。
综上所述,PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的方法确有造价低廉、易学易用、性能可靠的优势; 若配置人机界 面,变频器参数设定和监控将变得更加便利。
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PLC柜在一拖二恒压供水上的应用
关键词:PLC柜 HMI PLC 恒压供水 供水控制
摘要:恒压供水是一种水利系统的供水方式。供水是国民生产生活中不可缺少的重要一环。传统供水方式占地面积 大,水质易污染,基建投资多,而最主要的缺点是水压不能保持恒定,导致部分设备不能正常工作。恒压供水能够 保持供水压力的恒定,可使供水和用水之间保持平衡,即用水多时供水也多,用水少时供水也少,从而提高了供水 的质量。
一、简介
恒压供水是一种水利系统的供水方式。供水是国民生产生活中不可缺少的重要一环。传统供水方式占地面积大,水 质易污染,基建投资多,而最主要的缺点是水压不能保持恒定,导致部分设备不能正常工作。恒压供水能够保持供 水压力的恒定,可使供水和用水之间保持平衡,即用水多时供水也多,用水少时供水也少,从而提高了供水的质量 。
二、工艺要求
1、水压自动控制:用PLC的PID功能调节变频器。
2、水压手动控制:可切换到手动,人为控制水压大小。
3、压力检测:实时监测水管内的压力值。
三、方案
选型:LEVI-700LK,LX3V-1208MT-A,LX3V-2AD2DA-BD。
1、选用LEVI-700LK触摸屏,用来实现设备的操作、数据调整与监控。
2、PLC选用LX3V-1208MT-A,LX3V-2AD2DA-BD,实现外部信号的输入、压力采集、水压的控制等。
3、通过调节变频器的频率,来控制水压。
4、通过变频器的频率判断,来切换两台水泵的启停。
优势:维控LEVI-700LK触摸屏显示直观、反应灵敏、操作方便。
LX3V-1208MT-A,PID调节压力,带PID自整定功能,使用简便,控制精度高。
LX3V-2AD2DA-BD,可以采集模拟量,分辨率高。
四、程序简要介绍(部分画面)
1、运行主画面:此画面为运行画面,主要是显示当前频率、压力和当前工作状态。
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2、参数画面:此画面主要是系统参数的调整。
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3、PID参数画面:此画面主要是温度和液位的PID参数,可以进行自整定操作。
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4、数据记录查询画面:此画面主要是手动操作,对系统的各个部分单独控制。
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PLC部分程序
模拟量输入与输出
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PID控制压力部分
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五、工程总结
1、用LX3V-2AD2DA-BD板,接收压力传感器给出的模拟量,根据传感器的量程换算出对应的压力值,将PID的输出值 变换成模拟量来控制变频器的频率。
2、PID控制压力的应用,可以利用自整定功能来整定出合适的P值、I值、D值,如果整定出的效果不理想,可以手 动调整一下P值、I值、D值。
3、变频与工频切换时,需留有一定的切换间隔时间。
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