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數(shù)控沖床PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是密不可分的。目前機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)一般都自帶或提供PLC的功能,這其中既有內(nèi)裝型PLC,也有獨(dú)立型PLC。因此,在設(shè)計(jì)數(shù)控沖床PLC時(shí)通常都選擇與數(shù)控系統(tǒng)相同品牌的PLC。
由數(shù)控系統(tǒng)供應(yīng)商提供的PLC在硬件上,無(wú)論是接口類(lèi)型還是I/O點(diǎn)的規(guī)模都為了適應(yīng)數(shù)控沖床的要求進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)或繪出了典型推薦配置;軟件上則一般根據(jù)數(shù)控沖床的控制要求固化了PLC程序或提供標(biāo)準(zhǔn)PLC程序供用戶參考選用。用戶在使用中,只需要根據(jù)具體機(jī)床的特點(diǎn)設(shè)置少量的參數(shù)或?qū)?biāo)準(zhǔn)程序作部分修改即可滿足一般的要求.對(duì)于復(fù)雜的控制要求,也可以通過(guò)參照參考程序,進(jìn)行一些修改來(lái)完成.
PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟
1.工藝分析
首先,對(duì)數(shù)控沖床設(shè)備的工藝過(guò)程、工作特點(diǎn)、控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特性進(jìn)行分析,估算I/O開(kāi)關(guān)量的點(diǎn)數(shù)、I/O模擬量的接口數(shù)量和精度要求,從而對(duì)PtC提出整體要求。
2.系統(tǒng)調(diào)研
根據(jù)設(shè)備的要求,對(duì)初步選定的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研,了解其所提供的PLC系統(tǒng)的功能和待點(diǎn),包括PLC的類(lèi)型、接口種類(lèi)和數(shù)量、接口性能、擴(kuò)展性、PLC程序的編制方法、售后服務(wù)等內(nèi)容,有必要可以和供應(yīng)商直接聯(lián)系。
3.確定方案
根據(jù)前兩步的工作,綜合考慮數(shù)控系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)的功能、性能、特點(diǎn)、本單位的需要和使用習(xí)慣,以及整機(jī)性價(jià)比確定PLC系統(tǒng)的方案.
實(shí)際上,這里主要是從PLC的角度對(duì)數(shù)控系統(tǒng)提出要求,從而確定數(shù)控系統(tǒng)的方案。只有少數(shù)情況下才會(huì)選用獨(dú)立型PLC。例如,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,選用了簡(jiǎn)易型數(shù)控系統(tǒng),但設(shè)備需要錢(qián)多的模擬量接口或大量的開(kāi)關(guān)量接口,而數(shù)控系統(tǒng)提供的PI.C不能滿足要求,則常要選用獨(dú)立型PLC。
在選擇獨(dú)立型PLC時(shí)主要考慮以下4個(gè)因素。
(1)功能范圍。PLC功能有強(qiáng)弱之分,價(jià)格差別很大,應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際常要選用.功能方面主要考慮有無(wú)擴(kuò)展能力,有無(wú)模擬量輸入、輸出,指令系統(tǒng)是否完善,有沒(méi)有中斷能力和聯(lián)網(wǎng)能力等。
(2) I/O點(diǎn)數(shù)。統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所需要輸入/輸出的種類(lèi)及數(shù)量,以便確定選 用I/O模塊的種類(lèi)及數(shù)量。一般都有一定效量的擴(kuò)展單元供用戶配置。選用時(shí)在滿足需要的前提下注意經(jīng)濟(jì)性。
(3)在儲(chǔ)器容量.根據(jù)系統(tǒng)大小不同,選擇用戶存儲(chǔ)器容量不同的PLC。一般廠商提供1 KB,2 KB、4 KB、8 KB、16 KB程序步等容量的存儲(chǔ)器。選擇方法主要憑經(jīng)驗(yàn)仿算,其估算法有下列兩種:
(a)PLC內(nèi)存容量(指令條數(shù))約等于I/O總點(diǎn)數(shù)的10-15倍。
(b)指令條數(shù)=6 * (I/O)+2*(Tm+Ctr),式中,Tm為定時(shí)器總數(shù),Clr為計(jì)數(shù)器總數(shù)。有時(shí)可在其基礎(chǔ)上地加20%的裕量。
(4)處理時(shí)間。PLC從處理一個(gè)輸入信號(hào)到產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)所需的時(shí)間稱(chēng)為處理時(shí)間。處理時(shí)間的長(zhǎng)短不僅決定于CPU的循環(huán)掃錨周期,還與輸出繼電器的機(jī)械將后、輸入信號(hào)的到來(lái)時(shí)刻,以及程序語(yǔ)句的安排有密切的關(guān)系。當(dāng)PLC的掃描周期為20ms時(shí),一個(gè)交流輸入信號(hào)的處理時(shí)間可達(dá)60ms左右。這對(duì)于一般工業(yè)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)已足夠靈敏,對(duì)某些要求輸入/輸出作出快速響應(yīng)的設(shè)備,可采用快速響應(yīng)模塊、離速計(jì)數(shù)模塊及中斷處理句措施來(lái)編短處理時(shí)間。
4.電氣設(shè)計(jì)
PLC控制系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)包括這些內(nèi)容原理圖、元器件清單、電柜布置圖、後線圖與互連圖.如果是定型設(shè)備還應(yīng)包括工藝圖,這在其他章節(jié)有詳細(xì)介紹,電氣設(shè)計(jì)時(shí)特別要注意以下幾點(diǎn)。
(1) PLC輸出接口的類(lèi)型,是繼電器輸出還是光電隔離輸出等。
(2) PLC輸出接口的驅(qū)動(dòng)能力,一般繼電器輸出為2 A.光隔輸出為500mA。
(3)模擬量接口的類(lèi)型和極性要求,一般有電流型輸出(-20 mA-+20 mA) 和電壓型輸出(-10 V-+I0 V)兩種可選。
(4)采用多直流電源時(shí)的共地要求.
(5)輸出端接不同負(fù)載類(lèi)型時(shí)的保護(hù)電路。
執(zhí)行電吉普若為感性負(fù)載,需接保護(hù)電路,電源為直流可加續(xù)流二極管,電源為交流可加阻容吸收電路。
(6)若電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大或附近有大的電磁干擾源,應(yīng)在電源與PLC間加設(shè)隔離變壓器、穩(wěn)壓電源或電源濾波器.
(7)注意PLC的散熱條件,當(dāng)PLC的環(huán)挽溫度大于55C時(shí),要用風(fēng)扇強(qiáng)制冷卻。
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