Plc在機械領域中的理論研究與應用

李 享/武昌工學院

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Plc在機械領域中的理論研究與應用

李 享/武昌工學院

【摘 要】隨著科學技術的飛速發(fā)展，機械已不再是傳統(tǒng)意義上的簡單機械，也不再是老式的單純的繼電器接觸器的控制。它已逐漸與其它科學領域緊密的連接起來，如利用plc實現(xiàn)機械加工的精密控制，使得機械加工產(chǎn)品更加完美。因此，對plc的研究也顯得尤為重要。

【關鍵詞】plc；機械；精密加工

1.Plc的工作原理

Plc的輸入電路是用來采集被控設備的檢測信號或操作指令的，輸出電路則是控制設備的執(zhí)行機構，而執(zhí)行機構與檢測信號、操作命令之間的控制邏輯則是靠微處理器執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)。

Plc一般采用對用戶程序循環(huán)掃描的工作方式。掃描工作方式分為以下五個階段。

（1）自診斷。首先執(zhí)行自診斷程序，對輸入/輸出電路、存儲器和cpu進行自診斷。

（2）與編程器通信。如有通信請求，在自診斷后就進行通信處理。

（3）讀入現(xiàn)場信號。

（4）執(zhí)行用戶程序。

（5）輸出結果。

2.Plc的主要功能和特點

2.1Plc的主要功能

（1）邏輯控制功能。

（2）定時記數(shù)功能。

（3）A/D、D/A轉換功能。

（4）數(shù)控功能。

（5）通信和聯(lián)網(wǎng)功能。

（6）數(shù)據(jù)處理功能。

2.2Plc的特點

（1）抗干擾能力強，可靠性高，環(huán)境適應性好。Plc是專門為工業(yè)控制而設計的，在設計和控制過程中均采用了屏蔽、濾波、隔離、無觸點等多層次抗干擾措施，因此可靠性橫高。

（2）編程簡單易學。已梯形圖作為程序的主要表達方式，程序清晰直觀，指令簡單易學，編程方法和步驟容易理解和掌握。

（3）應用靈活，通用性好。

（4）完善的監(jiān)視和診斷設備。

3.plc在機械方面的具體應用

plc在機械方面的具體應用如圖1，該過程是利用plc控制機械手臂的定向移動、夾緊和松弛。

該控制過程是一種順序控制，因此要以步進順控指令STL作為控制指令。

圖1　搬運機械手工藝流程圖

機械手工作前應位于原點，不同的位置分別裝有行程開關。ST1為下限位開關，ST2為上限位開關。

機械手上、下、左、右的移動以及工件的夾緊，均由電磁閥驅動氣缸來實現(xiàn)。電磁閥YA1通電，機械手下降；電磁閥YA2通電，夾緊工件；電磁閥YA3通電，機械手上升；電磁閥YA4通電，機械手右移；電磁閥YA5通電，機械手左移。

機械手的具體工作過程如下：按下啟動按鈕SB1，下降電磁閥YA通電，機械手由原點下降，當碰到下限位開關ST1后，停止下降；夾緊電磁閥YA2通電，將工件夾緊，為保證工件夾緊可靠你，機械手在該位置等待三秒；上升電磁閥YA3通電，機械手開始上升，碰到上限位開關ST2后停止上升；右移電磁閥YA4通電，機械手向右移動，碰到右限位開關ST3后，停止右移；下降電磁閥YA1通電，機械手下降，碰到下限位開關ST1后，停止下降，夾緊電磁閥YA2失電，將工件松開，放在右工作臺上，為確保可靠松開，機械手在該位置停留兩秒；上升電磁閥YA3通電，機械手上升，碰到上限位開關后，停止上升；左移電磁閥YA5通電，機械手左移回到原點，壓在左限位開關ST4和上限位開關ST2上，各電磁閥均失電，機械手停在原位。再按下啟動按鈕時，有重復上述過程。（見表1）

表1　機械手動作順序

現(xiàn)場信號與plc輸入、輸出接點的連接：

表2　現(xiàn)場信號與plc輸入輸出的連接表

plc與現(xiàn)場器件的實際連線圖：

上升　KT2　-　-　+　-　-　-左移　ST2　-　-　-　-　+　-