PLC案例 | 氣壓式?jīng)_孔加工控制系統(tǒng)

吳翠萍發(fā)布于2020-09-01 11:27 12 2 標(biāo)簽：PLC基礎(chǔ),PLC案例

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今天技成培訓(xùn)網(wǎng)蔡老師給大家講解一下氣壓式?jīng)_孔加工機(jī)控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)的工作流程包括有工件的補(bǔ)充、氣壓沖孔、測孔及搬運(yùn)，該系統(tǒng)是典型的可以采用并行性分支與匯合流程實(shí)現(xiàn)的一個(gè)控制系統(tǒng)。

我們看一下工藝圖，右邊的是傳送帶，由M0電機(jī)驅(qū)動(dòng)，用來傳送工件，在傳送帶的右邊由人工補(bǔ)充工件。左邊的這個(gè)圓盤是一個(gè)轉(zhuǎn)盤，由M1電機(jī)驅(qū)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤上有四個(gè)工件固定位置。

轉(zhuǎn)盤下方的PH0是一個(gè)工件檢測傳感器，可檢測是否有工件需要加工，如果有工件放在該位置，工件檢測傳感器的開關(guān)觸點(diǎn)動(dòng)作。PH1是一個(gè)轉(zhuǎn)盤定位傳感器，在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果該傳感器動(dòng)作，說明工件已到達(dá)加工位置，則使轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

廢料箱上方有一個(gè)隔離擋板，當(dāng)不合格工件到達(dá)該位置時(shí)，該擋板就會(huì)被抽離，工件則落入廢料箱。該擋板由一個(gè)單作用氣缸(即A缸)驅(qū)動(dòng)。包裝箱上方有一個(gè)隔離擋板，當(dāng)合格的工件到達(dá)該位置時(shí)，該擋板就會(huì)被抽離，工件則落入包裝箱。該擋板由一個(gè)單作用氣缸(即B缸)驅(qū)動(dòng)。

藍(lán)色的是氣壓沖孔機(jī)，可對工件進(jìn)行孔的加工。上面設(shè)有兩個(gè)限位開關(guān)，下限位開關(guān)MS0和上限位開關(guān)MS1。綠色的是測孔機(jī)，可檢測工件上孔的深度。如果工件的孔深超出設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，則該工件即為不合格品。上面設(shè)有兩個(gè)限位開關(guān)，下限位開關(guān)MS2和上限位開關(guān)MS3。

系統(tǒng)控制要求：

1、工件的補(bǔ)充、沖孔、測孔及搬運(yùn)可同時(shí)進(jìn)行。工件的補(bǔ)充由傳送帶送入。

2、工件的搬運(yùn)分合格品及不合格品兩種，由測孔部分判斷。若測孔機(jī)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)能測孔到底(MS2 ON)，則為合格品，否則即為不合格品。

3、不合格品在測孔完畢后，由A缸抽離隔離板，讓不合格的工件自動(dòng)掉入廢料箱;若為合格品，則在工件到達(dá)搬運(yùn)點(diǎn)后，由B缸抽離隔離板，讓合格的工件自動(dòng)掉入包裝箱。

1、對沖孔加工機(jī)控制系統(tǒng)的控制功能進(jìn)行分析

因?yàn)樵撓到y(tǒng)的控制過程較為復(fù)雜，為方便編程，可按功能將整個(gè)系統(tǒng)分為若干子系統(tǒng)，分別繪制各子系統(tǒng)的順序功能圖，然后進(jìn)行合并。因此我們可設(shè)計(jì)5個(gè)流程：復(fù)位流程，清除殘余工件；

工件補(bǔ)充流程，根據(jù)有無工件控制傳送帶的啟停;沖孔流程，根據(jù)沖孔位置有無工件控制沖孔機(jī)是否實(shí)施沖孔加工;測孔流程，檢測孔加工是否合格，由此判斷工件的處理方式;搬運(yùn)流程，將合格工件送入包裝箱。

2、確定具體的控制方案。

因?yàn)橹挥幸粋€(gè)放在工件補(bǔ)充位置的PH0來偵測工件的有無，而另外的鉆孔、測孔及搬運(yùn)位置并沒有其他傳感裝置，那么應(yīng)如何得知相應(yīng)位置有無工件呢?本案例所使用的方式是為工件補(bǔ)充、鉆孔、測孔及搬運(yùn)設(shè)置4個(gè)標(biāo)志，即M10-M13。當(dāng)PH0偵測到傳送帶送來的工件時(shí)，則設(shè)定M10為1，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)后，用左移指令將M10-M13左移一個(gè)位元，亦即M11為1,鉆孔機(jī)因此標(biāo)志為1而動(dòng)作。

其他依此類推，測孔機(jī)依標(biāo)志M12動(dòng)作、包裝搬運(yùn)依M13動(dòng)作。

3、對沖孔加工機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行IO分配。

4、根據(jù)沖孔加工機(jī)控制系統(tǒng)的流程規(guī)律和轉(zhuǎn)移條件，繪制順序功能圖

原點(diǎn)復(fù)位流程：

在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)先排除(放入廢料箱)先前留下的工件，即執(zhí)行復(fù)位操作。方法是在工件傳送到測孔位置后，轉(zhuǎn)盤電機(jī)停止，然后A缸抽離隔離板，使工件落入廢料箱。因?yàn)槎鄷?huì)殘留四個(gè)工件，所以上述動(dòng)作需循環(huán)四次。

原點(diǎn)復(fù)位流程由四個(gè)狀態(tài)組成。當(dāng)啟動(dòng)按鈕START(X1)按動(dòng)瞬間，進(jìn)入狀態(tài)S0，用MOV指令清除殘余工件計(jì)數(shù)用寄存器D0。然后自動(dòng)轉(zhuǎn)換到S20狀態(tài)，使Y1動(dòng)作，并驅(qū)動(dòng)電機(jī)M1，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。

轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，定位傳感器PH1(X3)動(dòng)作瞬間，輔助繼電器M0有效，則進(jìn)入狀態(tài)S21，使Y2動(dòng)作，并驅(qū)動(dòng)A缸，抽離廢料箱隔離擋板，然后由T0延時(shí)2秒。2秒結(jié)束，T0的常開觸點(diǎn)動(dòng)作，則進(jìn)入狀態(tài)S22，首先調(diào)整殘余工件計(jì)數(shù)用寄存器D0，然后用比較指令判斷殘余工件是否全部清除。

若M21為1,說明4個(gè)殘余工件已全部清除，則結(jié)束復(fù)位流程。若M22為1，說明殘余工件還未完全清除，則轉(zhuǎn)移到S20重復(fù)前面的動(dòng)作。

在任何時(shí)候，若按下停止按鈕STOP(X0)，則由復(fù)位指令RST復(fù)位狀態(tài)S0，由區(qū)間指令ZRST復(fù)位狀態(tài)S20-S26、M0-M30，由MOV指令對Y0-Y2復(fù)位。

工件補(bǔ)充流程：

傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)后，在兩種情況下才能結(jié)束，一是工件檢測傳感器PH0(X2)已檢測到工件，二是設(shè)定時(shí)間到后PH0(X2)仍未檢測到工件。

工件補(bǔ)充流程由兩個(gè)狀態(tài)組成。初始復(fù)位流程結(jié)束后即進(jìn)入狀態(tài)S25，使Y0動(dòng)作并驅(qū)動(dòng)傳送帶電機(jī)M0，然后由T1設(shè)置8秒的等待時(shí)間。在等待時(shí)間內(nèi)若工件檢測傳感器PH0(X2)動(dòng)作，則進(jìn)入狀態(tài)S26，設(shè)置工件標(biāo)志M10，然后進(jìn)入下一流程;在等待時(shí)間結(jié)束后，若工件檢測傳感器還未檢測到工件，則直接進(jìn)入下一流程。

氣壓沖孔流程：

沖孔流程是根據(jù)沖孔位置有無工件控制沖孔機(jī)是否實(shí)施沖孔加工。

氣壓沖孔流程由2個(gè)狀態(tài)組成。定位結(jié)束直接進(jìn)入狀態(tài)S28。當(dāng)工件標(biāo)志M11為1時(shí)，表示沖孔位置有工件，Y4動(dòng)作并驅(qū)動(dòng)沖孔機(jī)，開始沖孔,直到下限位開關(guān)MS0也就是X4動(dòng)作。

然后進(jìn)入狀態(tài)S29，結(jié)束沖孔，沖孔機(jī)機(jī)退回，直到MS1也就是X5動(dòng)作，結(jié)束氣壓沖孔流程，進(jìn)入下一工序。在進(jìn)入S28后，若工件標(biāo)志M11為0，說明無工件可加工，則直接退出沖孔流程。

測孔流程：

測孔流程，檢測孔加工是否合格，由此判斷工件的處理方式。

測孔流程由3個(gè)狀態(tài)組成。定位后直接進(jìn)入狀態(tài)S31。當(dāng)工件標(biāo)志M12為1時(shí)，說明測孔位置有工件，則Y5動(dòng)作，開始測孔，由T2設(shè)定5秒測孔時(shí)間。測孔過程中，若下限位開關(guān)MS2也就是X6動(dòng)作，表示工件為合格品，進(jìn)入狀態(tài)S33，結(jié)束測孔流程。

若工件標(biāo)志M12為0，說明測孔位置無工件，則直接進(jìn)入狀態(tài)S33，結(jié)束測孔流程。

若測孔時(shí)間超出設(shè)定值，表示沖孔失敗，工件為不合格品，則進(jìn)入狀態(tài)S32。

①由復(fù)位指令RST清除工件標(biāo)志M12(不再需要該工件)

②Y2動(dòng)作并驅(qū)動(dòng)A缸抽離隔離板，以便排除不合格品。

③由T3延時(shí)2秒時(shí)間，等待工件徹底落下。

工件搬運(yùn)流程：

搬運(yùn)流程，將合格工件送入包裝箱。

工件搬運(yùn)流程由2個(gè)狀態(tài)組成。定位后直接進(jìn)入狀態(tài)S34。若工件標(biāo)志M13為1，說明搬運(yùn)位置有工件，則Y3動(dòng)作并驅(qū)動(dòng)B缸，抽離隔離板，工件調(diào)入包裝箱，由T4延時(shí)2秒，然后進(jìn)入狀態(tài)S35，結(jié)束搬運(yùn)流程。若工件標(biāo)志M13為0,則直接進(jìn)入狀態(tài)S35，結(jié)束搬運(yùn)流程。

上述四個(gè)動(dòng)作做完后，則回到前面，以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，并將工件標(biāo)志左移一個(gè)位元。為了使四項(xiàng)工作能同時(shí)進(jìn)行，且需互相等待，應(yīng)使用并行性分支與匯合的方式來設(shè)計(jì)。將5個(gè)分流程匯集在一起完成順序功能圖的設(shè)計(jì)。