Plc在机械领域中的理论研究与应用

李 享/武昌工学院



Plc在机械领域中的理论研究与应用

李 享/武昌工学院

【摘 要】随着科学技术的飞速发展，机械已不再是传统意义上的简单机械，也不再是老式的单纯的继电器接触器的控制。它已逐渐与其它科学领域紧密的连接起来，如利用plc实现机械加工的精密控制，使得机械加工产品更加完美。因此，对plc的研究也显得尤为重要。

【关键词】plc；机械；精密加工

1.Plc的工作原理

Plc的输入电路是用来采集被控设备的检测信号或操作指令的，输出电路则是控制设备的执行机构，而执行机构与检测信号、操作命令之间的控制逻辑则是靠微处理器执行用户程序来实现。

Plc一般采用对用户程序循环扫描的工作方式。扫描工作方式分为以下五个阶段。

（1）自诊断。首先执行自诊断程序，对输入/输出电路、存储器和cpu进行自诊断。

（2）与编程器通信。如有通信请求，在自诊断后就进行通信处理。

（3）读入现场信号。

（4）执行用户程序。

（5）输出结果。

2.Plc的主要功能和特点

2.1Plc的主要功能

（1）逻辑控制功能。

（2）定时记数功能。

（3）A/D、D/A转换功能。

（4）数控功能。

（5）通信和联网功能。

（6）数据处理功能。

2.2Plc的特点

（1）抗干扰能力强，可靠性高，环境适应性好。Plc是专门为工业控制而设计的，在设计和控制过程中均采用了屏蔽、滤波、隔离、无触点等多层次抗干扰措施，因此可靠性横高。

（2）编程简单易学。已梯形图作为程序的主要表达方式，程序清晰直观，指令简单易学，编程方法和步骤容易理解和掌握。

（3）应用灵活，通用性好。

（4）完善的监视和诊断设备。

3.plc在机械方面的具体应用

plc在机械方面的具体应用如图1，该过程是利用plc控制机械手臂的定向移动、夹紧和松弛。

该控制过程是一种顺序控制，因此要以步进顺控指令STL作为控制指令。

图1　搬运机械手工艺流程图

机械手工作前应位于原点，不同的位置分别装有行程开关。ST1为下限位开关，ST2为上限位开关。

机械手上、下、左、右的移动以及工件的夹紧，均由电磁阀驱动气缸来实现。电磁阀YA1通电，机械手下降；电磁阀YA2通电，夹紧工件；电磁阀YA3通电，机械手上升；电磁阀YA4通电，机械手右移；电磁阀YA5通电，机械手左移。

机械手的具体工作过程如下：按下启动按钮SB1，下降电磁阀YA通电，机械手由原点下降，当碰到下限位开关ST1后，停止下降；夹紧电磁阀YA2通电，将工件夹紧，为保证工件夹紧可靠你，机械手在该位置等待三秒；上升电磁阀YA3通电，机械手开始上升，碰到上限位开关ST2后停止上升；右移电磁阀YA4通电，机械手向右移动，碰到右限位开关ST3后，停止右移；下降电磁阀YA1通电，机械手下降，碰到下限位开关ST1后，停止下降，夹紧电磁阀YA2失电，将工件松开，放在右工作台上，为确保可靠松开，机械手在该位置停留两秒；上升电磁阀YA3通电，机械手上升，碰到上限位开关后，停止上升；左移电磁阀YA5通电，机械手左移回到原点，压在左限位开关ST4和上限位开关ST2上，各电磁阀均失电，机械手停在原位。再按下启动按钮时，有重复上述过程。（见表1）

表1　机械手动作顺序

现场信号与plc输入、输出接点的连接：

表2　现场信号与plc输入输出的连接表

plc与现场器件的实际连线图：

上升　KT2　-　-　+　-　-　-左移　ST2　-　-　-　-　+　-