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摘 要本文用PLC控制网络监控组态软件对Z3040摇臂钻床进行监控设计,同时对传统Z3040摇臂钻床继电器控制线路进行了PLC电气改造.
关键字组态软件；数字监控；PLC
中图分类号TP31文献标识码A文章编号1674-6708（2013）92-0197-02
0引言
摇臂钻床是用得较广泛的一种钻床.经多年运行,其机械部件性能良好,但电气系统技术陈旧,故障率越来越高,严重影响了正常的生产运行.因此决定采用PLC电气技改,充分利用其丰富软件功能来达到控制目的,从而克服原控制部分因由传统的继电器——接触器组成,触点多,线路复杂而带来的种种弊端.工业控制组态软件式可以从可编程控制器,各种数据采集卡等现场设备中实时采集数据,发出控制命令并监控系统运行是否正常的一种软件包,组态软件能充分利用Windows强大的图形编辑功能,以动画方式显示监控设备的运行状态,方便地构成监控画面和实现控制功能,并可以生成报表,历史数据库等,为工业监控软件开发提供了便利地软件开发平台.我们的PLC控制网络监控组态软件采用的是MCGS,
1Z3040摇臂钻床的主要结构
摇臂钻床的主要结构由底座,内立柱,外立柱,摇臂,主轴箱和工作台等部分组成.内立柱固定在底座上,外立柱可绕内立柱回转360度,摇臂与外立柱间不能做相转动,而只能与外导轨水平移动.进行加工时,可利用夹紧机构将主轴箱紧固在摇臂导轨上,外立柱夹紧在内立柱上,摇臂夹紧在外立柱上.
2Z3040摇臂钻床传统电气原理分析
1）按下主轴起动按钮SB2,接触器KM1得电吸合且自保持,主轴电动机M1运转.按下停止按钮SB2,主轴电动机停止；
2）需要摇臂上升时,按下摇臂上升按钮SB3,时间继电器KT得电,其瞬动触头合瞬时闭合延时打开得动合触头使接触器KM4和电磁阀YV动作,液压电动机M3起动,液压油进入摇臂装置得油缸,使摇臂松开.待完全松开后,行程开关SQ2动作,其动断触头断开使接触器KM4断电释放,液压电动机M3停止运转,其动合触头接通使接触器KM2得电吸合,摇臂升降电动机M2正向起动,带动摇臂上升.
上升到所需的位置后,松开上升按钮SB3,时间继电器KT,接触器KM2断电释放,摇臂升降电动机M2停止运转,摇臂停止上升.延时1～3秒后,时间继电器KT的动断触头闭合,动合触头断开,但由于夹紧到位行程开关SQ3动断触头处于导通状态,故YA继续处于吸合状态,接触器KM5吸合,液压电动机M3反向起动,向夹紧装置油缸中反向注油,使夹紧装置动作.夹紧完毕后,行程开关SQ3动作,接触器KM5断电释放,液压电动机M3停止运转,电磁阀YV断电.
时间继电器KT的作用是适应SB3松开到摇臂停止上升之间的惯性时间,避免摇臂惯性上升中突然夹紧；
3）需要摇臂下降时,按下摇臂下降按钮SB4,动作过程与摇臂上升时相似；
4）立柱和主轴箱同时夹紧和同时松开.按下立柱和主轴箱松开按钮SB5,接触器KM4得电吸合,液压电动机M3正向起动.由于电磁阀YV没有得电,处于释放状态,所以液压油经2位6通阀分配至立柱和主轴箱松开油缸,立柱和主轴箱夹紧装置松开.
按下立柱和主轴箱夹紧按钮SB6,接触器KM5得电吸合,M3反向起动,液压油分配至立柱和主轴箱夹紧油缸,立柱和主轴箱夹紧装置夹紧；
3Z3040摇臂钻床PLC电气改造
3.1硬件设计
1）输入/输出元件的确定
2）PLC的选择
3）Z3040型摇臂钻床的PLC程序梯形图设计
设计并调试成功的Z3040型摇臂钻床的PLC程序如图B所示.上下限位开关SQ1与SQ2公用一个输入口X6,这样为了节省输入口和程序的简化.
4）程序分析
主电路的程序简单明了,这里就不介绍了,主要分析一下摇臂的升降控制过程.
按钮SB3按下后,X2“ON”则内部继电器R100接通,同时钻床的摇臂已经松开,压下了行程开关X7,则接触器Y1通电,摇臂升降电动机M2正转上升.
4钻床监控界面设计
4.1控制方案确定
该方案的目的主要是能实时监控摇臂钻床的工作状态,其主控对象是摇臂的升降和松紧,主轴的工作情况,通过组态软件的动画界面开发,使上面的问题都能很好的在界面上得到表现.
4.2动画界面的开发
5结论
由于采用PLC后在硬件、软件设计时详细分析了该钻床的工作情况,充分考虑了机床和工艺对电气控制的要求,妥善处理了机械与电气的关系,把电气系统的安全性和可靠性放在首位,同时充分利用PLC控制技术,软件设计更合理,从而达到了在满足控制要求的前提下,该钻床工作可靠,动作准确,维护方便,大大提高了工作效率.本文所介绍的MCGS在摇臂钻床的监控中的应用,说明了MCGS组态软件为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台,能够完成现场的数据采集,实时和历史数据处理,报警和安全机制,流程控制,动画显示等功能.