PLC在组合机床电液控制中的应用

摘 要 本文提出了用PLC 来实现液压动力滑台运动过程的电气控制，同时给出相关设计方案，并具体阐述了其实现方法。

【关键词】PLC 液压动力滑台 控制系统

1 引言

组合机床是以独立的通用部件为基础，配以部分专用部件组成的高效率专用机床，适用于小批量、大批量和大量生产企业。组合机床的控制系统大多采用机械、液压或气动和电气相结合的控制方式。其中，电气控制起着中枢联结作用，一般要能完成“半自动”和“调整”两种工作方式。传统的继电器控制模式应用在该系统时电路复杂，相比PLC控制有很多缺点。如在功能和维护上，继电器系统要用大量继电器布线逻辑来实现顺序控制，需定期更换继电器，维修费时，成本比较高。而PLC用程序可以实现各种复杂控制，现场检查，维修方便。在系统开发和控制内容需改变时，继电器系统图样多，安装接线及修改工作量大，调试周期长。相比而言，PLC控制设计修改容易，安装接线简单，调试周期短。PLC控制还具有环境适应性强和工作可靠性强等优点，随着PLC的价格逐步降低，越来越得到广泛的应用。本文以某双面单工位组合机床一侧液压动力滑台部分电气电路控制为例，介绍用PLC来实现其控制的方法。

2 电路设计

2.1 电路设计的要求

（1）液压泵电机启动以后，工件在电路得到控制信号后夹紧，相应压力继电器KP动作。然后，液压动力滑台的运动由电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4、控制，运动过程及对应执行元件的状态如图1。图中‘1’表示相应的电磁阀得电，‘0’表示不得电。如“快进”时YV2、YV3得电。

（2）液压动力滑台运动过程转换及对应的转换条件（行程开关）的布置如图2。例如液压动力滑台在“工进1”运动状态时碰到SQ2，则转换成“工进2”运动状态。

（3）本电路能实现半自动工作循环的控制，在选择开关SA拨向2位时按下启动按钮SB6，液压动力滑台能自动完成一次快进、工进1、工进2、快退的运动过程。

（4）本电路能够对液压动力滑台快进、工进1、工进2、快退各个过程单独控制，在选择开关SA拨向1位时，按住相应按钮实现滑台的点动调整。

2.2 电路设计方案

（1）本系统采用三菱FX1N-40MR PLC来控制。使用应用于FX系列PLC的SWOPC-FXGP/WIN-C中文编程软件，其简明易懂、编写修改程序方便，容易实施监控。电路设计时主要用该PLC的功能指令中的方便指令 FNC60（IST）实现该电路控制功能。

（2）I/O地址分配。

（3）局部硬件接线图（图3）。

输入继电器（X0---）与PLC的输入端相连，是FX系列PLC接受外部开关信号的接口，其常开接点、常闭接点与传统继电器表示方法一样，但使用次数不限，在PLC内部可以自由使用。输入继电器必须有外部信号驱动，不能用程序驱动。输出继电器（Y0---）与PLC的输出端相连，用来传送信号到外部负载，每一个输出继电器有一个外部输出的常开接点。而内部的常开或常闭接点也可以无限次自由使用。

（4）程序设计。本程序使用的方便指令IST又叫初始状态指令，是用于自动设置初始状态和特殊辅助继电器。如图4第二行是该指令的具体运用。其中X20是指定操作方式输入的首元件，一共8个连号的元件。

X20～X24不会同时接通，应采用选择开关。本电路仅使用了X20（手动）和X23（半自动）两种功能，SA1和SA2采用了选择开关。图中S20和S23分别指定在自动操作中实际用到的最小及最大状态号。PLC运行后，特殊辅助继电器M8000由OFFON，此时IST指令使下列元件受控。

M8040是禁止转移用辅助继电器，手动状态下，M8040=ON，禁止S2自动程序中所有的状态转移，从而能进行手动调整。M8041是转移开始用辅助继电器，作为S2自动程序中状态转移的条件。

A.程序初始化。由前面说明可知，图4中SQ0是液压动力滑台开始位置行程开关。KP动作表示液压泵电机已启动。两者条件同时成立驱动M8044，作为S2程序运行的原点位置条件。

B.手动工作方式的程序。根据图1中“动作”和“执行元件”的关系，结合图3硬件接线图，以“YV3”一列为例说明下列梯形图功能。在“快进”（X010）或“工进2”（X012）或“快退”（X013）时，YV3（Y3）得电动作。逻辑“或”的关系在电路上等同并联。所以在梯形图中用X010、X012、X013并联驱动Y003线圈。其他说明省略。

3 结束语

本文提供的设计方案经过编写PLC程序进行模拟调试，运行正确，能满足电路的控制要求。在具有顺序控制和循环选择控制的强电特征时，FX系列PLC的步进指令和IST指令使用方便，程序易懂、易修改。不少旧有复杂机床的电路如需改造，这些指令功能可以得到广泛的应用。

注释：本文引用的PLC指令、格式和相关参数设置来源于三菱FX1N系列微型可编程控制器使用手册。

参考文献

[1]高勤.电器及PLC控制技术[M].高等教育出版社，2002.

[2]王兆义.小型可编程控制器实用技术[M].机械工业出版社，1997.

作者单位

泰州机电高职技术学校 江苏省泰州市 225300