第3章電氣控制系統(tǒng)與下位機PLC控制
故障預(yù)警系統(tǒng)主要包括電氣控制環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)和PLC控制環(huán)節(jié),只有三個 環(huán)節(jié)協(xié)同工作才能完成盤式刀庫換刀系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)警功能。本章設(shè)計任務(wù) 為設(shè)計電氣控制環(huán)節(jié)控制刀庫的正常動作、設(shè)計數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)采集刀庫工作時的狀態(tài) 信號和設(shè)計PLC控制環(huán)節(jié)控制故障預(yù)警機構(gòu)的動作。
3.1控制電路設(shè)計
3.1.1主電路控制電路設(shè)計
盤式刀庫換刀系統(tǒng)可靠性試驗臺的主電路如圖3.1所示。為防止電機卡死、保護 電氣元件和電機,在主電路上設(shè)置了空氣開關(guān)QS1;接觸器KM1主觸點用來控制主電路 的通斷;空氣開關(guān)QS2、QS3分別用來手動控制機械手電機和刀庫電機的通斷,起到保 護機械手電機和刀庫電機的作用;接觸器KM2主觸點用來自動控制機械手減速電機的 運轉(zhuǎn);接觸器KM3主觸點用來自動控制刀盤減速電機的正轉(zhuǎn);接觸器KM4主觸點用來 自動控制刀盤減速電機的反轉(zhuǎn);熱繼電器RJ1、RJ2分別實現(xiàn)對機械手電機和刀盤電機 的過載保護。
控制柜面板處設(shè)有電源啟動、電源停止、電源急停和報警機構(gòu)指示燈四個按鈕, 電源啟動按鍵控制接觸器KM1線圈得電、輔助觸點的自鎖、主觸點的吸合,電源啟動 按鍵自帶綠色指示燈,顯示主電路的工作狀態(tài)。電源停止按鈕可以切斷主電路,在發(fā) 生緊急情況時,可以人為的停止刀庫的運轉(zhuǎn),電源停止按鈕自帶常亮紅色指示燈,在 發(fā)生危險時易于辨認(rèn)。C1繼電器觸點線圈接入PLC輸出端,控制繼電器觸點的通斷, 從而控制預(yù)警機構(gòu)的動作。
3.1.2輔助電路電氣控制電路設(shè)計
盤式刀庫換刀系統(tǒng)可靠性試驗臺輔助電路如圖3.2所示。空氣開關(guān)QS1對控制輔 助電路的起到總體保護作用;接觸器KM1主觸點用來控制輔助電路總體的通斷;QS4 控制所有繼電器的通斷,同時為24V電源引入220V電壓;繼電器A1用來控制接觸器 KM2線圈的通斷,A1的常開觸點由PLC直接引出,由PLC控制繼電器A1常開觸點 的吸合;繼電器Bl、B2分別用來控制接觸器KM3和KM4線圈的通斷,Bl、B2的常
開觸點同樣由PLC直接引出,由PLC控制繼電器Bl、B2常開觸點的吸合;
QS1 KM1
圖3.1主電路電氣控制電路
3.1.3試驗臺動作流程分析
1. 刀庫電路控制:首先閉合總開關(guān)QS1,電源停止按鈕紅色指示燈常亮;按下電源 啟動按鈕,接觸器線圈KM1得電,KM1輔助觸點得電吸合并形成自鎖,KM1主觸點 得電吸合,整個電氣控制系統(tǒng)接通;按下電源停止按鈕或者電源急停按鈕,接觸器KM1 線圈失電,KM1輔助觸點、主觸點斷開,整個電氣控制系統(tǒng)失電,刀庫停止動作。
閉合機械手減速電機空氣開關(guān)QS2和刀庫減速電機空氣開關(guān)QS3,刀庫動作電路 接通;PLC輸出信號至繼電器A1線圈,A1常開觸點吸合,接觸器KM2線圈得電, KM2主觸點吸合,機械手減速電機得電開始運轉(zhuǎn);同理,PLC輸出信號至繼電器B1 線圈,B1常開觸點吸合,接觸器KM3線圈得電,KM3主觸點吸合,刀盤減速電機得 電開始正轉(zhuǎn);當(dāng)繼電器B2線圈得電時,B2常開觸點吸合,接觸器KM4得電,KM4 主觸點吸合,刀庫減速電機反轉(zhuǎn)。刀庫旋轉(zhuǎn)方式由PLC程序依據(jù)目標(biāo)刀號就近原則進 行選擇。
圖3.2輔助電路電氣控電路
2. 氣缸動作:氣缸動作由PLC通過三位五通電磁閥進行控制。倒刀時,PLC向繼 電器D1發(fā)出命令,D1線圈得電,D1常開觸點閉合,三位五通電磁閥倒刀氣路接通, 倒刀動作執(zhí)行;回刀時,PLC向繼電器D2發(fā)出命令,D2線圈得電,D2常開觸點閉合, 三位五通電磁閥回刀氣路接通,回刀動作執(zhí)行。
3. 預(yù)警執(zhí)行機構(gòu)控制:繼電器C1由PLC控制,正常工況下,繼電器C1線圈未得 電,預(yù)警執(zhí)行機構(gòu)不動作;當(dāng)傳感器實時傳至上位機的信號超過預(yù)警閾值時,PLC向 繼電器C1發(fā)出信號,C1線圈得電,C1常開觸點閉合,預(yù)警執(zhí)行機構(gòu)接通電源,發(fā)出 警報。
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