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PLC機電控制系統相關設備的安裝調試

時間:2020-03-05 來源:電子測試 作者:周秋燕 本文字數:7374字

  摘    要: 不同于以前的手動操作時代,在當下自動化技術運用廣泛的背景下,各種不同功能和用途的機電一體化設備正在行業發展的各大領域中得到推廣和應用。因此,為了讓眾多機電一體化設備更好地運行,并有效提升機電設備的運行效率,需要專業人員在對機電一體化設備進行安裝和調試時進行有效地分析,保障設備運行,降低故障率。本文會結合案實際例探討如何對PLC控制的機電一體化設備的安裝和調試進行分析。

  關鍵詞: PLC控制; 機電一體化; 一體化設備; 安裝調試;

  Abstract: Different from the previous manual operation, under the background of extensive application of automation technology, electromechanical integration equipments with various functions and uses are being promoted and applied in many fields of industrial development. Therefore, in order to improve the working efficiency of these mechatronics equipments, effective analysis on the installation and debugging of mechatronics equipments by professional personnel is needed to ensure the operation of equipment and reduce the failure rate. This paper will discuss how to make analysis on the installation and debugging of the mechatronics equipment controlled by PLC.

  Keyword: PLC control; Mechatronics; Integrated equipment; Installation and debugging;

  1、 PLC控制技術的含義和特點

  1.1、 PLC控制技術的含義

  PLC,Programmable Logic Controller,是可編程邏輯控制器的簡稱,其在機電設備控制過程中主要完成控制信號采集、內部存儲程序運行和輸出程序執行結果更新輸出設備狀態的任務,是過程控制中最為核心部分的部分。從物理形式的角度來看,PLC和PLC控制技術是分開存在的,兩者之間依靠PLC內存中控制程序有效地作用,實現對機電設備的自動化控制;但從發展的過程來看,在對機電設備進行PLC控制的過程中,不僅輸入和輸出設備之間存在著必然的聯系,就PLC控制過程本身而言,也是依靠多種程序共同輔助完成的一個過程。通過具體的執行過程,我們依然可以看出,PLC控制技術相較于其它控制技術能夠更穩定地傳遞和處理各類相應的控制信息。

  1.2、 PLC控制技術的特點

  PLC控制技術,是新時代背景下工業發展的產物,具有其自身優越的性能和特點。

  首先,隨著工業發展,PLC控制技術在未來很長一段時間內依然會發揮出更加強大的功能。采用PLC控制,可運用的指令數量多,必要時,還可以運用不同的邏輯條件處理問題,使程序運算的過程變得更為順利。專業人員可以直接通過個人計算機完成程序的編寫、調試和維護等實現對系統的全方位控制功能,此外,PLC控制技術還能夠讓人員、機器和各項信息都更好地被交換[1]。

  第二,整個PLC控制系統操作過程非常方便。根據系統控制要求,我們運用PLC控制邏輯編寫控制程序,用程序來代替傳統的硬件接線,在實際操作過程中,更改程序較于更改接線,顯然要方便很多。此外,系統所需的各類硬件基本已經高度集成化、模塊化,配套模塊也已實現了系列化與規格化生產,種種控制系統所需的模塊,PLC廠家基本都有現貨供應,市場上即可購得,因此適用于工業生產的各種系統的配置和搭建都非常方便。最后,所有PLC控制系統也會形成相關的標準,從而讓整個硬件系統的配置在實際采用的過程中變得更加靈活。
 

PLC機電控制系統相關設備的安裝調試
 

  第三,PLC控制系統性能非常可靠。一般而言,PLC控制系統能夠在同一時間保護硬件和軟件。一方面,PLC內部多數硬件由于采用現代大規模集成電路技術,并用嚴格的生產工藝制造,內部電路還配備先進的防干擾技術,具有很高的可靠性。另一方面,使用PLC控制的系統,其周邊電路和相同規模的繼電控制系統相比,大量減少了電氣接點,有效地降低了系統的故障率,而且PLC本身自帶硬件檢測功能,能在第一時間處理突發異常,如果真正遇到緊急的情況,也能及時進行報警。

  2、 PLC機電控制系統的原理

  目前,計算機技術的發展速度很快,可以說是日新月益。然而,如果工廠本身工作環境較為惡劣,在設備操作的過程中若不能及時抵抗干擾,系統的穩定性、可靠性將會被大幅削弱。前面我們也分析了PLC控制技術自身所具有的優秀性能,這些也決定了它在工業制造的過程中必然會占據很重要地位。

  在實踐過程中,作為專業的人員,只有在充分PLC機電控制系統的工作原理和控制結構的基礎上,才能更好地調試PLC控制電路。

  一般而言,在結構上,PLC控制系統主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、獨立電源、編程軟件和其他外部部件構成,這些部件各有不同功能,在控制中心CPU模塊的調度下共同完成對機電設備或工業生產過程的實時控制。PLC部件主要是為了更好地實現工業控制而存在的[2],在實際的安裝和調試過程中,專業人員可以從整個系統的結構下手,先分析構成部件的具體功能,了解系統設計思路,進而解析系統的控制功能和工作任務等,之后再結合梯形圖、邏輯功能、邏輯方程或其他語言進行用戶程序的編寫,最終完成系統的調試工作。

  3 、PLC控制的機電一體化設備安裝調試的原則

  3.1、 設計中遵循可靠性原則

  在實際設計PLC控制的機電一體化設備的過程中,不僅要把控制的過程設計得科學合理,還需要考慮有效地增強軟硬件抗干擾的能力。配置方式和元件問題會引發硬件故障,強行電設備的入侵也會引發外部干擾,所以,在硬件設計時需要注意做好保險,確保主機電源小于2A。在實際的系統設計過程中,專業人員一定要遵循可靠性原則,保證PLC控制的機電設備在使用的過程中能夠安全可靠地運行。

  3.2、 有效防止電磁干擾

  在實際安裝和調試的過程中,專業人員可以從電源抗干擾的角度進行分析。不僅需要全面檢查外圍信號和模板配置的問題,還需要盡量減少外圍設備在運行過程中產生的中間環節,最終才能更好地減少各種類型的電氣干擾。如果一旦發現PLC一體電機內部融入了大功率電機時,一定要直接將輸入點和繼電器相互連接[3]。只有這樣才能夠直接隔離電機回路,經過一番調試之后才能減少運作過程中產生的額外干擾。

  4 、PLC的優勢

  4.1 、控制邏輯修改靈活

  控制邏輯在PLC發展的過程中扮演著重要的角色,不僅能夠直接連接輸入端和輸出端,甚至可以控制整個復雜的邏輯過程。正是因為有了PLC系統的支持,所以整體連接的過程不僅較為簡短,內部的部件也會顯得較小。與傳統的PLC集成電路相比,控制邏輯只會和特定的程序發生關系,操作的過程中,也只需要先修改程序,就能讓整個PLC結構變得更加靈活。

  4.2 、控制速度快

  在實際控制速度的過程中,專業人員可以根據相關機械的動作來實現。在傳統的控制模式下,繼電器需要花費幾十毫秒的時間才能夠順利地完成觸點開閉的過程,整個過程也相對較慢,所以整個工作的效率偏低。但若能配合PLC結構,專業人員可以借助相應指令來控制整體速度,整個過程在短時間內就能完成,工作速度得到提升,能使得操作的過程不會出現抖動的現象。

  4.3、 實效性強

  所有PLC控制系統內部的控制元件都是圍繞著自動化的結構開展的。正因為PLC控制和處理信號的速度非常快,自然會使得整個系統運行地更快,最終也就能夠更好地提升機電一體化設備的抗干擾能力[4]。所以,PLC控制系統能夠被運用于控制裝置內部,最終也才能夠全方位地滿足企業自動化控制的過程。

  4.4 、可靠性高

  PLC控制系統內部所有的I/O輸入信號和輸出信號都會處于光電隔離的狀態。如果全面地設置,自然可以在PLC控制系統內部形成一層電氣隔離層。也可以采用R-C的方式來輸入濾波器,持續的時間會被控制在10ms之內。在實際操作的過程中,PLC控制系統會全面地診斷。一旦電源或者軟件發生了異常現象,有關的中央處理器能夠在第一時間采用對應的措施,才能夠預防故障進一步擴大。

  4.5、 維修更方便

  即便PLC控制系統在使用的過程中出現了故障,維修起來也非常簡單。因為PLC控制系統內部有著較多的提示故障的信號,如果其中任何一個元件會出現故障,燈的信號就會不斷地閃動,只需要派遣專業的維修人員直接更換元件。

  5、 PLC機電控制系統的安裝和調試

  5.1 、布線

  整個系統主要是由電源線、控制線、動力線和其他部件組成。在實際操作的過程中,大家需先了解清楚不同線的功能再進行布線[5]。布線過程中,PLC設備和電源線之間要保持一定的距離,以免產生干擾,要特別注意不要將高低壓電氣安置在同一個開關柜。PLC設備內部的輸入線和輸出線也有所不同,要結合屏蔽線合理計算模擬量端口,預留足夠以備不需。PLC系統內部可設置不同類型的拓展單元,不同單元、不同模塊之間需通過電纜傳遞信息,布線時要注意同一根電纜線中不能同時出現交流線和直流線。此外,輸出線和動力線之間也需保持一定距離。設計屏蔽層時,要注意先將一端接地,將接地線的電阻控制在屏蔽線電阻的十分之一左右。

  5.2、 安裝輸入設備

  安裝輸入設備也是PLC機電控制系統安裝和調試過程中重要的一個環節。一方面,需要考慮到中期安裝輸入設備的內容,另外一方面也需要按照相關的程序來安裝機電一體化設備。

  5.3 、I/O接線端處理

  I/O端接入的輸入線長度不能夠超過32m。專業人員可以利用常開點的方式在第一時間接入輸入的端口,只有這樣才能夠保證內部梯形圖和原理圖相互一致,同時還需要在輸入和輸出組件內部設置專業的短路保護裝置。常規而言,信號隔離器是一種常見處理器,這是一種借助線性隔離器來發揮作用的隔離器。實踐的過程中更可以將輸入過程、輸出過程和工作電源更好地隔離開來。若在工作過程中系統內部發生短路,信號隔離器能夠借助隔離短路的線路來聯絡PLC系統,調度其內部的故障處理機制進行事故應急處理,最終更好地保護整個系統[6]。在實際選擇繼電器的過程中,可以選擇壽命較長且可以有效防止干擾的繼電器來更好地進行操作。

  如果有特殊的情況,專業人員還可以通過設置外部安全電路來防止線路出現異常,這樣也可以有效地防止不安全狀態的出現。例如,常見的互鎖保護電路、急停保護電路和故障報警器都能夠在第一時間防止電路內部出現電源過載保護的現象。

  實踐的過程中,還要注意將PLC接地線和機器接地線有效連接在一起,才能減少工作中出現的電壓沖擊。而要將PLC的接地線和機器接地線相互連接在一起,不僅要將接地線的截面積控制在1.5mm,更需要將接地的電阻控制在小于99歐姆左右。如果因為使用需要涉及到擴展單元,則需要做好接地點和基本單元之間的連接,但要注意此時不能將PLC設施和其他設備連接在一起,要讓接地點直接靠近PLC控制系統。

  5.4、 電源模塊

  在實際設計電源模塊的過程中幾乎所有PLC模塊內部都會預先設置一個24V的電源。交流電源和直流電源都可以在運作的過程中發揮重要的作用。在使用的過程中,所有的交流電都是以單向的交流電源端子為媒介的。在運作的過程中,中間也會設有一定的交流開關和保險。另外,包括24V電源和5V電源也可以在使用的過程中發揮更大的作用。

  5.5、 安全聯鎖試驗和故障測試

  先評估出機電設備一體化的運行的情況,檢測人員才能夠全方位地評估被檢測設備的功能。在檢測的過程中若發現機電一體化的設備出現了故障,專業人員需要先停下手中的設備,并進行全方位地檢查,預估故障所引起的破壞程度。在操作的過程中要注意按照系統要求的相關步驟進行,才能有效地在第一時間防止事故發生。

  5.6 、軟件調試

  一般而言,PLC系統內部都會設置有專業的開機自動檢測程序。在實際開機之后,系統可以有效地進行自檢。專業人士可以依照指示燈來判斷其是否正常運行。在實際輸入軟件的過程中,只有充分地利用抖動程序才能夠有效地避免在輸入信號時會產生抖動問題。

  在實際調試的過程中,專業的程序能夠有效地防止產生故障。在實際施工的過程中,因為經常會出現多數連續的故障,專業人員如果能夠在第一時間知道故障,就可以在之后有效地分析有關的問題,必要時更可以通過控制系統中的邏輯來編制整個監視系統。

  6 、案例分析

  6.1 、自動線路設備控制

  在實際控制自動線路的過程中,可以從以下幾個方面著手。

  第一,先確定初始位置,再在實際通電之后讓機械手臂完成伸縮、上抬手臂、放松手指和其他操作。在運作的過程中,退料的氣缸會因此逐步縮回,紅色的報警器也會發揮作用[7]。第二,也可以在控制的過程中先打開啟動的開關,這樣紅色報警器和綠色報警器就會在第一時間亮起。如果此時料盤會不斷地轉動,物料桿就可以將物料輸送到相對應的料臺上。在物料就位之后,存在于料臺內部的傳感器會在第一時間接收到有關的信號,操縱料盤的電機也會因此停止。此時,關鍵的機械手可以將所有的物料都輸送到皮帶頂部。如果料臺上一旦不存在物料,電機就會重新開始轉動,從而繼續進行送料。整個機械就在這樣的循環過程中不斷地運轉。

  第三,安裝于落料口的光電傳感器會直接檢測到相對應的物料,之后就可以直接變為驅動變頻器。傳統的電動機更會直接使用頻率為12Hz的驅動器來有效地進行傳動。此時,金屬物料會進入到料槽1內部,白色的塑料垃圾會進入到料槽2內部,黑色的塑料會直接進入料槽3內部。第四,如果機械內部的皮帶在啟動之后,會直接持續30s,若此時還沒能夠檢測到對應的物料,變頻器會在第一時間停止運作。此時,蜂鳴器會在同時響起。第五,在按下停止鍵之后,整個設備會完成一個單獨的循環,在運作一段時間后就會停止工作。

  6.2、 生產線程序控制

  一定要從大局著手控制整個生產線程序。正是因為機械手較為復雜,所以只使用基本的指令很難真正發揮更好的作用。因此,專業人員可以使用順控指令來編程。在大部分情況下,順控指令內部的思路都顯得較為清晰,如果在針對復雜線路進行編程時,其修改的過程較為方便。在控制機械手的過程中,需要將“初始位”、“放料”、“抓料”和其他幾個程序都結合在一起。在輸送物料的過程中,也可以讓對應的編寫指令發揮更好的作用。

  6.3 、變頻器參數設置

  在實際運作的過程中,專業人員可以先設置變頻器內部的參數,并讓接線的過程變得更加順利。在實踐的過程中,SIEMENS MN420變頻器一般可以發揮更大的作用。高效的變頻器不僅顯得更加多樣化,而且在運行的過程中有著較高的效率。在實際操作的過程中,專業人員需要先了解MM420的基礎變頻結構,才能夠更好地調制后續的參數。

  在設置變頻器參數的過程中,需要注意如下幾大要點。第一,先設置好固定的參數,再在等了三分鐘之后再設置新的參數。第二,在向變頻器內部接線的過程中,可以設置包括L1、L2和L3等的三相電源。但是在設置電源的時候不要讓PE保護線和N線混合在一起。如果在使用的過程中出現了問題,空氣開關會在第一時間就自動斷電。第三,目前,U、V和W都屬于三種重要的電動機線。在實際接線的過程中,可以將線路確定為82、83、84和其他類型的線路。并注意將接地的線路確定為81號線路。第四,可以直接將扭轉的開關向左邊撥動,電機會因此進入到調整的狀態。如果在實際運行的過程中發現電機會直接反轉,則需要在第一時間轉動電動機線。在經過一番調整之后,5號、6號和不同的開關都會直接被轉移到右邊。第五,可以發現,常規變頻器內部的5W開關會直接和PLC內部的部件相互連接。如果變頻器內部的線路確定會和PLC輸入口內部的線路相互連接時,就不能夠在操作的過程中直接撥動開關。這樣就能夠避免因為使用電源而毀壞電氣。

  6.4、 電路電氣安裝與調試

  在實際操作的過程中,可以先分析存在于電路系統內部的諸多線路。通過分析不同模塊內部原理圖之后,將內部電路分為三大主要部分,再讓相關人員具體分析各部分內容。在生產的過程中,生產線內部常設有多個傳感器和多個磁性開關[8]。在運作的過程中,每一個傳感器和磁性開關都會發揮實際的作用。安裝時,可以先將磁性開關連接在DC25V上,再將棕線連接在PLC內部的位置上;傳感器內部的每一個線路都會發揮重要的作用,可以先將傳感器內部的棕線接入DC25V上,再將藍線接在DC25V上。

  通常情況下,可以在運作PLC輸入電源的過程中使用自帶的24V電源,并讓單獨的電源更好地為輸出部分服務。廣大人員也可以將24V電源和25V電源融入系統中,這樣能更好地滿足輸入電源和輸出電源的需要。在系統運行時,也能夠讓PLC內部的電源發揮更大的作用。

  6.5、 電源單元和PLC單元有效地連接

  在一般情況下,存在于PLC內部的輸出部分的電源是由用戶本身獨自提供的。通常情況下,系統內部會配置專門的DC24V電源,這樣能夠在第一時間滿足輸出電源和輸入電源的需求[9]。因此,只有設置一套專業的輸入設備和輸入設備一體的電源方案,才能夠在之后防止出現電源不斷疊加的現象。整個電源單元和PLC單元連接的結構如圖1所示。

  7、 未來發展趨勢

  在未來,PLC設備還會朝著監控和維護這兩個方向完善,物聯網的出現也會更好地促進PLC向前發展。從目前的發展形勢來看,PLC設備中融入物聯網的系統也已經非常多見。我國一些產業和企業只有借助物聯網企業才能夠更好地向前發展。當下多數企業也正在以工業發展為基礎,通過有效地依靠物聯網來擺脫高價電纜的束縛實現信息的互通互助,由此我們更可以看出,在未來以往多數信息傳遞的過程受諸多限制的局面終將會被改善。最終,再借助各類云端產品,還可以實現對系統運行過程的全面監測,這些也會使得越來越多的復雜系統程序會變得更加簡單、方便。因此,PLC設備和物聯網的聯合會是未來發展的重要趨勢。

  8 、結束語

  機電一體化設備屬于社會發展的客觀的要求。借助PLC來控制一體化設備,能讓設備發揮更大的作用。本文從多方面討論PLC設備的安裝和調試過程,并讓機電一體化設備發揮更大的作用。從實踐來看,只有將相應的技術運用于機電一體化設備中,才能夠讓機電一體化設備朝前更好地發展。

  圖1 PLC電源方案圖
圖1 PLC電源方案圖

  參考文獻

  [1]張宇.基于PLC機電一體化技術在數控機床中的應用研究[J].南方農機, 2017, 48(23):100-101.
  [2]李春雨.機電一體化技術的應用與發展[J].工程技術研究,2016(7):64-65.
  [3]張曉霞.基于PLC控制的機電一體化設備的安裝與調試[J].價值工程, 2017, 36(6):96-98.
  [4] 鮑江超.機電一體化設備安裝與調試探析[J].城市建設理論研究:電子版, 2015, 5(13):23-24.
  [5]郭紅艷.機電一體化設備安裝與調試路徑研究[J].河北企業, 2015(7):128.
  [6] 王建業,于飛.基于PLC控制的機電一體化設備的安裝與調試[J].工程技術:文摘版:125.
  [7]付興鵬,朱珈銳,王常明.機電一體化技術的應用及發展趨勢[J].南方農機, 2017, 48(4):78.
  [8]吳健.建筑機電一體化設備安裝技術及電動機的調試方法[J].工程技術研究, 2017,(3):40+43.
  [9] 鄒美星.機電設備安裝工程的管理[J].商品與質量.建筑與發展, 2017(5):139-144.

    周秋燕.關于PLC控制的機電一體化設備的安裝及調試探析[J].電子測試,2020(02):112-115.
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