基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試

劉現(xiàn)智

摘 要：工業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，生產(chǎn)過程中PLC、電腦、變頻器以及觸摸屏等不同智能工控設(shè)備的使用越來越多?？梢哉f，PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備如何在實(shí)際生活中更好地進(jìn)行應(yīng)用已經(jīng)成了現(xiàn)階段我國的工業(yè)發(fā)展中最重視的話題。因此筆者結(jié)合自身工作實(shí)踐，就PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試進(jìn)行相關(guān)探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：PLC控制;機(jī)電一體化設(shè)備;調(diào)試

PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)屬于一種新型技術(shù)，融合了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等，具有極強(qiáng)的可靠性和抗干擾能力，同時(shí)具有體積小、安裝維修便捷、接線數(shù)量少優(yōu)勢(shì)，在各大企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。在這樣的基礎(chǔ)上，開展基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試的研究十分必要。

一、PLC 的優(yōu)勢(shì)

（一）控制邏輯

PLC主要采用的是存儲(chǔ)的邏輯，不僅可以現(xiàn)場(chǎng)連接的輸入輸出端，還可以進(jìn)行控制邏輯、復(fù)雜的控制邏輯程序較長、連接少、體積小，PLC由大中型集成電路組成，功耗小。由于控制邏輯只與程序有關(guān)，當(dāng)需要修改控制邏輯時(shí)，只需修改程序，不需要修改連接，靈活性和擴(kuò)展性強(qiáng)。

（二）控制速度

在關(guān)于速度的控制方面，繼電器主要是根據(jù)觸點(diǎn)的相關(guān)機(jī)械動(dòng)作來完成的。但是因?yàn)槔^電器完成觸點(diǎn)的開閉過程大概需要幾十毫秒的時(shí)間，相對(duì)而言較為緩慢，因此其工作效率不是很高。PLC是通過程序下達(dá)指令來進(jìn)行控制速度的，其可以瞬間完成，工作時(shí)間十分短暫。

（三）可靠性和可維護(hù)性

繼電器采用了機(jī)械觸點(diǎn)和復(fù)雜的電線，在工作過程中可能會(huì)損壞自身的電弧，因此使用時(shí)限較短，可靠性和可維護(hù)性較差。但PLC主要采用的是先進(jìn)的微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作都是通過非接觸式半導(dǎo)體電路完成的，具有功耗小、壽命長、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

（四）邏輯電路的設(shè)計(jì)和完成

系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，可同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)電路連接和邏輯設(shè)計(jì)，包括繼電器梯形圖和程序設(shè)計(jì)。周期短，調(diào)試和修改非常方便。然后測(cè)試PLC設(shè)備正常工作，如設(shè)備工作異常，應(yīng)檢查排除故障。

二、生產(chǎn)線PLC控制程序介紹

（一）生產(chǎn)線PLC控制程序設(shè)計(jì)

在生產(chǎn)線PLC控制程序設(shè)計(jì)時(shí)，由于機(jī)電一體化設(shè)備在運(yùn)行過程中，相關(guān)動(dòng)作比較復(fù)雜，基本指令難以滿足實(shí)際需求，而順空指令具有思路清晰、層次分明、便于調(diào)試和修改的特性，因此，選擇順控指令編寫程序無疑是最佳選。

（二）變頻器參數(shù)設(shè)置、接線要點(diǎn)

下面以西門子SIEMENS MM420變頻器為例進(jìn)行分析，對(duì)變頻器的參數(shù)設(shè)置和接線要點(diǎn)進(jìn)行分析。MM420變頻器系統(tǒng)電路原理圖：

（1）當(dāng)P0010 30和P0970 1設(shè)置完成以后，等待3～5min之后再進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。

（2）MM420變頻器接線電源為三相電源，用L1、L2、L3PE表示。在具體接線過程中，保護(hù)接地線PE嚴(yán)禁和電源零線混淆連接，否則會(huì)導(dǎo)致進(jìn)線位置的空氣開關(guān)自動(dòng)進(jìn)行斷電保護(hù)。

（3）圖1中U、V、W表示的MM420變頻器電動(dòng)機(jī)的聯(lián)線，在具體連接過程當(dāng)中U、V、W分別接82、83、84號(hào)線，而 L1、L2、L3PE表示則接81號(hào)線。

（4）在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)調(diào)試前，把“5”W所示的按鈕扭動(dòng)左邊，如果發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，立即斷電調(diào)換電動(dòng)機(jī)的電源線，調(diào)試正常以后，扭動(dòng)到右邊。

（5）變頻器的5、6、7、W 與 PLC的輸出口有連線時(shí)，絕不允許撥動(dòng)相應(yīng)的鈕子開關(guān)，以免兩個(gè)電源疊加，燒壞變頻器。

三、基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試的方法

（一）電路、氣路的安裝調(diào)試

（1）電路系統(tǒng)。基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝過程中，電路系統(tǒng)的接線非常多，然后根據(jù)PLC和I/O電氣設(shè)計(jì)原理圖進(jìn)行安裝和調(diào)試。（2）輸入線路的接線方式。在機(jī)電一體化設(shè)備PLC控制系統(tǒng)輸入線路包括11個(gè)磁性開關(guān)、7個(gè)傳感器、1啟動(dòng)按鈕、1個(gè)停止按鈕，其中磁性開關(guān)的藍(lán)色線和DC24V相互連接，棕色線和PLC的I口相互連接。而傳感器的藍(lán)色線和DC24V的“-”號(hào)位置相互連接，棕色線和DC24V的“+”位置相互連接，黑色線和PLC的I口相互連接。（3）輸出線路的連接方式。在機(jī)電一體化設(shè)備PLC 控制系統(tǒng)輸入線路包括警示燈、蜂鳴器、轉(zhuǎn)盤電機(jī)、變頻器及機(jī)械手和推料部分的電磁閥。（4）電源單元和PLC單元的接線方式。PLC單元輸入部分的電源主要由PLC本身所帶的電源提供，而輸出部分的電源則主要由用戶本身電源來提供，通常情況下DC24V，3A開關(guān)電源就可以滿足輸入和輸出總電源的需求。（5）線路在連接過程中的注意事項(xiàng)：首先，根據(jù)設(shè)計(jì)圖所示，逐步連接，在進(jìn)行DC24V電源線連接過程中，“-”段的連接線路最多，需要格外重視;其次，任何導(dǎo)線的插拔都需要在斷電的狀態(tài)下才能進(jìn)行;最后，必須所有生產(chǎn)線路上的全部電氣元件進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)合理的檢測(cè)，包括：傳感器、磁性開關(guān)、電動(dòng)機(jī)等。（6）電磁換向閥的安裝。機(jī)電一體化設(shè)備PLC控制系統(tǒng)電磁換向閥主要安裝會(huì)底座之上，同時(shí)在底座上設(shè)有三排通道，其中中間一排為進(jìn)氣通道和進(jìn)氣孔P相互連通，其他的兩排則為排氣通道和側(cè)面的排空 R1 相互連接。

（二）氣路系統(tǒng)安裝方式

首先，控制PLC控制系統(tǒng)中壓縮空氣泵的壓力在0.5～0.8MP左右;其次，科學(xué)合理設(shè)置過濾調(diào)節(jié)閥，并詳細(xì)檢測(cè)各個(gè)氣管的連接方式是否牢固，壓力表所指數(shù)的數(shù)值是否正確。

（三）PLC 設(shè)備的安裝調(diào)試

（1）布線。PLC設(shè)備線路包括電源線、動(dòng)力線、控制線、I/O線等，需要進(jìn)行科學(xué)合理的配線，才能從根本上確保PLC設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。隔離變壓設(shè)備安和PLC中I/O的連接采用雙絞線進(jìn)行連接，PLC相關(guān)設(shè)備要和電源之間有一定的距離，以減少電磁對(duì)PLC設(shè)備元件的干擾。PLC設(shè)備的輸入和輸出線路要分離開，接地電阻阻值的比較小于屏蔽層電阻的10%。同時(shí)，為最大限度上減小外界因素對(duì)PLC設(shè)備運(yùn)行的影響，PLC設(shè)備的基本單元、拓展單元、不同功能模塊的電纜連接線需要單獨(dú)配置。（2）I/0線安裝調(diào)試。I/0線的輸入線路必須控制在30m之內(nèi)，并避免使用常開點(diǎn)的方式和輸入端口進(jìn)行連接，同時(shí)在I/O線路安裝過程中，要采用相應(yīng)的防干擾措施，最常用的就是增設(shè)繼電保護(hù)裝置。在外電路配置過程中，要設(shè)置好與之相互對(duì)應(yīng)的保護(hù)電路，避免不安全狀況產(chǎn)生。

總之，機(jī)電一體化設(shè)備的發(fā)展是社會(huì)發(fā)展的客觀需求，通過PLC控制，機(jī)電一體化設(shè)備，更智能，討論安裝和調(diào)試PLC改造、機(jī)電一體化設(shè)備的進(jìn)一步應(yīng)用。將相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電一體化設(shè)備，有利于機(jī)電一體化設(shè)備向智能化方向的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]童群.基于PLC機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用探討[J].中國設(shè)備工程，2018（17）

[2]梁鎮(zhèn)杰，鄧永強(qiáng).對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備安裝調(diào)試的探討[J/OL].機(jī)電工程技術(shù)，2018（S1）