西门子触摸屏6AV2124-0QC02-0AX1

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言 

落地镗床属于一种具有较高精密度的加工机床，其加工范围非常广泛，运动部件非常多，机械运动控制系统非常复杂。滑座能够沿左右方向运动、箱体可以沿上下方向移动、主轴前后运动或架径向运动均利用落地镗床内部七个电磁离合器和二个液压电磁阀组合调整齿轮箱和进给电动机正反向来进行操作。两个电磁离合器可以完成进给系统加快和减慢的速度调节。主轴电动机仅仅进行旋动，利用两个液压电磁阀组合完成实现较慢、慢、较、快四个速度档位的选择。两个液压泵，一个为润滑服务，另一个为液压服务。此外，进给运动可以完成手动／自动切换。原电气系统为三相半控全波整流装置、散件插板式结构，直流电动机换向采用直流接触器。控制回路是按一定的逻辑关系连接的继电器接触器控制系统，存在着设备体积大，动作速度慢，设备连线复杂的缺点。由于长期使用器件老化，故障率高，维修困难，严重制约了我厂生产经营状况。 

可编程控制器(PLC)是以微处理器为的通用工业控制装置，它将传统的继电器一接触器控制系统与计算机控制技术紧密结合，集计算机、控制、通讯于一体，具有性高、通用性强、应用灵活、易于使用、维修方便、价格等优点，为工业自动化提供了近乎的自动控制装置。因此，采用PLC对落地镗床电气控制系统进行技术改造，很有益处。 

1 落地镗床系统的构成及功能 

系统设计以保证操作者人身、被控设备运行、满足客户要求为原则。设计中尽量减低系统造价，增加经济效益，达到落地镗床加工系统的、操作便捷的目的。为了达到上面所叙述的原则，系统选型如下： 

1)落地镗床电气控制系统采用德国SIEMENS公司西门子的STEP7—200CPU226PLC作为电气控制系统的，实现全部控制系统的信号采集、数据运算和逻辑控制功能； 

2)为适应工业现场环境。采用SIEMENS公司专为工业现场环境设计的触摸屏0P27触摸屏用来作为显示和监控界面。全中文图形操作，易学易操作，方便维护； 

3)采用英国欧陆公司的直流调速器为进给和主轴的驱动控制器； 

4)电柜内主要低压电器(如电机空开、接触器)选用公司产品，接线端子选用魏德米勒产品。该系统主要包括以下几个部分：辅助部分：包括润滑、液压、冷却等；主轴(镗轴)传动：轴进给控制；电控系统。 

2 落地镗床的电气部分改造方案 

2．1辅助部分 

1)润滑：该机床的润滑主要分为导轨润滑和传动装置润滑两部分。由液压泵(7Ml)、传动装置润滑电机(2IM3)、滑枕导轨润滑电机(2lM4)、主轴箱导轨润滑电机(2lM5)、x轴传动装置润滑泵(34M3)、Y轴传动装置润滑泵(33M3)组成。润滑系统的启停由系统自动控制。 

2)冷却：冷却部分由冷却泵(7M4)、主轴通风电机(21M2)、x轴通风电机(34M2)、Y轴通风电机(33M2)和Z轴通风电机(22M2)组成。其中冷却泵由操作站上的选择开关5lSAl4控制。通风电机在相关电机运行时自动启动，电机停止后延时停止。 

3)压缩空气：压力开关31SP2位于立柱之上，如果电柜面板上的指示灯HLl始终亮着，说明压缩空气充足(在0．2—0．45兆帕之间)，如果灯熄灭，系统报警。空压机在总断路器QFO合闸后通电启动。 

4)铁屑输送：铁屑输送机沿床身安装，受51SB90和5ISB91控制。由两台电机7M10和7M1 1实现输送控制。 

5)松／夹：本机床配有松／夹机构，被弹簧夹紧，液压松开。由夹紧油泵(28M1)和液压泵控制阀(28Y6A和28Y6B)组成。 

6)按钮站调整：按钮站的垂直调整由电机31M5进行，水平调整由3IM7进行。由按钮51SB5—5 1 SB8(按钮站)和52SB5—52SB8(床身上)控制。限位开关封锁纵向和横向限，不能限制上限。按钮站移动时，相隔滑枕0．8M。 

7)机床照明：由操作站上的选择开关51SAl9控制。此灯是附设的，不得作为主照明使用。 

2．2主轴(镗轴)传动 

由直流电机21M1驱动镗轴旋转，通风电机为21M2。电机转速可调。有两种工作方式：点动方式：在点动方式下，按下主轴正转或主轴反转按钮，镗轴旋转，松开按钮后停止；连续方式：在此方式下，按下正转或反转按钮，镗轴旋转直到按下主轴停止按钮。 

2．3轴进给控制 

该机床共有三个进给轴：轴(立柱进给)、y轴(主轴箱进给)和Z轴(镗轴和滑枕进给)。每个进给部分都是由一台直流电机、一台通风电机和一些润滑电机、电磁阀和离合器组成。 

3 落地镗床主传动控制的PLC改造 

1)主传动主控制电路 

主轴由30kW，400V直流电动机来驱动，采用英国欧陆全数字化的可控硅直流调速装置。系统采用速度环、电流环双环调节系统和无环流电枢可逆方式，所有参数通过键盘和显示单元进行调整或输入。主轴电动机的调速范围为1：18，转速n=1500r／min，转速n=83．3 r／min。由悬挂按钮站上的调速器进行无级调速。 

2)主传动控制的PLC外围电路设计为扩大机床变速范围，主轴有4挡液压机械变速，用旋钮SA6切换电磁液压阀YV1、YV2来实现变换机械挡位。主轴能正反向点转，点转时电动机的转速83r／min。

摘要：本文通过组态技术与PLC控制在粉碎机中的应用为例，介绍了组态王与PLC之间如实现结合使用，对其方案设计与监控操作的关键步骤作了明确的说明，并对其具体的应用过程作了清楚的解说。另外本例的应用方法与思路在工程应用或项目化教学中具有良好的指导与参考意义。 

引言 

由于当今的PLC拥有强大的优势、的工作性能和的功效，被广泛的应用于各行各业的自动化与现代化控制领域中，此外由于组态技术的产生和其与PLC控制的结合应用，使得应用PLC技术的控制领域不断向快捷与深层次的方向发展。 

1 粉碎机简介 

粉碎机是一种将较大尺寸的固体材料加工成较小尺寸的加工机械，按其种类主要可分为粗碎机、中碎机、细磨机、细磨机，其常用的加工方法主要有压轧式、剪断式、冲击式、研磨式等四种，另外为了保证粉碎机生产的与，其粉碎装置通常采用液压马达来驱动。目前粉碎机主要用于对冶金、建材、化工、矿山等多种行业的产品物料进行颗粒化或粉末化的加工与生产。 

2 组态与PLC结合的方案设计 

根据被控对象的工作过程，使用北京亚控公司的“组态王6.52” 版本的软件创建出对应的监控演示画面；其次对监控画面中各图素的变量参数进行设置，特别要注意各图素的寄存器类型名称必需与所设计程序中的I/O元件寄存器的类型名称要相同，并将各图素和其对应的变量参数进行动画连接；再次将组态王与PLC通讯的波特率选择为9600，选择奇校验方式且校验位数为7位，再通过RS232接口的数据线与三菱PLC建立实体连接；后使用FXGPWIN编程软件将所设计的程序传送到FX2N—48MR型的PLC中，之后将PLC的工作模式设置为运行状态，接着将创建的监控画面转换到VIEW模式，通过点击本画面中对应的按钮或开关就可实现对被控对象的实时监视与可控操作。 

3 应用实例 

3.1 粉碎机工作过程的简介 

液压马达带动粉碎装置运动，然后液压缸A伸出将物料推进粉碎腔，推完后缸A退回到原位，如再放入物料则继续伸出。粉碎后的物料落入压模槽中，当压模槽中的物料达到设定的重量时就停止进料即液压缸A停止伸出，此时液压缸B伸出对物料进行压缩，压缩完成后缸B退回到原位，接着液压缸C伸出将压好的物料块推出压模槽，然后缸C退回到原位时液压缸A方能继续伸出送料，如此循环。 

3.2 粉碎机的控制程序设计 

根据粉碎机的实际控制要求与工作过程以及PLC程序设计的基本要求与步骤，设计出对应的PLC控制程序。另外为了好的对程序进行设计与理解，对本程序中的I/O元件所对应的实际对象作了专门的注解说明，且程序中X与Y标号的元素含义是表示连接的某个实际的输入与输出元件。 

3.3 组态软件的使用 

3.3.1 根据组态软件的操作过程，先建立组态王新工程，然后完成设备新建的选型与配制即按照组态王新工程的安装提示在其设备的PLC选择栏中选择三菱FX2系列的PLC编程口和通讯用端口COM1，这就等于和实际的该PLC建立了连接，后根据安装提示完成其它内容的设置与选择。 

3.3.2 根据粉碎机的工作与控制过程，设计并创建其组态监控画面即从组态王图库中选择与本控制过程中元件名称相对应的图素，然后自行对所的选图素进行位置编排，具体设计画面见图1所示。本画面中的图素只表示对应实际元件的工作状态与过程，不表示实际元件的结构与物理连接，从而提高了画面设计的灵活性。 

3.3.3 根据设计程序中I/O元件的名称与标号，对本画面中的图素进行变量参数的设置与选型即给每一个图素定义一个对应的变量参数。另外将每个图素与其对应的变量参数进行动画连接，这样这些图素在本画面的VIEW模式下就可以对其进行操作了。 

3.4 应用实现 

在完成以上内容和其它相关的准备工作之后，根据方案设计先建立PLC与组态王的通讯连接以及其它参数的设定，接着将设计的控制程序写入到PLC机中，然后将PLC的工作模式设置为运行状态，再将组态监控的画面转换到VIEW模式（注：PLC运行后不能使用自身的监控模式，否则监控画面中的图素将操作无效），这样就可以对粉碎机的工作过程进行监视与可控操作了。此时按下监控画面中的开始按钮，就能看到画面中液压泵的图标色由红色变为，这表示泵启动；同时也看到PLC机上编号为Y7的输出端子指示灯被点亮，这表示实际的液压泵被启动，过一些时间后液压马达被启动，具体过程见图1所示。这样PLC依次执行各行程序，就能输出对应的操作，通过本监控画面就能很方便的对粉碎机的工作过程进行现场或远程的控制与监视，从而实现了较好的现代化控制。 

4 结束语 

通过将组态技术与PLC控制的有效结合，一方面工作人员能较好的对粉碎机进行监控操作，并较好的解决了实际工程应用中没有触摸屏可使用的问题，这大大的增加了对PLC控制方法的多样性。另一方面通过这样的应用结合，教师在教学过程中能很好的让学生掌握PLC与组态技术的具体使用方法与应用过程，还能较好的解决教学过程中内容抽象和无控制对象可展示的问题，终能将学生所学的知识进行融会贯通与应用提升。(end)

言 

小浪底进水塔的两个渗漏集水池位于大坝的底部，潜水泵、离心泵等排水设备和原来的电气控制柜则位于集水池上方的渗漏排水泵房内。工作人员只能根据巡查情况，就地手动控制进行排水，由于小浪底进水塔渗漏水在水量和时间上有很大的随机性和不确定性(会依据天气和季节变化的不同而不同)，这就给操作人员和大坝的管理带来了很大的困难，曾经就出现过由于短时间内积水过多，大坝底部廊道内的部分设备被淹(包括渗漏排水设备本身)的情况，造成了很大的经济损失；且由于电气控制柜位于大坝底部，环境潮湿，渗漏水滴经常落到控制柜上，造成控制柜电气元件受潮，出现短路或拒动，给渗漏排水系统的控制带来了很大的麻烦。因此有必要将电气控制柜上移至进水塔塔面，改善运行环境，并将2个集水池的排水设备用一套控制设备来进行集中监控。控制系统主要采用自动控制方式，根据渗漏水量的大小及时启动排水量较小的潜水泵和排水量较大的离心泵进行排水，以保证泵房稳定的运行。 

1 工艺流程和监控要求 

1．1 工艺流程 

进水塔渗漏水量较小时，经过一定时间的积累，达到主用潜水泵启动水位2．40 m，用主用潜水泵D3进行排水；当水量增大时，达到备用潜水泵启动水位2．60 m，增加备用潜水泵D4进行排水；在此过程中，若水位回落到停泵水位1．5 m时，则停止潜水泵。若水量进一步增大时，以致达到主用离心泵启动水位2．80 m和备用离心泵启动水位3．00 m时，则分别启动主用离心泵D1和备用离心泵D2进行排水。此时潜水泵作为离心泵的充水泵，同时启动潜水泵D3、D4，打开充水电磁阀Z1(或Z2)，延时3 min左右并且达到一定压力要求后启动离心泵并打开排水电动阀门F1(或F2)进行排水，然后关闭潜水泵D3、D4和电磁阀Z1(或Z2)。在排水过程中，如果水位回落到停泵水位1．50 m，则关闭离心泵。在关闭离心泵时，要先关闭相应的电动阀F1或F2，然后再关闭离心泵。其渗漏排水设备布置如图1所示。

 
图1 进水塔渗漏排水设备示意图