PLC在抛光机气动系统中的应用

2 气动系统的设计

　　抛光机气动系统的原理图如图4所示。

　　抛光机气动系统主要的组成部分有1个气缸、两个单向截流阀、1个压力传感器、2个高速电磁阀、1个二位五通换向阀、1个气源调节装置与截止阀。该气动系统的工作原理如下：

　　(1)图中给出的是各个阀门的初始状态，关闭了所有高速电磁阀门，二位五通换向阀位于右侧；

　　(2)通过计算机给定初始的压力大小，同时给二位五通换向阀供气；

　　(3)通过计算机控制高速电磁阀2的开度大小，进而开始加压，压力传感器将测量出来的气缸压力值实时地经过A／D转换器传输给计算机，计算机可以将实际测量的压力值与预先设定的压力值进行比较，进而PLC控制器依据智能算法控制高速电磁阀的启闭，这样就可以及时地调节气缸的压力，满足工作要求。当气缸内压力小于预先设定的压力值时，通过计算机控制高速电磁阀2来进行加操作；当气缸压力大于预先设定的压力值时，高速电磁阀2将被关闭，计算机对高速电磁阀1进行控制，达到降低压力的目的；

　　(4)工作结束后，计算机控制二位五通换向阀移动到左侧，同时将高速电磁阀2关闭，高速电磁阀l打开，气缸带动抛光机收回。

3 PLC控制系统的硬件设计

　　抛光机的PLC控制系统主要包括：高速电磁阀控制器、换向阀控制器、计算机、A／D转换器和PLC。PLC采用是S7-300系列，主要模块有以下几个：电源模块、信号模块、功能模块、接口模块和通讯处理器都安装在抛光机的导轨上。

　　3.1 S7-300 PLC的硬件配置

　　(1)电源模块主要包括：1个6ES7 307-IEA(X)-0AA0，输入电压的大小为120／230VAC，能够提供输出24V／5ADC电源；

　　(2)CPU模块主要包括：1个6ES7 3 15-2AGl0-0AB0，128 kB的RAM，128 kB的MMC用来存储程序，MMC能够达到8 MB，内置RS485接口等；

　　(3)A／D变换模块：选用6ES7 331-7KB02-OABOl块，模拟量输入分为两路，具有15位的分辨率。

　　3.2 高速电磁阀的控制

　　根据气缸的压力变化误差对高速电磁阀进行智能控制，本系统采用交流变频调速器，可以调节高速电磁阀的开度。变频器的启动和停止需要通过PLC的扩展I／O接口进行控制，因为变频器调速电机的转速和变频器的输入控制电压按比例变化，所以，利用PLC的D／A转换器可以调节变频器控制电机的转速，PLC可以经过高速电磁阀的控制使抛光机满足工艺要求。

4 PLC控制系统的软件设计

　　抛光机PLC软件程序的开发工具为CADEPA，该工具的核心为Grafcet，该工具属于基于顺序功能图编程，并且针对PLC的软件开发平台。根据计算机的控制指令，PLC可以执行气缸内压力的检测、高速电磁阀的开度控制和换向阀的控制，从而可以控制抛光轮和工件间的压力，提高抛光质量。利用该PLC软件开发平台，能够完成控制程序的编制、数据库文件的生成、在线监控等管理工作，相对于梯形图语言，具有简便、高效的特点。

5 结论

　　本文主要研究了基于PLC控制的抛光机气动系统的控制算法、控制原理、控制系统的软件和硬件的设计。可以实现对抛光机气动系统的压力的实时地监控。经过实践表明，该控制系统使用便捷、运行安全可靠、具有较强的抗干扰能力。