引言：本文簡(jiǎn)述了基于西門子LOGO!控制的新型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)——HT200B的選型思路、設(shè)計(jì)理論、硬件配置以及機(jī)床主體程序的功能，較為詳細(xì)地闡述了LOGO!在該型產(chǎn)品中的應(yīng)用。
1. 了解LOGO!
開始設(shè)計(jì)HT200B型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，是在2009年。那時(shí)候我們廠技術(shù)部決定自主開發(fā)新型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，用以配合落地式鏜銑床等主機(jī)以進(jìn)行加工。該臺(tái)新型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)要求液壓機(jī)構(gòu)具備自動(dòng)夾緊功能，靜壓機(jī)構(gòu)及潤(rùn)滑控制也需與之匹配相關(guān)聯(lián)的動(dòng)作，同時(shí)各部分操縱有較多邏輯時(shí)序及限制要求，而在機(jī)床操作上要求盡量簡(jiǎn)單易用。因此，采用小型PLC進(jìn)行邏輯控制，以滿足機(jī)床的各項(xiàng)性能要求成為最佳的選擇。我廠的出口型搖臂鉆床當(dāng)時(shí)已經(jīng)采用了西門子的LOGO!進(jìn)行邏輯控制，通過大量產(chǎn)品運(yùn)行調(diào)試的結(jié)果可以看到，LOGO!其控制性能始終非常優(yōu)良，工作穩(wěn)定性亦值得信賴，這些優(yōu)點(diǎn)在后期產(chǎn)品反饋信息中也得到了印證，可以說 LOGO!為我們的產(chǎn)品提供了有力的技術(shù)保障，同時(shí)也創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)品牌影響力。因此，我著重考慮采用LOGO!對(duì)新型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行控制。
2. 選擇LOGO!
通過對(duì)多種品牌PLC的分析與篩選，最終決定選擇LOGO!作為產(chǎn)品的控制單元。首先，LOGO!優(yōu)越于其它品牌PLC的寬范圍輸入電壓特點(diǎn)極大方便了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，同時(shí)保證了機(jī)床運(yùn)行的可靠性;其次，LOGO!精簡(jiǎn)小巧的體積占用空間小，而且其擴(kuò)展模塊無需連接電纜而與主模塊可直插相連，既方便又節(jié)省空間;另外，其簡(jiǎn)便的編程調(diào)試、可靠的控制性能及便捷的程序存儲(chǔ)模塊為產(chǎn)品設(shè)計(jì)及今后量產(chǎn)提供了有力的保障。綜合多方考慮，最終確定LOGO!成為不二的選擇。
3. 應(yīng)用LOGO!
(1) 應(yīng)用簡(jiǎn)述
采用LOGO!控制的新型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，其多為配合落地式鏜銑床等粗加工、重切削型機(jī)床使用，用以裝卡、承載待加工零件等。在控制上，其應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能包括進(jìn)給軸切換、進(jìn)給軸點(diǎn)動(dòng)和自動(dòng)進(jìn)給、液壓機(jī)構(gòu)和潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)的邏輯控制以及相關(guān)的關(guān)聯(lián)互鎖、延時(shí)控制等功能。經(jīng)過多臺(tái)產(chǎn)品的多次調(diào)試與檢驗(yàn)，證明LOGO!可以良好地實(shí)現(xiàn)所有預(yù)設(shè)功能，并可以穩(wěn)定運(yùn)行，取得的效果非常出色。
(2) 工藝流程介紹
LOGO!在該HT200B型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)中的控制流程可以用如下圖1清晰地予以表示：
圖1 HT200B型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)控制流程圖
(3) 系統(tǒng)硬件配置
采用LOGO!控制的HT200B型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，電氣上主要由操作單元(如控制盒按鈕、機(jī)械操作拉桿開關(guān)等)、控制單元(如LOGO!)、驅(qū)動(dòng)單元(如接觸器、繼電器等)、執(zhí)行單元(如電動(dòng)機(jī)、電磁閥等)以及反饋單元(如限位開關(guān)等)組成。
操作單位采用手持式移動(dòng)操作盒，其上的各個(gè)按鈕、旋鈕配合機(jī)械拉桿到位開關(guān)共同使用，作為機(jī)床控制器的部分輸入信號(hào)參與控制?？刂茊卧獮橐粋€(gè)基本模塊LOGO!230RCO和一個(gè)擴(kuò)展模塊LOGO!DM8 230R，其12個(gè)輸入點(diǎn)和8個(gè)輸出點(diǎn)全部參與控制。驅(qū)動(dòng)單元分為兩部分：一部分驅(qū)動(dòng)進(jìn)給電機(jī)(5.5kW)和油泵電機(jī)(1.5kW)，均采用西門子3TS系列接觸器進(jìn)行控制;另一部分驅(qū)動(dòng)兩組電磁閥和六部指示燈，均采用西門子3TH系列中間繼電器進(jìn)行控制。執(zhí)行單元已如上所述，為兩個(gè)電動(dòng)機(jī)、兩組電磁閥和六部指示燈。反饋單元由各部行程限位開關(guān)和各部液壓檢測(cè)開關(guān)組成，亦作為機(jī)床控制器的部分輸入信號(hào)參與控制。
HT200B型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的電氣控制柜內(nèi)部電盤硬件布局結(jié)構(gòu)如下圖2 所示：
圖2 HT200B型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)控制柜內(nèi)部電盤圖
(4) 軟件開發(fā)
HT200B型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的PLC輸入輸出信號(hào)分配如下表1所示：
表格1，HT200B型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)輸入輸出信號(hào)表
HT200B型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的LOGO!程序，主體程序基本可以分為三部分：即進(jìn)給電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制，各進(jìn)給軸的運(yùn)動(dòng)分配，油泵運(yùn)行控制三個(gè)部分。
圖3為進(jìn)給電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制部分的梯形圖程序段。進(jìn)給電機(jī)的運(yùn)行受到進(jìn)給軸選擇、機(jī)械拉桿結(jié)合位置、液壓信號(hào)、運(yùn)行延時(shí)、正方向選擇等多個(gè)條件的制約。以滑座正向運(yùn)行為例：首先需要將手持盒旋鈕SA2分配至滑座(I7為斷，I8為通)，然后將機(jī)械拉桿分配至滑座結(jié)合位置(I9為斷)，待到滑座液壓信號(hào)觸發(fā)(I10為通)和電機(jī)運(yùn)行延時(shí)觸發(fā)(T001為通，T008為通)時(shí)，按下正向運(yùn)行按鈕(此時(shí)應(yīng)當(dāng)M1為通，M5為通，M6為斷)，則此時(shí)滑座進(jìn)行正向運(yùn)行(即M7通，M9斷，Q1通，Q2斷)。
圖3 進(jìn)給電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制
圖4為進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)分配的梯形圖程序段。各軸的運(yùn)動(dòng)分配受到手持盒操作和機(jī)械拉桿結(jié)合的共同影響。如要分配工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，則需要手持盒旋鈕SA2分配至工作臺(tái)(I7為通，I8為斷)，機(jī)械拉桿分配至工作臺(tái)結(jié)合位置(I9為通)同時(shí)油泵運(yùn)行(M3為通)時(shí)方可執(zhí)行(Q5為通)。
圖4 進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)分配
圖5為油泵運(yùn)行控制的梯形圖程序段。油泵的控制受到運(yùn)動(dòng)分配、液壓信號(hào)等多重條件的影響，其核心功能是保證機(jī)床在任何動(dòng)作狀態(tài)下，都可以實(shí)現(xiàn)油泵的自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行。
圖5 油泵運(yùn)行分配
(5)使用LOGO! 的體會(huì)
在使用LOGO!進(jìn)行程序設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過程中，LOGO!簡(jiǎn)便易用的編程方式讓我非常滿意，這極大地降低了我在產(chǎn)品開發(fā)過程中的工作強(qiáng)度，編制程序的得心應(yīng)手以及調(diào)試時(shí)的方便快捷令我對(duì)產(chǎn)品的性能充滿信心。我對(duì)LOGO!這款PLC的描述可以用“小巧實(shí)用且功能強(qiáng)大，簡(jiǎn)易快捷且性能穩(wěn)定”來形容。
從實(shí)用性的角度出發(fā)，個(gè)人建議LOGO!這款PLC可以考慮增加I/O點(diǎn)信號(hào)指示燈，如果LOGO!可以顯示各信號(hào)點(diǎn)的狀態(tài)，將進(jìn)一步方便電氣維修人員的調(diào)試工作。
作者簡(jiǎn)介：
劉洋(1983年)，男， 遼寧沈陽，本科，助理工程師，沈陽機(jī)床股份有限公司中捷鉆鏜床廠技術(shù)部電氣設(shè)計(jì)室。
（轉(zhuǎn)載）
