当PLC的用户程序要保留在RAM中时,就会用到电池,电池通常是3V或3.6V的不可充电的锂电池,电池的使用寿命通常是五年左右,电池用久了,电压就会下降,当其下降到不足以保证RAM中数据时,RAM中的程序就会丢失。如果用户没有备份程序,就会相当麻烦。[1]
一般PLC内部设有电池电压检测电路,当电压下降到一定程度时,PLC就会报警,提醒更换电池。PLC的使用说明书都有提供更换电池的方法。一般来 说,PLC在断电后,因为PLC上RAM电源端接有充电电容,即使把电池去掉,电容上充电电量也足够RAM内的数据保持一段时间,所以如果取掉电池后在短 时间内(通常5分钟)再将新电池换上去,数据是不会丢失的。
但用户实际使用PLC的环境情况不尽相同,例如电容的容量下降,RAM电源回路有 灰尘、油泥等形成放电回路等,这会加快PLC断电后电容的放电速度,从而使时间不好把握。如果在带电的情况下更换电池就可保程序*。因为电源始终会 有电压加在RAM芯片的电源脚。当然更换时亦要小心应对,注意电池的极性以及避免短路情况发生。
是把PLC通电15分钟(给内部电容充电),断电,在5分钟内换好新的电池,再上电试一下。
西门子PLC有带卡的,有不带电池的;也有带卡的,带电池的。程序存在MMC卡中,如果没有存储卡,需要电池保存程序的,更换电池时候务必注意,带电的情况下,将旧电池取出来,然后将新电池换上即可。
优点编辑
可靠
PLC不需要大量的活动元件和连线电子元件。它的连线大大减少。与此同时,系统的维修简单,维修时间短。Plc采用了一系列可靠性设计的方法进行设计。例如:冗余的设计。断电保护,故障诊断和信息保护及恢复。PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置,它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言。编程出错率大大降低。
易操作
PLC有较高的易操作性。它具有编程简单,操作方便,维修容易等特点,一般不容易发生操作的错误。对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。程序的输入直接可接显示,更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找,然后进行更改。PLC有多种程序设计语言可供使用。用于梯形图与电气原理图较为接近。容易掌握和理解。PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时,通过硬件和软件的自诊断,维修人员可以很快找到故障的部位
PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
不同型号的PLC,其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同,适用的场合也各有侧重。因此,合理选用PLC,对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。
PLC机型的选择
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争的性能价格比。选择时主要考虑以下几点:
(一) 合理的结构型式
PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。
整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中;而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大,且维修方便,一般于较复杂的控制系统。
(二) 安装方式的选择
PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。
集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、成本低;远程I/O式适用于大型系统,系统的装置分布范围很广,远程I/O可以分散安装在现场装置附近,连线短,但需要增设驱动器和远程I/O电源;多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制,又要相互联系的场合,可以选用小型PLC,但必须要附加通讯模块。
(三)相应的功能要求
一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量控制的设备都可满足。
对于以开关量控制为主,带少量模拟量控制的系统,可选用能带A/D和D/A转换单元,具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。
对于控制较复杂,要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小及复杂程度,选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。
(四)响应速度要求
PLC是为工业自动化设计的通用控制器,不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC,或者某些功能或信号有特殊的速度要求时,则应该慎重考虑PLC的响应速度,可选用具有高速I/O处理功能的PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。
(五)系统可靠性的要求
对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。
(六)机型尽量统一
一个企业,应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题:
1)机型统一,其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。
2)机型统一,其功能和使用方法类似,有利于技术力量的培训和技术水平的提高。
3)机型统一,其外部设备通用,资源可共享,易于联网通信,配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。
合理选用PLC,对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。
本文利用PLC系统来控制闪光对焊工艺过程,实现了对焊接质量控制的目的,从而提高了闪光对焊的生产率。
闪光对焊作为一种先进的焊接技术,具有无需添加焊接材料、生产率高、成本低、易于操作等优点。随着工业技术的不断发展,焊接的零件截面越来越大,遇到了一些技术问题,如焊接加热难、生产率低、产品合格率低等。为了解决闪光对焊中存在的这些问题,许多焊接工作者对闪光对焊工艺过程进行了一系列的研究,创建了高效率、低能耗的闪光对焊方法,如脉冲闪光对焊法、程序降低电压闪光对焊法。控制闪光对焊工艺过程,使之在保证焊接质量的前提下尽可能提高生产率,是我们一直以来追求的目标。考虑到影响闪光对焊焊接质量的因素,本文利用PLC系统来控制闪光对焊工艺过程,实现了对焊接质量控制的目的,从而提高了闪光对焊的生产率。
1 机械机构及过程分析
1.1 闪光对焊的机械装置及动作过程

如图1所示为闪光对焊的机械装置,其动作过程分析如下:
1.1.1 预调
闪光对焊焊接工艺前期准备工作,即机械机构的调整、焊接参数的选取等。闪光对焊的主要规范参数有:调伸长度、闪光速度、闪光电流密度、顶锻速度、顶锻压力、夹紧力等。
调试完成后,将工件装卡到工作台上。
1.1.2 夹紧与定位
按下启动按钮,电磁阀PQ1、PQ2、PQ3线圈带电,压缩气体经过三大件流入夹紧气缸1、2上气室,压缩气体推动活塞杆向下运动压紧工件1、2,直到压紧开关闭合为止。
同时从气泵流出的气体经三大件进入定位气缸3的上气室,推动定位杆向上运动,为工件对准准确定位。定位结束,电图1 闪光对焊的机械装置磁阀PQ3线圈去电,定位杆弹回。
1.1.3 焊接
接通焊接开关,保持电磁阀PQ1、PQ2 和PQ4线圈带电,电磁阀PQ5线圈不带电,压力气体经低压三大件,进入推进气缸4右气室,推动活塞杆、动夹具带动工件2向工件1运动,直到工件1、2接触,达到预先设定的位置,推进开关闭合。工件1、2接触的瞬间,即开始通电加热。当闪光加热达到预定温度时,电磁阀PQ5线圈带电,压缩气体经过高压三大件推动推进气缸、动夹具以很大的压力进行快速顶锻。随即切断焊接电流,并保持一段时间,使接头冷却、凝固。焊接时间到,断开焊接开关,焊接过程结束。
1.1.4 复位
电磁阀PQ4、PQ5线圈去电,推进气缸气路换向,低压气体进入推进气缸4左气室推动推进气缸带动工作台向右运动,推进气缸4复位。电磁阀PQ1、PQ2线圈去电,气路换向,压紧触头弹回,气缸1、2复位。此时,一次闪光对焊焊接过程已完成,所有装置原位等待,准备进入下一焊接循环。
1.2 闪光对焊时序分析
由于执行机构部件较多且各部件动作存在时序性,故先做出工艺时序图,便于时序分析。闪光对焊焊接过程可概括为:预调—定位—夹紧—推进—焊接—顶锻—保持—复位等几个阶段。如图2所示为闪光对焊工艺过程时序图。

2 PLC控制过程的实现
2.1 PLC型号的选择
PLC,即可编程控制器是以自动控制技术、微计算机技术和通信技术为基础发展起来的新一代工业控制装置,目前已广泛应用于机械、冶金、化工、焊接等各个领域。根据闪光对焊焊接工艺要求及价格等诸多因素,在此选用了欧姆龙公司生产的CPM1A系列的PLC,该系列主机按I/O点数分为10点、20点、30点和40点四种。实验中选择了30点的PLC主机,电源类型为DC24,晶体管输出。该种机型设有18个输入点(00000~00011,00100~00105),12个输出点(01000~01007,01100~01003),其结构紧凑、功能性强,具有很高的性价比,适合于小规模控制。
2.2 PLC的I/O分配
根据闪光对焊工艺要求,占用了PLC的17个输入点(00003~00009,00100~ 00107, 及00000和00001两个高速计数输入端) ,7个输出点(01000~ 01006),具体I/O分配如下表所示。

2.3 PLC与外围电路的连接
用可编程控制器(PLC)代替时间继电器,实际上是以“软”继电器(编程元件)代替“硬”继电器(实际元件)。为实现此要求,首先应对原控制系统中的控制要求和动作过程进行分析,在明确划分控制过程各个状态及其动作特点的基础上,设计PLC的外围电路。
如图3所示为根据PLCI/O分配表设计的PLC外围电路图,可以准确方便地控制闪光对焊动作过程,实现自动控制的目的。

3 结束语
3.1 机械装置通过高压三大件和低压三大件两条气路来控制闪光对焊的推进和顶锻过程, 既保证了工件推进的准确行程,又满足了顶锻阶段的高压要求,为控制闪光对焊焊接循环提供了便利条件。整个过程操作方便,机械化程度高。
3.2 控制系统不同于以往的继电器控制,将PLC控制系统应用于闪光对焊的控制过程中,线路简单、使用与维护方便、控制精度高,既实现了焊接过程的机械化、自动化,又保证了操作过程的灵活性和安全性,在焊接工业领域具有广泛的应用前景。
控制闪光对焊工艺过程,使之在保证焊接质量的前提下尽可能提高生产率,是我们一直以来追求的目标。
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