張悅 郭昕 王艷秋

【摘要】本文采用PLC作為控制系統(tǒng)的主要控制元件，由三相異步交流電動(dòng)機(jī)，傳感器以及調(diào)節(jié)閥門(mén)作為控制原料的檢測(cè)元件及控制元件。由計(jì)算機(jī)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)鏈接一臺(tái)PLC、開(kāi)卷機(jī)、配料送料機(jī)和一些傳感器構(gòu)成了整個(gè)控制系統(tǒng)。由工作人員編程控制載入PLC，由一些限位開(kāi)關(guān)控制配料車(chē)的前進(jìn)后退，自動(dòng)裝料，配料漏斗閥門(mén)的開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)間。實(shí)現(xiàn)了鋼板自動(dòng)剪切控制的機(jī)械化、自動(dòng)化及智能化。

【關(guān)鍵詞】PLC;鋼板自動(dòng)剪切控制;高精度;高效率

20世紀(jì)七八十年代以前，鋼板自動(dòng)剪切這種大量重復(fù)的工作都是采用以繼電器為核心的自動(dòng)化生產(chǎn)線。這種生產(chǎn)線雖然大幅度提高了生產(chǎn)效率，但缺乏靈活性、可維護(hù)性差。20世紀(jì)末21世紀(jì)初，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，鋼板自動(dòng)剪切控制技術(shù)從原來(lái)的繼電器控制逐漸由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)所代替。這種控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，可靠性高，價(jià)格低廉，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。我國(guó)大部分鋼板剪切企業(yè)存在技術(shù)力量薄弱，操作經(jīng)驗(yàn)不足，為此需要研制一種自動(dòng)的，適合中小企業(yè)的生產(chǎn)線系統(tǒng)。使控制系統(tǒng)從手動(dòng)到自動(dòng)，逐漸實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化及智能化。

1.鋼板剪切控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鋼板自動(dòng)剪切生產(chǎn)線是將金屬卷料按照所需的生產(chǎn)工藝流程加工，最終成為所需尺寸的板料加工過(guò)程，整個(gè)過(guò)程包括開(kāi)卷機(jī)將卷料開(kāi)卷、送料機(jī)運(yùn)送板料和沖床剪切成型三個(gè)部分，如圖1.1所示。

1.1 系統(tǒng)順序控制

根據(jù)工藝要求，確定了以下總體設(shè)計(jì)思路。整個(gè)剪切生產(chǎn)線控制系統(tǒng)由一臺(tái)PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器/伺服電機(jī)、變頻器、觸摸屏、光電開(kāi)關(guān)和電磁閥等其它元器件構(gòu)成。剪切生產(chǎn)線系統(tǒng)在PLC控制下完成對(duì)鋼板的自動(dòng)開(kāi)卷、定長(zhǎng)送料和自動(dòng)剪切等工藝過(guò)程。同時(shí)生產(chǎn)線上的各種檢測(cè)狀態(tài)傳感器全部接入到PLC中，由PLC根據(jù)傳感器的檢測(cè)狀態(tài)通過(guò)編制好的程序控制整個(gè)系統(tǒng)工作。如圖1.2系統(tǒng)的功能順序控制圖。

1.2 PLC外部接線圖

本系統(tǒng)采用OMRON系列CP1H-XA40DR-A來(lái)控制，CP1H的主機(jī)按I/O點(diǎn)數(shù)分有20﹑30﹑和40的，本控制系統(tǒng)選用40點(diǎn)的已夠用而且還能留有余量。鋼板自動(dòng)剪切控制系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)采用上位機(jī)和下位機(jī)組成，下位機(jī)直接控制鋼板自動(dòng)剪切控制系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的工作運(yùn)行情況，上位機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)的工作運(yùn)行的狀況進(jìn)行監(jiān)視，其中上位機(jī)通過(guò)COM端口用RS-232與PLC相連進(jìn)行通信的，而PLC需先接入220V交流電源，再將啟動(dòng)﹑停止按鈕以及各個(gè)限位開(kāi)關(guān)通過(guò)24V直流電源連接到PLC的輸入端口上。PLC外部接線圖如圖1.3所示。

2. 鋼板自動(dòng)剪切控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

2.1 可編程序控制器I/O分配

開(kāi)關(guān)量I/O模塊的選擇：開(kāi)關(guān)量I/O模塊的不同，直接關(guān)系到I/O點(diǎn)數(shù)的多少，對(duì)PLC的應(yīng)用范圍會(huì)產(chǎn)生影響，選擇時(shí)主要考慮點(diǎn)數(shù)、外部電路的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)、電壓的形式和范圍等。表2.1和表2.2可編程序控制器I/O分配

控制系統(tǒng)主要由PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器/伺服電機(jī)、變頻器、觸摸屏、光電開(kāi)關(guān)和電磁閥等硬件組成。按照以上的控制工藝流程及控制要求需采用順序控制方式，因此產(chǎn)生下面圖3.1系統(tǒng)的工作流程圖。

3. 結(jié)論

本文采用PLC作為控制系統(tǒng)的主要控制元件，由三相異步交流電動(dòng)機(jī)，傳感器以及調(diào)節(jié)閥門(mén)作為控制原料的檢測(cè)元件及控制元件。由計(jì)算機(jī)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)鏈接一臺(tái)PLC、開(kāi)卷機(jī)、配料送料機(jī)和一些傳感器構(gòu)成。由工作人員編程控制載入PLC，由一些限位開(kāi)關(guān)控制配料車(chē)的前進(jìn)后退，自動(dòng)裝料，配料漏斗閥門(mén)的開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)間。實(shí)現(xiàn)了鋼板自動(dòng)剪切控制的機(jī)械化、自動(dòng)化及智能化。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：張悅，黑龍江省牡丹江人，研究方向：自動(dòng)化;郭昕，陜西省咸陽(yáng)人，研究方向：自動(dòng)化;王艷秋*（通訊作者），教授，博士研究生，研究方向，智能控制理論和應(yīng)用。