徐凱，沈盛陽，郭星

（江蘇揚力重型機床有限公司，江蘇 揚州 225000）

近年來，出于保護壓機、確保模具在安全噸位下使用以及嚴控沖壓件質(zhì)量的目的，越來越多的客戶要求對壓力機配備噸位儀，以達到實時監(jiān)控壓力機噸位的目的。本文以TOLEDO TTLM-4 四通道模塊式噸位儀為例，詳細介紹該款噸位測量產(chǎn)品在壓力機行業(yè)中的應(yīng)用。

1 模塊構(gòu)成及工作原理

TOLEDO TTLM-4 模塊式噸位儀由傳感器和信號處理模塊構(gòu)成。其主要工作原理是：將應(yīng)變片式壓力傳感器（圖1）安裝在壓機立柱上，通過沖壓時壓機立柱產(chǎn)生的形變，導(dǎo)致傳感器變形，從而引起傳感器電阻變化，最終由信號處理模塊（圖2）輸出與噸位相對應(yīng)的模擬量信號（0～10V），通過PLC 將讀取的模擬量信號換算成對應(yīng)的數(shù)字量信號以反映出壓機的噸位。

圖1 應(yīng)變片式傳感器

圖2 TTLM-4 信號處理模塊

2 傳感器安裝及接線

如圖3 所示，將傳感器安裝于壓力機立柱上的受力區(qū)域（選擇沖壓時形變量較大的位置）。

圖3 傳感器安裝位置示意

將四只傳感器的電纜分別接至信號處理模塊的四個通道上。將信號處理模塊的信號輸出接線端子接線至PLC 模擬量輸入模塊。PLC 模擬量模塊將每個通道的0～10V 的模擬量電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號。

3 噸位調(diào)試

3.1 零點標定

將模式選擇開關(guān)置于CAL,ZERO,TRACK（圖4）。

圖4 調(diào)零模式

壓力機在無負荷情況下，用電壓表測量CH1（通道1）和COM端子之間的電壓，然后調(diào)節(jié)ZERO 電位器使輸出電壓為0V（順時針調(diào)節(jié)增大，逆時針調(diào)節(jié)減少）。依次調(diào)節(jié)剩下三個通道CH2,CH3,CH4。

3.2 調(diào)整增益

將模式選擇開關(guān)置于RUN,ZERO,PEAK（圖5）。

圖5 增益模式

進入人機界面的噸位儀調(diào)試界面（圖6）。

圖6 噸位儀調(diào)試界面

借助載荷儀裝置，將壓機的沖壓噸位調(diào)整至最大值的80%左右（假定壓機最大噸位為630t，則調(diào)整至500t），觸摸屏上4 個通道對應(yīng)的高噸位4 個框，每個框填入125（500÷4=125），通過調(diào)節(jié)增益旋鈕，讓每個通道的輸出電壓盡量大（7、8V 左右）(順時針調(diào)節(jié)增大，逆時針調(diào)節(jié)減少)。X1/X10 開關(guān)置于X10位置可以獲得更大的增益。點擊“高噸位模擬量傳送”按鈕，將每個通道的“當前模擬量”傳送到“高噸位模擬量”這一欄。

接下來，借助載荷儀將壓機的沖壓噸位調(diào)整到200t，觸摸屏上4 個通道對應(yīng)的低噸位4 個框，每個框填入50（200÷4=50），點擊“低噸位模擬量傳送”按鈕，將每個通道的“當前模擬量”傳送到“低噸位模擬量”這一欄。

4 噸位計算

由于傳感器的形變量和噸位成線性關(guān)系，所以可以通過直線函數(shù)方程算出不同形變量對應(yīng)的噸位數(shù)值。

以歐姆龍PLC 為例，通過SCL(194)標度指令（圖7）算出不同形變量對應(yīng)的壓機噸位數(shù)值。

圖7 SCL（194）標度指令

SCL（194）指令用于將源字S 中的無符號二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為無符號BCD數(shù)，并根據(jù)點A（As，Ad）和點B（Bs，Bd）定義的線性函數(shù)將結(jié)果存入結(jié)果字R。

其中S 是傳感器模擬量讀取值，R 是噸位值，P1是低噸位，P1+1 是低噸位模擬量，P1+2 是高噸位，P1+3 高噸位模擬量（圖8）。

圖8 SCL 指令詳解

下面進行編程計算。

將低噸位、低噸位模擬量、高噸位、高噸位模擬量分別放置于P1 參數(shù)的P1[0]、P1[1]、P1[2]、P1[3]四個字中（圖9）。

圖9 編程計算

使用SCL 指令即可通過傳感器讀出的“模擬量讀取值S”換算出噸位值R（圖10）。

圖10 噸位換算

計算出每個通道的噸位值后，將其相加，便得到壓力機沖壓總噸位（圖11）。

圖11 沖壓噸位顯示