PLC在機(jī)器改造中的應(yīng)用

1、PLC在切割機(jī)改造中的應(yīng)用我公司有兩臺(tái)設(shè)備，由于買了幾年后，有同樣的設(shè)備，在功能和控制系統(tǒng)上都有升級(jí)版，在原來的價(jià)格上高出十幾萬，其實(shí)只是控制系統(tǒng)上的改進(jìn)，在機(jī)械部分只是稍有增加。于是我們根據(jù)公司需要，將機(jī)器由原來繼電器控制改為PLC控制，并且將原來的手動(dòng)的部分工作改為自動(dòng)，還加入了附加自動(dòng)功能。整個(gè)改造一臺(tái)花費(fèi)不到6000元，經(jīng)過使用達(dá)到滿意效果。一、概述機(jī)器是有兩大部分切組成，兩部分分別是一個(gè)結(jié)構(gòu)相同的切割機(jī)構(gòu)成，一個(gè)固定在機(jī)座的一頭，另一個(gè)安裝在軌道上，根據(jù)所需尺寸，手動(dòng)把活動(dòng)機(jī)頭搖到所需位置，固定后，進(jìn)行切削工作。經(jīng)過初步設(shè)想是把原來的繼電器電路改成plc控制，再把手動(dòng)定位改成步進(jìn)電機(jī)

2、控制定位，于是就初步選用一個(gè)plc，一個(gè)步進(jìn)電機(jī)和控制器，由于考慮到經(jīng)常有有數(shù)值的輸入，所以除了選用plc外，還有輸入用觸摸屏或文本顯示輸入，經(jīng)過反復(fù)考慮控制要求和成本，我們最終選定了一家仿三菱FX2N-MT的板式PLC，因?yàn)樗扔懈咚儆?jì)數(shù)和高速脈沖輸出功能，而且還有配套的文本顯示，在價(jià)格上遠(yuǎn)比三菱的便宜，還省掉了高速計(jì)數(shù)模塊。再加上一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)。考慮到步進(jìn)電機(jī)定位有一定的誤差，就采用了一光電旋轉(zhuǎn)編碼器作為位置反饋。選定主要原件后，經(jīng)過分析還可以加入自動(dòng)重復(fù)同一長度的切削加工。于是初步就定下了控制要求和控制元器件?？刂品譃槭謩?dòng)和自動(dòng)兩部分?？刂圃饕且粋€(gè)plc控制器，一個(gè)文

3、本顯示器，一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，一個(gè)光電編碼器。 二、改造過程（一）統(tǒng)計(jì)輸入輸出端口首先我們統(tǒng)計(jì)了一下輸入輸出點(diǎn)數(shù)， 輸入27點(diǎn) ，輸出20,點(diǎn)，因?yàn)橛形谋撅@示器，就把一些可以做到文本顯示器輸入，減少了輸入點(diǎn)數(shù)。輸出部分由于有些是成對輸出，如1號(hào)夾緊，1號(hào)松開，是由一個(gè)兩位五通電磁閥控制，我們就采用輸出用小繼電器擴(kuò)展輸出，減少了輸出點(diǎn)數(shù)，同時(shí)還起到了輸出隔離的作用。這樣的輸出還有鋸片45度角和90度角，防護(hù)蓋的開和關(guān)，因此PLC輸出就減少了6個(gè)點(diǎn)。再考慮到日常的維修時(shí)，為了方便檢修，于是就把PLC的輸入和輸出狀態(tài)做到文本顯示器中，方便查看和檢修，綜合考慮確定輸入輸出與plc端口分配

4、以及文本顯示輸入如下表：輸入點(diǎn)PLC端口文本指示輸出點(diǎn)PLC端口文本指示編碼器A相X0M100步進(jìn)脈沖Y0M140編碼器B相X1M101剎車Y1M141電源啟動(dòng)X2M102步進(jìn)方向Y2M142電機(jī)停止X3M1031號(hào)電機(jī)Y3M143左手按鈕X4M1042號(hào)電機(jī)Y4M144右手按鈕X5M1051號(hào)夾緊Y5M1451號(hào)鋸下限位X6M1062號(hào)夾緊Y6M1462號(hào)鋸下限位X7M1071號(hào)45度Y7M1471號(hào)蓋限位X10M1082號(hào)45度Y10M1482號(hào)蓋限位X11M1091號(hào)蓋關(guān)Y11M1491號(hào)壓力X12M1102號(hào)蓋關(guān)Y12M1502號(hào)壓力X13M1111號(hào)鋸進(jìn)Y13M151急停X14M11

5、22號(hào)鋸進(jìn)Y14M152最大行程X15M113電源Y15M153最小行程X16M114電機(jī)過載X17M115手動(dòng)自動(dòng)X20M1161號(hào)鋸上限位X21M117原點(diǎn)限位X22M118上表中的M和下表中的M, D都為文本顯示器對應(yīng)plc中的地址。文本輸入對應(yīng)輔助繼電器文本輸入對應(yīng)寄存器1號(hào)角度M170實(shí)際編碼脈沖D2002號(hào)角度M171設(shè)定尺寸D2011號(hào)電機(jī)啟動(dòng)M172實(shí)際數(shù)量D2022號(hào)電機(jī)啟動(dòng)M173設(shè)定數(shù)量D2031號(hào)電機(jī)停止M174編碼系數(shù)D2042號(hào)電機(jī)停止M175脈沖系數(shù)D205定位開始M176設(shè)定脈沖數(shù)D206定位停止M177原點(diǎn)補(bǔ)償D207手動(dòng)左移M30實(shí)際顯示尺寸D208手動(dòng)右移

6、M31編碼尺寸D209設(shè)定與實(shí)際偏差D210自動(dòng)長度D211自動(dòng)長度脈沖D212 （二）元件的選配 選定PLC為國產(chǎn)仿FX2N-40MT-4AD-2DA，文本顯示器為TP204，步進(jìn)電機(jī)采用0.75KW步進(jìn)電機(jī)以及配套的驅(qū)動(dòng)器，加上位置反饋的光電旋轉(zhuǎn)編碼器，為了達(dá)到精度和雙向計(jì)數(shù)，還有使用的環(huán)境，選用了每轉(zhuǎn)2000脈沖，A,B相輸入的光電旋轉(zhuǎn)編碼器（型號(hào)SP58/10-2000BZ-5-30FG2）。（三）控制改進(jìn) 1、改進(jìn)前：原來機(jī)器是繼電器控制電路，操作有一個(gè)電源啟動(dòng)按鈕，兩個(gè)電機(jī)啟動(dòng)按鈕，和兩個(gè)電機(jī)停止按鈕，分別控制兩個(gè)切割鋸片的電機(jī)啟動(dòng)和停止。一個(gè)急停按鈕，兩個(gè)鋸片角度選擇按鈕，一個(gè)剎

7、車開關(guān)。還有兩個(gè)雙手操作按鈕，他們功能是：當(dāng)單獨(dú)任一按鈕按下時(shí)，夾緊氣缸動(dòng)作夾緊加工型材，松開時(shí)氣缸復(fù)位松開，當(dāng)兩個(gè)同時(shí)壓下，首先是夾緊氣缸動(dòng)作，當(dāng)夾緊氣缸加進(jìn)到位，即夾緊缸氣壓都到設(shè)定值時(shí)，防護(hù)蓋動(dòng)作，防護(hù)蓋關(guān)上到位后，切割鋸片上升，進(jìn)行切割，切割完成，松開雙手按鈕，切割鋸片退回，當(dāng)退回到位后，防護(hù)蓋打開，然后夾緊氣缸復(fù)位，加工完成。在這里加工型材的長度需要通過一手動(dòng)搖輪來移動(dòng)活動(dòng)切割機(jī)頭定位，再用氣缸剎車。2、改進(jìn)后；操作按鈕做了調(diào)整，將電源按鈕和急停，雙手操作按鈕，保留原有功能；將兩個(gè)電機(jī)啟動(dòng)按鈕和角度選擇按鈕去掉，把他們做到文本顯示器中，把剎車開關(guān)改為手動(dòng)自動(dòng)選擇開關(guān)，考慮到電機(jī)停止的

8、需要和安全，把原來兩個(gè)按鈕功能做到文本顯示器中，外面在保留一個(gè)電機(jī)停止按鈕，但功能改為兩個(gè)電機(jī)同時(shí)停止的按鈕，單獨(dú)停止則用文本顯示器中的按鈕。鋸片角度選擇直接做到了文本顯示器中。定位用步進(jìn)電機(jī)定位，定位完成后自動(dòng)剎車，然后進(jìn)行原來的操作功能，我們把它作為手動(dòng)功能，并且加入了計(jì)數(shù)功能，并且可在文本顯示器上設(shè)定和顯示。在增加了自動(dòng)定長重復(fù)切料功能，能設(shè)定好固定長度后，設(shè)定所需數(shù)量，就可以自動(dòng)完成所設(shè)定的數(shù)量后自動(dòng)停止。 在輸出上，將原來的控制邏輯用的中間繼電器去掉，直接從PLC輸出，接到用于隔離和擴(kuò)展用的小繼電器上。再從繼電器輸出，并且加入必要的互鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)。（四）根據(jù)控制要求，我設(shè)計(jì)PLC控制

9、流程圖如下：初始尋原點(diǎn)長度定位自動(dòng)復(fù)位尋原點(diǎn) 關(guān)上防護(hù)覆蓋電機(jī)啟動(dòng)角度選擇自動(dòng)手動(dòng)選擇鋸片進(jìn)給剎車電源啟動(dòng)2號(hào)頭定位夾緊型材鋸片退回2號(hào)夾緊關(guān)上防護(hù)蓋1號(hào)松開鋸片進(jìn)給鋸片退回2號(hào)回原點(diǎn)1號(hào)夾緊防護(hù)蓋打開加緊松開2號(hào)松開（五）PLC 程序如下：（六）TP204界面如下：1, 主菜單界面：2，手動(dòng)工作界面。3，自動(dòng)工作界面。4.輸入點(diǎn)狀態(tài)界面（維修用）。5輸出點(diǎn)狀態(tài)界面（維修用）。6，參數(shù)設(shè)置界面。7，調(diào)試界面。 （七）根據(jù)上面要求以及程序，設(shè)計(jì)線路圖如下；三、安裝調(diào)試按圖接線，安裝接線后，經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，進(jìn)行絕緣測試，空操作測試等合格后進(jìn)行通電調(diào)試，首先進(jìn)行定位調(diào)試，選擇手動(dòng)工作方式，按照步進(jìn)

10、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器說明書，設(shè)置有關(guān)電機(jī)參數(shù)，然后通過文本顯示器中的調(diào)試界面手動(dòng)使電機(jī)左右前進(jìn)，觀察電機(jī)運(yùn)行情況，適當(dāng)調(diào)整參數(shù)，使電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。再通過文本顯示的電機(jī)脈沖個(gè)數(shù)和編碼脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算出電機(jī)脈沖系數(shù)和編碼系數(shù)。脈沖系數(shù)=單位長度中電機(jī)脈沖個(gè)數(shù) / 單位長度編碼系數(shù)=單位長度中編碼器的脈沖個(gè)數(shù) / 單位長度經(jīng)過多次試驗(yàn)計(jì)算兩個(gè)系數(shù)，分別求出他們的平均值，把他們寫入?yún)?shù)設(shè)定中對應(yīng)參數(shù)項(xiàng)，然后讓2號(hào)機(jī)頭回原點(diǎn)，測定原點(diǎn)補(bǔ)償值，再把它寫入對應(yīng)項(xiàng)中。接下來輸入一長度，使機(jī)器自動(dòng)定位，測試其定位的精度和平穩(wěn)度，適當(dāng)調(diào)整電機(jī)加減速時(shí)間，使定位達(dá)到準(zhǔn)，穩(wěn)，快。那么定位調(diào)試就達(dá)到了要求。 接下來就進(jìn)行手動(dòng)工作調(diào)試：選擇手動(dòng)工作方式，先測試電機(jī)啟動(dòng)和停止，正常，鋸片角度轉(zhuǎn)換測試，正常，再輸入長度和加工數(shù)量，進(jìn)行空料測試，完成整個(gè)手動(dòng)加工。來回幾次，測試是否達(dá)到要求，合格后，進(jìn)行實(shí)料