組成的瓷磚沖壓機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)

1、PLC組成的瓷磚沖壓機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng).一、 前言當(dāng)前,隨著建筑業(yè)裝飾材料市場(chǎng)的需要,不少企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)瓷磚建材成形加工沖壓機(jī)設(shè)備。就普通一臺(tái)壓力高達(dá)3550MPa左右的沖壓機(jī)設(shè)備整個(gè)系統(tǒng)而言,一般花費(fèi)就要二百萬(wàn)元左右人民幣。因此,研制這類瓷磚沖壓機(jī),已成建材行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急?？删幊绦蚩刂破髯鳛樾乱淮墓I(yè)控制器,具有開(kāi)發(fā)柔性好,接線簡(jiǎn)單,硬件安裝方便,抗干擾性能強(qiáng)等明顯特點(diǎn)。用來(lái)控制建材加工瓷磚沖壓機(jī)的電氣控制系統(tǒng),是理想的選擇。尤其是模塊式PLC組合功能靈活,通訊能力強(qiáng),可以充分發(fā)揮PLC在實(shí)時(shí)控制中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)的作用。同時(shí)也使瓷磚沖壓機(jī)設(shè)備提高一個(gè)新的檔次。系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果獲得了較滿意的效果。二、生

2、產(chǎn)工藝過(guò)程與電氣控制要求圖1為瓷磚成形加工沖壓機(jī)的生產(chǎn)控制過(guò)程示意圖。瓷磚沖壓機(jī)主要由機(jī)械本體,液壓系統(tǒng),電氣控制系統(tǒng)和輔助控制系統(tǒng)組成。瓷磚沖壓機(jī)的整個(gè)動(dòng)作過(guò)程直接由液壓控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行,而相應(yīng)的電磁閥動(dòng)作則由電氣控制。1. 瓷磚沖壓機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程開(kāi)動(dòng)油路系統(tǒng),起動(dòng)油泵電機(jī)和濾油泵電機(jī),并使相應(yīng)壓力達(dá)到要求。模具頂料器動(dòng)作,控制頂料缸,墩料缸上升、下落等工作。推料車系統(tǒng)運(yùn)行,主要完成推出成品,送入輸送帶,并均勻布料后快速退回原位,等待下一次動(dòng)作。推料器動(dòng)作由凸輪系控制。壓制過(guò)程主要實(shí)現(xiàn):待上模到達(dá)加壓位置,系統(tǒng)進(jìn)入一次壓制,加壓到8MPa排氣系統(tǒng)二次壓制(中壓17MPa),直至連續(xù)加壓到35M

3、Pa(高壓)卸壓上?？焖偕仙氐皆弧Ｕ麄€(gè)壓制過(guò)程主要由時(shí)間順序控制。2. 電氣控制要求根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程工藝要求,電氣控制必須滿足:(1)手動(dòng)操作與自動(dòng)操作控制手動(dòng)操作控制實(shí)現(xiàn)對(duì)瓷磚沖壓機(jī)上模等指定動(dòng)作進(jìn)行單獨(dú)控制,自動(dòng)操作控制必須實(shí)現(xiàn)單步、單周期和連續(xù)控制三種形式。其中壓制過(guò)程要求用時(shí)間程序控制,主要對(duì)T1T8(從0.05s0.5s不等)采用外部輸入的撥盤(pán)控制形式,便于實(shí)時(shí)更改時(shí)間控制值。(2)聯(lián)網(wǎng)通訊控制要求與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng),實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行情況,顯示操作過(guò)程狀態(tài)變化及有關(guān)參數(shù)。(3)安全措施強(qiáng)調(diào)增設(shè)互鎖、緊急停機(jī)、故障報(bào)警等。三、 系統(tǒng)組成與控制程序設(shè)計(jì)1. PLC控制系統(tǒng)用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)瓷磚沖壓

4、機(jī)的運(yùn)行控制,除了外部油路系統(tǒng)單獨(dú)控制外,其余均由PLC來(lái)完成。顯然,這里既有主機(jī)運(yùn)行控制和外部設(shè)定時(shí)間控制,又有通訊聯(lián)網(wǎng)控制等。其中:輸入設(shè)備包括:控制方式選擇開(kāi)關(guān),凸輪系控制接近開(kāi)關(guān),位置檢測(cè)元件信號(hào),控制單元檢測(cè)元件信號(hào),撥盤(pán)輸入單元等。輸出設(shè)備包括:電磁閥線圈執(zhí)行元件(DT1DT16),撥盤(pán)選通輸出信號(hào),報(bào)警與顯示輸出等。綜合輸入/輸出設(shè)備的點(diǎn)數(shù),本設(shè)備選用日本立石(OMRON)公司生產(chǎn)的C200HPLC作為瓷磚沖壓機(jī)控制的核心控制器。因?yàn)镃200HPLC是小型高檔機(jī),具有模塊化結(jié)構(gòu)特點(diǎn),配置較靈活,智能程度較高。主機(jī)架單元除了CPU模塊外,還有8個(gè)槽位可自由配置使用,剛好能滿足本控制

5、系統(tǒng)要求。本系統(tǒng)I/O地址分配主要依據(jù)不同槽號(hào)分別編號(hào),限于篇幅,各種模塊I/O地址編號(hào)(略)。2. 控制程序設(shè)計(jì)(1)系統(tǒng)控制總體結(jié)構(gòu)考慮圖2為系統(tǒng)控制總體結(jié)構(gòu)流程圖。其中手動(dòng)程序和自動(dòng)程序是兩個(gè)相互獨(dú)立結(jié)構(gòu)的控制程序,可利用JMP(01)-JME跳轉(zhuǎn)控制指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。(2)手動(dòng)操作與自動(dòng)操作程序設(shè)計(jì)手動(dòng)操作程序主要完成控制上模升降和頂料缸、墩料缸的升降。關(guān)鍵在于要解決好互鎖安全問(wèn)題。連續(xù)操作程序控制瓷磚沖壓機(jī)的控制系統(tǒng)主要是由自動(dòng)操作程序完成的。其自動(dòng)程序狀態(tài)流程圖屬于典型的步進(jìn)順序控制,很容易用狀態(tài)移位指令和順序移位指令或步進(jìn)塊指令來(lái)完成。這里采用移位寄存器指令來(lái)完成順序動(dòng)作過(guò)程的控制。其

6、部分控制梯形圖如圖3所示。下面簡(jiǎn)要分析連續(xù)操作控制過(guò)程的基本原理:沖壓機(jī)處于原位時(shí),按下起動(dòng)按鈕(00112),同步接通移位寄存器的輸入端和CP端,移位信號(hào)產(chǎn)生第一步11000,作為工作步狀態(tài)使用。沖壓機(jī)仍保持原位狀態(tài)。移位寄存器輸出11000信號(hào)后,凸輪系機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),碰到接近開(kāi)關(guān)S1(00100)接通,經(jīng)1100000100=1組合后送入SFT的CP端,使SFT移位寄存器狀態(tài)移入下一步,SFT輸出11001信號(hào),驅(qū)動(dòng)推料車前進(jìn)。利用移位信號(hào)11001作前提條件,等待凸輪系執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)后,碰到接近開(kāi)關(guān)S2(00101)接通,經(jīng)1100100101=1組合后信號(hào)作用,驅(qū)動(dòng)移位寄存器轉(zhuǎn)入下一步狀

7、態(tài),輸出11002信號(hào),用以控制推料車?yán)^續(xù)前進(jìn)。同理,以下每一步類似控制執(zhí)行。從第6步開(kāi)始,移位寄存器的轉(zhuǎn)步條件靠時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此,SFT的CP端,從第6步到第13步標(biāo)明時(shí)間控制,具體定時(shí)時(shí)間由外設(shè)定撥盤(pán)控制實(shí)現(xiàn)。當(dāng)T8時(shí)間到后,由11013T8=1組合結(jié)果,轉(zhuǎn)步信號(hào)送入SFT的CP端,驅(qū)動(dòng)SFT移位寄存器轉(zhuǎn)入最后一步狀態(tài),輸出11014信號(hào),用以控制上模快升過(guò)程,直到頂料缸水平位置接通開(kāi)關(guān)S8(00107)動(dòng)作,才結(jié)束沖壓機(jī)一個(gè)周期動(dòng)作過(guò)程。單周期操作和單步操作程序控制單周期操作控制與自動(dòng)控制過(guò)程一樣,所不同的是只完成一周期動(dòng)作就停止。單步操作控制采用“起動(dòng)選通法”來(lái)實(shí)現(xiàn),按一次點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)執(zhí)行

8、一次動(dòng)作,目的是為了便于調(diào)試程序。(3)外設(shè)定時(shí)間控制設(shè)計(jì)瓷磚沖壓機(jī)的壓制過(guò)程,按照工藝要求,加壓過(guò)程的時(shí)間控制必須是0.01s0.99s范圍可調(diào)。我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)每組二位的BCD碼撥盤(pán)電路輸入,針對(duì)不同需要,選擇0.1s時(shí)基和0.01s時(shí)基兩種方式來(lái)選取不同時(shí)間,達(dá)到改變時(shí)間大小的控制。具體實(shí)(4)聯(lián)網(wǎng)通訊控制設(shè)計(jì)本系統(tǒng)選用IBM-PC/386計(jì)算機(jī)作上位機(jī),通過(guò)RS-232C(LK-201模塊)通訊接口與下位機(jī)C200H進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制。系統(tǒng)配置如圖4所示?？刂栖浖渲霉I(yè)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)(CVS)軟件,用以模擬瓷磚沖壓機(jī)的生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程。通過(guò)不同組態(tài)和構(gòu)圖方式、動(dòng)態(tài)顯示生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行情況,能及時(shí)了解

9、生產(chǎn)工藝狀況,描繪過(guò)程趨勢(shì)圖,顯示過(guò)程數(shù)據(jù),報(bào)告故障狀態(tài)等。在聯(lián)網(wǎng)控制中,上位機(jī)可對(duì)C200HPLC完成諸如:讀寫(xiě)I/O繼電器和內(nèi)部輔助繼電器,內(nèi)存單元內(nèi)容,讀寫(xiě)計(jì)數(shù)器、定時(shí)器的當(dāng)前值,監(jiān)視PLC內(nèi)部操作(包括強(qiáng)制ON/OFF,故障狀態(tài)等)之類項(xiàng)目。同時(shí)還可以完成接收上位機(jī)發(fā)來(lái)的命令,發(fā)出應(yīng)答信號(hào),再由上位機(jī)通過(guò)有關(guān)編碼指令來(lái)識(shí)別命令的執(zhí)行情況,并進(jìn)行相應(yīng)的處理。至于其它控制軟件設(shè)計(jì),本系統(tǒng)主要為了累計(jì)產(chǎn)品產(chǎn)量,配合上位機(jī)實(shí)現(xiàn)每分鐘動(dòng)態(tài)顯示,設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài)計(jì)數(shù)顯示控制,用以產(chǎn)品數(shù)量的統(tǒng)計(jì)。另外,為了保證系統(tǒng)的正常工作,本系統(tǒng)從安全措施考慮,注重設(shè)計(jì)缺料、油溫過(guò)高、油路堵塞等故障報(bào)警與顯示控制。限于篇幅,這里不再贅述。四 統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行系統(tǒng)調(diào)試將手動(dòng)與自動(dòng)操作控制獨(dú)立分開(kāi),自動(dòng)操作控制首先保證單步程序調(diào)試成功