《PLC断料机控制系统的设计与应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC断料机控制系统的设计与应用（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、PLC断料机控制系统的设计与应用丁守成 毛晓辉 吕克强(兰州理工大学电气工程与信息工程学院，兰州 730050)摘要：介绍了一种基于PLC的断料机控制系统的设计与应用。详细论述了生产工艺控制要求及系统设计，着重论述了几个关键技术的设计与实现方法。关键词：控制系统 断料机 PLC 关键技术The Design and Implementation of PLC Material Cutter Control System Ding Shou-cheng Mao Xiao-hui Lu Ke-qiang (Lanzhou University of Technology, Lanzhou 7300
2、50, China)Abstract:This article introduces the PLCs application controlling system of material cutter.Discussing technical process of production and control requirements of technology in details. Stressing several key technical designs and realized methods.Key word: Control system Material Cutter PL
3、C system key Technology 可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心的一种新型、通用的自动控制装置。具有体积小、结构简单、性能优越、可靠性强、灵活通用、易于编程、使用方便等优点。YDL-1A断料机是断料专用机床，其电气控制系统采用日本三菱公司FXon-40M可编程控制器作为控制主机。1工艺流程简介全程工艺流程分三个阶段进行：1）切槽阶段工艺流程启动夹头紧夹头松送料夹头紧切槽夹头松，退回2）料头进入冲断区，工艺流程转为：切槽冲头预紧及辅助压紧夹头松，夹头松拔销冲料辅助定位夹头紧，夹头紧辅助定位复位辅助送料冲头复位3）当检测到夹头脱料时，工艺流程转为断料工序：辅助送料辅助定位复
4、位冲头预紧及辅助压紧、夹头松拔销冲断冲头预紧及辅助压紧复位辅助定位2 控制系统设计2.1 生产工艺要求该断料机电气控制系统设有自动和手动两种工作方式。在自动工作状态下，由PLC输出端口驱动中间继电器，再由中间继电器驱动液压电磁阀工作，实现对机械动作的控制。在手动工作状态下，PLC输出端口被禁止，机床工作通过手动操作各相应作按钮，驱动中间继电器，进而驱动液压电磁阀。为防止在自动工作状态下，按动手动操作按钮而发生机械冲突，电路必须保证在自动工作程序启动运行时，确保任何手动操作无效。其电气控制还需满足以下要求：（1）拔销冲断时，夹头、夹头必须释放。（2）送料时，夹头必须释放且拔销操作无效。（3）辅助
5、送料时，、夹头必须释放。（4）夹头未夹紧，送料操作无效。（5）夹头未夹紧，切槽操作无效。（6）拔销冲断时，辅助送料必须停止，反之拔销操作无效。（7）拔销冲断时，辅助定位必须复位，反之拔销操作无效。（8）冲头尚未预紧，辅助压紧尚未压紧，拔销操作无效。2.2系统结构框图电机拖动电源和电磁阀电源由接触器控制通断，液压泵电机M1、飞轮电机M2、切槽电机M3、辅助送料滚轮拖动电机M4均可单独启动、停止，但液压电机尚未启动时，其它电机的启动操作无效。其系统结构框图如下图1所示。控制操作PLC接口电路机械装置状态检测液压站电 源 供 给 及 拖 动 电 机 控 制 操 作+12V+12VM1M1M1M1 图
6、1 系统结构框图2.3 状态转换流程图 T3辅助定位复位M8002 初始化S10Y0启动X3夹头夹头原位检测X7S11Y2送料夹头送料限位X10S12S Y1夹头夹持定时T0切槽M2X15 料头进入冲断区检测M2S0手动程序切槽S13Y5切槽限位X12S14S Y4冲头预紧辅助压紧T1S15R Y0R Y1、夹头松开T2S16Y7拔销冲断冲头复位检测X11S17Y6辅助定位S18R Y4冲头预紧复位T4S19Y3辅助送料辅助送料限位X13S20R Y4S21S Y0S Y1、夹头紧夹头脱料检测X14切槽M2X14为防止在自动工作状态与手动操作发生机械冲突，电路必须保证在自动工作程序启动运行时，
7、确保任何手动操作无效，因此，本设计采用了步序指令。例如：在夹持输出Y1置位后，保持夹持，直到夹持输出复位才能松开，这种顺序控制过程，使用继电器符号程序是很难设计的，但使用状态器和步序指令就十分容易，程序简单，系统可靠。如图2所示状态转换图中，在按下启动按钮时，工作状态由S0转换为S1，此后随着机器工作的进展，依次进行转换。在依次操作期间，即使误按了启动按钮，由于步序指令控制的特点，也不可能作另一次启动，因为此时S0已处于不工作状态。 图2 状态转换流程图4 几个关键技术的设计与实现4.1 工作状态选择设计本系统采用手动/自动两种工作方式。该工程由于选用了SRN型波段开关，手动/自动工作状态的选
8、择及自动工作方式的选择，由PLC输入端口X0、X1、X2状态的不同组合选定。如下表1所示。工作状态PLC端口状态真值定义PLC编程驱动辅助继电器X0X1X2手动000M0自动全程001M1切槽010M2断料011M3单周100M4步进101M5编程表1如下图3操作面板所示，按动X3，启动自动工作状态，具体工艺由波段开关K设置。在手动状态时，按动复位按钮X4,机械自动向原点回归。编程状态只需控制PLC“RUN”端即可。启动停止 X5启动 X3急停复位 X4K手动 M0切槽 M2断料 M3单周 M4步进 M5自动全程M1编程电源全程切槽断料单周步进手动编程自动 图3 操作面板示意图4.2 PLC的
9、I/O分配及接线波段开关KNL1qfzK1K2K3K4K5K6K7K824VX0X1X2X3X4X5X7X10X11X12X13X14X15COMCOMy0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7LNFXon-40MSB3SB2SB1SJ4SJ1SJ5SJ2SJ3SG1SG2冲头复位检测辅助送料限位辅助送料限位夹头脱料检测切槽限位夹头退回原位检测夹头送料限位料头进入冲断区检测停机复位启动夹头夹头送料辅助送料冲头预压紧切槽辅助定位拔销K1YV1K2YV2K3YV3K4YV4K5YV5K6YV6K7YV7K8YV8220V为确保断料机工作的可靠性，选用无触点的接近开关和光电开关作为输入控制信号；以电磁阀及指示
10、灯作为输出控制。FXon系列PLC输入端口接入接近开关或光电开关等无触点开关时，必须使用NPN集电极开路型的开关器件，故决定选用直流二线型接近开关，将无触点开关信号转换为有触点信号，因为本断料机对开关信号的响应速度要求不高。其中夹头退回原位检测、夹头送料限位、冲头复位检测、切槽限位及辅助送料限位采用接近开关，而夹头脱料检测及料头进入冲断区检测采用光电开关。PLC的I/O分配及接线如下图4所示。 图4 PLC的接线图4.3 状态转换的启动与禁止在自动操作（如连续工作，步进工作，单周工作）期间，按下启动按钮X3时，特殊辅助继电器M8041工作，一直保持到按下停机按钮X5。在按下停机按钮X5，或手动操作，或步进操作时，激励特殊辅助继电器M8040，则状态转换器的自动转换就被禁止，实现停机自保。在PC机启动时，用初始化脉冲M8002使M8040自保持，以禁止状态转换，直到按下启动按钮。如下图5所示。 M1 全程 M8041 X5 停止 M1 全程 M8041 X3 自动启动 M2 切槽 转移启动 M3 断料 M4 单周 M5 步进 PLS M8042 X3 启动 M0 手动 X7 原位 启动脉冲 M0 手动 M8040 禁止转移X7 原位 X5 停止 M8042 M5 步进 启动脉冲 M4 单周 X5 停止 M8002初始脉冲 M8040 保持 图55 结束语在断料机中使用可编程控制
