PLC在機器改造中的應用

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

2、控制定位，于是就初步選用一個plc，一個步進電機和控制器，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，因為它既有高速計數(shù)和高速脈沖輸出功能，而且還有配套的文本顯示，在價格上遠比三菱的便宜，還省掉了高速計數(shù)模塊。再加上一個步進電機驅(qū)動器和步進電機?？紤]到步進電機定位有一定的誤差，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重復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?？刂品譃槭謩雍妥詣觾刹糠??？刂圃饕且粋€plc控制器，一個文

3、本顯示器，一個步進電機，一個步進電機驅(qū)動器，一個光電編碼器。 二、改造過程（一）統(tǒng)計輸入輸出端口首先我們統(tǒng)計了一下輸入輸出點數(shù)， 輸入27點 ，輸出20,點，因為有文本顯示器，就把一些可以做到文本顯示器輸入，減少了輸入點數(shù)。輸出部分由于有些是成對輸出，如1號夾緊，1號松開，是由一個兩位五通電磁閥控制，我們就采用輸出用小繼電器擴展輸出，減少了輸出點數(shù)，同時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，防護蓋的開和關，因此PLC輸出就減少了6個點。再考慮到日常的維修時，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PLC端口文本指示輸出點PLC端口文本指示編碼器A相X0M100步進脈沖Y0M140編碼器B相X1M101剎車Y1M141電源啟動X2M102步進方向Y2M142電機停止X3M1031號電機Y3M143左手按鈕X4M1042號電機Y4M144右手按鈕X5M1051號夾緊Y5M1451號鋸下限位X6M1062號夾緊Y6M1462號鋸下限位X7M1071號45度Y7M1471號蓋限位X10M1082號45度Y10M1482號蓋限位X11M1091號蓋關Y11M1491號壓力X12M1102號蓋關Y12M1502號壓力X13M1111號鋸進Y13M151急停X14M11

5、22號鋸進Y14M152最大行程X15M113電源Y15M153最小行程X16M114電機過載X17M115手動自動X20M1161號鋸上限位X21M117原點限位X22M118上表中的M和下表中的M, D都為文本顯示器對應plc中的地址。文本輸入對應輔助繼電器文本輸入對應寄存器1號角度M170實際編碼脈沖D2002號角度M171設定尺寸D2011號電機啟動M172實際數(shù)量D2022號電機啟動M173設定數(shù)量D2031號電機停止M174編碼系數(shù)D2042號電機停止M175脈沖系數(shù)D205定位開始M176設定脈沖數(shù)D206定位停止M177原點補償D207手動左移M30實際顯示尺寸D208手動右移

6、M31編碼尺寸D209設定與實際偏差D210自動長度D211自動長度脈沖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，步進電機采用0.75KW步進電機以及配套的驅(qū)動器，加上位置反饋的光電旋轉(zhuǎn)編碼器，為了達到精度和雙向計數(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SP58/10-2000BZ-5-30FG2）。（三）控制改進 1、改進前：原來機器是繼電器控制電路，操作有一個電源啟動按鈕，兩個電機啟動按鈕，和兩個電機停止按鈕，分別控制兩個切割鋸片的電機啟動和停止。一個急停按鈕，兩個鋸片角度選擇按鈕，一個剎

7、車開關。還有兩個雙手操作按鈕，他們功能是：當單獨任一按鈕按下時，夾緊氣缸動作夾緊加工型材，松開時氣缸復位松開，當兩個同時壓下，首先是夾緊氣缸動作，當夾緊氣缸加進到位，即夾緊缸氣壓都到設定值時，防護蓋動作，防護蓋關上到位后，切割鋸片上升，進行切割，切割完成，松開雙手按鈕，切割鋸片退回，當退回到位后，防護蓋打開，然后夾緊氣缸復位，加工完成。在這里加工型材的長度需要通過一手動搖輪來移動活動切割機頭定位，再用氣缸剎車。2、改進后；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；將兩個電機啟動按鈕和角度選擇按鈕去掉，把他們做到文本顯示器中，把剎車開關改為手動自動選擇開關，考慮到電機停止的

8、需要和安全，把原來兩個按鈕功能做到文本顯示器中，外面在保留一個電機停止按鈕，但功能改為兩個電機同時停止的按鈕，單獨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。定位用步進電機定位，定位完成后自動剎車，然后進行原來的操作功能，我們把它作為手動功能，并且加入了計數(shù)功能，并且可在文本顯示器上設定和顯示。在增加了自動定長重復切料功能，能設定好固定長度后，設定所需數(shù)量，就可以自動完成所設定的數(shù)量后自動停止。 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環(huán)節(jié)。（四）根據(jù)控制要求，我設計PLC控制

9、流程圖如下：初始尋原點長度定位自動復位尋原點 關上防護覆蓋電機啟動角度選擇自動手動選擇鋸片進給剎車電源啟動2號頭定位夾緊型材鋸片退回2號夾緊關上防護蓋1號松開鋸片進給鋸片退回2號回原點1號夾緊防護蓋打開加緊松開2號松開（五）PLC 程序如下：（六）TP204界面如下：1, 主菜單界面：2，手動工作界面。3，自動工作界面。4.輸入點狀態(tài)界面（維修用）。5輸出點狀態(tài)界面（維修用）。6，參數(shù)設置界面。7，調(diào)試界面。 （七）根據(jù)上面要求以及程序，設計線路圖如下；三、安裝調(diào)試按圖接線，安裝接線后，經(jīng)檢查確認無誤后，進行絕緣測試，空操作測試等合格后進行通電調(diào)試，首先進行定位調(diào)試，選擇手動工作方式，按照步進

10、電機驅(qū)動器說明書，設置有關電機參數(shù)，然后通過文本顯示器中的調(diào)試界面手動使電機左右前進，觀察電機運行情況，適當調(diào)整參數(shù)，使電機運行平穩(wěn)。再通過文本顯示的電機脈沖個數(shù)和編碼脈沖個數(shù)計算出電機脈沖系數(shù)和編碼系數(shù)。脈沖系數(shù)=單位長度中電機脈沖個數(shù) / 單位長度編碼系數(shù)=單位長度中編碼器的脈沖個數(shù) / 單位長度經(jīng)過多次試驗計算兩個系數(shù)，分別求出他們的平均值，把他們寫入?yún)?shù)設定中對應參數(shù)項，然后讓2號機頭回原點，測定原點補償值，再把它寫入對應項中。接下來輸入一長度，使機器自動定位，測試其定位的精度和平穩(wěn)度，適當調(diào)整電機加減速時間，使定位達到準，穩(wěn)，快。那么定位調(diào)試就達到了要求。 接下來就進行手動工作調(diào)試：選擇手動工作方式，先測試電機啟動和停止，正常，鋸片角度轉(zhuǎn)換測試，正常，再輸入長度和加工數(shù)量，進行空料測試，完成整個手動加工。來回幾次，測試是否達到要求，合格后，進行實料