基于MCGS和PLC的定長切割機控制系統(tǒng)研究

1、基于MCGS和PLC的定長切割機控制系統(tǒng)研究摘 要 定長切割機廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)消費中，要求其工作穩(wěn)定，切割精度高。文章采用PLC作為主控制器，利用光電編碼器對待切割管料的輸送位移進(jìn)展檢測，并與步進(jìn)電機構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)準(zhǔn)確定長，采用PLC控制變頻器實現(xiàn)對切割機帶鋸的調(diào)速。采用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計了友好的人機界面，可輸入切割命令實現(xiàn)上位機控制，并顯示切割參數(shù)等。該控制系統(tǒng)滿足切割精度要求，具有一定實用性。關(guān)鍵詞 切割機；PLC；MCGS；定長；控制系統(tǒng)管材定長切割機在各種管材消費中是不可缺少的消費設(shè)備。采用先進(jìn)的現(xiàn)代切割技術(shù)，不但可以保證切割精度、產(chǎn)品質(zhì)量、進(jìn)步消費效率，而且使產(chǎn)品制造本錢大幅度

2、下降，縮短產(chǎn)品消費周期。PLC作為一種工業(yè)控制器具有可靠性高、抗干擾才能強等特點。目前，PLC控制技術(shù)在現(xiàn)代化工業(yè)控制中起著舉足輕重的作用。它不僅在單機自動化和小型企業(yè)整條流水消費線的自動化控制中廣泛應(yīng)用，還承當(dāng)著大企業(yè)整個企業(yè)的消費自動化控制。本設(shè)計以PLC作為下位機控制中心，利用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計友好的上位機人機界面，通過該控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對各種管料不同長度的高精度切割，系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠性強。一、控制系統(tǒng)硬件設(shè)計PLC作為定長切割機控制中心保證定長送料與切割下料的精度。管料的壓緊由液壓缸驅(qū)動，送料機構(gòu)使用步進(jìn)電機作為驅(qū)動，利用PLC的高速脈沖輸出PTO功能對步進(jìn)電機的運動進(jìn)展控制，采用

3、光電編碼器和步進(jìn)電機構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)定長送料的精度。切割機構(gòu)采用帶鋸床，由變頻器控制帶鋸電機速度，實現(xiàn)對不同待切割材料的切割速度要求。通過行程開關(guān)實現(xiàn)對各運動機構(gòu)的行程控制。通過上位機實現(xiàn)參數(shù)輸入和對系統(tǒng)的各種操作命令輸入。系統(tǒng)硬件設(shè)計框圖如圖1所示。二、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)程序主要包括主程序、手動送料子程序、手動切割子程序、自動切割子程序、脈沖輸出子程序、包絡(luò)表子程序和模擬量輸出變頻器控制子程序等。其中脈沖調(diào)用包絡(luò)表子程序采用三段包絡(luò)表輸出脈沖來控制步進(jìn)電機啟動加速、高速運行和低速停頓。主程序梯形圖如圖3所示。啟動后PLC執(zhí)行主程序，I0.1為方式選擇開關(guān)，進(jìn)展手動方式和自動方式選擇。

4、在主程序中還調(diào)用了高速計數(shù)器初始化子程序，完成計數(shù)器控制字寫入、工作形式設(shè)定等，在此局部還將待切割長度寫入了相關(guān)存放器以進(jìn)展運算。三、系統(tǒng)涉及主要運算本系統(tǒng)采用光電編碼器和管料輸送軸步進(jìn)電機同軸聯(lián)接。假設(shè)減速傳動比為m1，驅(qū)動設(shè)備輸送軸直徑為d，光電編碼器轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生n個脈沖。假設(shè)待切割管材的長度存儲單元為VD100，VD100長度下對應(yīng)的光電編碼器脈沖數(shù)存儲在VD104中，VD100長度下對應(yīng)的PTO輸出脈沖數(shù)與光電編碼器輸出脈沖數(shù)一致。定長切割機控制系統(tǒng)所需相關(guān)數(shù)據(jù)計算如下。四、上位機監(jiān)控軟件設(shè)計管材定長切割機控制系統(tǒng)人機界面采用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計。監(jiān)控界面包括方式選擇、啟?？刂频雀骺刂瓢粹o輸入和相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，可以輸入切割參數(shù)，包括切割長度和切割速度，通過通信連接將上位機的切割參數(shù)送給下位機PLC進(jìn)展計算。定長切割機的工作過程可通過動畫顯示，反映現(xiàn)場設(shè)備運行情況，方便、直觀。定長切割機的監(jiān)控界面如圖4所示。五、結(jié) 論本控制系統(tǒng)由PLC的高速脈沖功能來驅(qū)動步進(jìn)電機旋轉(zhuǎn)送料，高速計數(shù)器接收來自光電編碼器的脈沖信號并對脈沖進(jìn)展計數(shù)以實現(xiàn)對實際送料長度的檢測，通過該閉環(huán)方式可以大大進(jìn)步送料精度。切割速度由PLC控制變頻器來調(diào)節(jié)三相異步電動機完成，可滿足不同切割材料時切割速度的選擇。該控制系統(tǒng)具有一定的智能性，操作方便、靈敏。通過PLC可