基于PLC的一種制刷機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
童志寶
(電子信息工程學(xué)院浙江萬里院浙江寧波315100)
摘要：設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了利用PLC、MHI與變頻器組態(tài)控制使得制刷自動(dòng)化步進(jìn)控制編程簡化了PLC控制程序，并用主控指令和條件指令解決了暫停后恢復(fù)控制的程序設(shè)計(jì)問題。
關(guān)鍵詞：PLC；組態(tài)控制；制刷機(jī)
中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
1引言
瓶刷是一種特殊制刷產(chǎn)品[1]-[2]，廣泛用于玻璃試管、燒杯等器具洗刷。利用PLC、變頻器和觸摸屏控制技術(shù)完成制刷工藝自動(dòng)化，替代傳統(tǒng)加工方式，提高了加工效率，也確保了產(chǎn)品的質(zhì)量。
2制刷工藝與控制要求
如圖1所示為制刷工藝示意圖。主要工藝有引絲與剪切、鐵絲初次成形、放毛、送毛、鐵絲二次成形、絞毛和飛毛等，其設(shè)備主要機(jī)構(gòu)是由引絲電機(jī)、放毛電機(jī)、送毛電機(jī)、絞毛電機(jī)和飛毛電機(jī)等組成。
引絲機(jī)構(gòu)是垂直引絲機(jī)械手指將鐵絲從底部抽上來后，再剪切下端，等待水平機(jī)械手指進(jìn)行一次成形。
送毛機(jī)構(gòu)由放毛電機(jī)將毛箱中毛束通過傳動(dòng)鏈送出，再通過由手指、手腕與手臂組成的機(jī)械手從鏈上毛束移到已一次成形的鐵絲上，準(zhǔn)備二次成形。
絞毛機(jī)構(gòu)以絞毛電機(jī)為動(dòng)力，將毛束經(jīng)二次成形．并將鐵絲的毛束擰成一定間距和形狀，待剪切及飛毛。
其工藝要求與控制特點(diǎn)為：①產(chǎn)品參數(shù)修改和手動(dòng)調(diào)試。②半自動(dòng)或全自動(dòng)加工產(chǎn)品。③工藝中斷處理。鐵絲保護(hù)時(shí)停止和恢復(fù)工作，即缺鐵絲置位保護(hù)，待故障排除后，能繼續(xù)工作；缺毛暫停保護(hù)，即缺毛時(shí)可點(diǎn)動(dòng)控制，待故障排除后，能繼續(xù)工作。④互鎖保護(hù)。引絲手指上下、絞毛座進(jìn)退和機(jī)械手移動(dòng)三者必須互鎖；主軸計(jì)數(shù)結(jié)束，引絲手指退回后，才能送毛，否則就會損壞工作機(jī)構(gòu)。
3控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1硬件設(shè)計(jì)[3]
如圖2所示為控制系統(tǒng)組成圖。主控器采用PLCFXlN-60MR，36點(diǎn)輸入，24點(diǎn)輸出，其輸入輸出分配如表1所示。臺達(dá)觸摸屏DOP-A57GSTD用于控制命令輸入、參數(shù)調(diào)整和顯示等。
變頻器均為FR-S520SE-1.5K-CHT，分別驅(qū)動(dòng)送毛電機(jī)和絞毛電機(jī)，并專用變頻電機(jī)。為了確定絞毛起始位置精度，其電機(jī)選用帶制動(dòng)器的變頻電機(jī)[4]。
3.2觸摸屏菜單設(shè)計(jì)
觸摸屏(HMI)作為人機(jī)界面，便于控制系統(tǒng)命令輸入和運(yùn)行狀態(tài)顯示，還可節(jié)約PLC的輸入資源[3]-[5]。在本控制系統(tǒng)觸摸屏主菜單如圖3所示，
除了觸摸屏還有如下設(shè)置：①調(diào)整參數(shù)：單色、雙色、毛束長、空毛長和絞毛轉(zhuǎn)數(shù)等；②記錄產(chǎn)品運(yùn)行：運(yùn)行時(shí)間、產(chǎn)品個(gè)數(shù)；③顯示故障：缺毛、鉤絲；③調(diào)用存儲程序。
3.3軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)程序分手動(dòng)調(diào)試、半自動(dòng)調(diào)試和全自動(dòng)調(diào)試。手動(dòng)調(diào)試是考慮到半自動(dòng)或全自動(dòng)運(yùn)行前先對加工的產(chǎn)品設(shè)置相關(guān)參數(shù)。全自動(dòng)順序控制程序采用順序控制方法[5]，并對毛束傳遞和鐵絲一次兩個(gè)過程用并行分支控制，以縮短產(chǎn)品加工周期，其控制框圖如圖4所示。
3.4缺毛和鐵絲保護(hù)
當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)鐵絲傳送受阻或打鉤等故障時(shí)，機(jī)器就要暫停，即控制程序就要停留在某一狀態(tài)，此時(shí)所有手指或手腕應(yīng)保持故障前的狀態(tài)，而其他工作應(yīng)暫停，待故障排除后，繼續(xù)工作。圖5為缺毛和鐵絲保護(hù)程序，利用主控指令Mc／MCR、條件指令CJ及狀態(tài)暫停轉(zhuǎn)移輔助繼電器M8040能解決鐵絲保護(hù)時(shí)暫停后恢復(fù)繼續(xù)工作。
4結(jié)束語
組態(tài)設(shè)計(jì)便于工藝參數(shù)輸入和修改、邏輯控制和運(yùn)行顯示，變頻器調(diào)速簡化了機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定，運(yùn)行可靠，制刷工效高，故障率低。
參考文獻(xiàn)：
[1]童志寶瓶刷機(jī)的控制系統(tǒng)[J]輕T機(jī)械．2008.3:50-60
[2]童志寶Compumotor伺服控制器在數(shù)控植毛機(jī)械中的應(yīng)用[J]機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2007,2:78-79
[3]阮友德PLC、變額器、觸摸屏綜合應(yīng)用[M]中國電力出版社2009．
[4]楊耕電機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)[M]北京：清華大學(xué)出版社．2006．
[5]岳慶來．變頻器、可編程序控制器及觸摸屏應(yīng)用技術(shù)[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2006.6
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