基于PLC的一種制刷機控制系統的設計與實現
童志寶
(電子信息工程學院浙江萬里院浙江寧波315100)
摘要：設計和實現了利用PLC、MHI與變頻器組態控制使得制刷自動化步進控制編程簡化了PLC控制程序，并用主控指令和條件指令解決了暫停后恢復控制的程序設計問題。
關鍵詞：PLC；組態控制；制刷機
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：B
1引言
瓶刷是一種特殊制刷產品[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完成制刷工藝自動化，替代傳統加工方式，提高了加工效率，也確保了產品的質量。
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，其設備主要機構是由引絲電機、放毛電機、送毛電機、絞毛電機和飛毛電機等組成。
引絲機構是垂直引絲機械手指將鐵絲從底部抽上來后，再剪切下端，等待水平機械手指進行一次成形。
送毛機構由放毛電機將毛箱中毛束通過傳動鏈送出，再通過由手指、手腕與手臂組成的機械手從鏈上毛束移到已一次成形的鐵絲上，準備二次成形。
絞毛機構以絞毛電機為動力，將毛束經二次成形．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為：①產品參數修改和手動調試。②半自動或全自動加工產品。③工藝中斷處理。鐵絲保護時停止和恢復工作，即缺鐵絲置位保護，待故障排除后，能繼續工作；缺毛暫停保護，即缺毛時可點動控制，待故障排除后，能繼續工作。④互鎖保護。引絲手指上下、絞毛座進退和機械手移動三者必須互鎖；主軸計數結束，引絲手指退回后，才能送毛，否則就會損壞工作機構。
3控制系統的設計
3.1硬件設計[3]
如圖2所示為控制系統組成圖。主控器采用PLCFXlN-60MR，36點輸入，24點輸出，其輸入輸出分配如表1所示。臺達觸摸屏DOP-A57GSTD用于控制命令輸入、參數調整和顯示等。
變頻器均為FR-S520SE-1.5K-CHT，分別驅動送毛電機和絞毛電機，并專用變頻電機。為了確定絞毛起始位置精度，其電機選用帶制動器的變頻電機[4]。
3.2觸摸屏菜單設計
觸摸屏(HMI)作為人機界面，便于控制系統命令輸入和運行狀態顯示，還可節約PLC的輸入資源[3]-[5]。在本控制系統觸摸屏主菜單如圖3所示，
除了觸摸屏還有如下設置：①調整參數：單色、雙色、毛束長、空毛長和絞毛轉數等；②記錄產品運行：運行時間、產品個數；③顯示故障：缺毛、鉤絲；③調用存儲程序。
3.3軟件設計
系統程序分手動調試、半自動調試和全自動調試。手動調試是考慮到半自動或全自動運行前先對加工的產品設置相關參數。全自動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過程用并行分支控制，以縮短產品加工周期，其控制框圖如圖4所示。
3.4缺毛和鐵絲保護
當機器出現鐵絲傳送受阻或打鉤等故障時，機器就要暫停，即控制程序就要停留在某一狀態，此時所有手指或手腕應保持故障前的狀態，而其他工作應暫停，待故障排除后，繼續工作。圖5為缺毛和鐵絲保護程序，利用主控指令Mc／MCR、條件指令CJ及狀態暫停轉移輔助繼電器M8040能解決鐵絲保護時暫停后恢復繼續工作。
4結束語
組態設計便于工藝參數輸入和修改、邏輯控制和運行顯示，變頻器調速簡化了機械傳動機構，PLC控制系統穩定，運行可靠，制刷工效高，故障率低。
參考文獻：
[1]童志寶瓶刷機的控制系統[J]輕T機械．2008.3:50-60
[2]童志寶Compumotor伺服控制器在數控植毛機械中的應用[J]機電產品開發與創新，2007,2:78-79
[3]阮友德PLC、變額器、觸摸屏綜合應用[M]中國電力出版社2009．
[4]楊耕電機與運動控制系統[M]北京：清華大學出版社．2006．
[5]岳慶來．變頻器、可編程序控制器及觸摸屏應用技術[M]北京：機械工業出版社．2006.6
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