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案例頻道 摘要：LM系列PLC在高速卷釘機(jī)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備；卷釘機(jī)；PLC
1 引言
近年來，隨著卷釘?shù)纳a(chǎn)、銷售和出口的大幅度增長(zhǎng)，特別是熱鍍鋅釘?shù)氖袌?chǎng)需求日益強(qiáng)勁，很多廠家在不斷地?cái)U(kuò)大產(chǎn)量，以適應(yīng)市場(chǎng)日益擴(kuò)大的需求。高速卷釘機(jī)大大提高了卷釘生產(chǎn)的效率，滿足卷釘?shù)纳a(chǎn)的需求。本文介紹基于和利時(shí)公司LM系列PLC在高速卷釘機(jī)中的應(yīng)用實(shí)例。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
卷釘機(jī)是自動(dòng)化的焊接設(shè)備。首先將散鐵釘置于上方的振動(dòng)盤中，由振動(dòng)盤將散釘按順序排列后經(jīng)下料軌道進(jìn)入焊接盤與兩條鍍銅絲焊接成線排釘，然后經(jīng)自動(dòng)浸油防銹、烘干及計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)自動(dòng)卷成盤裝（平頂型及塔型），依設(shè)定的每卷支數(shù)自動(dòng)剪斷，由操作人員將成品用橡皮圈固定后即可包裝入箱。設(shè)備如圖1所示：
圖1 設(shè)備概圖
系統(tǒng)由PLC對(duì)接近開關(guān)、光電開關(guān)等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后根據(jù)控制工藝要求，按照預(yù)先編制的程序?qū)ψ冾l器、焊接電源、氣動(dòng)閥等設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)卷釘機(jī)的自動(dòng)控制。觸摸屏上可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)顯示。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：
圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
表1 系統(tǒng)I/O分配表
該系統(tǒng)有9路DC24V開關(guān)量輸出、14路DC24V的開關(guān)量輸入，本系統(tǒng)配置1個(gè)CPU模塊LM3106。
CPU模塊：LM3106，本體集成14 DI / 10 晶體管DO，另外，通過RS-232通訊口與觸摸屏進(jìn)行通訊。
觸摸屏：本系統(tǒng)選用的HMI為Eview的MT506觸摸屏，MT500系列觸摸屏是專門面向PLC應(yīng)用的,其功能強(qiáng)大,使用方便,非常適合現(xiàn)代工業(yè)越來越龐大的工作量及功能的需求。
3 工藝流程控制
高速卷釘機(jī)通過震動(dòng)盤上的震動(dòng)電機(jī)和吹氣閥把散釘整理到軌道上；當(dāng)軌道滿釘時(shí)候，震動(dòng)電機(jī)和吹氣閥停止工作，當(dāng)軌道沒滿釘時(shí)，震動(dòng)電機(jī)和吹氣閥重新開始工作。釘子進(jìn)入軌道后，隨著主電機(jī)運(yùn)行，釘盤把軌道上的釘子吸到焊盤，采集到焊接信號(hào)后，PLC立即輸出焊接指令，完成焊接。焊接完成后的排釘先通過防銹液，然后到達(dá)推卷軸，完成N枚/卷的計(jì)數(shù)，完成成品。如果在運(yùn)行過程中軌道出現(xiàn)缺釘或者焊盤出現(xiàn)缺釘，立即停止設(shè)備，并輸出保健燈，觸摸屏顯示故障原因。PLC控制流程圖如圖3所示。
設(shè)備按下“啟動(dòng)”按鈕后設(shè)備正常運(yùn)行；按下停止按鈕停止所有設(shè)備，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，設(shè)備立即停止運(yùn)行，并在觸摸屏上顯示故障原因。
系統(tǒng)主要由下面幾部分組成：
送料部分：包括震動(dòng)盤和送釘軌道，完成焊接時(shí)釘子的共給。
焊接部分：系統(tǒng)的核心部分，完成散釘?shù)脚裴數(shù)倪^程。
成品部分：主要是產(chǎn)品的計(jì)數(shù)、包裝。
故障報(bào)警處理：實(shí)時(shí)采集各故障信號(hào)
顯示部分：觸摸屏顯示速度、故障、運(yùn)行等信息，并完成各環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)定。
圖3 控制流程圖
運(yùn)行監(jiān)控部分：
計(jì)數(shù)器是顯示卷釘?shù)暮附訑?shù)量，當(dāng)焊接數(shù)量到達(dá)設(shè)定數(shù)量后，進(jìn)行剪切，并圈數(shù)加1；運(yùn)行速度為當(dāng)前焊接的實(shí)時(shí)速度；另外是一些操作按鈕，包括：?jiǎn)?dòng)、停止、剪切、加熱。畫面如圖4所示：
圖4 運(yùn)行監(jiān)控畫面
參數(shù)設(shè)置部分：
參數(shù)設(shè)置包括焊接時(shí)間設(shè)置、剪切個(gè)數(shù)設(shè)定、剪切延時(shí)設(shè)定、剪切計(jì)時(shí)設(shè)定、推卷延時(shí)設(shè)定、推卷計(jì)時(shí)設(shè)定等，畫面如圖5所示：
圖5 參數(shù)設(shè)置畫面
故障顯示部分：
包括變頻器故障顯示、冷卻水故障顯示、可控硅故障顯示、缺釘顯示等。畫面如圖6所示：
圖6 故障顯示畫面
4 PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
高速卷釘機(jī)設(shè)備選用和利時(shí)公司的小型一體化PLC，較大程度地提高了系統(tǒng)的可靠性，更好地滿足了用戶的需求。本系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：
可靠性高
本系統(tǒng)的控制核心是和利時(shí)公司LM系列PLC，能夠在惡劣的環(huán)境中長(zhǎng)期、可靠、無故障地運(yùn)行，接線簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，隔離性好，抗腐蝕能力強(qiáng)，能夠適應(yīng)較寬的溫度變化范圍，平均無故障時(shí)間間隔（MTBF）大于15年。
功能強(qiáng)大
和利時(shí)公司LM系列PLC的編程語言遵從IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)，易學(xué)、易懂、易用，并支持多種編程語言：梯形圖（LD）、指令表（IL）、功能塊圖（FBD）、順序功能圖（SFC）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）、連續(xù)功能圖（CFC），支持多達(dá)283條基本指令。HOLLIAS LEC G3系列PLC采用最新技術(shù)的高速處理芯片，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制的高速處理，采用閃存來存儲(chǔ)用戶程序，保證保護(hù)用戶程序不被擦掉。
5 結(jié)束語
以PLC為控制核心的高速卷釘機(jī)，利用PLC的高速運(yùn)算處理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)釘子焊接、排釘?shù)挠?jì)數(shù)，完成卷釘?shù)纳a(chǎn)。不僅提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，提高加工速度，并且顯示屏操作簡(jiǎn)單、直觀，有效的避免了誤操作的發(fā)生，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分可觀。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 《LM系列PLC硬件手冊(cè)》，杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司，2006
[2] 《LM系列PLC軟件手冊(cè)》，杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司，2006
[3] 《LM系列PLC指令與功能塊手冊(cè)》，杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司，2006
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)