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PLC在飛鋸機系統中的應用
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時(shí)間：2014-03-17
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1 引言
重慶某高頻焊管公司其產(chǎn)品主要用于氣摩配件。由于近年氣摩行業(yè)的快速發(fā)展，其生產(chǎn)設備已經(jīng)很難滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，所以對其進(jìn)行了自動(dòng)化的改造。
飛鋸機是一種對連續運動(dòng)的高頻焊管鋼材進(jìn)行定尺切斷的自動(dòng)化設備，可在焊管或型鋼高速運動(dòng)下實(shí)現自動(dòng)跟蹤鋸切，是焊管生產(chǎn)線(xiàn)上最后一道工序的生產(chǎn)設備，對產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率有較大的影響。要精確地剪切快速運動(dòng)中的管材，剪切工具必須與機組的運動(dòng)精確協(xié)調，尤其是在機組速度變化時(shí)，生產(chǎn)工藝要求剪切工具必須與機組線(xiàn)速度保持同步跟蹤的情況下來(lái)進(jìn)行定尺剪切。
2 工藝要求
根據生產(chǎn)過(guò)程及產(chǎn)品技術(shù)指標，對飛鋸機基本工藝要求如下：
鋸切過(guò)程中鋸片必須和運行的管材同步，保證在鋸切過(guò)程中，鋸片既要繞鋸軸轉動(dòng)(施加鋸切力和鋸切功率)，又要與管材以相同的速度移動(dòng)(保證管材的被切斷面平直且不至于打飛鋸片，造成設備損毀和安全事故)；飛鋸機應能鋸切不同的定尺長(cháng)度；要保證鋸切的切口平直。即在整個(gè)鋸切過(guò)程中，鋸片都應和鋼管軸線(xiàn)垂直，并且要使切頭部分不彎不扁。
3 系統改造
飛鋸系統改造之前采用的是繼電器控制，其中接觸器、行程開(kāi)關(guān)、繼電器等電器元件作為控制元件，其控制系統復雜，操作難度大，并且安裝接線(xiàn)工作量大、修改控制策略難,維護量大，嚴重影響了正常生產(chǎn)。因此，飛鋸切割控制系統成了制約生產(chǎn)的瓶頸。而采用可靠性較高的plc組成的控制系統作為數據采集、控制回路、自動(dòng)順序操作和運算的主要設備。滿(mǎn)足了系統可靠性、穩定性和實(shí)時(shí)性的要求。
由plc控制小車(chē)啟動(dòng)并加速追蹤焊管至與焊管等速時(shí)達到定尺點(diǎn)，夾具夾緊焊管，即將鋸車(chē)與焊管連為一體，氣缸驅動(dòng)落鋸、抬鋸、完成鋸切，夾具松開(kāi)，小車(chē)減速，停車(chē)，返回原位。 圖1為飛鋸機系統工作循環(huán)示意圖。
圖1 飛鋸機系統工作循環(huán)示意圖
鋸車(chē)的工作循環(huán)是嚴格地按照一定的時(shí)序動(dòng)作的如果有一個(gè)環(huán)節出現差錯，都將導致工作的失敗 因此，每一步都是由上一工步的位置進(jìn)行控制，這種控制方式的特點(diǎn)是動(dòng)作準確，只要有一步?jīng)]有完成，下一工步將不可能進(jìn)行 這就避免事故的發(fā)生?？刂葡到y可以實(shí)現自動(dòng)和手動(dòng)的轉化。
4 基于fx2n的飛鋸控制
飛鋸控制系統的任務(wù)主要是控制一臺主電機(7.5kw的三相異步電機)和四個(gè)電磁閥(分別控制小車(chē)的加速、鋼管的夾緊、飛鋸壓下切割、小車(chē)返回)，plc需要同時(shí)控制主電機和電磁閥的協(xié)調工作，完成切割工作。plc對通過(guò)繼電器和接觸器控制主電機帶動(dòng)飛鋸旋轉 ；人機界面由觸摸屏來(lái)實(shí)現，通過(guò)觸摸屏設置工作參數。
4.1 硬件設計
plc的選擇一般從基本性能、特殊功能和通信聯(lián)網(wǎng)三方面考慮。選擇的基本原則是在滿(mǎn)足控制要求的前提下力爭最好的性?xún)r(jià)比。對于飛鋸機的控制系統而言，工藝過(guò)程固定、環(huán)境條件一般，維修量比較小等，所以選用整體式結構的plc機型比較合適。具體滿(mǎn)足條件如下：
(1) i/o點(diǎn)的估算：觸摸屏占用串口通信輸入1個(gè)；一臺異步電機、四個(gè)電磁閥占用開(kāi)關(guān)量輸出5個(gè)；系統啟動(dòng)、停止、急停按鈕占用三個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入，自動(dòng)/手動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)一個(gè)、異步電機啟動(dòng)、停止按鈕、夾緊、落鋸按鈕個(gè)一個(gè)，需要占用五個(gè)輸入量，定尺信號占用一個(gè)輸入量；總計i/o點(diǎn)共14個(gè)。
(2) plc性能和控制任務(wù)相適應：飛鋸機割機控制系統是開(kāi)關(guān)量控制的，多是順序控制和多模式的自動(dòng)控制，對控制速度要求不是很高。
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