| 标题 | 浅谈触摸屏、PLC、变频器在万向轮装配系统的应用 |
| 范文 | 张天林 摘 要：可编程控制器（PLC）是现代工业控制系统中的计算机，它负责工业控制设备有序展开各个动作。它和触摸屏、变频器一起作为现代企业自动化设备改造的主力军。本文以万向轮装配控制系统的应用为例，阐述触摸屏、PLC、变频器在一般控制系统中应用。 关键词：万向轮装配 控制系统 设计 本文万向轮装配控制系统采用三菱FX2n—48MT型PLC、台达DOP-AE系列触摸屏、台达变频器和上海四宏步进电动机等设备，下面就电路设计和软件控制谈谈笔者的一些观点。 一、电路设计 在电路设计环节中，要考虑设备空间的有限性，并充分体现电气元件布局的合理性，另外要有必要的漏电保护，充分考虑技术工人在具体操作设备的电气控制安全性。在本例中，24V电源和变频器布置在电控板最上层，中间一排是控制电路进线部分，其元件有接触器、熔断器、低压短路器及接线排。主要控制模块PLC单独成一排，最下层是中间继电器作为信号的输出。总之，电控板元器件布置既要体现美观整洁，又要体现接线的方便性。具体如图1。 图1 二、软件设计 设备控制系统的软件设计，是整个设备的灵魂。在实现基本操作功能的同时，必须注意以下几点：一是要尽量满足操作设备的便利性，在软件设计中时刻体现人性化。二是要保证程序控制时允许有程序出现临界运行的情况。三是设备控制参数尽可能可调，从而使设备可以在不同的工作参数下开展工作。在本例中，程序设计具体可以分为手动调试环节、参数设置环节和自动运行环节，这三大块通过触摸屏可以选择进入所需要的界面（见图2）。 图2 1.设备手动工作 设备必须具备手动单步操作环节，因为在设备更换加工模具过程中或者在设备检修时，都需要进行单步对位操作。针对万向轮装配控制系统，需要单步可操作的工作步有：电动机低速转、电动机高速转、加油汽缸工作、加油气阀动作、油笔正转、油笔反转、顶起汽缸动作、下压汽缸动作、吸钢珠气阀动作共9个步骤。具体见图3。 图3 2.设备自动控制 设备的控制方式必须依据设备具体的操作程序和操作对象而定，在这里必须具备以下几条： （1）启动：按下启动按钮，设备启动。电动机高速运行，设备工作指示灯HL1由闪亮变为长亮。 （2）停止：按下停止按钮，应将当前工序处理完毕后，设备才能停止。 （3）复位：启动按钮按下，系统得到启动信号后并不立即开始工作过程，要先判断系统当前状态。如果系统各环节处在复位状态，则开始执行工作过程；如果不在复位状态，则要先进行复位。 （4）方式选择：状态一时开关SA1置于“左”位置时为循环运行（各工作步骤连续运行），状态二时开关SA1置于“右”位置时为单次循环（系统单周期运行），具体见图4。 图4 在PLC程序如何实现，以停止工作步为例，在本例以S100作为设备停止工作步，因为根据设备具体工作的实际，是不允许立即停止工作的（除非急停状态）。在这里当按下停止按钮后，设备启动停止工作步，即当前设备上工件装配完成后，系统才停止。这就需要一个停止标志信号，还有本身设备有单周和循环工作，也需要把单周工作信号作为设备停止标志。程序如图5所示。 图5 3.系统工作过程 接通设备的工作电源，指示电源正常。执行启动程序，系统进入运行状态，设备工作指示灯以1Hz频率闪亮。按下启动按钮，系统复位后，电动机高速运转，分度盘旋转工作→顶起汽缸和下压汽缸动作→吸钢珠气阀打开→下压汽缸复位→顶起汽缸复位→分度盘到达工位，停止旋转（电动机低速运转）→下压汽缸动作→气阀关闭（释放钢珠）油阀动作（工件加油）→下压汽缸复位→进入下一周期（电动机高速运转，分度盘旋转）。 为了能统计设备的加工生产产品数量和设备工作的时间，在程序中还增加了设备工作时间和加工件数，从而可以统计工人单位时间生产工件的数量及统计设备的工作效率。在统计加工件数环节中，程序设计必须考虑以下三方面：第一，在完成加工件数环节中，首先要找出能标志一个工件完成装配的标志信号，装配经历加黄油和放钢珠2个环节，因此放完一个工位的钢珠决定加工完一个工件，在这里Y11和Y14是吸钢珠的信号，信号断开其实就是放好钢珠的标志，采用它们的下降沿作为计数标志。第二，由于Y11和Y14这两个信号是同时产生的，考虑避免少计数，采用先后计数，在这里用T29使信号相隔0.5秒之差，保证计数正确。第三，考虑设备断电突发情况，计数要有断电保持功能，因此采用C220计数。程序如图6所示。 图6 在计时环节中，就是PLC设计一个时钟，当然时钟要有开始计时时间和清零重计功能，根据设备工作特性，设备进入自动运行装配和操作者按下启动按钮是计时开始条件。其程序如图7所示。 图7 4.设备参数设置 设备为适应不同的万向轮装配，所以在设备自动运行过程中要求各个参数可调，这也是扩展设备的使用范围，增加设备对于不同加工产品的可调性，具体如图8所示。 图8 三、小结 总之，一个生产控制系统无论在电路设计还是在软件编程时，都要以现场控制为中心，为控制现场应达到的功能服务。在设计万向论装配控制系统时也不例外，既要实现生产现场的控制要求，又要满足设备的对于不同万向轮的可装配性。另外，在设计时，要以人为本，充分体现设备操作的灵活性和安全性。 参考文献： [1]高勤.电器及PLC控制技术[M].北京：高等教育出版社，2006. [2]胡学林，宋宏.电气控制与PLC[M].北京：冶金工业出版社，2008. [3]王积伟，吴振顺.控制工程基础[M].北京：高等教育出版社，2001. （作者单位：嘉兴技师学院） 摘 要：可编程控制器（PLC）是现代工业控制系统中的计算机，它负责工业控制设备有序展开各个动作。它和触摸屏、变频器一起作为现代企业自动化设备改造的主力军。本文以万向轮装配控制系统的应用为例，阐述触摸屏、PLC、变频器在一般控制系统中应用。 关键词：万向轮装配 控制系统 设计 本文万向轮装配控制系统采用三菱FX2n—48MT型PLC、台达DOP-AE系列触摸屏、台达变频器和上海四宏步进电动机等设备，下面就电路设计和软件控制谈谈笔者的一些观点。 一、电路设计 在电路设计环节中，要考虑设备空间的有限性，并充分体现电气元件布局的合理性，另外要有必要的漏电保护，充分考虑技术工人在具体操作设备的电气控制安全性。在本例中，24V电源和变频器布置在电控板最上层，中间一排是控制电路进线部分，其元件有接触器、熔断器、低压短路器及接线排。主要控制模块PLC单独成一排，最下层是中间继电器作为信号的输出。总之，电控板元器件布置既要体现美观整洁，又要体现接线的方便性。具体如图1。 图1 二、软件设计 设备控制系统的软件设计，是整个设备的灵魂。在实现基本操作功能的同时，必须注意以下几点：一是要尽量满足操作设备的便利性，在软件设计中时刻体现人性化。二是要保证程序控制时允许有程序出现临界运行的情况。三是设备控制参数尽可能可调，从而使设备可以在不同的工作参数下开展工作。在本例中，程序设计具体可以分为手动调试环节、参数设置环节和自动运行环节，这三大块通过触摸屏可以选择进入所需要的界面（见图2）。 图2 1.设备手动工作 设备必须具备手动单步操作环节，因为在设备更换加工模具过程中或者在设备检修时，都需要进行单步对位操作。针对万向轮装配控制系统，需要单步可操作的工作步有：电动机低速转、电动机高速转、加油汽缸工作、加油气阀动作、油笔正转、油笔反转、顶起汽缸动作、下压汽缸动作、吸钢珠气阀动作共9个步骤。具体见图3。 图3 2.设备自动控制 设备的控制方式必须依据设备具体的操作程序和操作对象而定，在这里必须具备以下几条： （1）启动：按下启动按钮，设备启动。电动机高速运行，设备工作指示灯HL1由闪亮变为长亮。 （2）停止：按下停止按钮，应将当前工序处理完毕后，设备才能停止。 （3）复位：启动按钮按下，系统得到启动信号后并不立即开始工作过程，要先判断系统当前状态。如果系统各环节处在复位状态，则开始执行工作过程；如果不在复位状态，则要先进行复位。 （4）方式选择：状态一时开关SA1置于“左”位置时为循环运行（各工作步骤连续运行），状态二时开关SA1置于“右”位置时为单次循环（系统单周期运行），具体见图4。 图4 在PLC程序如何实现，以停止工作步为例，在本例以S100作为设备停止工作步，因为根据设备具体工作的实际，是不允许立即停止工作的（除非急停状态）。在这里当按下停止按钮后，设备启动停止工作步，即当前设备上工件装配完成后，系统才停止。这就需要一个停止标志信号，还有本身设备有单周和循环工作，也需要把单周工作信号作为设备停止标志。程序如图5所示。 图5 3.系统工作过程 接通设备的工作电源，指示电源正常。执行启动程序，系统进入运行状态，设备工作指示灯以1Hz频率闪亮。按下启动按钮，系统复位后，电动机高速运转，分度盘旋转工作→顶起汽缸和下压汽缸动作→吸钢珠气阀打开→下压汽缸复位→顶起汽缸复位→分度盘到达工位，停止旋转（电动机低速运转）→下压汽缸动作→气阀关闭（释放钢珠）油阀动作（工件加油）→下压汽缸复位→进入下一周期（电动机高速运转，分度盘旋转）。 为了能统计设备的加工生产产品数量和设备工作的时间，在程序中还增加了设备工作时间和加工件数，从而可以统计工人单位时间生产工件的数量及统计设备的工作效率。在统计加工件数环节中，程序设计必须考虑以下三方面：第一，在完成加工件数环节中，首先要找出能标志一个工件完成装配的标志信号，装配经历加黄油和放钢珠2个环节，因此放完一个工位的钢珠决定加工完一个工件，在这里Y11和Y14是吸钢珠的信号，信号断开其实就是放好钢珠的标志，采用它们的下降沿作为计数标志。第二，由于Y11和Y14这两个信号是同时产生的，考虑避免少计数，采用先后计数，在这里用T29使信号相隔0.5秒之差，保证计数正确。第三，考虑设备断电突发情况，计数要有断电保持功能，因此采用C220计数。程序如图6所示。 图6 在计时环节中，就是PLC设计一个时钟，当然时钟要有开始计时时间和清零重计功能，根据设备工作特性，设备进入自动运行装配和操作者按下启动按钮是计时开始条件。其程序如图7所示。 图7 4.设备参数设置 设备为适应不同的万向轮装配，所以在设备自动运行过程中要求各个参数可调，这也是扩展设备的使用范围，增加设备对于不同加工产品的可调性，具体如图8所示。 图8 三、小结 总之，一个生产控制系统无论在电路设计还是在软件编程时，都要以现场控制为中心，为控制现场应达到的功能服务。在设计万向论装配控制系统时也不例外，既要实现生产现场的控制要求，又要满足设备的对于不同万向轮的可装配性。另外，在设计时，要以人为本，充分体现设备操作的灵活性和安全性。 参考文献： [1]高勤.电器及PLC控制技术[M].北京：高等教育出版社，2006. [2]胡学林，宋宏.电气控制与PLC[M].北京：冶金工业出版社，2008. [3]王积伟，吴振顺.控制工程基础[M].北京：高等教育出版社，2001. （作者单位：嘉兴技师学院） 摘 要：可编程控制器（PLC）是现代工业控制系统中的计算机，它负责工业控制设备有序展开各个动作。它和触摸屏、变频器一起作为现代企业自动化设备改造的主力军。本文以万向轮装配控制系统的应用为例，阐述触摸屏、PLC、变频器在一般控制系统中应用。 关键词：万向轮装配 控制系统 设计 本文万向轮装配控制系统采用三菱FX2n—48MT型PLC、台达DOP-AE系列触摸屏、台达变频器和上海四宏步进电动机等设备，下面就电路设计和软件控制谈谈笔者的一些观点。 一、电路设计 在电路设计环节中，要考虑设备空间的有限性，并充分体现电气元件布局的合理性，另外要有必要的漏电保护，充分考虑技术工人在具体操作设备的电气控制安全性。在本例中，24V电源和变频器布置在电控板最上层，中间一排是控制电路进线部分，其元件有接触器、熔断器、低压短路器及接线排。主要控制模块PLC单独成一排，最下层是中间继电器作为信号的输出。总之，电控板元器件布置既要体现美观整洁，又要体现接线的方便性。具体如图1。 图1 二、软件设计 设备控制系统的软件设计，是整个设备的灵魂。在实现基本操作功能的同时，必须注意以下几点：一是要尽量满足操作设备的便利性，在软件设计中时刻体现人性化。二是要保证程序控制时允许有程序出现临界运行的情况。三是设备控制参数尽可能可调，从而使设备可以在不同的工作参数下开展工作。在本例中，程序设计具体可以分为手动调试环节、参数设置环节和自动运行环节，这三大块通过触摸屏可以选择进入所需要的界面（见图2）。 图2 1.设备手动工作 设备必须具备手动单步操作环节，因为在设备更换加工模具过程中或者在设备检修时，都需要进行单步对位操作。针对万向轮装配控制系统，需要单步可操作的工作步有：电动机低速转、电动机高速转、加油汽缸工作、加油气阀动作、油笔正转、油笔反转、顶起汽缸动作、下压汽缸动作、吸钢珠气阀动作共9个步骤。具体见图3。 图3 2.设备自动控制 设备的控制方式必须依据设备具体的操作程序和操作对象而定，在这里必须具备以下几条： （1）启动：按下启动按钮，设备启动。电动机高速运行，设备工作指示灯HL1由闪亮变为长亮。 （2）停止：按下停止按钮，应将当前工序处理完毕后，设备才能停止。 （3）复位：启动按钮按下，系统得到启动信号后并不立即开始工作过程，要先判断系统当前状态。如果系统各环节处在复位状态，则开始执行工作过程；如果不在复位状态，则要先进行复位。 （4）方式选择：状态一时开关SA1置于“左”位置时为循环运行（各工作步骤连续运行），状态二时开关SA1置于“右”位置时为单次循环（系统单周期运行），具体见图4。 图4 在PLC程序如何实现，以停止工作步为例，在本例以S100作为设备停止工作步，因为根据设备具体工作的实际，是不允许立即停止工作的（除非急停状态）。在这里当按下停止按钮后，设备启动停止工作步，即当前设备上工件装配完成后，系统才停止。这就需要一个停止标志信号，还有本身设备有单周和循环工作，也需要把单周工作信号作为设备停止标志。程序如图5所示。 图5 3.系统工作过程 接通设备的工作电源，指示电源正常。执行启动程序，系统进入运行状态，设备工作指示灯以1Hz频率闪亮。按下启动按钮，系统复位后，电动机高速运转，分度盘旋转工作→顶起汽缸和下压汽缸动作→吸钢珠气阀打开→下压汽缸复位→顶起汽缸复位→分度盘到达工位，停止旋转（电动机低速运转）→下压汽缸动作→气阀关闭（释放钢珠）油阀动作（工件加油）→下压汽缸复位→进入下一周期（电动机高速运转，分度盘旋转）。 为了能统计设备的加工生产产品数量和设备工作的时间，在程序中还增加了设备工作时间和加工件数，从而可以统计工人单位时间生产工件的数量及统计设备的工作效率。在统计加工件数环节中，程序设计必须考虑以下三方面：第一，在完成加工件数环节中，首先要找出能标志一个工件完成装配的标志信号，装配经历加黄油和放钢珠2个环节，因此放完一个工位的钢珠决定加工完一个工件，在这里Y11和Y14是吸钢珠的信号，信号断开其实就是放好钢珠的标志，采用它们的下降沿作为计数标志。第二，由于Y11和Y14这两个信号是同时产生的，考虑避免少计数，采用先后计数，在这里用T29使信号相隔0.5秒之差，保证计数正确。第三，考虑设备断电突发情况，计数要有断电保持功能，因此采用C220计数。程序如图6所示。 图6 在计时环节中，就是PLC设计一个时钟，当然时钟要有开始计时时间和清零重计功能，根据设备工作特性，设备进入自动运行装配和操作者按下启动按钮是计时开始条件。其程序如图7所示。 图7 4.设备参数设置 设备为适应不同的万向轮装配，所以在设备自动运行过程中要求各个参数可调，这也是扩展设备的使用范围，增加设备对于不同加工产品的可调性，具体如图8所示。 图8 三、小结 总之，一个生产控制系统无论在电路设计还是在软件编程时，都要以现场控制为中心，为控制现场应达到的功能服务。在设计万向论装配控制系统时也不例外，既要实现生产现场的控制要求，又要满足设备的对于不同万向轮的可装配性。另外，在设计时，要以人为本，充分体现设备操作的灵活性和安全性。 参考文献： [1]高勤.电器及PLC控制技术[M].北京：高等教育出版社，2006. [2]胡学林，宋宏.电气控制与PLC[M].北京：冶金工业出版社，2008. [3]王积伟，吴振顺.控制工程基础[M].北京：高等教育出版社，2001. （作者单位：嘉兴技师学院） |
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