摘 要：在廣泛了解、借鑒國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文介紹了一種新型的包本機(jī)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)采用PLC控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)包本機(jī)自動(dòng)控制，具有無級調(diào)速自動(dòng)上書皮，書心、書皮自動(dòng)檢測，加熱時(shí)間定時(shí)控制，加熱溫度自動(dòng)控制，故障顯示、聲音報(bào)警等功能，提高了包本的質(zhì)量和速度。

關(guān)鍵詞：可編程序控制器 變頻調(diào)速器 包本機(jī)

一、設(shè)計(jì)要求

本設(shè)計(jì)采用PLC可編程控制器等先進(jìn)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)包本、上書皮等功能。主要技術(shù)要求如下：包本速度，3000本/每小時(shí)，電源三相四線380V/50Hz；總功率，21 kW；電動(dòng)機(jī)總功率，13.5kW；加熱功率，7.5kW；包本速度，8～11本/分鐘。

二、PLC的選用

PLC的選用與繼電器控制系統(tǒng)的元件選用不同。繼電器系統(tǒng)元件的選用，必須要在設(shè)計(jì)結(jié)束之后才能訂出各種元件的型號、規(guī)格和數(shù)量，確定控制盤、控制柜的大小等；而PLC的選用，在應(yīng)用設(shè)計(jì)開始時(shí)即可根據(jù)工藝提供的資料及控制要求等進(jìn)行。

根據(jù)PLC開關(guān)量I/O模塊的選擇原則，OMRON的PLC符合要求，其結(jié)構(gòu)更緊湊，指令運(yùn)行時(shí)間短，機(jī)器運(yùn)行速度快，生產(chǎn)效率高，抗干擾能力強(qiáng)，易維修和維護(hù)，靈活性和性價(jià)比都比較高，所以選用OMRON的PLC可以滿足包本機(jī)控制系統(tǒng)的要求。

三、硬件電路設(shè)計(jì)

包本機(jī)的主要工藝流程為：人工供給書芯、銑背、劃槽、刷背膠、勻膠及刷側(cè)膠、自動(dòng)供給封皮、壓痕、包書及收書，最后是人工堆積。如果能準(zhǔn)確控制這些過程，包本機(jī)就可以正常運(yùn)行。

本設(shè)計(jì)的包本機(jī)采用13個(gè)書夾的膠訂包本設(shè)備，電氣部分采用具有國際先進(jìn)水平并獲CE或UL認(rèn)證的變頻調(diào)速器，可編程控制、代PID參數(shù)調(diào)節(jié)的溫度控制器以及光電開關(guān)、電感式接近開關(guān)。本設(shè)計(jì)具有無級調(diào)速自動(dòng)上書皮、加熱時(shí)間定時(shí)控制、加熱溫度自動(dòng)控制、書芯書皮檢測、故障指示、聲音報(bào)警等功能。

本設(shè)計(jì)的基本運(yùn)行順序如下：橢圓軌道上含有13個(gè)勻布的書夾，書夾夾住集合的書芯，并連續(xù)將其從一個(gè)機(jī)組傳送到另一個(gè)機(jī)組；工人手工把書芯投入正處在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的書夾中，書背向下落在書芯托板上；隨后書夾閉合，夾緊的書芯被帶入高速旋轉(zhuǎn)的銑背機(jī)組，銑去書背折頁重疊部分，使書背變得平整；隨之又被帶入可變頻調(diào)速的劃槽機(jī)組，使之在書背的平整面上劃出呈一定規(guī)則的溝槽線，同時(shí)將銑去及劃槽去掉的紙屑吸入紙屑袋中。

四、拖動(dòng)電路設(shè)計(jì)

1.主機(jī)電氣原理說明

主電動(dòng)機(jī)M1是書夾、主膠、側(cè)膠、包本部、上書皮、收書部等運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源。主機(jī)調(diào)速器UA用來調(diào)節(jié)主電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，即改變主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度。在具備開車條件的情況下，首先按一下19準(zhǔn)備/連動(dòng)鈕，這時(shí)蜂鳴器鳴響并持續(xù)2.5秒，之后按主機(jī)點(diǎn)動(dòng)/停止按鈕S2A，主機(jī)低速運(yùn)行，釋放此鈕時(shí)主機(jī)停。主機(jī)準(zhǔn)備/連續(xù)運(yùn)行按鈕釋放時(shí)間超過1.5秒，必須重復(fù)上述過程才能點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行主機(jī)。

當(dāng)操作者進(jìn)行連動(dòng)操作時(shí)，PLC輸出點(diǎn)O0.0動(dòng)作，K1得電，Y1得電吸合，輸出點(diǎn)O1.0V、O1.1動(dòng)作，使UF的FWD與DCM接通，RST與DCM斷開，主電動(dòng)機(jī)M1將按操作者設(shè)定好的速度運(yùn)行；當(dāng)按動(dòng)停車鈕SB9時(shí)，PLC輸出點(diǎn)O1.1斷開，O1.0閉合，O0.0斷開，剎車線圈Y1斷電剎車，主機(jī)停止運(yùn)行。

主機(jī)上的SQ1、SQ2、SQ3、SR1凸輪以及風(fēng)閥Y2是完成自動(dòng)上書皮控制、檢測的傳感器和執(zhí)行元件。工作原理如下：在背膠側(cè)膠完全熔化的前提下，起動(dòng)銑刀、風(fēng)泵、排紙屑及收書電動(dòng)機(jī)，然后連動(dòng)開主機(jī)，將書芯放入書夾中，當(dāng)書夾帶著書芯遮擋光電開關(guān)SQ1時(shí)，SQ1給PLC輸入信號，PLC輸入指示燈I0.4由亮變滅。此時(shí)PLC發(fā)出控制吸風(fēng)信號，輸出指示燈O0.3亮，接觸器K7吸合，風(fēng)閥Y2得電動(dòng)作，風(fēng)嘴吸風(fēng)叼取書皮。

2.主電動(dòng)機(jī)電路設(shè)計(jì)

主電動(dòng)機(jī)M1是書夾、主膠、側(cè)膠、包本部、上書皮、收書部等運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源。主機(jī)調(diào)速器UA用來調(diào)節(jié)主電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，即改變主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度。主電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)在系統(tǒng)位于復(fù)位狀態(tài)，劃痕電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，由點(diǎn)動(dòng)S2和運(yùn)行S3按鈕及PLC實(shí)現(xiàn)主電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。

3.劃槽電動(dòng)機(jī)電路設(shè)計(jì)

劃槽電動(dòng)機(jī)M2完成對書芯脊背的銑削并產(chǎn)生一定的劃痕，有利于膠填入來提高書本的強(qiáng)度。劃槽調(diào)速器UB用來調(diào)節(jié)劃槽主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，即改變書背劃槽數(shù)。旋轉(zhuǎn)劃槽電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)/停止旋鈕SB6至啟動(dòng)位置時(shí)，劃槽電動(dòng)機(jī)由低速向高速（劃槽調(diào)速器設(shè)定）運(yùn)轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)此鈕至停止位置時(shí)，劃槽電動(dòng)機(jī)減速至停止。

4.銑刀電動(dòng)機(jī)電路設(shè)計(jì)

銑刀電動(dòng)機(jī)M3用來完成對書芯脊背的銑削，使其平整，有利于刷膠。旋轉(zhuǎn)銑刀電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)/停止旋鈕SB2至啟動(dòng)位置時(shí)，銑刀電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)并保持；旋轉(zhuǎn)此鈕至停止位置時(shí)，銑刀電動(dòng)機(jī)減速至停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

（作者單位：河源市高級技工學(xué)校）