羅及紅

(湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電信系，湖南 長(zhǎng)沙 410205)

0 引言

目前，模壓機(jī)種類繁多，應(yīng)用廣泛，如勞保鞋、橡膠鞋、J－50型集成板、同步軟式、定位電子軸、疊版縫、隱型導(dǎo)彈殼體模壓機(jī)等［1］。在模壓機(jī)生產(chǎn)和使用上，要求液壓系統(tǒng)可靠，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒溫、自動(dòng)放氣、自動(dòng)起模、自控時(shí)間等自動(dòng)控制功能。

可編程控制器(簡(jiǎn)稱PLC)不僅能實(shí)現(xiàn)模壓機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，而且還具有故障率低、維護(hù)性好、高速傳輸、體積小、低功率消耗和寬輸入電源范圍的優(yōu)點(diǎn)［2］。筆者在對(duì)勞保鞋、橡膠鞋、J－50 型集成板兩種模壓機(jī)生產(chǎn)和使用調(diào)研的基礎(chǔ)上［1］，運(yùn)用西門子S7－200 型PLC 技術(shù)進(jìn)行硬件和軟件設(shè)計(jì)，并對(duì)所編程序進(jìn)行模擬調(diào)試，運(yùn)行結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)要求一致。

1 工作示意圖

模壓機(jī)的工作示意，如圖1所示。

圖1 模壓機(jī)工作示意圖

2 控制要求

(1)當(dāng)工作方式選擇開關(guān)從手動(dòng)方式切換到自動(dòng)方式時(shí)，模壓過程開始，閥門Y1 打開，推進(jìn)器向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)推進(jìn)器前進(jìn)到行程開關(guān)S9 處時(shí)，閥門Y1 關(guān)閉，在彈簧的作用下，推進(jìn)器后退。

(2)當(dāng)推進(jìn)器后退到行程開關(guān)S8 時(shí)，閥門Y2 打開，模壓器向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)工件進(jìn)行模壓操作。當(dāng)模壓器運(yùn)動(dòng)到行程開關(guān)S11 處時(shí)，閥門Y2 關(guān)閉，在彈簧的作用下，模壓器返回。

(3)當(dāng)模壓器返回到行程開關(guān)S10 時(shí)，閥門Y3 打開，彈出器向上運(yùn)動(dòng)，將工件推出。

(4)當(dāng)彈出器向上運(yùn)動(dòng)到行程開關(guān)S12 處時(shí)，閥門Y4打開，噴嘴開始噴吹，將模壓好的工件經(jīng)過光電傳感器B1 吹到收集箱中(見圖1的右下角)。

(5)在噴嘴啟動(dòng)后15s 內(nèi)，按下按鈕B1(模擬光電傳感器檢測(cè)到工件經(jīng)過)，閥門Y3、Y4 關(guān)閉5s，彈出器向下運(yùn)動(dòng)，噴嘴關(guān)閉。

(6)當(dāng)彈出器返回到行程開關(guān)S13 處時(shí)，自動(dòng)開始下一個(gè)模壓過程。

(7)如果在模壓機(jī)自動(dòng)運(yùn)行期間，將工作方式選擇開關(guān)切換到手動(dòng)調(diào)整工作方式，則程序運(yùn)行到當(dāng)前模壓過程結(jié)束，不啟動(dòng)下一個(gè)模壓過程［3］。

3 硬件設(shè)計(jì)

3.1 硬件配置

輸入有S1∽S13 十三個(gè)開關(guān)。輸出有Y1、Y2、Y3、Y4 四個(gè)電磁閥。輸入共13個(gè)點(diǎn)，輸出共4個(gè)點(diǎn)。根據(jù)輸入輸出的點(diǎn)數(shù)可以選擇西門子S7－200 型PLC。PLC 輸出的繼電器接點(diǎn)的容量是250VAC，電流2A，可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，電磁線圈兩端并聯(lián)觸點(diǎn)接通、斷開所產(chǎn)生的電弧，在電磁閥線圈兩端并聯(lián)阻容吸收回路［4］(如圖2所示)。

3.2 I/O 分配

模壓機(jī)的I/O 地址分配，如表1所示。

表1 模壓機(jī)I/O 分配表

3.3 I/O 接線圖

模壓機(jī)的I/O 接線圖，如圖2所示。

圖2 模壓機(jī)的I/O 接線圖

4 軟件設(shè)計(jì)

4.1 順序功能圖

順序控制就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地、有秩序地進(jìn)行操作。先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程，畫出順序功能圖，如圖3所示，然后根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)出梯形圖，這種設(shè)計(jì)法對(duì)于程序的調(diào)試、修改和閱讀很方便［5］。

圖3 模壓機(jī)順序功能圖

4.2 其他編程元件分配

模壓機(jī)其他編程元件分配，如表2所示。

表2 模壓機(jī)其他編程元件分配表

4.3 程序梯形圖

模壓機(jī)PLC 程序梯形圖，如圖4(1)－4(5)所示。

圖4(1) 程序梯形圖

圖4(2) 程序梯形圖

圖4(3) 程序梯形圖

圖4(4) 程序梯形圖

圖4(5) 程序梯形圖

5 程序調(diào)試

(1)用選擇開關(guān)Autom 或Hand 來選擇自動(dòng)運(yùn)行或手動(dòng)調(diào)整方式，工作電壓為+24V(用按鈕B1 模擬光電傳感器，只要不按B1，當(dāng)前的輸出為24V)。在自動(dòng)運(yùn)行的工作方式下，通過操作啟動(dòng)按鈕Start(加+24V 電壓)或停止按鈕Stop(加0V 電壓)。

(2)模壓機(jī)的工作過程通過內(nèi)部電子線路模擬，用各個(gè)發(fā)光二極管LED 指示其工作情況。在手動(dòng)調(diào)整方式下，有4個(gè)操作按鈕S1、S2、S3和S4，分別控制相應(yīng)的閥門Y1、Y2、Y3和Y4。閥門打開時(shí)，相應(yīng)的紅色LED 指示燈亮。

(3)模壓機(jī)的3個(gè)氣缸(推進(jìn)器、模壓機(jī)、彈出器)及噴嘴是由閥門Y1∽Y4 控制的，通過一列LED 指示燈表示氣缸的運(yùn)動(dòng)過程。通過緊湊的裝配，在氣缸運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)位置安裝的行程開關(guān)S8∽S13，由模擬器自動(dòng)地檢測(cè)并產(chǎn)生+24V 信號(hào)，并可用于進(jìn)一步的處理;這些終點(diǎn)位置用LED 指示。

6 結(jié)束語(yǔ)

本論文從典型模壓機(jī)自動(dòng)控制實(shí)際需要出發(fā)，利用西門子S7－200 系列PLC 技術(shù)，對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件、軟件設(shè)計(jì)，具有接線簡(jiǎn)單、可靠性高、高速傳輸、體積小、低功率消耗和寬輸入電源范圍的優(yōu)點(diǎn)［2］，能夠?qū)崿F(xiàn)模壓機(jī)自動(dòng)恒溫、自動(dòng)放氣、自動(dòng)起模、自控時(shí)間等自動(dòng)控制功能，值得技術(shù)借鑒和推廣應(yīng)用。

［1］陳瑞庭.J－50 型集成板模壓機(jī)簡(jiǎn)介［J］.林業(yè)機(jī)械，1993(5):60－62.

［2］夏辛明，黃鴻，高巖.可編程控制器技術(shù)及應(yīng)用［M］.北京:北京理工大學(xué)出版社，2005.

［3］胡學(xué)林.可編程控制器教程［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2004.

［4］王庭有.可編程控制器原理及應(yīng)用［M］.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2005.

［5］張萬忠，孫晉.可編程控制器入門與應(yīng)用實(shí)例［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2005.