順德區(qū)胡寶星職業(yè)技術(shù)學(xué)校 林俊耀

本文通過一個(gè)設(shè)備改造實(shí)例來說明利用PLC對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造的步驟，首先要確定設(shè)備的工作流程，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定PLC輸入輸出分配表，再確定實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制電氣原理圖，編制好控制程序后，做好控制柜，將程序下載到PLC進(jìn)行調(diào)試，與原先的設(shè)備動(dòng)作相比較，動(dòng)作一致則改造完成。

木材加工機(jī)主要運(yùn)用于短木材接長(zhǎng)，可以大大提高木材的利用率，減少木材資源的浪費(fèi)，達(dá)到短木材變成長(zhǎng)木材的目的。通過改造后的木材所做板材，在后續(xù)加工中變形比較小，性能優(yōu)。原來木材加工機(jī)都是采用的繼電器來控制，由于木材加工的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較差，設(shè)備會(huì)經(jīng)常出故障，為了減少故障的發(fā)生率，現(xiàn)在對(duì)原來木材加工機(jī)進(jìn)行改設(shè)備造。

接到改造任務(wù)后，我首先通過觀察，確定原來木材加工機(jī)設(shè)備的整個(gè)工作流程為，首先要確定木材加工設(shè)備工作臺(tái)的位置，只有其在原點(diǎn)位置，加上氣泵內(nèi)的氣壓過到要求，依次啟動(dòng)加工電動(dòng)機(jī)，鋸料電動(dòng)機(jī)，油泵電動(dòng)機(jī)后，再按下啟動(dòng)按鈕，壓料汽缸得電將要加工的木料壓緊，通過壓料檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)后，確認(rèn)處于壓緊狀態(tài)，木材加工工作臺(tái)前進(jìn)閥得電，木材加工工作臺(tái)開始前進(jìn)，在前進(jìn)過程中首先由鋸料電機(jī)帶動(dòng)的鋸片將木材前端鋸齊，然后再由加工電機(jī)對(duì)鋸齊頭的木材進(jìn)行加工，加工完成后，木材加工工作臺(tái)碰到工作臺(tái)前進(jìn)限位開關(guān)，木材加工工作臺(tái)停止，松料汽缸得電開始松料，通過松料檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)后，確認(rèn)處于放松狀態(tài)，松料汽缸斷電，與此同時(shí)，推料汽缸得電開始推料，將已經(jīng)完成加工的木材推出來，當(dāng)推料汽缸前進(jìn)到碰到推料前限開關(guān)時(shí)，推料汽缸由于斷電后自動(dòng)后退并碰到推料后限開關(guān)，木材加工工作臺(tái)的后退閥開始得電，完成木材加工工作臺(tái)后退動(dòng)作，木材加工工作臺(tái)后退，木材加工工作臺(tái)碰到后限限位開關(guān)時(shí)，木材加工工作臺(tái)后退閥斷電停止運(yùn)行，整個(gè)木材加工過程完成。

由于要對(duì)木材加工設(shè)備進(jìn)行全新改造升級(jí)，原來繼電控制將改成PLC控制，原來控制電路所能提供擔(dān)所有保護(hù)，在改造后設(shè)備當(dāng)中全部都要有，另外要增加手動(dòng)調(diào)試功能和故障提示功能，并要盡可能的減少PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)。

根據(jù)廠家的設(shè)計(jì)要求首先確定了改造采用的控制核心為三菱PLC，點(diǎn)數(shù)為32點(diǎn)。外部I/O分配表如表1所示。

表1

由于廠家提出了原來繼電控制當(dāng)中的所有的保護(hù)功能全部都要有，還要加上故障提示功能。原來繼電控制當(dāng)中，提供了原位保護(hù)，氣壓不足保護(hù)，欠壓保護(hù)，失壓保護(hù)，過載保護(hù)等。所以我將電氣原理圖更改成下圖所示。原來的主電路沒有變化，按下啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM0閉合并自鎖，接觸器KM0的主觸點(diǎn)閉合給控制核心PLC供電。欠壓產(chǎn)生時(shí)，則接觸器KM0線圈失電，斷開系統(tǒng)電源，當(dāng)電源電壓消失時(shí)，由接觸器KM0的自鎖觸點(diǎn)提供失壓保護(hù)；當(dāng)系統(tǒng)氣壓不足，氣壓開關(guān)SP斷開，主接觸器KM0失電釋放，讓整個(gè)控制系統(tǒng)斷電，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)特殊情況時(shí)，可以直接按下急停按鈕SB0，讓接觸器KM0失電釋放，讓整個(gè)控制系統(tǒng)斷電，設(shè)備停止運(yùn)行。另外根據(jù)廠家設(shè)計(jì)要求，要求增加故障提示指示燈，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，我采用了一個(gè)用9V電池控制的指示燈，用二個(gè)開關(guān)對(duì)其控制，其中一個(gè)開關(guān)為QF的常開觸點(diǎn)，當(dāng)電源開關(guān)QF閉合時(shí)，其常開觸點(diǎn)閉合，EL指示燈開始工作，代表電源開關(guān)已經(jīng)閉合，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB2，交流接觸器KM0閉合自鎖，其常閉觸點(diǎn)斷開，EL指示燈斷開，代表PLC已經(jīng)正常工作，當(dāng)由于電源電壓消失或電源電壓下降到接觸器線圈額定電壓的 85%以下會(huì)導(dǎo)制接觸器失電或釋放，EL指示燈亮代表有故障產(chǎn)生。減少I/O只能采用程序與硬件相配合，在程序分析中分析。

根據(jù)外部電氣原理圖，配合下面的程序可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制系統(tǒng)的控制，經(jīng)過設(shè)備操作人員的現(xiàn)場(chǎng)操作確認(rèn)與原先設(shè)備操作一致。另外廠家提出要求減少PLC的I/O，我通過軟件與硬件結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。在電氣原理圖當(dāng)中我設(shè)計(jì)了二個(gè)控制按鈕，一個(gè)是手動(dòng)與自動(dòng)選擇開關(guān)SA1，另外一個(gè)手動(dòng)操作按鈕SB3。SA1這個(gè)開關(guān)為旋鈕，在任意一個(gè)時(shí)間內(nèi)只能有一個(gè)工作狀態(tài)，當(dāng)SA1處于閉合狀態(tài)時(shí)，則代表選擇手動(dòng)操作，此時(shí)，每一次按下操作按鈕SB3，執(zhí)行一個(gè)操作。按下SB3操作按鈕第一次，則工作臺(tái)前進(jìn)，前進(jìn)到位自動(dòng)斷開；按下SB3操作按鈕第二次，則工作臺(tái)后退，后退到位自動(dòng)斷開；按下SB3操作按鈕第三次，則壓料，壓料到位自動(dòng)斷開；按下SB3操作按鈕第四次，則松料，松料到位自動(dòng)斷開；按下SB3操作按鈕第五次，則推料，推料到位自動(dòng)斷開。在手動(dòng)過程中，只要旋動(dòng)手動(dòng)與自動(dòng)選擇開關(guān)SA1，讓SA1處于斷開狀態(tài)，則進(jìn)入到自動(dòng)執(zhí)行程序，當(dāng)檢測(cè)到加工電動(dòng)機(jī)，鋸料電動(dòng)機(jī)，油泵電動(dòng)機(jī)全部啟動(dòng)后，在原位檢測(cè)到有木料，按下啟動(dòng)按鈕SB4，木料自動(dòng)按照指定流程動(dòng)作。

改造后的木材加工機(jī)利用機(jī)、電、液、氣結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)木材加工工作臺(tái)全自動(dòng)進(jìn)給送料，壓料與退料，實(shí)現(xiàn)木材加工全自動(dòng)化加工，既提高了木材加工的生產(chǎn)效率，又提高木材加工的良品率。