利用PLC對(duì)FILM整形機(jī)控制電路的改造

趙超能 吳春華 莊里華

摘要：通過(guò)對(duì)FILM整形機(jī)的PLC改造，改變了傳統(tǒng)的控制模式，操作更加簡(jiǎn)單化和人性化，而且效率也相應(yīng)提升。本文著眼于對(duì)FILM整形機(jī)的PLC改造，使其在控制上更加人性化，更適應(yīng)于現(xiàn)代化產(chǎn)品的多元化的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：FILM整形機(jī)；PLC；觸摸屏控制

引言

FILM整形機(jī)主要用于電容器制造的附屬設(shè)備；由于電控部分采用工控板結(jié)構(gòu)，加之在隨后的設(shè)備維護(hù)、技術(shù)進(jìn)步和系統(tǒng)更迭等因素，傳統(tǒng)的工控板和繼電器控制方式使得維護(hù)和操作上已不能適應(yīng)產(chǎn)品多元化的發(fā)展要求。

一、FILM整形機(jī)的概述

FILM整形機(jī)為是將不同規(guī)格的FILM盤(pán)通過(guò)整形機(jī)配合整形平整后，將配合整形后的治具再投用到生產(chǎn)設(shè)備上再利用的專用設(shè)備。

（一）工作原理簡(jiǎn)述

FILM整形機(jī)的工作原理是將FLIM盤(pán)放置于專用的定位平臺(tái)的定位治具上，由送料氣缸將FILM盤(pán)推送至預(yù)壓位置；傳感器感應(yīng)到指定位置后，止動(dòng)氣缸向上頂出、襯托住FILM盤(pán)定位治具，然后整形氣缸向下動(dòng)作直至對(duì)FILM盤(pán)預(yù)壓，整型氣缸下限位傳感器感應(yīng)到進(jìn)行保壓延時(shí)；如果一次循化沒(méi)有完成FILM盤(pán)的整形后，將重新開(kāi)始如上操作，直至FILM盤(pán)達(dá)到平整度要求再進(jìn)行下一個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)。

（二）現(xiàn)有設(shè)備存在的問(wèn)題

由于產(chǎn)品系列的變更和原有的工控板電路采用接觸器、輔助繼電器和定時(shí)器等線路凌亂，維護(hù)更加困難；不能滿足快速維修的需要。同時(shí)原有的電氣控制部分主要在操作過(guò)程中呈現(xiàn)出如下的不足之處（見(jiàn)下圖）。

為了適應(yīng)產(chǎn)品FILM盤(pán)不同規(guī)格的要求，需要經(jīng)常調(diào)整整形氣缸的下限位感應(yīng)的傳感器，給操作和調(diào)機(jī)帶來(lái)極大地不便；同時(shí)換型號(hào)調(diào)機(jī)的時(shí)間太長(zhǎng)，設(shè)備利用率低下。

二、技術(shù)改造

針對(duì)以上的操作方面的不足，和維護(hù)方面的需要，亟需對(duì)電控系統(tǒng)的改造，優(yōu)化電控結(jié)構(gòu)；并針對(duì)改造方案前后進(jìn)行了對(duì)比：

從經(jīng)濟(jì)實(shí)用性、技術(shù)難度、維修頻次、成本改善綜合因數(shù)考量，采用PLC的改造更加有利：適應(yīng)產(chǎn)品變更的需求；解決現(xiàn)有電控部分的不足；操作簡(jiǎn)便、便于維護(hù)。

（一）氣路原理圖

由于整型氣缸采用SGC250×100-S的圓形氣缸，用氣量較大、壓力高，氣動(dòng)原理圖見(jiàn)下圖。

1、安全要求：由于整形氣缸氣量消耗較大，所以在進(jìn)氣端增裝了0.08m3的儲(chǔ)氣罐，和整定壓力為0.8MPa的安全閥。

2、氣缸同步：兩個(gè)止動(dòng)氣缸由同一個(gè)電磁閥輸出，需要用單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)兩個(gè)氣缸同時(shí)動(dòng)作，平穩(wěn)運(yùn)行，防止氣缸動(dòng)作的爬行現(xiàn)象。

3、噪音控制：整形氣缸的用氣量消耗較多，在電磁閥方向切換的中噪音較大、采用消音器和消音棉消除嘯鳴聲。

（二）PLC程序及說(shuō)明

FILM整形機(jī)的控制要求：

根FILM整形機(jī)的機(jī)械原理和氣動(dòng)原理圖所示，YV0、YV1和YV2電磁閥分別控制送料氣缸、止動(dòng)氣缸和整形氣缸，X5為送料氣缸后限位接近開(kāi)關(guān)、X6為止動(dòng)氣缸上限位接近開(kāi)關(guān)、X7為整形氣缸下限位接近開(kāi)關(guān)，控制要求如下：

1、初始狀態(tài)要求：系統(tǒng)只要通氣的、但未得電的狀態(tài)下，送料氣缸處于伸出位置、止動(dòng)氣缸處于縮回位置、整形氣缸處于縮回狀態(tài)；

2、系統(tǒng)可以設(shè)置“自動(dòng)”模式和“手動(dòng)”模式；

3、在“手動(dòng)”模式下，為防止誤動(dòng)作而造成機(jī)械部件損壞，要求各氣缸按順序控制的方式動(dòng)作；在送料氣缸未達(dá)到預(yù)定位置時(shí)，止動(dòng)氣缸和整形氣缸不能動(dòng)作；止動(dòng)氣缸未達(dá)到預(yù)定位置時(shí)，整形氣缸不能動(dòng)作；在“手動(dòng)模式”下可以對(duì)產(chǎn)品預(yù)壓處理，以便于設(shè)定整形氣缸的重復(fù)整形次數(shù)；并將其參數(shù)設(shè)定到PLC中，為“自動(dòng)模式”設(shè)置重復(fù)整形次數(shù)作依據(jù)；

4、在“自動(dòng)”模式下，確認(rèn)放置好需要整形的產(chǎn)品于專用治具上，按下“啟動(dòng)”按鈕，YV0電磁閥得電，送料氣缸縮回至后限位接近開(kāi)關(guān)；感應(yīng)延時(shí)后YV1電磁閥得電，止動(dòng)氣缸頂出；然后YV2電磁閥得電，整形氣缸壓下整形，并且整形次數(shù)可以按照要求進(jìn)行設(shè)定。達(dá)到整形次數(shù)后YV2電磁閥首先失電，整形氣缸上升；延時(shí)后YV1電磁閥失電，止動(dòng)氣缸縮回；再YV0電磁閥失電，送料氣缸將產(chǎn)品伸出至起始位置，將產(chǎn)品從治具上取出完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，下一個(gè)周期需要再次放置需要整形產(chǎn)品，并進(jìn)行啟動(dòng)操作才能繼續(xù)生產(chǎn)。

5、在“自動(dòng)模式”下，確認(rèn)需要整形的產(chǎn)品放置于專用治具上，按下“停止”按鈕時(shí)，一直要到一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期完成后才能停止，中途不能停止運(yùn)行。

6、當(dāng)安全門(mén)異常開(kāi)啟式，系統(tǒng)處于“急停”狀態(tài)，蜂鳴器會(huì)秒脈沖進(jìn)行報(bào)警；當(dāng)按下“急停”按鈕時(shí)，YV0、YV1和YV2電磁閥均失電，各氣缸處于初始狀態(tài)。

7、具有對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)的功能。

8、針對(duì)不同的產(chǎn)品規(guī)格，無(wú)需使用調(diào)整X7（整形氣缸下限位接近開(kāi)關(guān)）來(lái)針對(duì)不同的產(chǎn)品。

（三）編制I/O分配表和PLC選型：

1、根據(jù)控制要求，現(xiàn)對(duì)I/O分配表編制如下：

2、由I/O分配表可知：輸入點(diǎn)數(shù)：8個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)：4個(gè)；PLC控制的總點(diǎn)數(shù)為12點(diǎn)，可以采用FX1s系列的FX1s-20MR-001的PLC可以滿足要求。

（四）根據(jù)控制要求，編制狀態(tài)流程圖：