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PLC在電鍍生產(chǎn)線行車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

  一淡箱、概述
  一件電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質(zhì)好的鍍液添加劑外瓮栗,如何保證電鍍產(chǎn)品嚴(yán)格按照電鍍工藝流程運(yùn)行和保證產(chǎn)品的電鍍時(shí)間則是決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素袍榆。在電鍍生產(chǎn)線上采用自動(dòng)化控制不但可以使電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)得到嚴(yán)格的保證,有效的減少廢品率呼笨,而且還可以提高生產(chǎn)效率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度恋晃,有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,電鍍生產(chǎn)線上對行車的自動(dòng)控制則是電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化控制的關(guān)鍵肪吁。
  電鍍生產(chǎn)線按照其工藝要求和規(guī)模一般設(shè)計(jì)有兩臺(tái)行車陷立、三臺(tái)行車和四臺(tái)行車工作,每臺(tái)行車都根據(jù)已編制好的各自的程序運(yùn)行获踏;對于行車的自動(dòng)控制胀垃,早期是采用繼電器邏輯電路和順序控制器,發(fā)展至今其控制方式已采用可編程控制器PLC作為核心控制部件噪旭,其控制更為安全、可靠恃楔、方便垢蔑、靈活培晓,自動(dòng)化程度更高。本文介紹在一條電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線上用PLC結(jié)合變頻器控制三臺(tái)行車的自動(dòng)控制系統(tǒng)菩擦,該自動(dòng)控制系統(tǒng)在廣東省中山市的一家外資風(fēng)扇廠得到很好的應(yīng)用廓握。
  
  二、硬件結(jié)構(gòu)
  在一條電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線上有三臺(tái)行車既各自獨(dú)立工作嘁酿,又互相通過信號(hào)聯(lián)系隙券,每臺(tái)行車上安裝一臺(tái)由交流接觸器驅(qū)動(dòng)的錐形電動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)工件上、下闹司,由一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)的普通電動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)行車前進(jìn)娱仔、后退。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1游桩。    
  由于電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線上有三臺(tái)行車同時(shí)自動(dòng)工作牲迫,所以系統(tǒng)采用了三臺(tái)PLC和三臺(tái)變頻器,一臺(tái)PLC和一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)行車借卧;PLC選用的是三菱公司FX2n-48MR系列可編程控制器盹憎,變頻器選用的是三墾公司ES-0.75K。行車在工作時(shí)通常都懸掛著電鍍工件铐刘,如果行車在起動(dòng)和停止的過程中速度太快或不夠平穩(wěn)陪每,則懸掛的工件就容易掉下掛具,因此行車的速度用變頻器控制使之可調(diào)镰吵,根據(jù)電鍍生產(chǎn)線的實(shí)際情況檩禾,行車設(shè)計(jì)有快速、中速和慢速三種運(yùn)行速度恃打,頻率分別設(shè)定為80Hz,40Hz和13Hz钟唯,行車作自動(dòng)運(yùn)行時(shí),PLC通過檢測安裝在行車上的傳感器的各種信號(hào)市缠,向變頻器發(fā)出指令焚痰,行車以慢速起動(dòng),運(yùn)行平穩(wěn)后就轉(zhuǎn)人中速然后快速運(yùn)行羔辉,在停止前盯萄,行車由快速轉(zhuǎn)人中速,然后以慢速運(yùn)行直至行車準(zhǔn)確停在目標(biāo)鍍槽位置上睁衰;行車由慢速轉(zhuǎn)中速轉(zhuǎn)快速用牲,再由快速轉(zhuǎn)中速最后轉(zhuǎn)慢速,可以通過調(diào)整變頻器的加蝴趾、減速時(shí)間曲線平穩(wěn)過渡勋酿。
  行車動(dòng)作步數(shù)顯示主要是用于顯示電鍍工藝的執(zhí)行過程,由PLC的輸出口通過七段譯碼電路4511連接LED數(shù)碼管顯示愿味,根據(jù)不同的電鍍工藝要求,每臺(tái)行車的動(dòng)作步數(shù)從0步開始至幾十步上百步不等,具體由PLC程序軟件編制葱她。
  每臺(tái)行車上安裝有五個(gè)傳感器唆蕾,選用的是OMRON公司的電感式接近開關(guān),其主要作用是負(fù)責(zé)行車上、下工件定位、鍍槽定位以及行車運(yùn)行過程向PLC發(fā)出變速信號(hào)等。
  行車控制信號(hào)是通過外部的開關(guān)虑灰、按鈕、按鍵等與PLC的輸入端口連接痹兜,包括三臺(tái)行車的聯(lián)動(dòng)控制和單臺(tái)行車控制穆咐;單臺(tái)行車控制只能控制本臺(tái)的行車,不能控制另外的兩臺(tái)行車佃蚜,單臺(tái)行車控制設(shè)計(jì)有手動(dòng)操作和自動(dòng)運(yùn)行模式選擇庸娱、單周期和循環(huán)運(yùn)行模式選擇、緊急暫停以及行車程序動(dòng)作步數(shù)的任意設(shè)定谐算;聯(lián)動(dòng)控制設(shè)計(jì)有運(yùn)行和復(fù)位操作按鈕以及工藝選擇熟尉,可以使三臺(tái)行車自動(dòng)、同步佳抗、循環(huán)不斷地工作坠街,可以選擇不同的電鍍工藝以鍍出不同的工藝品種。
  
  三灵科、軟件設(shè)計(jì)
  三臺(tái)行車的主程序和調(diào)用的各個(gè)功能子程序都是一樣的墅失,但調(diào)用的工藝子程序就各不相同,每臺(tái)行車根據(jù)自己在生產(chǎn)線上不同的工作區(qū)域執(zhí)行的工藝編制不同的工藝子程序揭轰,本文給出一些主要的程序框圖和就一部份主要的程序進(jìn)行闡述筑渴。
  
  (一)系統(tǒng)初始化
  初始化對于每一套系統(tǒng)程序都是必需的少炎,每一次PLC上電或?qū)LC強(qiáng)制復(fù)位都要初始化磕阱,主要是對在程序中使用到的PLC各種計(jì)數(shù)器、定時(shí)器峡审、寄存器等進(jìn)行復(fù)位和設(shè)置情澈,同時(shí)保留上次運(yùn)行需要記憶的各種數(shù)據(jù),完成運(yùn)行前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作拨聚。
  
 ×鏊觥(二)復(fù)位和暫停子程序
  由于行車在工作過程中有時(shí)會(huì)有突發(fā)事件或行車需要暫時(shí)停一下處理其它的工作,因此在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了復(fù)位和暫停兩個(gè)功能丑瞧,針對行車不同的情況和需要使用柑土,為使行車在運(yùn)行過程中可以隨時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位或暫停行車工作,實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)功能的程序都采用中斷子程序绊汹,如圖3是復(fù)位中斷子程序冰单,圖4是暫停中斷子程序幌缝。
  在任何情況下按下復(fù)位按鈕,程序都將轉(zhuǎn)人復(fù)位中斷子程序诫欠,停止所有動(dòng)作輸出并清零,動(dòng)作步數(shù)顯示清零浴栽,計(jì)數(shù)器荒叼、定時(shí)器、輔助繼電器和寄存器等全部清零典鸡,所有記憶數(shù)據(jù)清除被廓,同時(shí)程序轉(zhuǎn)人初始化主程序,重復(fù)PLC上電工作過程萝玷,不同的是所有的運(yùn)行記憶數(shù)據(jù)都清除了嫁乘。
  同樣,在任何情況下按下暫停按鈕立骄,程序?qū)⑦M(jìn)入暫停中斷子程序永努,暫時(shí)停止PLC的輸出,在暫停的狀態(tài)下辨埃,可以進(jìn)行手動(dòng)操作行車散苦,可以重新設(shè)置程序步,在恢復(fù)運(yùn)行時(shí)使程序從所設(shè)置的程序步開始運(yùn)行下风,當(dāng)解除暫停時(shí)奇嗽,如果沒有重新設(shè)置程序步,暫停中斷子程序就會(huì)恢復(fù)PLC原來的運(yùn)行狀態(tài)和原來的步數(shù)顯示鹤肥,繼續(xù)暫停前的工作并從中斷子程序返回永音。
  
  (三)工藝子程序
  為了不浪費(fèi)資源和提高生產(chǎn)效率冠樱,一條電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)有三種電鍍工藝炭箭,分別是鍍仿金工藝、鍍古銅工藝和鍍鎳工藝省喝,每種工藝的工作流程各不相同胆誊,在實(shí)際使用時(shí)可以通過控制面板上的工藝選擇開關(guān)加以選擇,由于三個(gè)工藝子程序的軟件編程方式基本相同肛度,在本文中只用鍍仿金工藝為例對工藝子程序進(jìn)行闡述傻唾。
  根據(jù)電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線電鍍工藝都是周期自動(dòng)循環(huán)工作的特點(diǎn),按照電鍍工件在每一個(gè)不同的鍍液槽中停留的時(shí)間承耿,首先編寫工藝流程曲線圖冠骄,然后再由曲線圖采用步進(jìn)梯形圖指令的形式來編制程序,每個(gè)工藝子程序的程序步各不相同加袋,這里闡述的仿金工藝子程序的程序步是69步凛辣,屬于較為復(fù)雜的步進(jìn)控制抱既。由于電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)要求每種電鍍工藝不但要能從0步(起點(diǎn))開始運(yùn)行,還要能從任意步開始運(yùn)行扁誓,強(qiáng)調(diào)的是在實(shí)際使用過程中的方便和靈活防泵。在進(jìn)人仿金子程序時(shí),程序首先調(diào)用置步情況檢查蝗敢,如果預(yù)先有置步(在操作面板上有動(dòng)作步數(shù)顯示)捷泞,則表示本次工藝運(yùn)行不是從0步(起點(diǎn))開始執(zhí)行,而是從所置的步數(shù)開始執(zhí)行寿谴,如果沒有預(yù)先置步锁右,則表示本次工藝從0步開始由始點(diǎn)順序執(zhí)行,不論是從0步或是從所置的N步開始细咽,程序都會(huì)順序執(zhí)行下去直到69步結(jié)束返回主程序队趁。仿金子程序在運(yùn)行當(dāng)中可以隨時(shí)通過暫停來設(shè)置重新開始的步數(shù)。每一個(gè)程序步里面都有行車的動(dòng)作尘忿,包括電鍍工件在鍍槽里的提升和放下松摘、行車走多少個(gè)鍍槽、以那種速度運(yùn)行淹摧、停留的時(shí)間等等巴俯。
  
  (四)單周期運(yùn)行
  在工藝子程序每一周期運(yùn)行完畢返回主程序時(shí)钾抛,都要詢問是單周期運(yùn)行還是循環(huán)運(yùn)行漏炕,如果是單周期,則程序運(yùn)行完一個(gè)周期返回主程序初始化后的程序入口等待衣夏,當(dāng)按壓運(yùn)行按鈕時(shí)扭享,程序又運(yùn)行一個(gè)周期在同樣的位置等待。設(shè)置單周期運(yùn)行的功能主要是為了調(diào)試修改電鍍工藝和程序匙蚣。單周期運(yùn)行在電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線上是一個(gè)非常實(shí)用的功能续膳。
  
  四、結(jié)束語
  
  用PLC輔以變頻器對電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線行車進(jìn)行自動(dòng)控制收班,具有結(jié)構(gòu)簡單坟岔、編程方便、操作靈活摔桦、使用安全社付、工作穩(wěn)定、性能可靠和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)邻耕,是一種很有效的自動(dòng)控制方式鸥咖,是電鍍生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高效、低成本、高質(zhì)量自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展方向啼辣。


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