PLC和触摸屏在钢筋网成形机控制系统中的应用_图文

1、PLC和触摸屏在钢筋网成形机控制系统中的应用PLC和触摸屏在钢筋网成形机控制系统中的应用PLC and Touchscreen in Network Reinforeced FOrming Machines Control System李丙林王威(长春工业大学电气与电子工程学院,吉林长春130012孙旭彬(中国石油东北炼化工程有限公司吉林设计院,吉林吉林132021摘要对PLC争触摸屏相结合技术应用于钢筋网成型机焊接控制系统的设计思想作了介绍,对系统的硬件组成和系统工作原理作了较为详细的阐述,现场应用情况表明,该控制系统操纵灵活、工作可靠、维修方便。关键词:PLC,触摸屏,钢筋网成形机,组态,

2、焊接AbstractThe design idea of PLC in combination with Touch-screen applying to the reinforced network forming machines welding control system is introduced in this paper.The hardware composition and System working principle8re detailed described.The result of operation shows that the control system f

3、eatures flexible Operation.reliable work and convenient maintenance.Keywouds:PLC,touch-screen,reinforeced network forming machines,configuration,weld钢筋网焊接成形机(简称焊网机是目前国际上应用极广的钢筋成形设备。以往在建筑工程上用的钢筋网是由人工捆扎而成,雨目前建筑工程用的钢筋网多是结点焊接雨成。1系统介绍本系统以宇人机械制造有限公司为研究对象,建立了基于PLc和触摸屏的钢筋网成形机控制系统,设计生产的GWC3300型焊网机目前已投人使用,可焊接

4、q0512mm的钢筋,最大网宽为3.3m,每分钟焊接50N60次,钢筋网El产量可达5吨以上,受到广大客户的亲睐。字人公司在之前的焊网机中采用的是单片机控制系统,由普通电脑作为入机界面。单片机系统的优点是成本低廉,技术保密性强。但缺点也很明显,维修困难,设备防尘、防震、抗干扰能力差。本文研究的以PLC为核心,触摸屏为人机界面的钢筋网成形机控制系统,虽然成本增加了五千元。但是在总造价当中增加比例很少(总造价百万元左右。其技术优势相对单片机系统很明显,系统维修很简单、方便,设备抗干扰能力大大增强,故障率也大幅下降。2系统硬件GWC3300型焊网机的电气控制系统组成包括:主电源供电系统(万能断路器、

5、主控电路系统(可控硅控制、变压器变压系统(包括变压器制冷子系统、电极焊接系统、工作台伺服系统(纵筋送进、电气控制系统(包括可编程控制器及触摸屏等。2.1主控电路系统整个焊网机系统总功率超过380kVA,单独配备手动自动均可的千安级万能式断路器系统。主控电路系统即可控硅控制系统,近年来对大电流通断控制国际上普遍采用可控硅,其有技术可靠、成本低廉、使用寿命长等特点。可控硅采用单向导通可控硅,以两只为一组。反向并联,以使交流电能顺利导通。每组可控硅的两个控制极并在一起连在固态继电器输出端,由输入端(PLC输出控制。因采用三相电路,故需三组共六只可控硅。2.2变压器变压系统本方案使用六台63kVA变压

6、器,总功率375kVA左右。变压器两两并联,分三组,交替接上三相380V电源,同时工作。可使电源相电流平衡。输出为交流24V,此为焊接工作电压。由于主变压器功率大(63kVA、发热量高。为防止过热被烧毁,所有变压器、可控硅、上下电极等焊接系统内部都通有冷却水管道,采用强制水冷并设有流量保护装置,确保机组能可靠地连续工作。2.3电极焊接系统焊接系统动力由气动系统提供,在主机大梁下方排列32个气缸,每个气缸下连两个上电极,相邻电极中心距为50mm,共64个上电极与相间数目的下电极一一对应,所以所焊钢筋网纵向间距为50mm或100mm(可以间隔撤掉一个电极,最多64格,最宽3300mm。每个气缸都可

7、单独关断,因此亦可焊接窄幅钢筋网。2.4工作台伺服系统钢筋网的纵向(送进进给工作(是又由伺服系统提供动力。由于钢筋网纵向往往很长(盘条上料,有时会达到百米以上。要求每次纵向(送进进给尺寸精确,且不得有累积误差,因此采用伺服电机配合可编程控制器(可达到要求来实现精确控制。2.5电气控制系统本文采用的PLC和触摸屏都是欧姆龙的产品,PLC的型号是CPM2A一60,36点输入,24点输出,其中还有一路高速脉冲用来控制伺服电机。触摸屏型号是PTM50,是一种微型可编程终端,能方便地构成监控画面。通信端口可选,且RS232C口可通过适配器转成RS422口,与远程PLC进行通信。3工作原理焊网机焊接工作原

8、理如图1所示。以千安级大电流通过交叉连接的纵筋和横筋,瞬时发热融化钢筋接触点,以达到钢筋焊接的目的。豳1焊接工作原理图由于焊网机需要瞬时电流极大,故本方案使用六台63kVA 的变压器,输入电压380v,输出为24V。电流控制方案简图如图2所示。作为整个焊网机的控制系统核心,PLC要控制数目繁多的执行机构和元器件。除与触摸屏连接使其作为人机界面外,还要控制普通电机、伺服电机、气缸、电磁铁、固态继电器、接触器等等。人机界面方面,由于使用的都是欧姆龙公司的产品,因此PLc不需要编制特殊的通讯协议,只须向触摸屏发送各个阶段需要的屏幕编号即可。因为所有可修改的参数基本都要在触摸屏上显示,所以PLC上的数

9、据地址要和触摸屏上的参数地址相对应,以便在触摸屏上修改后传送的PLc上。因为PLC的输出端功率很小,除固态继电器因功率要求极<工业控制计算机>2010年第23卷第2期图2电流控制方案简图低可直接驱动外,其他各种接触器、电磁阀都需要较大功率驱动,因此本系统还另加一块驱动放大电路板,此板结构简单,国内即有成品板材出售,在此就不再敷述。这里以要提的是驱动电源的问题,PLC因电源要求较高,需单独配一个开关电源(成品。而焊网机因自动化程度较高,除焊接用气缸32个以外,另外还有20多个气缸、电磁铁等,总共需要50几个电磁阀。这样一来市场上的成品开关电源功率就远远不够,因此需自制24V 直流电源

10、。本系统采用三台变压器加桥式整流器形成电源。由于须要三相平衡的缘故,故每相均接一台变压器,输入端220V,输出19V。三台变压器及桥式整流器连接如图3所示。lTlf21'3交流220f24V图3变压器与整流器连接图焊网机工作流程框图如图4所示。由于送丝机构(即工作控制,欧姆龙的PLc中CPM2A刚好有一路高速脉冲输出,用它即可控制伺服驱动器。由于焊网机工作时有极大电流通过可控硅,对控制系圈4焊网机工作流程框图统干扰很大,所以不能放在一起。焊网机的控制系统因此分为两个部分,放在两个独立的控制柜中。一个可控硅柜中放置主电路系统,包括固态继电器、可控硅、熔断器、万能式断路器以及冷却水管道和主

11、变压器连线。一个电控柜放置控制电路系统,包括可编程控制器、触摸屏、小变压器、桥式整流器、驱动放大电路板、开关电源、伺服驱动器、空气开关、热继电器、接触器等控制元件。4结束语基于该方案的机器投放市场,因操作灵活、性能稳定、维修方便而受到用户好评。CPM2A系列PLC具有体积小、系统集成度高、组态灵活、接线简单、安装方便、抗干扰性能强等特点,可进行系统柔性设计,性价比高。特别是触摸屏MPT5的应用,使系统参数设计便捷、修改简单、操纵灵活度大大提高。参考文献1王小增,杨久红.PLC程序设计方法研究J.信息技术与信息化,2004(52万频,刘永军,李学聪,等.PLC与触摸屏在汽车真空助力器在线测试中的

12、应用J.制造技术与机床学报,2007(23罗麦丰,陈小祝,霍大勇.西门子S7200系列PLc在配料生产线上的应用J.微计算机信息,2007,23(1-1中国计量报。2007(15曹辉,马栋萍,王暄.组态软件技术及应用M.北京:电子工业出版社,2009窥视危机之后的小型PLC市场新格局杨晓强中国工控网市场研究部动态市场研究中心小型PLC,是OEM自动化市场的最核心产品,虽然由于其化将业务集中在传动产品上不再发展控制器相关业务的整体物理部件,在OEM设备的成本中的占比并不高,甚至在整个电策略有关,但以艾默生这样的工业自动化巨头在经历努力后都气配置中只占很小的比例,假其主导地位却毋庸置疑,由于用什难

13、以形成气候,可见发展小型PLC的艰难。而在11月,罗克韦么样的小型PLC决定了设备控制的技术类型和操作方式,因而尔自动化与韩国RS公司达成协议向其出售了OEMax业务,这对其他电气设备品牌和型号的选择有着主导性的作用。距离罗克韦尔自动化收购OEMax业务尚不足三年,如果说艾默2009年是中国经济转型的元年,率先受全球金融危机影响生放弃PLc业务是因为公司整体策略调整的结果,那么罗克韦的OEM市场在经历了低谷之后在下半年逐渐恢复,呈现强劲的尔自动化放弃OEMax的根本原因是缺乏合适的商务运作模式。增长趋势,整个OEM市场在全年呈现了典型的V型转变。而小型从九十年代初期算起到现在,已经整整二十多年过去,除去台达PLC市场的表现则完全体现了这一过程。上半年,从供应商到代电子以外的其他本土PLc厂商要么依IEl在生存线上挣扎,要么理商对席卷全球的金融危机无不诚惶诚恐,唯恐制造业一蹶不振已经关门大吉。业绩难以达成。而到了下半年,市场迅速回暖,年底反映出各个品虽然许多厂商都在小型PLC上做了尝试,但小型PLc产品牌的小型PLC几乎都卖断货,散户甚至在市场上找不到一套现看起来简单,实则是设计、制造工艺、生产水平和品质保证等的货。在这种形势下,价格悄然上涨,几乎都超过了一年前的水平。综合体,而仅仅拥有可靠的产品却远远不够