PLC在机器改造中的应用

1、PLC在切割机改造中的应用我公司有两台设备，由于买了几年后，有同样的设备，在功能和控制系统上都有升级版，在原来的价格上高出十几万，其实只是控制系统上的改进，在机械部分只是稍有增加。于是我们根据公司需要，将机器由原来继电器控制改为PLC控制，并且将原来的手动的部分工作改为自动，还加入了附加自动功能。整个改造一台花费不到6000元，经过使用达到满意效果。一、概述机器是有两大部分切组成，两部分分别是一个结构相同的切割机构成，一个固定在机座的一头，另一个安装在轨道上，根据所需尺寸，手动把活动机头摇到所需位置，固定后，进行切削工作。经过初步设想是把原来的继电器电路改成plc控制，再把手动定位改成步进电机

2、控制定位，于是就初步选用一个plc，一个步进电机和控制器，由于考虑到经常有有数值的输入，所以除了选用plc外，还有输入用触摸屏或文本显示输入，经过反复考虑控制要求和成本，我们最终选定了一家仿三菱FX2N-MT的板式PLC，因为它既有高速计数和高速脉冲输出功能，而且还有配套的文本显示，在价格上远比三菱的便宜，还省掉了高速计数模块。再加上一个步进电机驱动器和步进电机。考虑到步进电机定位有一定的误差，就采用了一光电旋转编码器作为位置反馈。选定主要原件后，经过分析还可以加入自动重复同一长度的切削加工。于是初步就定下了控制要求和控制元器件。控制分为手动和自动两部分。控制元件主要是一个plc控制器，一个文

3、本显示器，一个步进电机，一个步进电机驱动器，一个光电编码器。 二、改造过程（一）统计输入输出端口首先我们统计了一下输入输出点数， 输入27点 ，输出20,点，因为有文本显示器，就把一些可以做到文本显示器输入，减少了输入点数。输出部分由于有些是成对输出，如1号夹紧，1号松开，是由一个两位五通电磁阀控制，我们就采用输出用小继电器扩展输出，减少了输出点数，同时还起到了输出隔离的作用。这样的输出还有锯片45度角和90度角，防护盖的开和关，因此PLC输出就减少了6个点。再考虑到日常的维修时，为了方便检修，于是就把PLC的输入和输出状态做到文本显示器中，方便查看和检修，综合考虑确定输入输出与plc端口分配

4、以及文本显示输入如下表：输入点PLC端口文本指示输出点PLC端口文本指示编码器A相X0M100步进脉冲Y0M140编码器B相X1M101刹车Y1M141电源启动X2M102步进方向Y2M142电机停止X3M1031号电机Y3M143左手按钮X4M1042号电机Y4M144右手按钮X5M1051号夹紧Y5M1451号锯下限位X6M1062号夹紧Y6M1462号锯下限位X7M1071号45度Y7M1471号盖限位X10M1082号45度Y10M1482号盖限位X11M1091号盖关Y11M1491号压力X12M1102号盖关Y12M1502号压力X13M1111号锯进Y13M151急停X14M11

5、22号锯进Y14M152最大行程X15M113电源Y15M153最小行程X16M114电机过载X17M115手动自动X20M1161号锯上限位X21M117原点限位X22M118上表中的M和下表中的M, D都为文本显示器对应plc中的地址。文本输入对应辅助继电器文本输入对应寄存器1号角度M170实际编码脉冲D2002号角度M171设定尺寸D2011号电机启动M172实际数量D2022号电机启动M173设定数量D2031号电机停止M174编码系数D2042号电机停止M175脉冲系数D205定位开始M176设定脉冲数D206定位停止M177原点补偿D207手动左移M30实际显示尺寸D208手动右移

6、M31编码尺寸D209设定与实际偏差D210自动长度D211自动长度脉冲D212 （二）元件的选配 选定PLC为国产仿FX2N-40MT-4AD-2DA，文本显示器为TP204，步进电机采用0.75KW步进电机以及配套的驱动器，加上位置反馈的光电旋转编码器，为了达到精度和双向计数，还有使用的环境，选用了每转2000脉冲，A,B相输入的光电旋转编码器（型号SP58/10-2000BZ-5-30FG2）。（三）控制改进 1、改进前：原来机器是继电器控制电路，操作有一个电源启动按钮，两个电机启动按钮，和两个电机停止按钮，分别控制两个切割锯片的电机启动和停止。一个急停按钮，两个锯片角度选择按钮，一个刹

7、车开关。还有两个双手操作按钮，他们功能是：当单独任一按钮按下时，夹紧气缸动作夹紧加工型材，松开时气缸复位松开，当两个同时压下，首先是夹紧气缸动作，当夹紧气缸加进到位，即夹紧缸气压都到设定值时，防护盖动作，防护盖关上到位后，切割锯片上升，进行切割，切割完成，松开双手按钮，切割锯片退回，当退回到位后，防护盖打开，然后夹紧气缸复位，加工完成。在这里加工型材的长度需要通过一手动摇轮来移动活动切割机头定位，再用气缸刹车。2、改进后；操作按钮做了调整，将电源按钮和急停，双手操作按钮，保留原有功能；将两个电机启动按钮和角度选择按钮去掉，把他们做到文本显示器中，把刹车开关改为手动自动选择开关，考虑到电机停止的

8、需要和安全，把原来两个按钮功能做到文本显示器中，外面在保留一个电机停止按钮，但功能改为两个电机同时停止的按钮，单独停止则用文本显示器中的按钮。锯片角度选择直接做到了文本显示器中。定位用步进电机定位，定位完成后自动刹车，然后进行原来的操作功能，我们把它作为手动功能，并且加入了计数功能，并且可在文本显示器上设定和显示。在增加了自动定长重复切料功能，能设定好固定长度后，设定所需数量，就可以自动完成所设定的数量后自动停止。 在输出上，将原来的控制逻辑用的中间继电器去掉，直接从PLC输出，接到用于隔离和扩展用的小继电器上。再从继电器输出，并且加入必要的互锁和保护环节。（四）根据控制要求，我设计PLC控制

9、流程图如下：初始寻原点长度定位自动复位寻原点 关上防护覆盖电机启动角度选择自动手动选择锯片进给刹车电源启动2号头定位夹紧型材锯片退回2号夹紧关上防护盖1号松开锯片进给锯片退回2号回原点1号夹紧防护盖打开加紧松开2号松开（五）PLC 程序如下：（六）TP204界面如下：1, 主菜单界面：2，手动工作界面。3，自动工作界面。4.输入点状态界面（维修用）。5输出点状态界面（维修用）。6，参数设置界面。7，调试界面。 （七）根据上面要求以及程序，设计线路图如下；三、安装调试按图接线，安装接线后，经检查确认无误后，进行绝缘测试，空操作测试等合格后进行通电调试，首先进行定位调试，选择手动工作方式，按照步进

10、电机驱动器说明书，设置有关电机参数，然后通过文本显示器中的调试界面手动使电机左右前进，观察电机运行情况，适当调整参数，使电机运行平稳。再通过文本显示的电机脉冲个数和编码脉冲个数计算出电机脉冲系数和编码系数。脉冲系数=单位长度中电机脉冲个数 / 单位长度编码系数=单位长度中编码器的脉冲个数 / 单位长度经过多次试验计算两个系数，分别求出他们的平均值，把他们写入参数设定中对应参数项，然后让2号机头回原点，测定原点补偿值，再把它写入对应项中。接下来输入一长度，使机器自动定位，测试其定位的精度和平稳度，适当调整电机加减速时间，使定位达到准，稳，快。那么定位调试就达到了要求。 接下来就进行手动工作调试：选择手动工作方式，先测试电机启动和停止，正常，锯片角度转换测试，正常，再输入长度和加工数量，进行空料测试，完成整个手动加工。来回几次，测试是否达到要求，合格后，进行实料