摘要：LM系列PLC在高速卷釘機中的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：機械設(shè)備；卷釘機；PLC

　　1 引言

　　近年來，隨著卷釘?shù)纳a(chǎn)、銷售和出口的大幅度增長，特別是熱鍍鋅釘?shù)氖袌鲂枨笕找鎻妱牛芏鄰S家在不斷地擴大產(chǎn)量，以適應(yīng)市場日益擴大的需求。高速卷釘機大大提高了卷釘生產(chǎn)的效率，滿足卷釘?shù)纳a(chǎn)的需求。本文介紹基于和利時公司LM系列PLC在高速卷釘機中的應(yīng)用實例。

　　2 系統(tǒng)設(shè)計

　　卷釘機是自動化的焊接設(shè)備。首先將散鐵釘置于上方的振動盤中，由振動盤將散釘按順序排列后經(jīng)下料軌道進入焊接盤與兩條鍍銅絲焊接成線排釘，然后經(jīng)自動浸油防銹、烘干及計數(shù)機構(gòu)自動卷成盤裝（平頂型及塔型），依設(shè)定的每卷支數(shù)自動剪斷，由操作人員將成品用橡皮圈固定后即可包裝入箱。設(shè)備如圖1所示：

圖1  設(shè)備概圖

　　系統(tǒng)由PLC對接近開關(guān)、光電開關(guān)等進行數(shù)據(jù)采集，然后根據(jù)控制工藝要求，按照預(yù)先編制的程序?qū)ψ冾l器、焊接電源、氣動閥等設(shè)備進行控制，實現(xiàn)卷釘機的自動控制。觸摸屏上可以進行參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)顯示。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：

圖2  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　表1 系統(tǒng)I/O分配表

　　該系統(tǒng)有9路DC24V開關(guān)量輸出、14路DC24V的開關(guān)量輸入，本系統(tǒng)配置1個CPU模塊LM3106。

　　CPU模塊：LM3106，本體集成14 DI / 10 晶體管DO，另外，通過RS-232通訊口與觸摸屏進行通訊。

　　觸摸屏：本系統(tǒng)選用的HMI為Eview的MT506觸摸屏，MT500系列觸摸屏是專門面向PLC應(yīng)用的,其功能強大,使用方便,非常適合現(xiàn)代工業(yè)越來越龐大的工作量及功能的需求。

　　3 工藝流程控制

　　高速卷釘機通過震動盤上的震動電機和吹氣閥把散釘整理到軌道上；當(dāng)軌道滿釘時候，震動電機和吹氣閥停止工作，當(dāng)軌道沒滿釘時，震動電機和吹氣閥重新開始工作。釘子進入軌道后，隨著主電機運行，釘盤把軌道上的釘子吸到焊盤，采集到焊接信號后，PLC立即輸出焊接指令，完成焊接。焊接完成后的排釘先通過防銹液，然后到達推卷軸，完成N枚/卷的計數(shù)，完成成品。如果在運行過程中軌道出現(xiàn)缺釘或者焊盤出現(xiàn)缺釘，立即停止設(shè)備，并輸出保健燈，觸摸屏顯示故障原因。PLC控制流程圖如圖3所示。

　　設(shè)備按下“啟動”按鈕后設(shè)備正常運行；按下停止按鈕停止所有設(shè)備，當(dāng)故障出現(xiàn)時，設(shè)備立即停止運行，并在觸摸屏上顯示故障原因。

　　系統(tǒng)主要由下面幾部分組成：

　　送料部分：包括震動盤和送釘軌道，完成焊接時釘子的共給。

　　焊接部分：系統(tǒng)的核心部分，完成散釘?shù)脚裴數(shù)倪^程。

　　成品部分：主要是產(chǎn)品的計數(shù)、包裝。

　　故障報警處理：實時采集各故障信號

　　顯示部分：觸摸屏顯示速度、故障、運行等信息，并完成各環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)定。

 圖3  控制流程圖

　　運行監(jiān)控部分：

　　計數(shù)器是顯示卷釘?shù)暮附訑?shù)量，當(dāng)焊接數(shù)量到達設(shè)定數(shù)量后，進行剪切，并圈數(shù)加1；運行速度為當(dāng)前焊接的實時速度；另外是一些操作按鈕，包括：啟動、停止、剪切、加熱。畫面如圖4所示：

圖4  運行監(jiān)控畫面

　　參數(shù)設(shè)置部分：

　　參數(shù)設(shè)置包括焊接時間設(shè)置、剪切個數(shù)設(shè)定、剪切延時設(shè)定、剪切計時設(shè)定、推卷延時設(shè)定、推卷計時設(shè)定等，畫面如圖5所示：

圖5  參數(shù)設(shè)置畫面

　　故障顯示部分：

　　包括變頻器故障顯示、冷卻水故障顯示、可控硅故障顯示、缺釘顯示等。畫面如圖6所示：

圖6  故障顯示畫面

　　4 PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點

　　高速卷釘機設(shè)備選用和利時公司的小型一體化PLC，較大程度地提高了系統(tǒng)的可靠性，更好地滿足了用戶的需求。本系統(tǒng)有以下優(yōu)點：

　　可靠性高

　　本系統(tǒng)的控制核心是和利時公司LM系列PLC，能夠在惡劣的環(huán)境中長期、可靠、無故障地運行，接線簡單，維護方便，隔離性好，抗腐蝕能力強，能夠適應(yīng)較寬的溫度變化范圍，平均無故障時間間隔（MTBF）大于15年。

　　功能強大

　　和利時公司LM系列PLC的編程語言遵從IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)，易學(xué)、易懂、易用，并支持多種編程語言：梯形圖（LD）、指令表（IL）、功能塊圖（FBD）、順序功能圖（SFC）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）、連續(xù)功能圖（CFC），支持多達283條基本指令。HOLLIAS LEC G3系列PLC采用最新技術(shù)的高速處理芯片，可實現(xiàn)復(fù)雜控制的高速處理，采用閃存來存儲用戶程序，保證保護用戶程序不被擦掉。

　　5 結(jié)束語

　　以PLC為控制核心的高速卷釘機，利用PLC的高速運算處理功能，實現(xiàn)對釘子焊接、排釘?shù)挠嫈?shù)，完成卷釘?shù)纳a(chǎn)。不僅提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，提高加工速度，并且顯示屏操作簡單、直觀，有效的避免了誤操作的發(fā)生，經(jīng)濟效益和社會效益十分可觀。

　　參 考 文 獻

　　[1] 《LM系列PLC硬件手冊》，杭州和利時自動化有限公司，2006

　　[2] 《LM系列PLC軟件手冊》，杭州和利時自動化有限公司，2006

　　[3] 《LM系列PLC指令與功能塊手冊》，杭州和利時自動化有限公司，2006