基于PLC的带锯床控制系统设计.pdf

机械研究与应用 2 0 1 3 年 第4 期 第2 6 卷， 总 第1 2 6 期 检测与控制 基 于 P L C的带锯床 控制 系统设计 孔 艳艳 闽西职业技 术学院 机械 工程 系， 福建 龙岩3 6 4 0 2 1 摘要 针 对带锯床 的控 制 系统的特点 ， 采用专用调速 阀 ， 实现锯床 的 工进 速度 的 自适 应调整 。以 P L C为控制核 心 ， 阐述 了系统 电路及 系统软件 的设计 过程 ， 并给 出了相应的外部接 线 图。实践证明该 系统可行 。 关键词 控 制 系统 ； P L C； 液压 系统 中图分类号 T H1 2 2 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 7 4 4 l 4 2 0 1 3 0 4 - 0 1 7 3 0 2 Th e Co nt r o l S y s t e m De s i gn o f Ba nd S a wi ng M a c hi n e Ba s e d o n PLC KONG Ya n y a n Mi n x i V o c a t i o n a n d T e c h n i c a l C o l l e g e ， L o n g y a n F u fi a n 3 6 4 0 2 1 ， C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f c o n t r o l s y s t e m f o r b a n d s a w i n g ma c h i n e， t h e s p e e d o f s a w i n g ma c h i n e c a n b e a d j u s t e d w i t h t h e s p e c i a l s p e e d r e g u l a t i n g v a l v e ．Wi t h P L C a s i t s c o r e ， t h e d e s i g n p r o c e s s o f t h e s y s t e m c i r c u i t a n d s o f t w a r e a r e e x po u n de d i n de t a i l ，a t t he s a n l e t i me，t h e c o r r e s p o n di ng e x t e r na l wi ring di a g r a m i s g i v e n．Th e p r a c t i c e h a s p r o v e d t h a t t h e s y s t e m i s f e a s i bl e． Ke y wo r d s c o n t r o l s y s t e m ；P L C ；h y d r a u l i c s y s t e m 1 引 言 金属带锯床作为金切类机床 ， 被广泛地使用在机 械加工行业中。作为下料工序的主要设备 ， 主要适用 于切割普通碳钢 、 高速工具钢 、 轴承钢 、 低合金钢 、 不 锈钢 、 铝材 、 铜材等各种棒材和管材。 该带锯床采用 P L C控制 ， 可 自动控制送料长度 、 自动计数； 采用专用调速阀， 使带锯床的工进速度 、 进 给压力随切削阻力的变化而变化 ， 保证带锯床达到最 佳的锯切状态 ， 满足其使用要求 。 2 系统设计 2 ． 1 系统设计的主要技术指标 根据实际需求分析 ， 该控制系统具有 以下特点。 1 系统操作灵活 整个系统要求能够实现人 机“ 对话” ， 即可以通过系统的 中文界面和实时的 图 形状态显示 ， 了解系统的工作状态如速度 、 位置和报 警信息等 ， 并能实时修改系统预先设置的参数 。 2 锯架工进速度动态调整在锯切的过程 中， 工件的材质或截面面积 的变化直接影 响锯切精度及 锯条的使用寿命 ， 因此 ， 选用带锯床专用的调速阀， 使 带锯床的工进给速度的进行 自适应调整 ， 使带锯床始 终处于最佳工作状态。 3 送料定位精度高传统的带锯床直线进料 位移的测量使用的是标尺 ， 误差较大 ， 且难 以提高下 料精度 ， 因此 ， 选用 WT B 5位移传感器 ， 提高了下料精 度 ， 便于实现 自动送料 。 2 ． 2系统主 电路设计 该控制系统有 3个 电机 ， 分别为锯轮 电机 、 冷却 电机和油泵 电机。锯 轮 电机 和冷却 电机 由接触器 K M1 控制 ， 油泵 电机接入 K M2 。控制系统的主电路 图如 图 1 所示 。 图1 系统主电路图 2 ． 3控制系统设计 2 ． 3 ． 1 可编程控制器选型 该控制采用 D V P 3 2 E C型 P L C作为核心控制单 元 。其外接线如 图2所示。 该型产品设计紧凑 ， 价格低廉 ， 指令功能强大 ， 且 有 1 个 R S 一 2 3 2通信 口， 用以连接触摸屏 ， 因此在解 决用户 的工业 自动化问题时 ， 具有很强的适应性 _ 2 J 。 2 ． 3 ． 2 系统软件设计 控制系统 的软件 由两部分组 成 ， 分别为 P L C控 收稿 日期 2 0 1 3 0 6 1 8 基金项 目 2 0 1 2年福建省教育厅 B类项 目 J B 1 2 3 4 5 作者简介 孔艳艳 1 9 8 3 一 ， 女 ， 河南济源人 ， 硕士 ， 助教 ， 主要从事 C A D ／ C A M及油缸设 计与制造 方面的教学工作。 1 7 3 检测与控制 2 0 1 3 年 第4 期 第2 6 卷， 总 第1 2 6 期 机械 研究与应用 制程序和触摸屏界面显示程序 。触 摸屏 选用 WQ T T 8 0 4 8 0 7 0型触摸屏。P L C控制程序由系统初始化 子程序 、 实时参数显示子程序 、 触摸屏通信程序 ， 异常 中断程序 ， 工作模式转换等组成。 图 2 系统控制回路 初始化程序的作用在于设置触摸屏的显示方式 ， 设置通信参数 ， 系统复位 ， 为后面的程序做准备 。实 时显示子程序作用在于显示切割速度 、 进给速度及下 料长度等。通信程序作用在于实现触摸屏与 P L C的 通信。中断程序作用在于检测下料长度， 对 P L C的 输入输出进行数据处理， 与预先设定数据 比较 。工作 模式转换作用在于实现手 动和 自动的灵活转换 。控 制系统软件结构如图 3所示 。 r _ _ 1 初 菇 化 予 至 再 1 l L。 。 。。。 。 。。 ‘ 。 。。 。。 ‘ 。。 。。 。 。。 。。 。一 H童 墼 垦至 王 堡壁 l I H 墨 堂 堑 堡 壁 l } L_ - { 二 亟巫困 图 3 控制系统软件结构图 3 液压 系统设计 液压系统主要 由升降油缸 、 钳 口夹紧油缸 、 送料 ⋯l ⋯ - 。 。 I h l I 。 ‘ ． I 。 l -。 ’ | 1 “ I _ I I 。 I I l -一 ’ 。 l l t ⋯h “ 0 I ⋯。 _ l -⋯I I I ‘ 。 h 。 ” h I ⋯I I ‘ 。 ” n i l ⋯ ” 一 I h 1 ． ” ⋯ ’ ‘ 上接第1 7 2页 配置程序 、 S T M3 2 F 1 0 3 Z E T 6 A ／ D转换程序 、 温度 和液 位的控制程序等。实现了供油单元自动检测温度、 液 位 ， 并能够加热、 自动补油和报警等功能， 降低了供油 单元 的制造成本与运行功耗 ， 提高了系统集成度 。 2 采用 Mu l t i s i ml 0对温度信号采集 电路进行 了模拟仿真， 验证了控制电路设计与元器件参数的正 确性 1 7 4 夹紧油缸和送料油缸组成。升降油缸 主要是实现锯 架 的快速上升和工作进给动作 ， 在无杆腔接人的锯床 专用调速阀实现锯床进给速度 的 自适应调整。钳 口 夹紧油缸主要是实现在锯切过程 中工件的夹紧动作。 送料夹紧油缸主要是配合送料油缸 ， 实现松开与夹紧 动作。送料油缸主要是配合光栅尺 ， 实现送料长度 的 精确定位 ； 完成送料夹 紧油缸 的前进、 后退动 作_ 3 J 。 其原理如图4所示 。 升降油 缶 I 钳 口夹 紧油缶 工 送料夹紧油靛 送料浊缸 图4 液压系统 4结语 以P L C作为带锯床控制系统的核心部件， 结合 触摸屏的应用， 使系统工作可靠、 噪音小、 操作方便， 满足了带锯床控制系统的要求。实践证明 ， 该控制系 统的设计是可行的。 参考文献 [ 1 ] 梁应选 全自动金属带锯床液压系统的设计[ J ] ． 液压与气动 2 0 0 8 5 5 9 6 0 ． [ 2 ] 张伟林 ， 牛小方 ， 刘 慧． 电气控 制与 P L C综合应 用技术 [ M] 北京 人民邮电出版社 ， 2 0 0 9 ． [ 3 ] 路甬祥． 液压气动技术手册[ M] ． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 2 ． 参考文献 [ 1 ] 从恒斌 ， 吴建荣． 油气润滑系统在 热轧平整机 中的应用 [ J ] ． 液 压与气动 ， 2 0 0 5 1 2 3 2 3 5 ． [ 2 ] G e r t N ． H e l l e s ． P T I O 0 铂电阻温度变送器[ J ] ． 世界电子元器件 ， 2 0 0 3 8 6 4 6 5 ． [ 3 ] 张利平． 液压站设计与使用[ M] ． 北京 海洋出版社， 2 0 0 4 ．