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文檔簡介
1、PLC在自動剪板機中的精確定長裁剪方法張志娟 (河南經濟貿易高級技工學校,453000摘要:介紹了利用PLC、變頻器、旋轉編碼器及文本顯示器替代傳統的電磁制動電機,實現在自動剪板機上的精確定長控制。關鍵詞:PLC;自動剪板機;任意定長中圖分類號:TM571.6+1;TG315.5+5 文獻標識碼:B 文章編號:1004-0420(201003-0026-020 引言傳統機械剪板機控制系統在定位控制方式方面,一般采用讀取行程開關信號后通過預減速配合氣壓制動的定位方式。機械剪板機剪切效率很低,誤差較大。隨著計算機技術、自動控制技術和矢量變頻調速技術的高速發展,如何采用先進的控制技術構造性能價格比優
2、異的剪切控制系統,是人們關注的焦點。本文利用PLC、變頻器、旋轉編碼器及文本顯示器替代傳統的電磁制動電機,實現在自動剪板機上的精確定長控制,比較好地解決了存在的問題。1 傳統結構方式及缺點1 1 結構方式在傳統的裁板生產線中,傳動結構依次由電磁制動電機-減速機-嚙合齒輪將電磁制動電機的旋轉運動轉化為工作臺的直線運動。其中,在工作臺運動過程中,電磁制動電機內置電磁鐵首先上電,電磁鐵摩擦塊脫離,然后電磁制動電機上電旋轉,帶動減速機和嚙合齒輪,最終驅動工作臺的直線運動,當對應位置的位置傳感器點亮,則立即停止電磁制動電機,并使電磁鐵失電,摩擦塊接觸制動,然后進行后續的剪板等工序,從而實現定長裁剪。1
3、2 傳統方式的缺點1 2 1 電磁制動電機通過電磁鐵的摩擦實現抱閘制動,在頻繁的工作切換中,極易引起機械故障;1 2 2 電機從高速運轉到急速停止中,會發生過沖現象,考慮位置傳感器的檢測誤差,定長的準確度差;1 2 3 由于是通過位置傳感器實現定長檢測,無法實現非等長裁剪。比如,一個循環的幾段裁剪要求長度不同,只能每段調節一次位置傳感器,浪費人力,效率低下。2 改造思路從降低故障率、提高定長精確度和多段設定的便利性,并且考慮到現場工藝對精確度的要求和經濟性。經過權衡,采用PLC、變頻器和變頻電機、旋轉編碼器、文本顯示器整合方案,完全可以滿足精度要求,而且價格便宜、設置方便。3 改造后的結構形式
4、和工作原理3 1 結構形式將變頻電機與減速機直接相連,變頻電機改為變頻器加制動電阻來控制,將旋轉編碼器安裝在嚙合齒輪的軸端,信號接線至PLC高速計數器的輸入端,PLC 輸出端分別控制變頻器的多段速,文本顯示器通過串行通訊線連接至PLC的通訊口。改造后結構簡單、控制精度高、維護方便、故障率低。變頻器加速和減速的平滑切換大大減小了對減速機和對機械的沖擊,從而延長了機械壽命。3 2 工作原理系統運行開始,PLC對變頻器發出多段速1(高速運行信號,變頻器通過依次驅動減速機 嚙合齒輪帶動工作臺直線運動,在運動過程中,通過安裝在嚙合齒輪軸端的旋轉編碼器(增量型反饋脈沖信號到PLC 的高速計數器輸入端,高速
5、計數器對輸入的脈沖信號進行累計,脈沖信號的數量對應工作臺的運行長度,數量越大則工作臺運行越長;通過文本顯示器可以人工26機床電器2010 3PLC變頻器計算機 PLC在自動剪板機中的精確定長裁剪方法設置欲剪切長度,根據工藝需要,可以編制合適的PLC 程序;然后依據人工設置的欲剪切長度,程序計算出高速計數器目標趨近值和目標到達值;一旦PLC 高速計數器當前值等于目標趨近值,PLC 立即停止多段速1(高速,而對變頻器發出多段速2(低速指令,控制變頻器以低速驅動工作臺向目標移動;當高速計數器當前值等于目標到達值,PLC 立即停止對變頻器輸出多段速2(低速指令,變頻器執行停止操作,通過把多余能量釋放到
6、制動電阻,實現平穩、快速剎車。3 3 改造總結3 3 1 通過文本顯示器可以便利的設置各種工藝參數、欲剪切長度等,既可以單一長度剪切,也可以任意長度多段連續剪切。3 3 2 利用安裝在嚙合齒輪軸端的旋轉編碼器(增量型對工作臺移動長度進行實時檢測,通過PLC 高速計數器的硬件中斷功能快速對變頻器輸出多段速切換和停止信號,最終結合變頻器的快速制動功能,實現對長度的精確控制。3 3 3 由于變頻器起動停止過程的加減速和停止中的減速趨近,大大減輕了對減速機等機械的沖擊,并且由于更換掉了電磁制動電機,不再存在原電磁鐵摩擦制動形式,設備故障率得到有效控制。3 4 改造方案的電氣控制系統接線如圖 1圖1 接
7、線圖4 結束語對于大多數變頻器來說都有此項功能,無非具體的接線方式區別。通過這種改造,降低了設備故障率、提高設備精度,滿足了工藝的需要。參考文獻:1 OM RON.CP M 2A 系列可編程控制器使用手冊Z .2003.2 OMRON.M PT 002操作手冊Z.2001.3 OMRON.E6C2旋轉編碼器說明書Z.2001.4 中達電通VFD -B 系列變頻器使用說明書Z.2006.收稿日期:2010-03-30作者簡介:張志娟,女,工學學士,助理講師,主要從事機電專業一線教學工作,主要研究方向機械制造及自動化。施耐德電氣傳感器榮獲最佳產品獎全球能效管理專家施耐德電氣所生產的E-S I NB
8、A 金屬圓柱形接近傳感器日前榮獲2009年度!控制工程中文版機器控制與離散傳感器類別最佳產品獎。E-S I NB A 金屬圓柱形接近傳感器,憑借人性化的產品設計、極強的抗電磁干擾能力以及全面的保護功能被廣泛的應用于機床,電梯,起重,橡塑機械,物流,包裝等行業,以其最優的價格和最卓越的性能和品質,備受業內的廣泛認可和好評。施耐德電氣副總裁,工控事業部負責人修德華表示:#能夠獲此殊榮,是行業用戶和業內專家對我們的充分認可,作為全球能效管理專家,施耐德電氣堅持真正從OE M 與最終用戶的角度出發將能效專家解決之道的理念落到實處,全面滿足客戶的不同需求,并幫助大家找到最佳的解決方案,這也是未來我們繼續努力的方向。!控制工程中文版旨在充分發揮CO NTROL ENG I NEER I N G 的全球編輯資源,為中國控制工程師以及管理人員提供了解全球工控與自動化行業發展的國內外最新技術趨勢、市場動態和產品信息。年度最佳產品獎是針對中國自動化、控制與儀器儀表市場設立的獎項,這
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