PLC在飛鋸機系統(tǒng)中的應用
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重慶某高頻焊管公司其產(chǎn)品主要用于氣摩配件。由于近年氣摩行業(yè)的快速發(fā)展，其生產(chǎn)設備已經(jīng)很難滿足生產(chǎn)要求，所以對其進行了自動化的改造。
飛鋸機是一種對連續(xù)運動的高頻焊管鋼材進行定尺切斷的自動化設備，可在焊管或型鋼高速運動下實現(xiàn)自動跟蹤鋸切，是焊管生產(chǎn)線上最后一道工序的生產(chǎn)設備，對產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率有較大的影響。要精確地剪切快速運動中的管材，剪切工具必須與機組的運動精確協(xié)調(diào)，尤其是在機組速度變化時，生產(chǎn)工藝要求剪切工具必須與機組線速度保持同步跟蹤的情況下來進行定尺剪切。
2 工藝要求
根據(jù)生產(chǎn)過程及產(chǎn)品技術(shù)指標，對飛鋸機基本工藝要求如下：
鋸切過程中鋸片必須和運行的管材同步，保證在鋸切過程中，鋸片既要繞鋸軸轉(zhuǎn)動(施加鋸切力和鋸切功率)，又要與管材以相同的速度移動(保證管材的被切斷面平直且不至于打飛鋸片，造成設備損毀和安全事故)；飛鋸機應能鋸切不同的定尺長度；要保證鋸切的切口平直。即在整個鋸切過程中，鋸片都應和鋼管軸線垂直，并且要使切頭部分不彎不扁。
3 系統(tǒng)改造
飛鋸系統(tǒng)改造之前采用的是繼電器控制，其中接觸器、行程開關(guān)、繼電器等電器元件作為控制元件，其控制系統(tǒng)復雜，操作難度大，并且安裝接線工作量大、修改控制策略難,維護量大，嚴重影響了正常生產(chǎn)。因此，飛鋸切割控制系統(tǒng)成了制約生產(chǎn)的瓶頸。而采用可靠性較高的plc組成的控制系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集、控制回路、自動順序操作和運算的主要設備。滿足了系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性和實時性的要求。
由plc控制小車啟動并加速追蹤焊管至與焊管等速時達到定尺點，夾具夾緊焊管，即將鋸車與焊管連為一體，氣缸驅(qū)動落鋸、抬鋸、完成鋸切，夾具松開，小車減速，停車，返回原位。 圖1為飛鋸機系統(tǒng)工作循環(huán)示意圖。
圖1 飛鋸機系統(tǒng)工作循環(huán)示意圖
鋸車的工作循環(huán)是嚴格地按照一定的時序動作的如果有一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯，都將導致工作的失敗 因此，每一步都是由上一工步的位置進行控制，這種控制方式的特點是動作準確，只要有一步?jīng)]有完成，下一工步將不可能進行 這就避免事故的發(fā)生?？刂葡到y(tǒng)可以實現(xiàn)自動和手動的轉(zhuǎn)化。
4 基于fx2n的飛鋸控制
飛鋸控制系統(tǒng)的任務主要是控制一臺主電機(7.5kw的三相異步電機)和四個電磁閥(分別控制小車的加速、鋼管的夾緊、飛鋸壓下切割、小車返回)，plc需要同時控制主電機和電磁閥的協(xié)調(diào)工作，完成切割工作。plc對通過繼電器和接觸器控制主電機帶動飛鋸旋轉(zhuǎn) ；人機界面由觸摸屏來實現(xiàn)，通過觸摸屏設置工作參數(shù)。
4.1 硬件設計
plc的選擇一般從基本性能、特殊功能和通信聯(lián)網(wǎng)三方面考慮。選擇的基本原則是在滿足控制要求的前提下力爭最好的性價比。對于飛鋸機的控制系統(tǒng)而言，工藝過程固定、環(huán)境條件一般，維修量比較小等，所以選用整體式結(jié)構(gòu)的plc機型比較合適。具體滿足條件如下：
(1) i/o點的估算：觸摸屏占用串口通信輸入1個；一臺異步電機、四個電磁閥占用開關(guān)量輸出5個；系統(tǒng)啟動、停止、急停按鈕占用三個開關(guān)量輸入，自動/手動轉(zhuǎn)換開關(guān)一個、異步電機啟動、停止按鈕、夾緊、落鋸按鈕個一個，需要占用五個輸入量，定尺信號占用一個輸入量；總計i/o點共14個。
(2) plc性能和控制任務相適應：飛鋸機割機控制系統(tǒng)是開關(guān)量控制的，多是順序控制和多模式的自動控制，對控制速度要求不是很高。 行程開關(guān)相關(guān)文章:行程開關(guān)原理
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