HOLLiAS-LEC G3小型PLC系統(tǒng)在木工帶鋸機中的應(yīng)用

       將HOLLiAS-LECG3小型一體化PLC應(yīng)用于木工帶鋸機的控制，并給出了PLC端子接線圖和控制系統(tǒng)流程圖。

         在木工機械中，例如木工帶鋸機，往往通過PLC或單片機來控制送料部分進(jìn)行自動運行。由于單片機控制系統(tǒng)的抗干擾能力差，容易產(chǎn)生誤動作和誤數(shù)據(jù)，使操作人員判斷錯誤，從而誤操作。而PLC具備良好的抗干擾性和通用性，從而解決了這一問題。

       1 木工帶鋸機的工作原理

       用來鋸切原木或成材的木工機床分為木工帶鋸機﹑木工圓鋸機和木工框鋸機等。所謂木工帶鋸機是環(huán)狀帶鋸條張緊在兩個鋸輪上，環(huán)狀帶鋸條由電動機通過鋸輪帶動，作連續(xù)切削運動。木料的進(jìn)給可以采用手動，也可以采用跑車或滾筒進(jìn)行自動進(jìn)給。按照用途分類，帶鋸機可以分為鋸切原木的跑車帶鋸機和剖分板材或方材的再剖帶鋸機。

       本項目所使用的帶鋸機為跑車帶鋸機。所謂跑車，是指夾持原木向帶鋸條作進(jìn)給運動的送材車。PLC需要完成的動作是對跑車進(jìn)行定位控制。跑車的動力設(shè)備是裝配在底盤上的電動機，經(jīng)過齒輪傳動，帶動跑車的主軸進(jìn)行往復(fù)運動。跑車前進(jìn)為工作行程，跑車后退為返回行程。其工作過程是，首先跑車工作臺以一定的速度運行一段距離，當(dāng)系統(tǒng)再次收到前進(jìn)指令時，又以同樣的速度運行同樣的距離，并且此距離可以被修改。當(dāng)系統(tǒng)收到后退指令時，進(jìn)行返回行程，直到此指令被取消。電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制跑車工作臺的前進(jìn)和后退。通過PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)對電動機方向的控制。

        2 PLC選型與I/O點分配

       為了保證系統(tǒng)的控制精度，跑車帶鋸機控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制。根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器反饋回來的脈沖信號計算跑車工作臺的實際距離。當(dāng)跑車工作臺到達(dá)設(shè)定距離后，PLC輸出制動信號，停止跑車的運行，實現(xiàn)跑車的定位。PLC控制系統(tǒng)需要配置1路高速脈沖信號輸入。跑車工作臺還需要1個定點位置來進(jìn)行進(jìn)尺和余尺的計算，可以利用安裝在跑車支架上的接近開關(guān)確定跑車經(jīng)過的定點位置，因此系統(tǒng)還需要配置1個接近開關(guān)輸入點。最后，系統(tǒng)還需要配置啟動、停止、進(jìn)車、退車、點動等按鈕。因此，系統(tǒng)的開關(guān)量輸入點為8個。系統(tǒng)的開關(guān)量輸出點只有制動接觸器和后退繼電器等2個點，分別控制跑車的停止和跑車運動的方向。PLC控制系統(tǒng)的I/O點分配如表1所示。

       綜上所述，根據(jù)輸入和輸出的要求，我們選用和利時公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的HOLLiAS-LECG3小型一體化PLC?？紤]到此系統(tǒng)需要一定的備用I/O點，CPU模塊選擇帶有24點開關(guān)量的LM3107，其中開關(guān)量輸入14點，開關(guān)量輸出10點。CPU模塊LM3107自帶3路獨立的高速脈沖輸入，其繼電器輸出的電流容量最大為2A，可以直接控制制動接觸器，不需要中間繼電器。這些配置完全能夠滿足系統(tǒng)的要求。

         3 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

        跑車工作臺運行的啟動、停止開關(guān)SB1、SB2分別接到PLC的輸入端口%IX0.1和%IX0.2。當(dāng)啟動開關(guān)SB1接通時，跑車工作臺啟動運行。當(dāng)停止開關(guān)SB2閉合時，跑車工作臺停止運行。

        旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生的脈沖信號接到內(nèi)部計數(shù)器HD_CTUD_T4的輸入端口%IX0.4和%IX0.5。利用PLC計數(shù)器HD_CTUD_T4的脈沖計數(shù)功能，控制系統(tǒng)可以定位跑車工作臺當(dāng)前的運行距離，將當(dāng)前距離與設(shè)定距離進(jìn)行比較，從而控制工作臺的進(jìn)給位置。PLC的輸出端口%QX0.0接制動接觸器，用來控制跑車工作臺運行和停止。當(dāng)%QX0.0=0時，電動機正轉(zhuǎn)，帶動工作臺前進(jìn)。當(dāng)%QX0.0=1時，電動機反轉(zhuǎn)，帶動工作臺后退。
   

        根據(jù)跑車工作臺運行過程的要求，控制系統(tǒng)的流程圖如圖1所示。PLC根據(jù)HD_CTUD_T4的當(dāng)前脈沖值和觸摸屏的設(shè)定值進(jìn)行比較。如果當(dāng)前值小于設(shè)定值，跑車工作臺繼續(xù)運行。如果當(dāng)前值大于設(shè)定值，系統(tǒng)立即輸出制動信號，然后等待下一次前進(jìn)信號的輸入。當(dāng)系統(tǒng)需要鋸路補償時，程序會根據(jù)用戶選擇的補償量進(jìn)行鋸路補償。

        4結(jié)論

       以PLC為控制核心的木工帶鋸機，實現(xiàn)了位置閉環(huán)控制。利用PLC的高速計數(shù)功能，實現(xiàn)了對跑車工作臺運行的定位控制。PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力強，提高了木工帶鋸機的加工精度。因此，PLC控制系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于家具﹑門窗和木模等制造行業(yè)。

        參考文獻(xiàn)

       [1]杭州和利時自動化有限公司.HOLLiAS-LECG3小型一體化PLC硬件手冊，2006

      [2]杭州和利時自動化有限公司.HOLLiAS-LECG3小型一體化PLC軟件手冊，2006

      [3]杭州和利時自動化有限公司.HOLLiAS-LECG3小型一體化PLC指令與功能塊手冊，2006