液压剪板机的PLC控制系统.pdf

产品与市场 收稿日期 2 0 0 5 1 2 0 9 作者简介 邓彬 1 9 8 1 湖南工学院 筹 液压剪板机的 P L C控制系统 邓彬 1 熊越 2 1 湖南工学院 筹 机械系 湖南衡阳4 2 1 0 0 1 2 长沙理工大学 计算机与通信工程学院 湖南 长沙4 1 0 0 7 8 摘要 对液压剪板机的工作原理及控制特点进行了分析 在采用继电器 接触器控制液压系统的基础 上 选用F X 2 N 3 2 MR型P L C为控制器 设计出剪板机P L C控制系统 包括硬件电路和软件 程序 实践证明 设计方案合理 有很好的实用性 关键词 可编程序控制器 剪板机 控制系统 中图分类号 T P 2 7文献标识码 A文章编号 1 0 0 2 6 6 7 3 2 0 0 6 0 2 0 6 3 0 2 0引言 在机械制造中 板材下料通常采用剪板机进行切 割 由于原剪板机是采用继电器 接触器控制液压系 统 其控制系统复杂 大量的接线使系统的可靠性降 低 同时也降低了设备的工作效率 自动化程度不高 安全系数低 在考虑工作现场的各种情况后 采用P L C 对其进行改造 使之更符合现场加工的要求 1液压剪板机的工作原理和结构 液压剪板机主要用于板料的剪切加工 其主机由送 料机 料架 压块和剪刀等组成 见图1 物料的压紧 和剪切由液压缸驱动 各工作机构行程上 布置有电气 行程开关S Q 1 S Q 5 剪切机在初始位置时 压紧板料的 压块1在上部位置 行程开关S Q 2被压开 剪刀2也在 上部 行程开关S Q 4被压开 行程开关S Q 1和S Q 5均 为常开 剪切机进入工作状态前 物料放在送料皮带 上 然后启动液压系统 开动送料机4 向前输送物料 3 当物料送至规定的剪切长度时压下行程开关S Q 1 使 送料机4停止 压块1由液压缸带动下落 使形成开关 S Q 2接通 当压块下落到压紧物料位置触动S Q 3时 剪 刀2由另一液压缸带动下降 行程开关S Q 4接通 剪刀 切断物料 料下落 行程开关复位断开 于此同时 压 块1和剪刀2分别回程复位 开始下一次循环 2液压系统原理 图2为剪切机的液压系统原理图 系统采用变量液 压泵1供油 先导式溢流阀2用于设定系统的工作压 力 接溢流阀1的远程控制的二位二通电磁换向阀3 用于控制液压系统的卸荷 系统的执行器为压块液压缸 1 3和剪刀液压缸1 4 两缸的运动方向分别采用二位四 通电磁阀8和9控制 压块液压缸1 3的工作压力较低 由减压阀6设定并由压力表及其开关7显示 单向接流 阀1 0作平衡阀 用于防止释压时压块缸因自重下落 单向接流阀1 2用于剪刀液压缸1 4下降时的回油节流 阀 液控单向阀1 1用于剪刀缸上位时的锁紧 1 根据 剪切机的工作要求 实现其自动工作循环 3 P L C系统的设计 1 系统的硬件设计 P L C控制系统 采 用 的 是 图1液压剪切机的结构原理图 F i g 1 H y d r a u l i cp r e s s u r ea l l i g a t o rs h e a r ss t r u c t u r e s c h e ma t i cd i a g r a m 图2剪切机液压系统原理图 F i g 2 A l l i g a t o rs h e a r sh y d r a u l i cs y s t e m s c h e ma t i cd i a g r a m 机电产品开发与创新 D e v e l o p m e n t 2 C h a n g s h aT e c h n i c a l U n i v e r s i t yC o m p u t e ra n dC o m m u n i c a t i o nE n g i n e e r i n gI n s t i t u t e C h a n g s h aH u n a n 4 1 0 0 7 8 C h i n a A b s t r a c t H a v ec a r r i e do nt h ea n a l y s i st ot h eh y d r a u l i cp r e s s u r ep l a t ec u t t e rp r i n c i p l eo fw o r ka n dt h ec o n t r o l c h a r a c t e r i s t i c i nu s e s t h er e l a y c o n t a c td e v i c ec o n t r o l h y d r a u l i cs y s t e m i nt h ef o u n d a t i o n s e l e c t sF X 2 N 3 2 MR P L C i st h ec o n t r o l l e r D e s i g n st h ep l a t e c u t t e rP L C c o n t r o l s y s t e m i n c l u d i n gh a r d w a r ee l e c t r i cc i r c u i t a n ds o f t w a r ep r o c e d u r e T h ep r a c t i c ep r o v e dt h a t t h ed e s i g np r o p o s a l i s r e a s o n a b l e h a s t h ev e r yg o o du s a b i l i t y K e yw o r d s P r o g r a m m a b l ef o r e w o r dc o n t r o l l e r P l a t ec u t t e r C o n t r o l s y s t e m F X 2 N 3 2 M R 0 0 1作为控制器 它的输入点数为1 6 点 输出点数为1 6点 F X 2 N是F X系列中功能最强 速度最高的微型可编程程序控制器 其基本指令执行时 高达0 0 8 s每条指令 用户存储器容量可扩展到1 6 K 步 各点状态均有指示灯显示 便于用户不带负载调试 程序 2 满足剪板机1 0点输入 7点输出的要求 P L C 的供电电源为2 0 0 V 由 3 8 V 2 2 0 V的隔离变压器提 供 这样可以减少电网波动或噪声对P L C的干扰 进入 P L C的输入 P L C控制系统I O接口见图3 2 系统软件设计 液压剪切机的P L C控制设有手 动和自动两种工作方式 调试时用手动工作方式 连续生 产时用自动工作方式 当工作方式开关置于手动时 可通 过操作台面板上相应的按钮开关运行某道工序 当工作方 式开关设置为自动时 则由P L C软件支持实现自动工作 循环并可对意外故障人工干预 紧急停机 根据剪板机工 作过程得出P L C控制系统程序流程框图见图4 技术特点 自动 手动工作方式 采用状态转换 开关可选择自动工作 手动调整两种工作方式 这对自 动化生产是非常必要的 液压系统 采用变量泵供 油 回油节流调速 能量利用合理 发热少 立置液压 缸设有平衡和锁紧措施 工作安全可靠 参数设置 显示功能 可根据剪切板料的材质 厚度和剪切长度 进行剪切角度 剪切行程 刀片间隙的调整和设置 以 及各动作工作时间的显示 产品计数显示 监视运行 状态 P L C各输出有发光二极管显示 可清楚地看出其 动作过程 以判别系统动作的正确性 同时若运行出故 障时 也可作为故障判别的依据 自动检测功能 在 板料传送时 自动检测板料位置 如发生偏移时 自动 停止剪切 并发出调整信号 4结论 剪板机是机械生产中关键的辅助设备之一 用可编 程序控制器对其进行控制 省去了如继电器之类的固体 电子器件 简化了繁杂的硬件接线线路 使控制具有极 强的的柔性和功能的可拓展性 同时可编程序控制器具 有性能稳定 工作可靠 操作简单 调节方便 显示直 观 自动保护等特点 根据被剪板料的材质 厚度和剪 切长度 自动完成剪切角度 剪切行程 刀片间隙和后 档料的调整 可配备前送料系统或后托料装置 集送 料 卸料于一体 有效地提高了设备自动化程度 参考文献 1 张海根 机电传动控制 M 北京 高等教育出版社 2 廖常初 可编程序控制器的编程方法与工程应用 M 重庆大学出版社 图3