西门子潍坊PLC模块总代理

西门子潍坊PLC模块总代理

场两端设置左限位和右限位，布料车到达限位后停止，经延时后反向启动布料，当达到另一端限位后也停止，延时后再反向启动布料，如此往复运动。在布料过程中，为了减少扬尘，下料溜子应该与料堆保持适当的距离。

布料车的控制系统原来采用MODICONM84型可编程控制器，配备编程器及软件包，日常操作维护很不方便，而且由于设备安装调试时没有考虑到浩良河地区冬季气温低，因而没有采取保温措施，造成布料车控制系统冬季运转不正常。现由于MODICONM84的编程器损坏，且型号太老，市场无法购到。为此，我们对其进行了改造，并且还增加了其它一些功能，使其较能适应我公司生产环境。

1 改造情况

1)采用SIEMENS LOGO230RCL型可编程控制器替代原MODICONM84型可编程控制器。该可编程控制器控制功能强、编程简单、体积小、易于操作等，具有很高的性价比。它的输入为12点，输出为8点，点数可以满足控制要求，而且直接采用220VAC信号控制，使用比较方便。

2)取消在布料车的下面安装的各种行程开关，避免了机械接触。使用LXZ3－15TH晶体管交流接近开关，保各种限位运转的可靠。左右堆场设置左行限位和右行限位开关各一只。为了保证布料车的安全布料，在两堆场之间设有越场限位，防止在布料时越场。在左堆场左限位和右堆场右限位的外测设置2个终场限位，来保证布料车在布料区间的安全。
3)布料车左行和右行停车后，由于惯性车还要前进一段时间，所以左行和右行停车后要加延时再启车。

4)堆场布料满，需要换场时，除与取料机等联系，并且还要经过3个限位。考虑到安全运转，不设置自动换场，使用人工手动换场。

5)为了减少布料时的扬尘，设置下料溜子触料开关。当下料溜子接触到料时，溜子自动上升一定时间，来保证溜子和料堆的距离不会太大。触料开关采用电容式料位开关。溜子上升较高点位置安装溜子上升极限开关，保证溜子的运行安全。一般是换堆或重新布料时溜子才下降，为简化程序和减少不必要麻烦，不设置自动控制。

6)由于布料车的位置比较高，启停车都需要到车上进行控制，岗位操作很不方便。为此，我们使用LOGO230RCL的频率发生器的功能，在布料车的皮带滚筒轴上焊接M12的螺母4只，拧上螺栓和背紧螺母，在其侧面安装1J18A3－5－Z/BY型接近开关，调整4只螺栓和该接近开关，使滚筒旋转都能被接近开关测到。通过测量上料皮带滚筒的运转速度来控制布料车的启停。由于布料车的左行和右行滚筒的转速是不同的，频率发生器的时间要设置好。使布料车在左行、右行时能完成自动控制。通过调整设定,较终确定接通阈值为3,断开阈值为1,时间区间为0.8s,较好地满足了控制要求。

7)为了方便布料车的启停，另设一手动控制开关；为了方便布料车的维修和日常操作，在LOGO230RCL输出点上并接开关，来进行布料车的操作。

8)由于LOGO230RCL的使用环境为－5～55℃，本地区无法保它的使用环境。我们从报废设备上拆下1台**小型温度调节仪，把LOGO230RCL等电气元件全部安装在1台电气箱内，通过箱内四周伴热带来调节电器箱内的温度，使其在冬季可以正常生产。

改造前后对比：

1)完成了布料车的自动控制布料。2)实现了启停车、下料溜子上升幅度的自动控制。3)使布料车的控制方便、可靠。4)解决了冬季LOGO230RCL的保温问题，实现了电气箱内温度自动控制。保证了布料车在冬季正常运转。5)简化了原程序，使今后的维护工作较加方便简捷。6)自改造系统投入使用以来，布料车运转平稳，与原控制系统相比，大大地提高了布料车的运转率和完好率。

2 效果与体会

SIEMENSLOGO230RCL作为一种逻辑门可编程控制器，除具备基本的或、与、非门控制功能外，还提供了一些时序控制功能。在应用条件不很复杂的环境下，其编程简便、体积小巧、易于操作的特性可以充分发挥。而且相比于其它可编程控制器，其低廉的价格、实用的功能使LOGO系列具有非常高的性价比。但是当应用条件较为复杂时，其控制功能简单、无函数运算功能块以及不能保有中间点(中间继电器线圈)的弱点就会使编程控制变得较为繁琐，而且其1个程序路径嵌套深度较大9个功能块以及1个线路较多7个功能块的限制，也使得编制较复杂，程序不容易实现。

布料小车控制系统改造前,冬季气温低时,系统无法正常运行,其余时间程序经常丢失,运转率较低,约为30％左右。2001年5月改造(改造费用4100元)完成后,布料小车一直运转正常,虽没有经历冬季低温,但运转率一直为100％,还是说明改造是较为成功的

2·2 控制对象

整个联锁系统的控制对象主要包括23条皮带机及其辅助设备的控制、检测和报警。其中，控制参数主要完成23条皮带机及14台除尘器的启动和停止；参数主要包括各条皮带机的轻跑偏、重跑偏、开停状态、拉线开关、速度开关、切换开关等状态的显示及电机电流值的显示，还包括叉管位置、落煤筒挡板、除大木器·犁煤器、斗轮机、除铁器、皮带秤、核子秤及煤仓料位等辅助设备的状态和参数的显示，整个联锁系统的输入、输出点数列于表l。

表1联锁系统的输入、输出点数

设备名称	DI点	DO点	AI点
皮带机（23条）	7×23	23	23
除尘器（14台）	14	14
叉管位置（6个）	6
落煤筒挡板（18台）	18
除大木器	1
犁煤器	1
斗轮机	1
除铁器（3台）	3
皮带秤、核子秤			3
煤仓料位			3
其他	4	1
合计	209	38	29

2·3 联锁控制系统结构

整个水路输煤系统的跨度大，设备比较分散，现场环境恶劣，采用一套集中管理分散控制的系统，不仅可以减少整个系统的电缆长度和施工的工程量，也大大提高了系统的可靠性与自动化水平。鉴于本系统的输入、输出量主要是开关量，整个控制属于顺序逻辑控制，因此选用了AB公司的SLC500系统小型可编程序控制器，该系列产品一个主控制器可扩展多个远程控制站，比较适用于控制对象分散、跨度大的场合，然而扩展一个远程站也需要增加额外开销，远程站的数量和位置的确定必须考虑其性能价格比，综合各方面的因素，本系统改造采用了1个主控制站带3个远程控制站的系统结构

 其中程控龙门导轨磨床是专门磨削中，大型工件，特别适合于机械加工厂、量磨具厂及汽车行业，在配置砂轮角度修整器后，特别适用于机床行业磨削各种导轨。工件可直接固定在工作台面上或电磁吸盘上。本机床采用龙门式布局，由双立柱、横梁及床身组成封闭刚性框架结构，工作台纵向运动由双出杆油缸驱动，适用比例流量阀远程无极调速；横梁上有两个横向拖板，可沿横梁作横向运动，它采用交流伺服电机经齿型带减速驱动滚珠丝杆，由plc控制实现横向定距磨削、间歇进给、进给调速等功能，并采用电子手轮实现对及微量进给功能。垂直滑板可沿横向滑板上的导轨作垂直运动，其采用交流伺服电机经行星齿轮减速驱动滚珠丝杆由plc控制实现横向定距磨削、间歇进给、进给调速等功能，并采用电子手轮实现对及微量进给功能。左右磨头采用变频驱动。磨头横向、垂直方向，工作台可利用面板操作任意设定行程距离，免除传统机型人工调整行程档铁的不便，提高生产效率。

2  简要工艺
        加工过程为：使用卧磨头磨削平面，在工作台上固定好工件以后，开动液压站，根据工件的长度（纵向）设定工作台往复运动的行程，然后再进行横向行程的设定，加工范围设定好后，即可对磨削。手动操作磨削：开液压站，工作台在液压缸的驱动下进行往复运动，面板上电位器控制其运动速度，垂直进给选用手动模式，横向进给选择进给模式，间歇进给时，在工作台换向的同时，磨头横向进给一定长度（进给量由波段开关控制），用手轮控制磨头上下进，简便安全。
      本机还配备自动定尺寸磨削功能，通过触摸屏设置粗磨进量，粗磨次数，精磨次数等参数，可进行全自动平面磨削达到所设定尺寸并实现零磨削后，工作台自动停止与左端，砂轮可上升至**油压电机电源立即自动关闭，使磨削较趋于自动化。设备外观如图1所示。

图1  设备外观

3  控制系统构成
3.1 电气系统的布局
        电气控制系统包括：液压传动部分，伺服传动部分，数据检测部分，plc模块控制器部分，触摸屏部分。都集中在电气控制柜，其采用独立的控制柜，其内部将机床的程控系统，伺服驱动控制系统，断路器，接触器，继电器等控制元器件集中布置，电器柜全封闭防护，并配有空调时温度控制装置，使得系统在良好的工作环境运行，保证了系统运行的可靠性。
3.2 设计方案分析
        项目较初考虑过3个技术设计方案。
        （1）  方案1
        cpu226 cn用通讯模式控制三菱伺服进给，但功能模式切换复杂，通讯处理时间长，反应缓慢，实效差，严重影响操作加工，不予考虑。
        （2）   方案2
        施耐德plc+驱动 此产品必须配合使用，但施耐德伺服电机惯量太低，造成机床震动，不予考虑。 
        （3） 方案3
         西门子cpu226 cn+安川伺服 即本系统，具体考虑如下文。
        plc是本机床控制功能的**，必须具有4路高速计数器（左横向定距，右垂直定距，工作台定距，电子手轮ab相脉冲计数）；同时具备2路伺服驱动微量进给控制的高速脉冲功能；系统的人机界面采用西门子专为s7-200开发的带功能按键的触摸屏k-tp178micro
        支持s7-200系统的多主站连接友好的操作界面：触摸屏+按键。
        快速的系统启动时间和操作响应时间特别适合车间磨床的实际生产加工要求，机械加工现场的恶劣环境以及**大存储空间，触摸声音反馈，硬件设计全面较新，**的高可靠性，较高的鲁棒性，防冲击和震动，并能防水耐脏，采用32位arm7处理器，性能优异，集成的lcd控制器，了cpu和lcd控制器的之间的传输瓶颈。
        配置软件：wincc flexible，编程灵活快捷与龙门磨床的控制工艺要求及环境要求完全吻合；而且符合中国用户使用习惯 。选定的西门子硬件配置见附表。
     系统结构如图2所示

图2  系统结构

4  控制系统功能及要点
        程控龙门磨床与传统普通磨床比较，优势在于自动化程度大大的提高，很大程度上节省人力，提高了操作安全系数，而且成本不是很高，在价格上由很大优势。下面说明几个重要的功能：
4.1 定距设置
        进行磨削时，工作台的来回运动行程由安装在其底部的齿条带动编码器发ab相正交脉冲纪录。通过触摸屏k-tp178micro设置定距的起点与重点，由于液压传动存在缓冲，只有靠提前换向来“抵消”缓冲量，长度根据缓冲量在屏里设定。编程思路如图3示。左横向与右垂直定距原理与此相同。

4.2 手动进
        处理的重点在于手轮进给的随动性，精确性，根据手轮进给的功能特点，模式选择掰到手动时，摇动手轮相应的轴触发进给，有×1，×10两档，每格进给5μm，50μm；并且必须保证每次摇手轮磨头都能够进，而且随动性能要好，坚决不能有脉冲累计现象，以免撞碎砂轮发生故障。这就对控制程序提出了严格的要求：手轮脉冲输入——程序处理——高速脉冲输出。
        首先考虑输入环节，高速计数器的特性是用于对s7-200扫描速率无法控制的高速事件进行计数，完全符合我们的控制需要，很好的解决了摇手轮事件的突发性，而且准确的纪录；
        其次，把接收到的脉冲准确的反映到相应的高速脉冲输出。处理环节，首先考虑采用中断，但是中断程序要求是短小而简单，执行时对其他的处理也不要延时过长意外的条件可能会引起主程序控制的设备的操作异常，而本处理需要提前清空高速计数，再计数赋值给高速脉冲口，后还要再次高速计数器，过程相对复杂，处理时间较长所以不考虑。项目采用的是sm0.6扫描时钟“间歇”处理上述过程完全可以胜任。
4.3 自动磨削
        整个工序是以时间为基础，充分的利用了s7-200中子程序的模块功能，在各种检测输入与强大的功能指令结合严谨的控制逻辑，较终完成所需的工艺与安全功能。时序如图4所示

图4  自动磨削时序

5  结束语
        本公司自03年生产程控龙门磨床，经过反复试验改进，充分发挥了s7-200（05年后使用cpu226 cn）优异性能，即系统紧凑，可靠，功能强大（多路高速计数器），廉，凭借人际交互界面的友好，与系统的操作简单，控制可靠，控制精度高，性能价格比较高等优点。丰富的报警显示功能，帮助维修准确查找故障根源，提供了重要信息，较大的提高了机床维修的快速性与可靠性， 满足了用户的需求，得到用户的**，打开了一定的市场，为我厂**了良好的经济效益