基于MCGS和PLC的定長(zhǎng)切割機(jī)控制系統(tǒng)研究

1、基于MCGS和PLC的定長(zhǎng)切割機(jī)控制系統(tǒng)研究摘 要 定長(zhǎng)切割機(jī)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)消費(fèi)中，要求其工作穩(wěn)定，切割精度高。文章采用PLC作為主控制器，利用光電編碼器對(duì)待切割管料的輸送位移進(jìn)展檢測(cè)，并與步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定長(zhǎng)，采用PLC控制變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)切割機(jī)帶鋸的調(diào)速。采用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)了友好的人機(jī)界面，可輸入切割命令實(shí)現(xiàn)上位機(jī)控制，并顯示切割參數(shù)等。該控制系統(tǒng)滿足切割精度要求，具有一定實(shí)用性。關(guān)鍵詞 切割機(jī)；PLC；MCGS；定長(zhǎng)；控制系統(tǒng)管材定長(zhǎng)切割機(jī)在各種管材消費(fèi)中是不可缺少的消費(fèi)設(shè)備。采用先進(jìn)的現(xiàn)代切割技術(shù)，不但可以保證切割精度、產(chǎn)品質(zhì)量、進(jìn)步消費(fèi)效率，而且使產(chǎn)品制造本錢(qián)大幅度

2、下降，縮短產(chǎn)品消費(fèi)周期。PLC作為一種工業(yè)控制器具有可靠性高、抗干擾才能強(qiáng)等特點(diǎn)。目前，PLC控制技術(shù)在現(xiàn)代化工業(yè)控制中起著舉足輕重的作用。它不僅在單機(jī)自動(dòng)化和小型企業(yè)整條流水消費(fèi)線的自動(dòng)化控制中廣泛應(yīng)用，還承當(dāng)著大企業(yè)整個(gè)企業(yè)的消費(fèi)自動(dòng)化控制。本設(shè)計(jì)以PLC作為下位機(jī)控制中心，利用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)友好的上位機(jī)人機(jī)界面，通過(guò)該控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種管料不同長(zhǎng)度的高精度切割，系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠性強(qiáng)。一、控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)PLC作為定長(zhǎng)切割機(jī)控制中心保證定長(zhǎng)送料與切割下料的精度。管料的壓緊由液壓缸驅(qū)動(dòng)，送料機(jī)構(gòu)使用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，利用PLC的高速脈沖輸出PTO功能對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)展控制，采用

3、光電編碼器和步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)定長(zhǎng)送料的精度。切割機(jī)構(gòu)采用帶鋸床，由變頻器控制帶鋸電機(jī)速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同待切割材料的切割速度要求。通過(guò)行程開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程控制。通過(guò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)參數(shù)輸入和對(duì)系統(tǒng)的各種操作命令輸入。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。二、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序主要包括主程序、手動(dòng)送料子程序、手動(dòng)切割子程序、自動(dòng)切割子程序、脈沖輸出子程序、包絡(luò)表子程序和模擬量輸出變頻器控制子程序等。其中脈沖調(diào)用包絡(luò)表子程序采用三段包絡(luò)表輸出脈沖來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)加速、高速運(yùn)行和低速停頓。主程序梯形圖如圖3所示。啟動(dòng)后PLC執(zhí)行主程序，I0.1為方式選擇開(kāi)關(guān)，進(jìn)展手動(dòng)方式和自動(dòng)方式選擇。

4、在主程序中還調(diào)用了高速計(jì)數(shù)器初始化子程序，完成計(jì)數(shù)器控制字寫(xiě)入、工作形式設(shè)定等，在此局部還將待切割長(zhǎng)度寫(xiě)入了相關(guān)存放器以進(jìn)展運(yùn)算。三、系統(tǒng)涉及主要運(yùn)算本系統(tǒng)采用光電編碼器和管料輸送軸步進(jìn)電機(jī)同軸聯(lián)接。假設(shè)減速傳動(dòng)比為m1，驅(qū)動(dòng)設(shè)備輸送軸直徑為d，光電編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生n個(gè)脈沖。假設(shè)待切割管材的長(zhǎng)度存儲(chǔ)單元為VD100，VD100長(zhǎng)度下對(duì)應(yīng)的光電編碼器脈沖數(shù)存儲(chǔ)在VD104中，VD100長(zhǎng)度下對(duì)應(yīng)的PTO輸出脈沖數(shù)與光電編碼器輸出脈沖數(shù)一致。定長(zhǎng)切割機(jī)控制系統(tǒng)所需相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算如下。四、上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)管材定長(zhǎng)切割機(jī)控制系統(tǒng)人機(jī)界面采用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)。監(jiān)控界面包括方式選擇、啟停控制等各控制按鈕輸入和相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，可以輸入切割參數(shù)，包括切割長(zhǎng)度和切割速度，通過(guò)通信連接將上位機(jī)的切割參數(shù)送給下位機(jī)PLC進(jìn)展計(jì)算。定長(zhǎng)切割機(jī)的工作過(guò)程可通過(guò)動(dòng)畫(huà)顯示，反映現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況，方便、直觀。定長(zhǎng)切割機(jī)的監(jiān)控界面如圖4所示。五、結(jié) 論本控制系統(tǒng)由PLC的高速脈沖功能來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)送料，高速計(jì)數(shù)器接收來(lái)自光電編碼器的脈沖信號(hào)并對(duì)脈沖進(jìn)展計(jì)數(shù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際送料長(zhǎng)度的檢測(cè)，通過(guò)該閉環(huán)方式可以大大進(jìn)步送料精度。切割速度由PLC控制變頻器來(lái)調(diào)節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)完成，可滿足不同切割材料時(shí)切割速度的選擇。該控制系統(tǒng)具有一定的智能性，操作方便、靈敏。通過(guò)PLC可