【正文】 head for the new high tide. The PLC biggest characteristics lie in: The electrical engineering teacher already no longer electric hardware up too many calculations of cost, as long 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 as order the importation that the button switch or the importation of the sensors order to link the PLC up can solve problem, pass to output to order the conjunction contact machine or control the start equipments of the big power after the electric appliances, but the exportation equipments direct conjunction of the small power can. PLC internal containment have the CPU of the CPU, and take to have an I/ O for expand of exterior to connect a people39。t satisfied with the current manufacturing industry foreground, also can39。 5． 變頻器如果要長(zhǎng)電纜運(yùn)行 時(shí)，此時(shí)要采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，所以在這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。 2． 變頻器的負(fù)載類型，如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的 性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時(shí)的方式方法。 HMI 的選型 1． 基本功能： 設(shè)備工作狀態(tài)顯示，指示燈，按鈕，文字、圖形、曲線及工作模擬圖，數(shù)據(jù) 和 文字輸入操作生產(chǎn)配方存儲(chǔ)，設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄，簡(jiǎn)單的邏輯和數(shù)洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 值運(yùn)算，可連接多種工業(yè)控制設(shè)備 組網(wǎng) [12]，通信宏指令的調(diào)用，可以與多種機(jī)型的 PLC 相連接，不需要實(shí)物便可以進(jìn)行離線模擬。使用者都必須先使用 HMI 的畫面組態(tài)軟件制作“工程文件”，在通過 PC 機(jī)和 HMI 產(chǎn)品的串行通訊口，把編制好的“工程文件”下載到 HMI 的處理器中運(yùn)行。 表 31 M 點(diǎn)定義 對(duì)應(yīng) M 點(diǎn) 定義 備注 M0 啟動(dòng) M1 機(jī)械臂第一次上升 M2 滑行臺(tái) 前進(jìn) M3 機(jī)械臂下降 M4 加熱淬火并旋轉(zhuǎn) M5 機(jī)械臂第二次上升 M6 噴液并旋轉(zhuǎn) M7 行車倒退 2． I/O 分配表 ： 輸入信號(hào)為各控制按鈕和行程開關(guān)，輸出信號(hào)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈和相應(yīng)的指示燈。 EH 作浮點(diǎn)運(yùn)算， PID 運(yùn)算 [8 ]，時(shí)鐘功能，高速計(jì)數(shù)和脈沖輸出，定位控制很不錯(cuò)的。通過 DVPEH2系列主機(jī)程式以指令 FROM/TO 來讀寫模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)。 前面提到綜合考慮多方面因素，我們選擇臺(tái)達(dá) PLC 來進(jìn)行本次設(shè)計(jì)。一般來說，我們可以根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，確定 I/O 點(diǎn)數(shù)和 I/O 點(diǎn)的類型（數(shù)字量、模擬量等），并列出 I/O 點(diǎn)清單。 西門子 PLC：德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的可編程程序控制器，在我國(guó)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用，西門子公司的PLC 產(chǎn)品包括 LOGO,S7200， S7300， S7400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)， HMI 人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。 感 應(yīng) 加 熱 電 源現(xiàn) 場(chǎng) 傳 感 信號(hào) ， 控 制 開 關(guān)旋 轉(zhuǎn) 電 動(dòng) 機(jī)伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 移 動(dòng) 電 動(dòng) 機(jī)現(xiàn) 場(chǎng) 繼 電 器電 磁 閥可 編 程 控 制 器 （ P L C ） D V P 3 2 E H 0 0 M 2觸 摸 屏 （ H M I ） D O P A 1 0 T H T D 1電 源 參 數(shù)設(shè) 定溫 度 參數(shù) 設(shè) 定操 作 界面系 統(tǒng) 模 擬報(bào) 警 顯示系 統(tǒng) 目 錄H M I 界 面變 頻 器 圖 31 系統(tǒng)總體框圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 其中 PLC 和 HMI 通過 RS232 通信線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 [15]。工件移動(dòng)采用伺服電動(dòng)機(jī) [5]驅(qū)動(dòng)， PLC 控制，同時(shí)控制電源啟動(dòng)與停止、加熱時(shí)間、噴液時(shí)間、設(shè)置觸摸屏，具有工藝編程及記憶功能，因此整個(gè)淬火過程分為 3 個(gè)階段：淬火、噴液、 冷卻 ， 3個(gè)區(qū)域同時(shí)獨(dú)立運(yùn)行。 本設(shè)計(jì)采用 HMI 和 PLC 實(shí)現(xiàn)對(duì)曲軸感應(yīng)加熱裝置的控制 ，圖 22 所示為數(shù)控系統(tǒng)控制框圖， GP477R 為帶觸摸屏的顯示操作終端，用于系統(tǒng)參數(shù)、淬火過程工藝參數(shù)顯示和輸入； FX2N128MR 為三菱 PLC，用于機(jī)床開關(guān)量輸入輸出控制、加熱噴液定時(shí)控制等； FX2N2AD 用于加熱電源實(shí)際輸出電壓和電流檢測(cè)輸入； FX2N2DA 用于工件轉(zhuǎn)速和加熱電源輸出電壓控制 輸出； FX2N20GM 用于工件或變壓器等升降定位控制。 4．加熱時(shí)間到后，伺服電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)曲軸上升，上升到一定位置，延時(shí)一段時(shí)間，進(jìn)行淬火冷卻。 圖 21 感應(yīng)加熱表面淬火原理圖 淬火工藝流程 曲軸的感應(yīng)淬火生產(chǎn)線主要分成加熱區(qū)、噴液區(qū)和冷卻 區(qū) 3 個(gè)部分，這三個(gè)部分分別受伺服電動(dòng)機(jī)，移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)控制 。工件表 層高密度電流的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使表層的溫度升高，即?shí)現(xiàn)表面加熱。在加熱層溫度超過鋼的臨界點(diǎn)溫度后迅速冷卻，即可實(shí)現(xiàn)表面淬火。一般將工件放到感應(yīng)器內(nèi)，感應(yīng)器一般是 由輸入中頻或者高頻 的交流電組成的 空心銅管。 感應(yīng)加熱基本原理 電流周圍存在有磁場(chǎng)，當(dāng)導(dǎo)體中通有電流時(shí)，在導(dǎo)體 周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。工件的熱處理和淬火過程對(duì)于曲軸的整體性能起著相當(dāng)重要的作用。其材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個(gè)重要部位：主軸頸，連桿頸。在觸摸屏面 控制面板上 還可以 設(shè)置一些非常 2 便利有用的功能，比如：登陸界面 設(shè)置一些權(quán)限，防止非專業(yè)操作人員的誤操作而發(fā)生生產(chǎn)事故；報(bào)警功能 ，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的故 障，并在運(yùn)行不正常的時(shí)候通過報(bào)警通知操作人員排查故障，降低損失，淬火監(jiān)控畫面顯示等功能 。 很多大型機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)都會(huì)用到 PLC 對(duì)其生產(chǎn)進(jìn)行控制，但是現(xiàn)場(chǎng)操作設(shè)備的復(fù)雜 ，增加了操作人員的負(fù)擔(dān)，不僅需要他們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)對(duì)其操作，而 且還需要掌握很多的操作方式，這樣即 增加了誤操作的概率，使設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障， 也 對(duì)于操作 人員的安全也是一種威脅 ， 特別是在加工不同工件時(shí)，需要對(duì) PLC 中的程序加以更改來適應(yīng)不同工件的工藝要求，這樣就使工作人員 花費(fèi)更多的腦力和體力勞動(dòng) ，比如編程，當(dāng)工藝參數(shù)稍微有些差錯(cuò)就會(huì)造成工件的報(bào)廢，甚至導(dǎo)致多個(gè)工件達(dá)不到 生產(chǎn)要求而產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)，對(duì)于生產(chǎn)效率的提高就產(chǎn)生了一種阻礙， 當(dāng)生產(chǎn)過程出現(xiàn)問題時(shí)也不容易查找問題所在， 這就需要我們來設(shè)計(jì)出一種新型的感應(yīng)加熱技術(shù)。 結(jié) 論 .................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參數(shù)設(shè)置畫面模擬 ...................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 PLC 程序設(shè)計(jì) ............................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 報(bào)警顯示畫面設(shè)計(jì) ...................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 電源參數(shù)設(shè)定畫面設(shè)計(jì) .............. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 HMI 畫面設(shè)計(jì) ........................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 I 基于 PLC 的曲軸感應(yīng)加熱裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)通過觸摸屏與 PLC 的結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)曲軸感應(yīng)加熱的控制，在設(shè)計(jì)的觸摸屏上設(shè)置相應(yīng)的操作按鈕， 這些操作按鈕的存儲(chǔ)器地址與 PLC 的地址相對(duì)應(yīng) [6]，觸摸屏接收到操作指令后，通過 RS232 通信電纜 可以 將操作信號(hào)傳送給 PLC， PLC接收 到正確的操作指令后，將操作信號(hào)傳送到對(duì)應(yīng)的操作設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn) 觸摸屏對(duì)曲軸的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、加熱、間隙、冷卻等淬火工序的控制 ，完成曲軸感應(yīng)淬火的特殊工藝的智能化監(jiān)控，替代了復(fù)雜而繁瑣的現(xiàn)場(chǎng)操作， 為曲軸感應(yīng)淬火提供全自動(dòng)控制。 關(guān)鍵詞： 曲軸 ， 感應(yīng)加熱 ， 淬火 ， PLC， 觸摸屏 II The Control System Design of Crankshaft Induction Heating Device Based on PLC ABSTRACT This design through the bination of touch screen and PLC control system for the crankshaft induction heating, set up the corresponding action button in the design of touch screen, because the memory address of the action buttons correspond to the address of the PLC and touch screen to receive instructions, through RS232 munication cable operation signals to PLC, PLC receives the correct operation instruction, the operation signal to the corresponding equipment operation, touch screen for the movement of the crankshaft can be realized, rotating, cooling, heating, clearance control of quenching process, such as plete induction hardening crankshaft special process of intelligent monitoring, replace the scene of the plicated and tedious operation, provide full automatic control for the induction hardening bination of touch screen and PLC not only realized the automatic control of the crankshaft induction heating equipment, can also to the whole crankshaft quenching process in intelligent monitoring, easy for operation in the process of failures. The automatic and intelligent touch screen, PLC powerful memory function, improve the quenching quality of the crankshaft, the bination of both greatly increased the applicability of heating device, improve the production efficiency. KEY WORDS: Crankshaft， Induction heating， Quenching， Delta PLC， Screen Editor III 目 錄 前 言 .................................................................................................... 1 第 1 章 概述 ........................................................................................ 3 曲軸的簡(jiǎn)介 ............................................................................ 3 感應(yīng)加熱簡(jiǎn)介 ........................................................................ 3 感應(yīng)加熱分類 ............................................................. 3 感應(yīng)加熱基本原理 ......