【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 洛陽理工學院畢業(yè)設計（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． 變頻器如果要長電纜運行 時，此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，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． 變頻器的負載類型，如葉片泵或容積泵等，特別注意負載的 性能曲線，性能曲線決定了應用時的方式方法。 HMI 的選型 1． 基本功能： 設備工作狀態(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，設備生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄，簡單的邏輯和數(shù)洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 17 值運算，可連接多種工業(yè)控制設備 組網(wǎng) [12]，通信宏指令的調用，可以與多種機型的 PLC 相連接，不需要實物便可以進行離線模擬。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 的處理器中運行。 表 31 M 點定義 對應 M 點 定義 備注 M0 啟動 M1 機械臂第一次上升 M2 滑行臺 前進 M3 機械臂下降 M4 加熱淬火并旋轉 M5 機械臂第二次上升 M6 噴液并旋轉 M7 行車倒退 2． I/O 分配表 ： 輸入信號為各控制按鈕和行程開關，輸出信號為驅動電機轉動的線圈和相應的指示燈。 EH 作浮點運算， PID 運算 [8 ]，時鐘功能，高速計數(shù)和脈沖輸出，定位控制很不錯的。通過 DVPEH2系列主機程式以指令 FROM/TO 來讀寫模塊內的數(shù)據(jù)。 前面提到綜合考慮多方面因素，我們選擇臺達 PLC 來進行本次設計。一般來說，我們可以根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，確定 I/O 點數(shù)和 I/O 點的類型（數(shù)字量、模擬量等），并列出 I/O 點清單。 西門子 PLC：德國西門子公司生產(chǎn)的可編程程序控制器，在我國的應用相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領域都有應用，西門子公司的PLC 產(chǎn)品包括 LOGO,S7200， S7300， S7400，工業(yè)網(wǎng)絡， HMI 人機界面，工業(yè)軟件等。 感 應 加 熱 電 源現(xiàn) 場 傳 感 信號 ， 控 制 開 關旋 轉 電 動 機伺 服 電 動 機 移 動 電 動 機現(xiàn) 場 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 定溫 度 參數(shù) 設 定操 作 界面系 統(tǒng) 模 擬報 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 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 10 其中 PLC 和 HMI 通過 RS232 通信線進行數(shù)據(jù)傳輸 [15]。工件移動采用伺服電動機 [5]驅動， PLC 控制，同時控制電源啟動與停止、加熱時間、噴液時間、設置觸摸屏，具有工藝編程及記憶功能，因此整個淬火過程分為 3 個階段：淬火、噴液、 冷卻 ， 3個區(qū)域同時獨立運行。 本設計采用 HMI 和 PLC 實現(xiàn)對曲軸感應加熱裝置的控制 ，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，用于機床開關量輸入輸出控制、加熱噴液定時控制等； FX2N2AD 用于加熱電源實際輸出電壓和電流檢測輸入； FX2N2DA 用于工件轉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．加熱時間到后，伺服電動機啟動，帶動曲軸上升，上升到一定位置，延時一段時間，進行淬火冷卻。 圖 21 感應加熱表面淬火原理圖 淬火工藝流程 曲軸的感應淬火生產(chǎn)線主要分成加熱區(qū)、噴液區(qū)和冷卻 區(qū) 3 個部分，這三個部分分別受伺服電動機，移動電動機，旋轉電動機控制 。工件表 層高密度電流的電能轉變?yōu)闊崮?，使表層的溫度升高，即實現(xiàn)表面加熱。在加熱層溫度超過鋼的臨界點溫度后迅速冷卻，即可實現(xiàn)表面淬火。一般將工件放到感應器內，感應器一般是 由輸入中頻或者高頻 的交流電組成的 空心銅管。 感應加熱基本原理 電流周圍存在有磁場，當導體中通有電流時，在導體 周圍就會產(chǎn)生磁場。工件的熱處理和淬火過程對于曲軸的整體性能起著相當重要的作用。其材料是由碳素結構鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個重要部位：主軸頸，連桿頸。在觸摸屏面 控制面板上 還可以 設置一些非常 2 便利有用的功能，比如：登陸界面 設置一些權限，防止非專業(yè)操作人員的誤操作而發(fā)生生產(chǎn)事故；報警功能 ，系統(tǒng)自動檢測設備運行中產(chǎn)生的故 障，并在運行不正常的時候通過報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 。 很多大型機械設備的生產(chǎn)都會用到 PLC 對其生產(chǎn)進行控制，但是現(xiàn)場操作設備的復雜 ，增加了操作人員的負擔，不僅需要他們在現(xiàn)場對其操作，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，使設備在運行過程中出現(xiàn)故障， 也 對于操作 人員的安全也是一種威脅 ， 特別是在加工不同工件時，需要對 PLC 中的程序加以更改來適應不同工件的工藝要求，這樣就使工作人員 花費更多的腦力和體力勞動 ，比如編程，當工藝參數(shù)稍微有些差錯就會造成工件的報廢，甚至導致多個工件達不到 生產(chǎn)要求而產(chǎn)生不必要的浪費，對于生產(chǎn)效率的提高就產(chǎn)生了一種阻礙， 當生產(chǎn)過程出現(xiàn)問題時也不容易查找問題所在， 這就需要我們來設計出一種新型的感應加熱技術。 結 論 .................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 參數(shù)設置畫面模擬 ...................... 錯誤 !未定義書簽。 PLC 程序設計 ............................. 錯誤 !未定義書簽。 報警顯示畫面設計 ...................... 錯誤 !未定義書簽。 電源參數(shù)設定畫面設計 .............. 錯誤 !未定義書簽。 HMI 畫面設計 ........................................ 錯誤 !未定義書簽。 I 基于 PLC 的曲軸感應加熱裝置控制系統(tǒng)設計 摘 要 本設計通過觸摸屏與 PLC 的結合實現(xiàn)對曲軸感應加熱的控制，在設計的觸摸屏上設置相應的操作按鈕， 這些操作按鈕的存儲器地址與 PLC 的地址相對應 [6]，觸摸屏接收到操作指令后，通過 RS232 通信電纜 可以 將操作信號傳送給 PLC， PLC接收 到正確的操作指令后，將操作信號傳送到對應的操作設備，即可實現(xiàn) 觸摸屏對曲軸的移動、旋轉、加熱、間隙、冷卻等淬火工序的控制 ，完成曲軸感應淬火的特殊工藝的智能化監(jiān)控，替代了復雜而繁瑣的現(xiàn)場操作， 為曲軸感應淬火提供全自動控制。 關鍵詞： 曲軸 ， 感應加熱 ， 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 曲軸的簡介 ............................................................................ 3 感應加熱簡介 ........................................................................ 3 感應加熱分類 ............................................................. 3 感應加熱基本原理 ......