【文章內(nèi)容簡介】 車到位位置開關(guān) SB9 手動切割槍切割氧和高壓氧閥門按鈕 數(shù)字量輸出部分在 這 個 控 制 系 統(tǒng) 中 ， 主 要 輸 出 控 制 的 設(shè) 備 有 各 種 接 觸 器 、 電 動 機 等 ， 共有 10 個 輸 出 點 ， 其 具 體 分 配 如 表 32 所 示 。 表 32 數(shù)字輸出量地址分配表輸出點編號 代碼 名稱 輸出點編號 代碼 名稱 KM1 步進電動機正向接觸器 YV3 切割槍乙炔電磁閥 KM2 步進電動機反向接觸器 YV4 切割槍氧電磁閥 KM3 切割槍電動機正向接觸器 YV5 切割槍高壓氧電磁閥 KM4 切割槍電動機反向接觸器 YV6 壓緊裝置電磁閥 YV1 切割槍上升電磁閥 YV7 松開裝置電磁閥 YV2 切割槍下降電磁閥根 據(jù) 控 制 系 統(tǒng) 的 功 能 要 求 、 如 表 31 和 表 32 所 示 的 I/O 分 配 情 況 以及 如 圖 31 所 示 的 硬 件 連 接 示 意 圖 ， 設(shè) 計 出 板 材 切 割 控 制 系 統(tǒng) PLC 控 制 部分 硬 件 連 接 圖 ， 如 圖 32 所 示 ， 此 控 制 面 板 上 的 手 動 控 制 部 分 主 要 在 調(diào) 試系 統(tǒng) 時 使 用 ， 調(diào) 試 完 成 后 基 本 處 于 閑 置 狀 態(tài) 。S7200 系列PLCLMSB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB9SB10SB11SB12SB13SB14SQ1SQ2SQ34SQ4KM1KM2KM3KM4YV1YV2YV3YV4YV5YV6SB1SA圖 32 板 材 切 割 控 制 系 統(tǒng) PLC 控 制 部 分 硬 件 連 接 圖 其他資源配置要 完 成 系 統(tǒng) 的 功 能 除 了 PLC 及 其 擴 展 模 塊 之 外 ， 還 需 要 各 種 限 位 開 關(guān) 、電 磁 閥 和 接 觸 器 等 儀 器 設(shè) 備 。 限位開關(guān)用 來 控 制 切 割 槍 在 運 動 過 程 中 的 停 止 位 置 ， 防 止 移 動 超 限 導(dǎo) 致 事 故 。（ 1） 上 限 位 開 關(guān) 。 控 制 切 割 槍 上 升 時 的 位 置 ， 防 止 向 上 運 動 超 出 范 圍 。（ 2） 下 限 位 開 關(guān) 。 控 制 切 割 槍 下 降 時 的 位 置 ， 防 止 向 下 運 動 超 出 范 圍 。（ 3） 左 限 位 開 關(guān) 。 控 制 切 割 槍 左 運 動 的 位 置 ， 防 止 向 左 運 動 超 出 范 圍 。（ 4） 右 限 位 開 關(guān) 。 控 制 切 割 槍 右 運 動 的 位 置 ， 防 止 向 右 運 動 超 出 范 圍 。 電磁閥使 用 一 個 氣 缸 、 一 個 電 磁 閥 就 能 實 現(xiàn) 切 割 槍 的 上 升 和 下 降 ， 在 板 材 切 割系 統(tǒng) 中 ， 用 了 一 些 電 磁 閥 [4]。（ 1） 上 升 電 磁 閥 ： 控 制 氣 缸 驅(qū) 動 切 割 槍 上 升 至 設(shè) 定 位 置 。（ 2） 下 降 電 磁 閥 ： 控 制 氣 缸 驅(qū) 動 切 割 槍 下 降 至 設(shè) 定 位 置 。（ 3） 壓 緊 電 磁 閥 ： 控 制 氣 缸 驅(qū) 動 壓 緊 機 構(gòu) 壓 緊 工 件 。（ 4） 松 開 電 磁 閥 ： 控 制 氣 缸 驅(qū) 動 壓 緊 機 構(gòu) 松 開 工 件 。 接觸器此 系 統(tǒng) 中 ， 大 車 不 需 要 時 刻 運 轉(zhuǎn) ， 而 是 根 據(jù) PLC 檢 測 相 關(guān) 狀 態(tài) 后 ， 發(fā)出 控 制 大 車 運 行 的 指 令 。 因 此 ， 必 須 在 大 車 的 電 動 機 部 分 裝 個 可 以 控 制 電動 機 運 轉(zhuǎn) 和 停 止 的 接 觸 器 ， 在 連 接 到 PLC 控 制 接 觸 器 ， 最 后 到 達 控 制 目 的 。 人機界面由 于 需 要 對 板 材 的 氣 缸 長 度 進 行 修 改 ， 為 了 方 便 ,需 要 采 用 人 機 界 面 進行 控 制 和 顯 示 。 此 控 制 系 統(tǒng) 中 ， 采 用 西 門 子 公 司 為 S7200 設(shè) 計 的 TD200[5]。文 本 顯 示 器 TD200 的 特 點 如 下 。（ 1） 最 大 顯 示 2 行 中 文 文 本 。（ 2） 支 持 中 英 文 顯 示 。（ 3） 與 S7200 通 過 RS485 通 信 。（ 4） 顯 示 器 為 LCD 顯 示 。（ 5） 可 通 過 通 信 口 供 電 ， 當(dāng) 距 離 較 長 時 ， 也 可 以 利 用 獨 立 電 源 供 電 。（ 6） 顯 示 器 電 路 具 有 反 接 、 短 路 、 浪 涌 保 護 和 電 子 自 恢 復(fù) 保 險 絲 。（ 7） 允 許 調(diào) 整 指 定 的 程 序 變 量 。（ 8） 允 許 強 制 改 變 輸 入 /輸 出 點 。（ 9） 組 態(tài) 軟 件 采 用 STEP 7Micro/WIN32 SP4 版 本 ， 無 須 單 獨HMI 組 態(tài) 軟 件 。 各類按鈕急 停 按 鈕 采 用 帶 鎖 的 ， 常 閉 觸 點 ， 按 下 旋 轉(zhuǎn) 復(fù) 位 按 鈕 ； 手 動 /自 動 按 鈕采 用 旋 鈕 ， 一 邊 常 閉 ， 一 邊 常 通 ； 其 余 按 鈕 均 采 用 觸 點 觸 發(fā) 方 式 。4 軟件系統(tǒng)設(shè)計采用西門子公司專為 S7200 系列可編程控制器設(shè)計開發(fā)的 STEP 7Micro/WIN32[6]，既可開發(fā)控制程序使用，也可實時監(jiān)控程序執(zhí)行的狀態(tài)。根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和硬件部分的設(shè)計情況，以及 PLC 控制系統(tǒng)中 I/O 的分配情況，進行軟件編程設(shè)計。在軟件設(shè)計中，首先需要按照控制系統(tǒng)的功能要求畫出系統(tǒng)流程框架圖，然后細化流程圖，按照不同的功能要求編寫不同的功能模塊。 總體流程設(shè)計根 據(jù) 控 制 系 統(tǒng) 的 功 能 要 求 ， 控 制 過 程 分 為 手 動 和 自 動 控 制 模 式 。 手動控制模式在 手 動 控 制 模 式 下 ， 可 單 獨 控 制 每 一 個 設(shè) 備 的 運 行 ， 相 互 之 間 沒 有 順 序 ，互 不 干 擾 ， 其 流 程 圖 如 圖 41 所 示 。手動控制模式大車運行 切割槍運行 壓緊裝置運行 各種氣體閥 門的控制圖 41 手 動 控 制 模 式 流 程 圖 自動控制模式處 于 自 動 狀 態(tài) 時 ， 系 統(tǒng) 上 電 后 按 下 切 割 啟 動 ， 系 統(tǒng) 開 始 工 作 ， 其 工 作 過程 包 括 以 下 幾 個 方 面 。（ 1） 系 統(tǒng) 上 電 后 ， 按 下 啟 動 按 鈕 。（ 2） 大 車 攜 帶 板 材 開 始 運 行 ， 到 達 切 割 槍 處 停 止 。（ 3） 大 車 到 位 后 ， 傳 送 帶 通 過 步 進 電 動 機 控 制 前 進 所 需 的 長 度 后 停 止 。（ 4） 停 止 后 ， 啟 動 壓 緊 裝 置 將 板 材 固 定 。（ 5） 固 定 后 ， 調(diào) 用 切 割 程 序 ， 切 割 結(jié) 束 后 ， 切 割 槍 自 動 復(fù) 位 。（ 6） 復(fù) 位 后 ， 壓 緊 裝 置 松 開 。（ 7） 延 時 一 秒 后 ， 如 果 沒 用 按 下 停 止 按 鈕 ， 跳 至 步 驟 （ 5） 循 環(huán) 執(zhí) 行 。（ 8） 如 果 停 止 按 鈕 被 按 下 ， 系 統(tǒng) 停 止 。 自 動 控 制 模 式 工 作 流 程 圖 如 圖 42 所 示 。在 以 上 流 程 圖 中 ， 調(diào) 用 了 切 割 子 程 序 ， 切 割 子 程 序 的 工 作 過 程 包 括 。（ 1） 大 車 到 位 后 ， 切 割 槍 左 移 ， 左 移 到 位 后 ， 切 割 槍 下 降 。（ 2） 下 降 到 位 后 ， 先 打 開 乙 炔 閥 門 ， 啟 動 定 時 器 。（ 3） 定 時 5s， 時 間 到 后 ， 打 開 切 割 氧 和 高 壓 氧 的 閥 門 ， 啟 動 定 時 器 。（ 4） 定 時 1s， 時 間 到 后 ， 切 割 槍 在 電 動 機 帶 動 下 ， 向 右 移 動 ， 開 切 割 。（ 5） 到 右 限 位 后 ， 切 割 過 程 結(jié) 束 ， 切 割 槍 自 動 復(fù) 位 。 切 割 過 程 流 程 圖 如 圖 43 所 示 。以 金 屬 板 材 為 例 ， 詳 細 介 紹 切 割 過 程 ， 如 果 操 作 對 象 是 石 板 的 話 ， 它 們的 工 作 基 本 一 致 ， 只 是 細 節(jié) 上 有 差 異 ， 主 要 有 以 下 幾 個 方 面 的 差 異 。（ 1） 切 割 工 具 上 的 不 同 。 石 板 切 割 一 般 采 用 刀 具 進 行 切 割 。（ 2） 對 石 板 來 說 ， 大 多 數(shù) 較 厚 ， 一 次 切 割 無 法 完 成 ， 需 要 多 次 切 割 。（ 3） 由于石板需要多次切割，因此刀具的每次切削量不能太大，需要控制，所以采用步進電動機對每次的切削量進行控制。自動控制大車運行切割下降切割程序切割氧高壓氧門開切割復(fù)位定時 1s切割左移乙炔門開切割程序定時 5s切割右移結(jié)束大車到位？是否到位？NY停止？壓緊裝置松開YYYNNN左移到位？下降到位？定時到位？定時到位？右移到位？NNN YYYYYNN壓緊裝置啟動傳送帶移一段距離切割完畢？圖 42 自 動 控 制 模 式 工 作 流 程 圖 圖 43 切 割 過 程 流 程 圖 各模塊語句表設(shè)計在 設(shè) 計 程 序 過 程 中 ， 會 使 用 到 許 多 寄 存 器 、 繼 電 器 、 定 時 器 等 軟 元 件 ，為 了 便 于 編 程 修 改 ， 在 程 序 編 寫 前 應(yīng) 先 列 出 可 能 用 到 的 軟 元 件 ， 如 表 41所 示 。表 41 元件設(shè)置表元件 意義 內(nèi)容 備注 急停標(biāo)志 on 有效 手動標(biāo)志 on 有效 自動標(biāo)志 on 有效 自動啟動標(biāo)志 on 有效 大車運行標(biāo)志 on 有效 工件壓緊標(biāo)志 on 有效 切割程序標(biāo)志 on 有效 傳送帶移動設(shè)定的距離 on 有效 傳送帶步進后到位標(biāo)志 on 有效 切割槍左移標(biāo)志 on 有效 切