【正文】 tem, it reduce the problem of mending, and upgrade the property of safe. User can understand easily, use conveniently, and there is no need to adapt. This text still introduces these software design of the system and adjusts to try, and give a form of language procedure of the system.Key words: PLC。 The Stepper Motor1 概述在 機(jī) 械 加 工 過(guò) 程 中 ， 板 材 切 割 常 用 方 式 有 手 工 切 割 、 半 自 動(dòng) 切 割 機(jī) 切 割及 數(shù) 控 切 割 機(jī) 切 割 。 半 自 動(dòng)切 割 機(jī) 中 仿 形 切 割 機(jī) ， 切 割 工 件 的 質(zhì) 量 較 好 ， 由 于 其 使 用 切 割 模 具 ， 不 適 合于 單 件 、 小 批 量 和 大 工 件 切 割 。 數(shù) 控 切 割 相 對(duì) 手動(dòng) 和 半 自 動(dòng) 切 割 方 式 來(lái) 說(shuō) ， 可 有 效 地 提 高 板 材 切 割 的 效 率 、 切 割 質(zhì) 量 ， 減輕 操 作 者 的 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 。 從 發(fā) 展 趨 勢(shì) 來(lái) 看 ， 數(shù) 控 切 割 機(jī) 市 場(chǎng) 上數(shù) 控 火 焰 切 割 機(jī) 將 保 持 其 基 本 市 場(chǎng) ， 專 用 型 材 數(shù) 控 切 割 設(shè) 備 、 接 觸 式 和 非接 觸 式 非 金 屬 專 用 數(shù) 控 切 割 設(shè) 備 也 將 會(huì) 有 較 大 的 發(fā) 展 空 間 ， 整 個(gè) 數(shù) 控 切 割 機(jī)市 場(chǎng) 將 不 斷 擴(kuò) 大 。 提 高 數(shù) 控 切 割 機(jī) 的 生 產(chǎn) 效 率 和 切 割 質(zhì) 量 ， 降 低 生 產(chǎn) 使 用 成 本 ， 提 高 整機(jī) 自 動(dòng) 化 水 平 和 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 性 ， 完 善 系 統(tǒng) 功 能 成 為 其 技 術(shù) 發(fā) 展 的 方 向 。 根據(jù)切割材料的不同，板材切割系統(tǒng)主要分為兩個(gè)方面，一是金屬切割方面，另一個(gè)是石板切割方面。在控制系統(tǒng)中，在適當(dāng)時(shí)點(diǎn)燃可燃?xì)怏w對(duì)板材進(jìn)行切割，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬板材的加工要求，金屬板材切割示意圖如圖 11 所示。在此控制系統(tǒng)中，由于板材的厚度一般比較厚，因此需要多次切割才能完成一次加工過(guò)程，當(dāng)?shù)侗P(pán)沒(méi)有達(dá)到切割系統(tǒng)所設(shè)置的下限時(shí)，需要往返切割以實(shí)現(xiàn)切割功能，石板切割系統(tǒng)工作示意圖如圖 12 所示。 早 期 的 控 制 方 式 為 液 壓 控 制 系 統(tǒng) ， 該 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 、 制 造 要 求高 ， 使 用 此 類 設(shè) 備 需 要 增 設(shè) 油 泵 站 ， 增 加 占 地 面 積 和 噪 聲 ， 但 是 由 于 中 國(guó) 在液 壓 方 面 的 元 件 制 造 工 藝 及 其 質(zhì) 量 方 面 的 原 因 ， 對(duì) 于 某 些 控 制 要 求 無(wú) 法 達(dá)到 ， 因 此 需 要 進(jìn) 口 國(guó) 外 設(shè) 備 ， 使 得 該 設(shè) 備 維 護(hù) 方 面 有 部 分 困 難 。 在復(fù) 雜 的 生 產(chǎn) 環(huán) 境 下 ， 粉 塵 和 電 磁 干 擾 的 作 用 會(huì) 影 響 計(jì) 算 機(jī) 的 控 制 性 能 。 采 用 PLC 作 為 控 制 器 具 有 運(yùn) 行 速 度 快 、 調(diào) 試 周 期 短 、維 護(hù) 簡(jiǎn) 單 和 較 高 的 可 靠 性 。 切 割 系 統(tǒng) 的 功 能 主 要 是 完 成 板 材 的 切 割 和 移 動(dòng) 。 板 材 切 割 控 制 系 統(tǒng) 主 要 完成 對(duì) 操 作 按 鈕 輸 入 的 檢 測(cè) 、 大 車 輸 送 到 位 的 檢 測(cè) 、 切 割 槍 位 置 的 檢 測(cè) 、 大 車步 進(jìn) 到 位 的 檢 測(cè) 等 。2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)切 割 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 主 要 包 括 兩 個(gè) 方 面 ： 一 個(gè) 是 機(jī) 械 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) ， 另 一個(gè) 是 PLC 電 氣 控 制 設(shè) 計(jì) 。 板材切割系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)隨 著 企 業(yè) 對(duì) 各 類 板 材 的 質(zhì) 量 要 求 不 斷 提 高 ， 板 材 加 工 的 要 求 也 越 來(lái) 越 高 ，因 此 采 用 傳 統(tǒng) 繼 電 器 控 制 線 路 的 切 割 系 統(tǒng) 已 經(jīng) 無(wú) 法 滿 足 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 要 求 ， 利 用PLC 對(duì) 板 材 切 割 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 改 造 后 ， 可 提 高 系 統(tǒng) 的 抗 干 擾 能 力 和 板 材 切 割 的 精度 。 牽引機(jī)也 就 是 大 車 ， 上 面 帶 有 可 以 用 步 進(jìn) 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 的 傳 送 帶 ， 通 過(guò) 電 動(dòng) 機(jī) 的驅(qū) 動(dòng) 帶 動(dòng) 工 件 進(jìn) 行 移 動(dòng) ， 完 成 工 件 的 輸 送 功 能 。 壓 緊 機(jī) 構(gòu) 由一 對(duì) V 型 鐵 在 氣 缸 的 帶 動(dòng) 下 ， 通 過(guò) 杠 桿 機(jī) 構(gòu) 進(jìn) 行 壓 緊 ， 通 過(guò) PLC 的 指 令 控制 氣 缸 的 上 升 和 下 降 ， 最 后 實(shí) 現(xiàn) 壓 緊 和 松 開(kāi) 的 操 作 。 液壓系統(tǒng)由 泵 站 和 相 應(yīng) 的 液 壓 控 制 系 統(tǒng) [1]構(gòu) 成 ， 相 應(yīng) 的 油 缸 通 過(guò) 對(duì) 應(yīng) 的 泵 站 進(jìn) 行控 制 ， 將 原 動(dòng) 機(jī) 的 機(jī) 械 能 轉(zhuǎn) 換 成 液 體 的 壓 力 能 ， 完 成 壓 緊 松 開(kāi) 功 能 。 板材切割系統(tǒng)的工作原理該 系 統(tǒng) 的 工 作 過(guò) 程 包 括 以 下 幾 個(gè) 方 面 。（ 2） 大 車 到 位 后 ， 啟 動(dòng) 壓 緊 裝 置 ， 經(jīng) 過(guò) 延 時(shí) 后 ， 壓 緊 結(jié) 束 。（ 4） 下 降 到 位 后 ， 依 次 啟 動(dòng) 乙 炔 、 切 割 氧 、 高 壓 氧 閥 門(mén) ， 點(diǎn) 燃 火 焰 。（ 6） 切 割 結(jié) 束 后 ， 切 割 槍 復(fù) 位 。（ 8） 再 次 啟 用 切 割 槍 ， 切 割 過(guò) 程 循 環(huán) 進(jìn) 行 。帶有傳送帶的小車壓塊 切割槍運(yùn)料車板材圖 21 板 材 切 割 系 統(tǒng) 原 理 圖板 材 切 割 系 統(tǒng) 工 作 主 要 過(guò) 程 示 意 圖 如 圖 22 所 示 。 如 圖 31 所示 的 是 板 材 切 割 系 統(tǒng) 的 硬 件 連 接 示 意 圖 。PLC操作面板限位開(kāi)關(guān)人機(jī)界面驅(qū)動(dòng)電磁閥驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖 31 板 材 切 割 系 統(tǒng) 的 硬 件 連 接 示 意 圖 PLC 選型根 據(jù) 控 制 系 統(tǒng) 的 功 能 要 求 ， 從 經(jīng) 濟(jì) 性 、 可 靠 性 等 方 面 來(lái) 考 慮 ， 選 擇 西 門(mén)子 S7200 系 列 PLC 作 為 板 材 切 割 控 制 系 統(tǒng) 的 主 機(jī) 。如 果 選 擇 CPU224， 則 需 要 擴(kuò) 展 一 個(gè) 數(shù) 字 量 輸 入 /輸 出 模 塊 。 EM221 和 EM222 是 單 獨(dú) 的 輸入 或 者 輸 出 擴(kuò) 展 模 塊 ， 為 了 便 于 硬 件 的 安 裝 和 減 小 PLC 系 統(tǒng) 所 占 體 積 ， 采用 EM223 模 塊 。 PLC 的 I/O 資源配置根 據(jù) 系 統(tǒng) 的 功 能 要 求 ， 對(duì) PLC 的 I/O 進(jìn) 行 配 置 ， 具 體 分 配 如 下 所 示 。 表 31 數(shù)字輸入量地址分配表輸入點(diǎn)編號(hào) 代碼 名稱 輸入點(diǎn)編號(hào) 代碼 名稱 SB1 急停按鈕 SB10 手動(dòng)大車前進(jìn)按鈕 SB2 復(fù)位按鈕 SB11 手動(dòng)大車后退按鈕 SA 手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SB12 手動(dòng)工件壓緊按鈕 SB3 自動(dòng)切割啟動(dòng)按鈕 SB13 手動(dòng)工件松開(kāi)按鈕 SB4 手動(dòng)切割槍上升按鈕 SQ1 切割槍上限位置開(kāi)關(guān) SB5 手動(dòng)切割槍下降按鈕 SQ2 切割槍下限位置開(kāi)關(guān) SB6 手動(dòng)切割槍左移按鈕 SQ3 切割槍左限位置開(kāi)關(guān) SB7 手動(dòng)切割槍右移按鈕 SQ4 切割槍右限位置開(kāi)關(guān) SB8 手動(dòng)切割槍乙炔閥門(mén)按鈕 SQ5 大車到位位置開(kāi)關(guān) SB9 手動(dòng)切割槍切割氧和高壓氧閥門(mén)按鈕 數(shù)字量輸出部分在 這 個(gè) 控 制 系 統(tǒng) 中 ， 主 要 輸 出 控 制 的 設(shè) 備 有 各 種 接 觸 器 、 電 動(dòng) 機(jī) 等 ， 共有 10 個(gè) 輸 出 點(diǎn) ， 其 具 體 分 配 如 表 32 所 示 。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(kuò) 展 模 塊 之 外 ， 還 需 要 各 種 限 位 開(kāi) 關(guān) 、電 磁 閥 和 接 觸 器 等 儀 器 設(shè) 備 。（ 1） 上 限 位 開(kāi) 關(guān) 。（ 2） 下 限 位 開(kāi) 關(guān) 。（ 3） 左 限 位 開(kāi) 關(guān) 。（ 4） 右 限 位 開(kāi) 關(guān) 。 電磁閥使 用 一 個(gè) 氣 缸 、 一 個(gè) 電 磁 閥 就 能 實(shí) 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]。（ 2） 下 降 電 磁 閥 ： 控 制 氣 缸 驅(qū) 動(dòng) 切 割 槍 下 降 至 設(shè) 定 位 置 。（ 4） 松 開(kāi) 電 磁 閥 ： 控 制 氣 缸 驅(qū) 動(dòng) 壓 緊 機(jī) 構(gòu) 松 開(kāi) 工 件 。 因 此 ， 必 須 在 大 車 的 電 動(dòng) 機(jī) 部 分 裝 個(gè) 可 以 控 制 電動(dòng) 機(jī) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 和 停 止 的 接 觸 器 ， 在 連 接 到 PLC 控 制 接 觸 器 ， 最 后 到 達(dá) 控 制 目 的 。 此 控 制 系 統(tǒng) 中 ， 采 用 西 門(mén) 子 公 司 為 S7200 設(shè) 計(jì) 的 TD200[5]。（ 1） 最 大 顯 示 2 行 中 文 文 本 。（ 3） 與 S7200 通 過(guò) RS485 通 信 。（ 5） 可 通 過(guò) 通 信 口 供 電 ， 當(dāng) 距 離 較 長(zhǎng) 時(shí) ， 也 可 以 利 用 獨(dú) 立 電 源 供 電 。（ 7） 允 許 調(diào) 整 指 定 的 程 序 變 量 。（ 9） 組 態(tài) 軟 件 采 用 STEP 7Micro/WIN32 SP4 版 本 ， 無(wú) 須 單 獨(dú)HMI 組 態(tài) 軟 件 。4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用西門(mén)子公司專為 S7200 系