滾筒式門(mén)發(fā)泡控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

唐順梅

摘 要：該文給出了一種用于電冰箱生產(chǎn)線(xiàn)中八工位門(mén)體發(fā)泡設(shè)備的基于PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，介紹了用PLC、人機(jī)界面、編碼器、變頻器進(jìn)行發(fā)泡工藝流程控制、精確定位和變速控制的實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：門(mén)發(fā)泡 控制系統(tǒng) PLC

中圖分類(lèi)號(hào)：TH69 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（c）-0039-01

八工位滾筒式門(mén)體發(fā)泡機(jī)是典型的機(jī)電一體化無(wú)氟發(fā)泡設(shè)備，它的工藝流程主要包括上料、沖注發(fā)泡劑、旋轉(zhuǎn)、鎖模等工序。其電氣控制系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)發(fā)泡工序邏輯流程控制。該文介紹的PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用于某冰箱制造廠(chǎng)的門(mén)體發(fā)泡新型設(shè)備上，與同類(lèi)進(jìn)口設(shè)備相比，整套設(shè)備在可靠性、安全性、適應(yīng)性、方便性、經(jīng)濟(jì)性各方面都達(dá)到了更高的水平。

1 設(shè)備的組成

滾筒式八工位門(mén)體發(fā)泡設(shè)備的主要組成部分：液壓系統(tǒng)、水加熱循環(huán)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、發(fā)泡劑設(shè)備等部分組成。設(shè)備主體包括主機(jī)架、八邊形轉(zhuǎn)盤(pán)、模具夾具、八邊形轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、模具夾具托舉定位機(jī)構(gòu)、夾具開(kāi)鎖機(jī)構(gòu)、夾具閉鎖機(jī)構(gòu)、自動(dòng)注料裝置等部分組成。設(shè)備整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。工作原理是：門(mén)殼體和內(nèi)襯分別放入模具，夾具托舉油缸上升到水平位，自動(dòng)充注系統(tǒng)自動(dòng)回程充注。之后槍頭移栽小車(chē)退回。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸旋轉(zhuǎn)。同時(shí)下模架合模。旋轉(zhuǎn)到位后，定位油缸定位，鎖模油缸鎖模，接模油缸上升，旋轉(zhuǎn)油缸在上定位油缸退出后返回，接模油缸上升到位后，開(kāi)鎖油缸開(kāi)鎖，接模油缸下降到原位開(kāi)模，操作人員可取出成品，再放入門(mén)殼體及內(nèi)膽，一個(gè)動(dòng)作循環(huán)完成。

2 PLC控制系統(tǒng)的程序組成和總體結(jié)構(gòu)

2.1 硬件組態(tài)

設(shè)備中采用的是S7控制系統(tǒng)，硬件部分主要包括PS307一塊，CPU315一塊【2】，SM321輸入模塊，SM322輸出模塊，高速計(jì)數(shù)器模塊FM350等，由于S7-300最多能夠在同一塊導(dǎo)軌上擴(kuò)展8塊，所以該系統(tǒng)需要擴(kuò)展一個(gè)機(jī)架，兩個(gè)機(jī)架軌道之間用IM365進(jìn)行通訊連接。通過(guò)STEP-7【3】進(jìn)行硬件組態(tài)和軟件編程。

本系統(tǒng)涉及的控制子程序有：主體運(yùn)行程序、沖注發(fā)泡劑槍頭移動(dòng)程序（以下簡(jiǎn)稱(chēng)小車(chē)程序）、模擬量程序、沖住量程序、模架識(shí)別程序、報(bào)警程序等幾大塊。其中注料槍頭程序是控制對(duì)象的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2.1.1 主體運(yùn)行程序

主要是設(shè)備主體-圓周上的八個(gè)模架的邏輯順序控制，其工序?yàn)椋浩侥?、定位退、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)進(jìn)、定位進(jìn)、鎖模、旋轉(zhuǎn)抓緊退、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)退、旋轉(zhuǎn)抓緊進(jìn)、托架上、開(kāi)模、托架下到位。這一部分的動(dòng)力全部來(lái)自油缸。

2.1.2 注料槍頭程序

本程序是項(xiàng)目中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。它運(yùn)用到邏輯關(guān)系非常復(fù)雜的子程序。因?yàn)槊總€(gè)模架上有兩個(gè)不同門(mén)體工位，每個(gè)門(mén)體要求的沖住范圍、沖住速度是不一樣的，這要求用編碼器來(lái)定位沖注范圍、用變頻器來(lái)適應(yīng)各種速度要求。

數(shù)據(jù)傳輸子程序用于在觸摸屏設(shè)置的模架參數(shù)傳輸?shù)絇LC中，用于控制每個(gè)模架沖注位置，沖注量和槍頭速度等。部分程序大致如圖2所示。

2.2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

人機(jī)界面是控制系統(tǒng)的操作終端，是操作者與機(jī)器交流的紐帶。對(duì)人機(jī)界面的操作平臺(tái)的設(shè)計(jì)決定了機(jī)器的操作方便性與智能化程度。參數(shù)設(shè)置畫(huà)面即工藝參數(shù)的設(shè)定，每個(gè)模架最多可安裝三個(gè)門(mén)模，可在觸摸屏上分別設(shè)定夾具選擇、工作模式、距離設(shè)置、注泡代碼、注泡時(shí)間和固化時(shí)間等。

3 結(jié)語(yǔ)

該文介紹了八工位滾筒式門(mén)體發(fā)泡線(xiàn)電氣控制設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)以SIEMENS S7-300PLC為控制核心，配合觸摸屏人機(jī)界面TP277對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全自動(dòng)控制，槍頭采用變頻器無(wú)級(jí)調(diào)速控制，能滿(mǎn)足不同發(fā)泡要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

[2] 西門(mén)子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).SIMATIC STEP7 V5.4編程手冊(cè).2006.

[3] 柴瑞娟，孫繼承.西門(mén)子PLC高級(jí)培訓(xùn)教程[M].北京：人民郵電出版社，2009.endprint

摘 要：該文給出了一種用于電冰箱生產(chǎn)線(xiàn)中八工位門(mén)體發(fā)泡設(shè)備的基于PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，介紹了用PLC、人機(jī)界面、編碼器、變頻器進(jìn)行發(fā)泡工藝流程控制、精確定位和變速控制的實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：門(mén)發(fā)泡 控制系統(tǒng) PLC

中圖分類(lèi)號(hào)：TH69 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（c）-0039-01

八工位滾筒式門(mén)體發(fā)泡機(jī)是典型的機(jī)電一體化無(wú)氟發(fā)泡設(shè)備，它的工藝流程主要包括上料、沖注發(fā)泡劑、旋轉(zhuǎn)、鎖模等工序。其電氣控制系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)發(fā)泡工序邏輯流程控制。該文介紹的PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用于某冰箱制造廠(chǎng)的門(mén)體發(fā)泡新型設(shè)備上，與同類(lèi)進(jìn)口設(shè)備相比，整套設(shè)備在可靠性、安全性、適應(yīng)性、方便性、經(jīng)濟(jì)性各方面都達(dá)到了更高的水平。

1 設(shè)備的組成

滾筒式八工位門(mén)體發(fā)泡設(shè)備的主要組成部分：液壓系統(tǒng)、水加熱循環(huán)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、發(fā)泡劑設(shè)備等部分組成。設(shè)備主體包括主機(jī)架、八邊形轉(zhuǎn)盤(pán)、模具夾具、八邊形轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、模具夾具托舉定位機(jī)構(gòu)、夾具開(kāi)鎖機(jī)構(gòu)、夾具閉鎖機(jī)構(gòu)、自動(dòng)注料裝置等部分組成。設(shè)備整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。工作原理是：門(mén)殼體和內(nèi)襯分別放入模具，夾具托舉油缸上升到水平位，自動(dòng)充注系統(tǒng)自動(dòng)回程充注。之后槍頭移栽小車(chē)退回。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸旋轉(zhuǎn)。同時(shí)下模架合模。旋轉(zhuǎn)到位后，定位油缸定位，鎖模油缸鎖模，接模油缸上升，旋轉(zhuǎn)油缸在上定位油缸退出后返回，接模油缸上升到位后，開(kāi)鎖油缸開(kāi)鎖，接模油缸下降到原位開(kāi)模，操作人員可取出成品，再放入門(mén)殼體及內(nèi)膽，一個(gè)動(dòng)作循環(huán)完成。

2 PLC控制系統(tǒng)的程序組成和總體結(jié)構(gòu)

2.1 硬件組態(tài)

設(shè)備中采用的是S7控制系統(tǒng)，硬件部分主要包括PS307一塊，CPU315一塊【2】，SM321輸入模塊，SM322輸出模塊，高速計(jì)數(shù)器模塊FM350等，由于S7-300最多能夠在同一塊導(dǎo)軌上擴(kuò)展8塊，所以該系統(tǒng)需要擴(kuò)展一個(gè)機(jī)架，兩個(gè)機(jī)架軌道之間用IM365進(jìn)行通訊連接。通過(guò)STEP-7【3】進(jìn)行硬件組態(tài)和軟件編程。

本系統(tǒng)涉及的控制子程序有：主體運(yùn)行程序、沖注發(fā)泡劑槍頭移動(dòng)程序（以下簡(jiǎn)稱(chēng)小車(chē)程序）、模擬量程序、沖住量程序、模架識(shí)別程序、報(bào)警程序等幾大塊。其中注料槍頭程序是控制對(duì)象的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2.1.1 主體運(yùn)行程序

主要是設(shè)備主體-圓周上的八個(gè)模架的邏輯順序控制，其工序?yàn)椋浩侥?、定位退、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)進(jìn)、定位進(jìn)、鎖模、旋轉(zhuǎn)抓緊退、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)退、旋轉(zhuǎn)抓緊進(jìn)、托架上、開(kāi)模、托架下到位。這一部分的動(dòng)力全部來(lái)自油缸。

2.1.2 注料槍頭程序

本程序是項(xiàng)目中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。它運(yùn)用到邏輯關(guān)系非常復(fù)雜的子程序。因?yàn)槊總€(gè)模架上有兩個(gè)不同門(mén)體工位，每個(gè)門(mén)體要求的沖住范圍、沖住速度是不一樣的，這要求用編碼器來(lái)定位沖注范圍、用變頻器來(lái)適應(yīng)各種速度要求。

數(shù)據(jù)傳輸子程序用于在觸摸屏設(shè)置的模架參數(shù)傳輸?shù)絇LC中，用于控制每個(gè)模架沖注位置，沖注量和槍頭速度等。部分程序大致如圖2所示。

2.2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

人機(jī)界面是控制系統(tǒng)的操作終端，是操作者與機(jī)器交流的紐帶。對(duì)人機(jī)界面的操作平臺(tái)的設(shè)計(jì)決定了機(jī)器的操作方便性與智能化程度。參數(shù)設(shè)置畫(huà)面即工藝參數(shù)的設(shè)定，每個(gè)模架最多可安裝三個(gè)門(mén)模，可在觸摸屏上分別設(shè)定夾具選擇、工作模式、距離設(shè)置、注泡代碼、注泡時(shí)間和固化時(shí)間等。

3 結(jié)語(yǔ)

該文介紹了八工位滾筒式門(mén)體發(fā)泡線(xiàn)電氣控制設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)以SIEMENS S7-300PLC為控制核心，配合觸摸屏人機(jī)界面TP277對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全自動(dòng)控制，槍頭采用變頻器無(wú)級(jí)調(diào)速控制，能滿(mǎn)足不同發(fā)泡要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

[2] 西門(mén)子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).SIMATIC STEP7 V5.4編程手冊(cè).2006.

[3] 柴瑞娟，孫繼承.西門(mén)子PLC高級(jí)培訓(xùn)教程[M].北京：人民郵電出版社，2009.endprint

摘 要：該文給出了一種用于電冰箱生產(chǎn)線(xiàn)中八工位門(mén)體發(fā)泡設(shè)備的基于PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，介紹了用PLC、人機(jī)界面、編碼器、變頻器進(jìn)行發(fā)泡工藝流程控制、精確定位和變速控制的實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：門(mén)發(fā)泡 控制系統(tǒng) PLC

中圖分類(lèi)號(hào)：TH69 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（c）-0039-01

八工位滾筒式門(mén)體發(fā)泡機(jī)是典型的機(jī)電一體化無(wú)氟發(fā)泡設(shè)備，它的工藝流程主要包括上料、沖注發(fā)泡劑、旋轉(zhuǎn)、鎖模等工序。其電氣控制系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)發(fā)泡工序邏輯流程控制。該文介紹的PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用于某冰箱制造廠(chǎng)的門(mén)體發(fā)泡新型設(shè)備上，與同類(lèi)進(jìn)口設(shè)備相比，整套設(shè)備在可靠性、安全性、適應(yīng)性、方便性、經(jīng)濟(jì)性各方面都達(dá)到了更高的水平。

1 設(shè)備的組成

滾筒式八工位門(mén)體發(fā)泡設(shè)備的主要組成部分：液壓系統(tǒng)、水加熱循環(huán)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、發(fā)泡劑設(shè)備等部分組成。設(shè)備主體包括主機(jī)架、八邊形轉(zhuǎn)盤(pán)、模具夾具、八邊形轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、模具夾具托舉定位機(jī)構(gòu)、夾具開(kāi)鎖機(jī)構(gòu)、夾具閉鎖機(jī)構(gòu)、自動(dòng)注料裝置等部分組成。設(shè)備整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。工作原理是：門(mén)殼體和內(nèi)襯分別放入模具，夾具托舉油缸上升到水平位，自動(dòng)充注系統(tǒng)自動(dòng)回程充注。之后槍頭移栽小車(chē)退回。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸旋轉(zhuǎn)。同時(shí)下模架合模。旋轉(zhuǎn)到位后，定位油缸定位，鎖模油缸鎖模，接模油缸上升，旋轉(zhuǎn)油缸在上定位油缸退出后返回，接模油缸上升到位后，開(kāi)鎖油缸開(kāi)鎖，接模油缸下降到原位開(kāi)模，操作人員可取出成品，再放入門(mén)殼體及內(nèi)膽，一個(gè)動(dòng)作循環(huán)完成。

2 PLC控制系統(tǒng)的程序組成和總體結(jié)構(gòu)

2.1 硬件組態(tài)

設(shè)備中采用的是S7控制系統(tǒng)，硬件部分主要包括PS307一塊，CPU315一塊【2】，SM321輸入模塊，SM322輸出模塊，高速計(jì)數(shù)器模塊FM350等，由于S7-300最多能夠在同一塊導(dǎo)軌上擴(kuò)展8塊，所以該系統(tǒng)需要擴(kuò)展一個(gè)機(jī)架，兩個(gè)機(jī)架軌道之間用IM365進(jìn)行通訊連接。通過(guò)STEP-7【3】進(jìn)行硬件組態(tài)和軟件編程。

本系統(tǒng)涉及的控制子程序有：主體運(yùn)行程序、沖注發(fā)泡劑槍頭移動(dòng)程序（以下簡(jiǎn)稱(chēng)小車(chē)程序）、模擬量程序、沖住量程序、模架識(shí)別程序、報(bào)警程序等幾大塊。其中注料槍頭程序是控制對(duì)象的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2.1.1 主體運(yùn)行程序

主要是設(shè)備主體-圓周上的八個(gè)模架的邏輯順序控制，其工序?yàn)椋浩侥！⒍ㄎ煌?、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)進(jìn)、定位進(jìn)、鎖模、旋轉(zhuǎn)抓緊退、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)退、旋轉(zhuǎn)抓緊進(jìn)、托架上、開(kāi)模、托架下到位。這一部分的動(dòng)力全部來(lái)自油缸。

2.1.2 注料槍頭程序

本程序是項(xiàng)目中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。它運(yùn)用到邏輯關(guān)系非常復(fù)雜的子程序。因?yàn)槊總€(gè)模架上有兩個(gè)不同門(mén)體工位，每個(gè)門(mén)體要求的沖住范圍、沖住速度是不一樣的，這要求用編碼器來(lái)定位沖注范圍、用變頻器來(lái)適應(yīng)各種速度要求。

數(shù)據(jù)傳輸子程序用于在觸摸屏設(shè)置的模架參數(shù)傳輸?shù)絇LC中，用于控制每個(gè)模架沖注位置，沖注量和槍頭速度等。部分程序大致如圖2所示。

2.2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

人機(jī)界面是控制系統(tǒng)的操作終端，是操作者與機(jī)器交流的紐帶。對(duì)人機(jī)界面的操作平臺(tái)的設(shè)計(jì)決定了機(jī)器的操作方便性與智能化程度。參數(shù)設(shè)置畫(huà)面即工藝參數(shù)的設(shè)定，每個(gè)模架最多可安裝三個(gè)門(mén)模，可在觸摸屏上分別設(shè)定夾具選擇、工作模式、距離設(shè)置、注泡代碼、注泡時(shí)間和固化時(shí)間等。

3 結(jié)語(yǔ)

該文介紹了八工位滾筒式門(mén)體發(fā)泡線(xiàn)電氣控制設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)以SIEMENS S7-300PLC為控制核心，配合觸摸屏人機(jī)界面TP277對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全自動(dòng)控制，槍頭采用變頻器無(wú)級(jí)調(diào)速控制，能滿(mǎn)足不同發(fā)泡要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

[2] 西門(mén)子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).SIMATIC STEP7 V5.4編程手冊(cè).2006.

[3] 柴瑞娟，孫繼承.西門(mén)子PLC高級(jí)培訓(xùn)教程[M].北京：人民郵電出版社，2009.endprint