基于PLC的排線(xiàn)技術(shù)的研究

李會(huì)榮

（浙江容大電力設(shè)備制造有限公司，杭州 311400）

1 引言

主要負(fù)責(zé)焊絲生產(chǎn)的層繞機(jī)是其過(guò)程的主要設(shè)備，而在生產(chǎn)過(guò)程中，很容易由于種種機(jī)械故障出現(xiàn)失誤，如，停車(chē)頻率較高導(dǎo)致其絲線(xiàn)張力受到影響，角度出現(xiàn)差錯(cuò)導(dǎo)致其排線(xiàn)的精度及最終的質(zhì)量受到影響等。因此，本文主要從PLC編輯器的程序進(jìn)行分析，以查找原因，提供建議。

2 工作原理

目前，我國(guó)在這方面采用工藝為豎向?qū)永@機(jī)，電機(jī)配合絲杠和滑軌進(jìn)行推動(dòng)機(jī)器以實(shí)現(xiàn)排線(xiàn)，在收線(xiàn)時(shí)，跟蹤及換向同時(shí)進(jìn)行，進(jìn)行跟蹤時(shí)，我們一般會(huì)固定角度，換向時(shí)采用變角的方式。一旦在進(jìn)行層繞的過(guò)程中出現(xiàn)提前角度，就會(huì)導(dǎo)致其工作的不平衡，焊絲內(nèi)部也會(huì)出現(xiàn)一定的縫隙和缺陷，導(dǎo)致由于角度的問(wèn)題，機(jī)器停擺[1]。因此，相比較與排線(xiàn)跟蹤，我們?cè)谄溥M(jìn)行換向的過(guò)程中，變角的精準(zhǔn)度更為重要。具體排線(xiàn)器的結(jié)構(gòu)參照下圖（圖1），當(dāng)其在運(yùn)行時(shí)，參考（圖2），通過(guò)換向從而形成直線(xiàn)移動(dòng)，左右的換向相互移動(dòng)并相互按對(duì)方的角度進(jìn)行復(fù)位，收線(xiàn)及倒線(xiàn)時(shí)根據(jù)其左右換向取反向標(biāo)志，如，當(dāng)左換向時(shí)，左邊的開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，直線(xiàn)單元進(jìn)行推進(jìn)至α角，電機(jī)旋轉(zhuǎn)，直線(xiàn)單元進(jìn)行跟蹤，焊絲纏繞至最右邊時(shí)，單元在停止時(shí)復(fù)位左行的位置，為新循化的右行單元。

圖1

圖2

而在具體的工作中，我們需要明確的是。左行的α角≤中心角和滯后角度數(shù)的總和。右行則α角與之相反。

因此，我們?cè)诹私饬藢永@器的結(jié)構(gòu)以及工藝之后，對(duì)于基于PLC的工作系統(tǒng)原理進(jìn)行進(jìn)一步的分析。我們將其分為兩部分，一部分為控制系統(tǒng)，主要通過(guò)對(duì)于角度傳感器精度的控制，從而保證其在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確度，也以此為保障相應(yīng)設(shè)備的正常及穩(wěn)定運(yùn)行做出一定的貢獻(xiàn)。另一部分則是其工作單元模塊的運(yùn)轉(zhuǎn)程序編輯，通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)效率，焊絲的移動(dòng)速度，電機(jī)的圈排每圈的線(xiàn)長(zhǎng)度（M），及絲杠的轉(zhuǎn)速（d）等。通過(guò)計(jì)算從而進(jìn)行設(shè)定，讓其單元模塊與層繞器的主軸轉(zhuǎn)速得到一致。主軸上一般都會(huì)安裝一定的測(cè)速器，從而可以推算出軸的轉(zhuǎn)速，工字輪焊絲直徑（φ）及與軸的旋速（N）相乘得到焊絲的移速。將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過(guò)以下公式進(jìn)行表述及計(jì)算電機(jī)的脈沖速率。

電機(jī)脈沖=M*N*φ/d

因此，當(dāng)增量編碼器的規(guī)格為1000線(xiàn)時(shí)，將其與PLC程序相融合，并進(jìn)行其工作角度實(shí)測(cè)，其標(biāo)準(zhǔn)可以滿(mǎn)足低至0.8毫米的焊絲層繞。接近開(kāi)關(guān)作為單元模塊跟蹤及換向的重要元件，通過(guò)操作PLC儀器輸出脈沖，進(jìn)行電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，從而完成焊絲收線(xiàn)工作[2]。如下圖（圖3），其中需要注意的是，當(dāng)代入計(jì)算時(shí)，因脈沖的速率最大范圍值不超過(guò)25000轉(zhuǎn)/每秒，因此，M*N*φ的輸出極限值為2500轉(zhuǎn)/每秒。

圖3

3 邏輯程序

綜合以上的分析，我們得出在進(jìn)行邏輯程序編輯時(shí)，需要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟進(jìn)行分析和計(jì)算，以得出準(zhǔn)確值，進(jìn)行設(shè)定。

3.1 角度測(cè)驗(yàn)

本文所列舉的基于PLC的線(xiàn)路層繞器主要依靠其在運(yùn)行的過(guò)程中的角度控制從而使之達(dá)到要求，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路的持續(xù)收線(xiàn)，并保證其工作的效率及質(zhì)量。因此，在進(jìn)行程序編輯之前，我們必須對(duì)其角度傳感器的功能測(cè)試。其中主要測(cè)驗(yàn)其在程序中斷的瞬間，是否能夠達(dá)到數(shù)值回零，從而保證其運(yùn)行的準(zhǔn)確性。

3.2 軸速檢測(cè)

其次，則是對(duì)于層繞器的軸速進(jìn)行檢測(cè)。具體的方案如下，首先，在避免其PLC程序的干擾下，在固定的時(shí)間段內(nèi)，由電機(jī)的光碼盤(pán)進(jìn)行脈沖速率的計(jì)算，其碼盤(pán)的規(guī)格為0.4秒，具體計(jì)算結(jié)果參照公式。然后，設(shè)定不同的測(cè)試數(shù)值，進(jìn)行結(jié)果比對(duì)，從而檢測(cè)其速度數(shù)值以及檢測(cè)其穩(wěn)定程度。

3.3 控制設(shè)定

系統(tǒng)的控制設(shè)定需要通過(guò)一定的步驟，第一，已接近開(kāi)關(guān)的方向位置設(shè)定其在左右換向時(shí)的方向碼，確定具體的標(biāo)志。第二，根據(jù)具體的軸速，焊絲直徑等設(shè)定一定的角度值，并以此在PLC中編輯其動(dòng)作方向。第三，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，將參數(shù)的范圍及最終的極限值進(jìn)行輸入設(shè)定，以此保證其工作的有效性。第四，運(yùn)算程序的編輯，其中，主要有四個(gè)方面，一是設(shè)定值，二是過(guò)程值，三是采樣值，四是調(diào)節(jié)值，分別為其設(shè)定一定的角度值，以符合實(shí)際的工作標(biāo)準(zhǔn)。第五，根據(jù)實(shí)際的工作設(shè)置，給定一個(gè)電機(jī)的運(yùn)行速度，其主要是根據(jù)其基準(zhǔn)值及在PLC進(jìn)行調(diào)節(jié)及輸出時(shí)的速度進(jìn)行綜合計(jì)算得出。第六，設(shè)置跟蹤及換向時(shí)的倍速，分為三種情況，正常，4倍速及1倍速，分別設(shè)定標(biāo)志碼。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要根據(jù)自動(dòng)排線(xiàn)的工作原理從而計(jì)算其相關(guān)值，并根據(jù)其結(jié)果，以此進(jìn)行系統(tǒng)及單元模塊的設(shè)置，對(duì)具體設(shè)定程序進(jìn)行了說(shuō)明。希望大家根據(jù)排線(xiàn)實(shí)際要求，進(jìn)行合理程序編輯，以此保證其在實(shí)施的過(guò)程中，產(chǎn)品的質(zhì)量及速率得到提升。

[1] 魚(yú)敏英.基于PLC與觸摸屏控制技術(shù)的研究[J].品牌研究，2015（4）：190-190.

[2] 朱士彬.基于PLC技術(shù)的電氣控制技術(shù)研究與推廣[J].工業(yè)b，2015（6）：00114-00115.