全自動(dòng)臥式帶鋸床的PLC控制研究

盧劉杰 張小杰 胡耀武

摘要：全自動(dòng)臥式帶鋸床的PLC控制與傳統(tǒng)的臥式帶鋸床人工控制相比具有非常大的優(yōu)點(diǎn)。PLC控制系統(tǒng)要根據(jù)操作靈活、動(dòng)態(tài)調(diào)整速度、精準(zhǔn)定位的運(yùn)行需求和設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮主電路的設(shè)計(jì)情況以及控制系統(tǒng)中的控制器選型和軟件設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)程序軟件應(yīng)當(dāng)考慮PLC控制程序和觸摸屏界面實(shí)時(shí)顯示程序的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：全自動(dòng);臥式帶鋸床;PLC控制

分類號(hào)： TP273;TP391.9

前言：全自動(dòng)臥式帶鋸床PLC控制在設(shè)計(jì)和控制中需要滿足最基礎(chǔ)的控制需求：測(cè)量材料的長(zhǎng)度、控制臥式帶鋸床進(jìn)行切割、下達(dá)送料和退料的指令并自動(dòng)執(zhí)行命令、利用人機(jī)操作界面操作切割過(guò)程、利用人機(jī)界面調(diào)整運(yùn)行參數(shù)以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)切割、加工完成后報(bào)警提醒、發(fā)現(xiàn)異常情況進(jìn)行報(bào)警并保護(hù)設(shè)備安全。

一、全自動(dòng)臥式帶鋸床PLC控制的分類和優(yōu)點(diǎn)

全自動(dòng)數(shù)控鋸床根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可以將其劃分為臥式帶鋸床和立式帶鋸床，其中，臥式帶鋸床還包括剪刀式帶鋸床、雙立柱帶鋸床和單立柱式帶鋸床，立式帶鋸床包括滑車(chē)帶鋸床和滑臺(tái)帶鋸床。臥式帶鋸床主要包括三個(gè)系統(tǒng)，分別是液壓傳動(dòng)、電氣控制和潤(rùn)滑這三個(gè)系統(tǒng)。根據(jù)不同的操作方法可以將其分為手動(dòng)操作和自動(dòng)操作，其中，自動(dòng)控制還可以分成PLC控制和運(yùn)行開(kāi)關(guān)控制。將臥式帶鋸床結(jié)構(gòu)和PLC控制方法相結(jié)合就組成了全自動(dòng)臥式帶鋸床的PLC控制。

PLC是在工業(yè)環(huán)境下產(chǎn)生的，是一種可以進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算和自動(dòng)化控制的電子裝置。臥式帶鋸床的PLC控制系統(tǒng)使用的存儲(chǔ)裝置能夠起到編制程序的作用，在內(nèi)部存儲(chǔ)的過(guò)程中可以根據(jù)算數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)等不同的命令進(jìn)行運(yùn)算操作。臥式帶鋸床的PLC控制系統(tǒng)還能夠利用數(shù)字式的輸入輸出或者模擬式的輸入輸出對(duì)全自動(dòng)臥式帶鋸床的切割過(guò)程進(jìn)行控制[1]。

臥式帶鋸床PLC控制有非常多的優(yōu)點(diǎn)，在運(yùn)算和控制中具有非常強(qiáng)的可靠性、抗干擾性、普適性、適應(yīng)性和柔性，而且具有較高的性價(jià)比，操作簡(jiǎn)單且成本較低，不僅功能豐富和靈活，還有著非常小的體積和非常輕的重量。臥式帶鋸床PLC控制系統(tǒng)能夠快速和準(zhǔn)確地診斷臥式帶鋸床的故障問(wèn)題，檢查和維修的過(guò)程十分簡(jiǎn)單，PLC控制系統(tǒng)的編程并不復(fù)雜的特點(diǎn)方便操作人員快速學(xué)習(xí)和掌握使用方法，在對(duì)全自動(dòng)臥式帶鋸床進(jìn)行電路控制的過(guò)程中具有極高的價(jià)值。

二、全自動(dòng)臥式帶鋸床的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

臥式帶鋸床使用PLC控制系統(tǒng)能夠?qū)λ土系拈L(zhǎng)度和計(jì)數(shù)情況進(jìn)行自動(dòng)化控制，可以通過(guò)專門(mén)的調(diào)速閥來(lái)控制臥式帶鋸床的速度和進(jìn)給壓力，在PLC的精準(zhǔn)控制中將臥式帶鋸床調(diào)整到最好的鋸切狀態(tài)。臥式帶鋸床PLC控制系統(tǒng)具有三個(gè)方面的設(shè)計(jì)要求：（1）PLC控制系統(tǒng)要保證操作的靈活性，整個(gè)系統(tǒng)需要具備人機(jī)對(duì)話的能力，讓操作人員可以直接在中文界面和實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示中就可以及時(shí)看到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，如運(yùn)行的速度和預(yù)警的提示等，還要保證操作人員可以根據(jù)變化隨時(shí)調(diào)整預(yù)設(shè)參數(shù)。（2）PLC控制系統(tǒng)需要具備動(dòng)態(tài)調(diào)整鋸床工進(jìn)速度的功能，在臥式帶鋸床進(jìn)行鋸切的時(shí)候，鋸條的性能和鋸切的精確性會(huì)受到鋸切面積和部件材質(zhì)等因素的影響，所以要使用專門(mén)用于臥式帶鋸床的調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)整，通過(guò)速度自動(dòng)化控制保證臥式帶鋸床鋸切的精確程度。（3）PLC控制系統(tǒng)需要在送料的過(guò)程中具備精準(zhǔn)定位的功能，沒(méi)有使用PLC控制系統(tǒng)時(shí)經(jīng)常會(huì)利用標(biāo)尺來(lái)測(cè)量送料的移動(dòng)距離，具有非常大的誤差，所以要結(jié)合PLC控制系統(tǒng)使用位移傳感器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料和保證下料精度的設(shè)計(jì)目的[2]。

2、控制系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)、控制器選型和軟件設(shè)計(jì)

（1）主電路設(shè)計(jì)：PLC控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)主電路的時(shí)候需要考慮系統(tǒng)中的三個(gè)電機(jī)裝置，三個(gè)電機(jī)為冷卻電機(jī)裝置、鋸輪電機(jī)裝置以及油泵電機(jī)裝置，其中，前兩種電機(jī)裝置需要使用PLC控制系統(tǒng)中的接觸器1進(jìn)行控制，第三個(gè)電機(jī)裝置需要使用控制系統(tǒng)中的接觸器2進(jìn)行控制。（2）控制系統(tǒng)的控制器選型：在設(shè)計(jì)中選擇了DVP32EC型的PLC當(dāng)成主要的控制部件，這個(gè)控制器具有成本較低、功能強(qiáng)大、適應(yīng)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，而且該控制器還可以使用RS-232通信口來(lái)連接觸摸屏，最大程度實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制的目標(biāo)。（3）控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)：臥式帶鋸床控制系統(tǒng)的軟件包括兩個(gè)部分，第一個(gè)部分是PLC控制程序，第二個(gè)部分是觸摸屏界面顯示程序。PLC控制程序由多個(gè)子程序組成，可以實(shí)現(xiàn)不同的控制功能，如初始化和通信的功能、發(fā)現(xiàn)異常情況自動(dòng)停止的功能、實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)信息的功能。初始化程序不僅具有初始化的功能，還可以調(diào)整觸摸屏顯示和通信的參數(shù)。通信程序的通信功能主要體現(xiàn)為PLC控制系統(tǒng)和觸摸屏之間的通信。自動(dòng)停止的中斷程序可以準(zhǔn)確檢測(cè)出下料的實(shí)際長(zhǎng)度，還可以對(duì)輸入的數(shù)據(jù)和輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。實(shí)時(shí)顯示程序能夠?qū)εP式帶鋸床的鋸切和工進(jìn)的速度以及下料的實(shí)際長(zhǎng)度等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和傳輸顯示。

結(jié)論：全自動(dòng)臥式帶鋸床的PLC控制系統(tǒng)具有非常強(qiáng)大的功能和非常簡(jiǎn)單的操作方法，能夠同時(shí)、快速、不間斷切割數(shù)量和尺寸都不同的材料，傳統(tǒng)的手工鋸床較大的測(cè)量誤差導(dǎo)致切割精度非常低，而全自動(dòng)臥式帶鋸床的PLC控制具有非常高的長(zhǎng)度測(cè)量精度，可以將精度控制在±0.05mm之內(nèi)，而且由于控制系統(tǒng)的程序和各項(xiàng)參數(shù)可以根據(jù)需要進(jìn)行修改，所以系統(tǒng)還有很好的靈活性和適應(yīng)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧祥勝，趙慶輝.可編程序控制器在帶鋸床改造中的應(yīng)用[J].電世界，2020，61（04）：42-46.

[2]王文慧，巫邵波，史云霞.GB4230帶鋸床送料機(jī)構(gòu)的數(shù)控化改造[J].裝備制造技術(shù)，2020（03）：184-186.

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