基于PLC和HMI的立式輾環(huán)機自動控制系統(tǒng)設計

李國鋒 王恩武

【關鍵詞】PLC; HMI;立式輾環(huán)機;自動控制;控制系統(tǒng)

輾環(huán)機在軋制環(huán)坯方面應用廣泛。隨著軸承加工制造業(yè)的不斷發(fā)展，對端蓋毛坯精度要求越來越高，為了提高加工材料的利用率，減少材料浪費，需要不斷提高加工設備的自動化水平，從而提高加工精度。由于傳統(tǒng)小型立式輾環(huán)機缺乏成熟的控制系統(tǒng)，難以保證產(chǎn)品的加工精度和加工效率。因此，需要結合新的控制系統(tǒng)要求設計立式輾環(huán)機自動控制系統(tǒng)，以滿足高速度、高精準度、高自動化加工要求。

一、自動控制系統(tǒng)硬件結構

本次設計的基于PLC和HMI的立式輾環(huán)機自動控制系統(tǒng)主要由PLC、觸摸屏、高速計數(shù)模塊、壓力傳感器、數(shù)模轉換模塊、伺服比例閥放大器、光柵尺等部分組成。其中PLC采用三菱生產(chǎn)的FX3U-80MT型PLC，是整個系統(tǒng)的計算處理中心，模運行速度快;觸摸屏采用朗宇LY-A236型LED觸摸屏，使用簡便、支持配方存儲，系統(tǒng)可以根據(jù)觸摸屏設置的工藝參數(shù)對整個輾環(huán)機加工過程進行控制;電液比例伺服閥采用AtosDLHZO-TE-040-T型伺服閥，響應速度快、位置精度高，借助數(shù)模轉換模塊控制電液比例閥，從而實現(xiàn)液壓缸行程的自動控制;光柵尺用于主動測量加工過程中的工件尺寸變化，當工件尺寸達到預設值時，開始整圓。

二、I/0分配

該型輾環(huán)機包括傳感器信號、檢測信號、控制電磁閥信號、按鍵指示燈信號等開關量信號，I/O地址分配見表1：

三、控制程序流程設計

該型輾環(huán)機PLC控制程序分為手動設定、自動加工和空循環(huán)三種操作模式。這三種操作模式根據(jù)程序的不同功能需求采用不同的流程設計方法。使用二位按鈕選擇手動或自動。自動狀態(tài)又包括自動加工和空循環(huán)兩種模式，初始化程序負責控制系統(tǒng)上電時進行初始化，檢測機器的油壓、氣壓等參數(shù)，并輸出相應的狀態(tài)指示。自動加工程序負責自動加工操作模式下的通過人機界面依據(jù)設置好的加工參數(shù)進行自動加工。

四、HMI人機界面設計與參數(shù)輸入編輯

HMI人機界面主要用于輸入、編輯、選擇輾環(huán)機參數(shù)。在輸入?yún)?shù)環(huán)節(jié)設置了錯誤的操作開關，需要點擊“編輯參數(shù)”按鈕進行參數(shù)編輯。在文件名中輸入待處理參數(shù)的引用代碼，方便下次直接調(diào)用。

五、結語

綜上所述，基于PLC和HMI立式輾環(huán)機自動控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)多品種、多尺寸規(guī)格的環(huán)件的自動化加工，滿足靈活的加工需求，縮短產(chǎn)品加工周期，使環(huán)鍛加工企業(yè)擺脫進口設備的依賴，降低成本，從而改善企業(yè)的社會經(jīng)濟效益。