基于CP1H控制的成形出料排放系統

孫其鋒

東睦新材料，浙江 寧波 315191

1 概述

粉末冶金行業成形設備的出料多為人工排放方式，由于粉末冶金成形出料的產品易碎易磕碰導致在燒結前的產品廢品率比較高，存在相當大比例的人工操作，效率低，亟需系統的升級改進以滿足更高更安全的控制需求。當然采用成品機器人完全可以實現自動化作業，但是這些成品機器人造價很高以利于推廣使用，使得這個行業成形出料極少的企業或僅部分成形設備采用自動排放裝置。本文采用歐姆龍PLC實現成形出料排放，實現完全隔離人為觸碰產品的可能，系統以完成可用，經濟的方式實現成形出料排放；有利于工廠的大面積推廣使用，以提高整個成形車間的出品合格率。

2 系統介紹

PLC以卓越的可靠性和方便的可編程性廣泛應用于工業控制領域，本文采用歐姆龍（Omron）系列的CP1HP PLC，該PLC定位于小型機，但它卻是基于CS/CJ（特別是CJ，CJ是中型PLC平臺）平臺的，因此具備了很多中型機的功能。集成高速脈沖輸出功能，可標準搭載4軸；CP1H具備了串行通信功能，這主要有兩個端口實現，即可自由選擇的RS-232C和RS-485。方便和電子天平的通訊和HMI界面的搭建。

本文將介紹以OMRON PLC CP1H作為主控元件來實現多電機同步運行的方案。

2.1 系統硬件組成（見圖1）

圖1

系統以CP1H為主控單元， NS5作為HMI界面使得設備的使用和監控尤為方便；同時CP1H 通過RS232和電子天平通訊得到稱量值， 通過PLC的高速脈沖輸出功能控制3軸協同工作。

2.2 系統控制方案

產品從輸送帶進入設備，控制器感應到產品到時，啟動T5（XY）把產品送到電子稱重器，電子稱重器把稱量數據傳輸給控制器，經控制器判定后通過XY放入對應的成形碼盤上；碼盤裝滿后，啟動步進電機來做空碼盤的交換；下面主要對稱量RS232數據的傳送和判斷，和XY軸的控制部分程序介紹

2.3 PLC控制程序

PLC的程序可以采用梯形圖、語句表、功能塊等形式表示。歐姆龍公司的PLC提供了大量的PLC功能塊，功能塊是一個包含標準處理功能的基本單元，該標準處理功能事先定義好，由于具有標準處理功能，故功能塊不包含實際的地址，只有變量，用戶可以在變量中設置地址和常數。

2.3.1 RS232串口 稱量數據讀取

2.3.2 X，Y軸運動脈沖控制

2.3.3 步進電機控制

2.3.4 HMI人機界面實現

可以根據CX-DESIGNER實現。

3 結論

系統自投運以來，取得了顯著的效益，體現在以下幾個方面:

1）提高產品質量，系統隔斷人工觸碰產品的可能，特別是晚班人員容易疲勞階段，碼放產品時特別容易產品于產品之間的碰撞；2）提高車間自動化程度，減少勞動力。

[1]OMRON，SYSMAC CP系列 CP1H CPU單元.編程手冊，2008.

[2]CX-Programmer 6.1版 WS02-CXPC1-E-V61 操作手冊，2006.

[3]SYSMAC CP 系列 編程手冊.

[4]YAMAHA ERCD User’s Manual E91-Ver 2.01.

[5]METTLER TOLEDO Operating instructions (PL).