PLC在沖壓設備中的設計及應用

【摘 要】在沖壓設備中采用PLC控制系統不僅可以實現自動化控制操作，而且PLC控制系統能夠實現對沖壓設備的運行狀態監控以及實時控制，從而提高設備運行額可靠性以及安全性，還可以極大的提高沖壓設備自動化技術。

【關鍵詞】PLC；沖壓設備；設計；應用

0.引言

目前在很多的沖壓設備中主要采用人工沖壓，這種工作方式不僅勞動強度大，而且安全性以及可靠性差，沖壓設備的坯料在壓力機中的位置精度也難以保證，從而導致沖壓設備的生產效率不高，本文采用PLC控制系統對沖壓設備進行進行自動控制，不僅可以工件的沖壓以及運輸過程中的時間控制，而且還可以對工件進行計數以及分批量加工，這種工作方式不僅可以提高沖壓設備的自動化程度、生產的安全性以及可靠性，而且可以大大的提高沖壓設備的生產效率和經濟效益。下面主要進行分析PLC控制系統在沖壓設備中設計以及應用。

1.PLC的選型

PLC控制系統是抗干擾能力強。可靠性高的控制，但是在實際應用的過程中發現，不同類型的PLC控制系統的抗干擾能力是不同的，如果PLC控制的抗干擾能力差，則就應該加強電源的接地以及濾波形式，并且在PLC控制系統進行選型的過程中，首先應該避免新型的產品，因為一些PLC設計缺陷沒有經過長期的實踐應用，很容易在實踐中反映出來。PLC系統在選擇時，應該通用化，系統化，不同廠家生產出PLC固然不能通用即使是統一廠家生產出來的不同系列的產品通用性也是非常差的，相同的編程系統、相同的通信接口、接線方式以及通信協議都將會給設計者以及使用者帶來很大的方便[1]。

PLC系統在選擇的過程中應該留有一定的輸出輸入點數裕量，尤其是壓力機控制系統，由于壓力機控制系統主要是和送料機以及板料校平機以及周邊的設備在運行的過程中是同步運行的，因此壓力機上的PLC系統應該給這些設備留有輸出接口，而且還應該有檢測周邊的運行狀態的輸入接口。

2.PLC系統的硬件設計

2.1電路的設計

電路設計PLC系統的控制電路主要采用雙重控制電路進行設計的，在主電機控制系統中，300T以及400T等大型的沖壓設備主電機的功率一般都在55KW以上，并且在主電機啟動的過程中電流比較大，將會對電網造成干擾，而干擾信號會通過電網系統進入PLC系統中，這樣就會對系統的安全性以及可靠性造成影響。因此在設計的過程中主電路主要采用Y—△降壓啟動方式，這樣沖壓設備主電機啟動的過程中就可以降低對電網以及PLC系統的干擾[2]。

由于大功率的感性負載的通斷將會產生電弧，并且也會對低頻以及高頻的電磁干擾系統，因此消除電弧現象將會對減少對PLC系統造成的干擾，對于直流電路來講，為了能夠消除電弧的現象，可以采用在負載中并聯續流二極管，而交流電路可以在負載中并聯壓敏電阻以及祖榮。

2.2電器控制箱內外布線的設計

電器控制箱中電氣元件的布局以及走線對ＰＬＣ系統的影響非常大，如果線路布局不好將會造成相互干擾的現象，嚴重的情況下將會產生系統故障的情況。比如在對高速沖壓設備JG21——80的控制電器箱進行安裝的過程中，把PLC系統和變頻器安裝在一起，從而造成PLC系統受到干擾的現象，造成沖壓設備無法進行工作，最后把PLC系統和變頻器分開安裝，并且把變頻器系統屏蔽起來，沖壓設備就能夠正常運行[2]。因此在進行布線的過程中應該注意強線和弱線分開布局、信號輸入線與弱電輸出線應該分開布局，并且應該注意電箱內不同功能的線應盡量分開布局，這樣不僅可以防止干擾現象，而且對電路的檢查、維修以及保養提供極大的方便，

3.軟件系統的設計

3.1 PLC系統輸入點的濾波設計

在PLC系統中很多型號都可以對輸入點進行濾波設定，并且還可以減少干擾輸入信號造成的誤動作，在PLC系統設計的過程中如果沒有進行濾波設定，還可以在PLC系統編程的過程中采用軟件的形式進行濾波，這種設計對沖壓設備中的PLC系統是非常重要的，由于沖壓設備的工作震動比較大，并且在沖壓設備上的運行檢測開關、油壓壓力繼電器以及氣壓壓力繼電器等電器元件的震動將會造誤動作的發生，并且在沖壓設備啟動的過程中也會造成無檢查的情況發生[3]。

比如采用PLC控制系統對沖壓設備進行設計時，可以將PLC運行的動合觸點M8000，采用T0觸點進行代替，將PLC系統中的輸入點X001采用T1觸點代替，這樣就能夠減少由于震動引起的瞬間干擾信號，并且對觸發TI也不會造成誤動作的情況，但是這種方式將會對實時性造成影響，如圖1所示：

圖1 故障檢測程序示意圖

3.2沖壓設備離合器的冗余的控制

由于沖壓設備在運行的過程，由于元件以及設備的故障等原因將會造成滑行行程的停止命令發出后，而沖壓設備中離合器不能失電，從而造成滑塊不能得到及時的制動而停止運動，從而對沖壓設備造成過沖的現象，造成設備以及工件的損害，在設計的過程中為了有效避免這種現象可以在PLC程序設計的過程中增加時間冗余進行控制設備的運行[4]。其程序如圖2所示：

圖2 沖壓設備離合器冗余控制程序

4.結束語

在設計的過程中在沖壓設備上采用PLC控制系統不僅可以使實現自動化操作，降低人們的勞動強度，而且PLC控制系統可以實現實時監控以及沖壓設備的運行狀態的監控，對沖壓設備的安全性以及可靠性也具有很好地保障。PLC控制系統具有可靠性高、抗干擾能力強等優點，PLC控制系統運用到沖壓設備中不僅可以提高設備運行的安全性以及可靠性，而且對提高沖壓設備的生產效率，降低人們的勞動條件具有重要的作用。

【參考文獻】

［１］張全莊.可編程控制器及變頻器在沖壓機上的應用[J]．自動化博覽2007，24(Z1)：32—33.

［２］羅艷蕾，朱正龍，陳均偉，邱累，李淵.基于PLC的沖壓機加工過程自動控制系統的設計[J]．煤礦機械；2009，30(12)：140—142.

［３］馮清秀，田志賓，湯漾平，方波，朱林森，王俊慧.基于PLC控制的大型沖壓設備自動上下料裝置[J]．鍛壓技術；2006，31(2)：65—81.

［４］劉文鋒，李優新，孫友松，黎勉，梁文炎.交流伺服螺旋精壓機控制系統研究[Ｊ]．制造技術與機床.2008(5)．