自動(dòng)壓蠟機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及組態(tài)聯(lián)機(jī)的實(shí)現(xiàn)

摘 要：本設(shè)計(jì)是自動(dòng)壓蠟機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及組態(tài)聯(lián)機(jī)的實(shí)現(xiàn)，使用PLC作為下位機(jī)控制器，控制自動(dòng)壓蠟機(jī)的運(yùn)行，使用組態(tài)王軟件作為上位機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)控制狀態(tài)的監(jiān)控，通過上位機(jī)和下位機(jī)之間的配合與調(diào)試，達(dá)到工業(yè)設(shè)計(jì)的要求，實(shí)現(xiàn)壓蠟的自動(dòng)化控制。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)壓蠟機(jī)；PLC；自動(dòng)化控制；組態(tài)監(jiān)控

1 引言

自動(dòng)壓蠟機(jī)是生產(chǎn)精密鑄造蠟型的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。全機(jī)分為組合模具（上模、下模、三孔模和頂模）、取蠟型機(jī)械手、注蠟系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等部分。各部件動(dòng)作為氣動(dòng)。全機(jī)共有八個(gè)氣缸，由電磁閥控制。采用PLC作為自動(dòng)壓蠟系統(tǒng)的控制器，是充分考慮到PLC硬件柔性化、抗干擾能力強(qiáng)、控制能力強(qiáng)、構(gòu)成控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)周期短以及可維護(hù)性好等特點(diǎn)，使得自動(dòng)壓蠟控制系統(tǒng)功能強(qiáng)、可靠性高，和硬件結(jié)合即可應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

2 自動(dòng)壓蠟機(jī)控制系統(tǒng)分析

2.1 自動(dòng)壓蠟機(jī)的工藝流程

自動(dòng)壓臘型機(jī)的工藝流程為上模和頂模下降到底后，三孔模伸進(jìn)模具，當(dāng)模具結(jié)合好之后向模具之中注入溶融的蠟液，經(jīng)過30S穩(wěn)壓冷卻后，停止注蠟，再經(jīng)過5S冷卻后，三孔模退出，上模抬起頂模上升將蠟型頂出，取蠟型機(jī)械手前伸，抓緊蠟型后（經(jīng)2S延時(shí)）退回原位，將蠟型放落水槽中。然后再重復(fù)以上過程。

根據(jù)上述工藝流程可繪出它的動(dòng)作順序圖，如圖1所示。圖中J（1）為得電，J（0）為斷電。為了限制各運(yùn)動(dòng)部件的行程設(shè)有XK1～XK7行程開關(guān)。其中XK1，XK7，為上模下降、上升限位開關(guān)；XK2、XK3，為三孔模前進(jìn)、后退開關(guān)；XK5、XK6，為機(jī)械手前進(jìn)、后退行程開關(guān)。行程開關(guān)的狀態(tài)反映了壓蠟型機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件所處的位置，它們的動(dòng)作情況通過輸入繼電器XK1～XK7，送入順序控制器。

2.2 自動(dòng)壓蠟型機(jī)的順序控制器

順序控制器中選用輸入繼電器X1--X7共七個(gè)，輸出繼電器J1-J6共六個(gè)，延時(shí)元件SJ1-SJ3共三個(gè)，其延時(shí)整定時(shí)間分為30S、5S、2S。繼電器均選用DZ-144型，開關(guān)放大用的晶體管選用3CG27B，二極管為2CP14型。

2.3 自動(dòng)壓蠟機(jī)控制系統(tǒng)控制要求

根據(jù)表1所示自動(dòng)壓蠟機(jī)的I/O分配表，設(shè)計(jì)出PLC部分程序如圖所示：首先上電復(fù)位，按下開始按鈕后，上模I0.2下降，上模下降到底后，三孔模前進(jìn)I0.3。三孔模前進(jìn)到底后，注蠟，延時(shí)30秒后停止注蠟。延時(shí)5秒后，三孔模后退I0.4。三孔模后退到頭后，上模上升。上模上升到頂后，機(jī)械手前進(jìn)。機(jī)械手前進(jìn)到頭后，抓緊，延時(shí)5秒，機(jī)械手后退。機(jī)械手后退到頭后，放松。按下停止按鈕后，所有動(dòng)作停止。

3 PLC程序設(shè)計(jì)

4 組態(tài)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行界面以動(dòng)畫和圖像的方式顯示了自動(dòng)壓蠟現(xiàn)場(chǎng)的各種動(dòng)作。將包括：上模和頂模下降到底后，三孔模伸進(jìn)模具，當(dāng)模具結(jié)合好之后向模具之中注入溶融的蠟液，經(jīng)過30S穩(wěn)壓冷卻后，停止注蠟，再經(jīng)過5S冷卻后，三孔模退出，上模抬起頂模上升將蠟型頂出，取蠟型機(jī)械手前伸，抓緊蠟型后（經(jīng)2S延時(shí)）退回原位，將蠟型放落水槽中等動(dòng)作，通過組態(tài)軟件中豐富的動(dòng)畫連接定義和通過I/O變量采集來的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)聯(lián)接起來，編寫各個(gè)模擬現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)作的動(dòng)畫程序，實(shí)現(xiàn)了對(duì)自動(dòng)壓蠟系統(tǒng)運(yùn)行狀況的監(jiān)視。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文利用西門子S7-200系列PLC與組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)壓蠟機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。實(shí)踐結(jié)果表明：控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、功能要求全部實(shí)現(xiàn)，尤其安全功能控制優(yōu)異；觸摸屏程序運(yùn)行穩(wěn)定，可靠，數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)全面及時(shí)，實(shí)現(xiàn)控制要求。

參考文獻(xiàn)

[1]李安琪.PLC在印刷機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用[J].電氣技術(shù).2011.

[2]付又香.我國(guó)食品包裝機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)分析[J].湖南人文科技學(xué)院學(xué)報(bào).2009.

[3]胡曉宇.用PLC控制步進(jìn)電機(jī)[J].電子制作.2008.

[4]許艷玲，張保，朱紅勇，許驥.基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)及串行通信設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代機(jī)械.2008.

[5]陳強(qiáng)強(qiáng).談PLC的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2008.

作者簡(jiǎn)介：周皓（1981-），男，江蘇徐州人，工程師，主要研究工業(yè)自動(dòng)化控制。