剪板機的PLC控制

徐鐵

【摘要】剪板機作為冶金企業板材生產線上的主要設備之一，在板材生產中占有重要的地位。隨著冶金工業自動化的發展，PLC、編碼器在冶金設備控制系統中被廣泛使用，本文主要是應用PLC與編碼器配合實現對剪板機控制系統的改造。

【關鍵詞】剪板機控制系統；高速計數器；中斷

【中圖分類號】TG333.21 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）34-0286-02

剪板機控制系統采用高速計數器控制板料的長度。導輪按照逆時針方向轉動放料，有高、低速放料兩種運動方式。放料時，編碼器隨之轉動，將按放料的長度進行脈沖計數，PLC高速計數器采集此脈沖，從而控制板料的長度。其工作過程是：按下啟動按鈕，先快速放料；快到板料的長度尺寸時，再慢速放料；直到要求的長度后，停止放料；電磁閥得電，開動剪刀切料，剪刀的行程由位置開關SQ1、SQ2控制。剪板機控制系統的組成及具體控制指標如圖1所示：

如圖1所示，工作開始后，先使導輪高速運轉，高速計數器計950個脈沖當量。接著導輪停止并延時1s后，繼續低速運轉，高速計數器計50個脈沖當量，然后導輪停止開始切料。分析上述控制過程，需要使用高速計數器指令和中斷指令編制PLC程序完成控制要求。

一、高速計數器

PLC中普通計數器的計數過程與掃描工作方式有關，CPU通過每一掃描周期讀取一次被測信號的方法來捕捉被測信號的上升沿，被測信號的頻率較高時，會丟失計數脈沖。因此，普通計數器的工作頻率很低，一般僅有幾十赫茲。高速計數器可以對普通計數器無能為力的事件進行計數，CPU221和CPU222有4個高速計數器，其余型號的CPU有6個高速計數器，最高計數頻率為30kHz，可設置多達12種不同的工作模式。

高速計數器有一組預置值（PV），開始運行時裝入第一個預置值，當前計數值（CV）小于預置值時，設置的輸出有效。當前計數值等于預置值或有外部復位信號時，產生中斷。發生當前計數值等于預置值的中斷時，裝載入新的預置值，并設置下一階段的輸出。有外部復位中斷事件發生時，設置第一個預置值和第一個輸出狀態，循環又重新開始。

因為中斷事件產生的速率遠遠低于高速計數器計數脈沖的速率，用高速計數器可實現高速運動的精確控制，并且與PLC的掃描周期的關系不大。

1.高速計數器定義指令（HDEF）

HDEF指令為指定的高速計數器（HSC）設置一種工作模式（MODE）。每個高速計數器只能用一條HDEF指令，可以用SM0.1調用包含HDEF指令的子程序來定義高速計數器。

2.高速計數器啟動指令（HSC）

HSC指令用于啟動編號為N的高速計數器。高速計數器指令中，參數HSC與MODE為字節型常數，N為字型常數。

二、中斷

在PLC中，中斷是指CPU對系統發生的某個事件做出的一種反應。CPU在正常運行程序時，由于內部、外部事件或由程序預先安排的事件，引起CPU暫時停止正在運行的程序，轉到為該內部、外部事件或預先安排的事件服務程序中去，服務程序運行完畢，再返回繼續運行被暫時停止的程序，這個過程稱為中斷。

中斷是CPU處理外部突發事件的一個重要手段。它能使CPU在運行過程中對外部事件發出的中斷請求及時地進行處理，處理完成后又立即返回斷點，繼續進行CPU原來的工作。

1.中斷服務程序

當中斷事件發生時，處理該中斷事件的程序稱為中斷服務程序。

中斷處理提供了對特殊的內部或外部事件的響應，用戶應當優化中斷程序，以執行一個特殊的任務，然后返回主程序。對中斷服務程序而言，其經驗是“越短越好”。如果做不到這些，意外的情況可能會引起由主程序控制的設備動作異常。

2.中斷指令

（1）中斷允許指令（ENI）

ENI指令也稱為開中斷指令，即全局地允許所有被連接的中斷事件。

（2）中斷禁止指令（DISI）

DISI指令也稱為關中斷指令，即全局地禁止處理所有中斷事件。

PLC在運行狀態下，可以執行ENI指令允許所有中斷。DISI指令不允許處理中斷服務程序，但中斷事件仍然會排隊等候。

（3）中斷返回指令（CRETI）

若想控制中斷程序讓其不再執行，可以應用CRETI指令從中斷服務程序返回主程序的斷點處。

（4）中斷連接指令（ATCH）

ATCH指令是將中斷事件（EVNT）與中斷服務程序號（INT）相關聯，并使該中斷事件滿足條件時可以執行。

（5）中斷分離指令（DTCH）

DTCH指令是將中斷事件（EVNT）與中斷服務程序之間的關聯切斷，并禁止該中斷事件執行。

三、剪板機控制系統梯形圖程序

四、結論

經過PLC、編碼器改造后的剪板機控制系統完全滿足板材帶鋼產品生產的工藝要求，控制系統精度高、故障率極低、維護保養更加便捷，提高了冶金企業板材生產效率和產品質量。

參考文獻

[1]王世峰.基于PLC的剪板機控制系統設計[J].傳感器世界.2017（03）.

[2]李增權.基于變頻和PLC技術的自動剪板機控制系統[J].機電工程技術.2016（10）.