PLC在卷边机控制系统中的应用

1 引言

　　卷边机是集计算机、电动、气动及机械传动为一体的机电一体化设备，完成将风轮叶片两端进行卷边。卷边机的工作原理：工件装入主轴卡盘，拨动夹紧气缸开关使尾座向前推进将工件夹紧，盖上安全防护罩，按动起动按钮，电机开始启动，同时托板气缸将刀具送到待加工位置，工件旋转稳定后刀具气缸推动刀具对工件两端同时卷边，卷边结束后各气缸顺序退回原位，等待打开安全罩将工件取下，如此重复工作。采用PLC实现卷边机系统的控制取代传统继电器控制方式，接线简化，可靠性提高，调试方便。

2 PLC控制系统的硬件组成

　　根据卷边机的工艺特点和控制要求，本系统选用OMRON公司CPMlA-40CDR—A型的PLC，CPMlA有40点的输入输出，其中输入24点，输出16点。采用快闪内存，无电池的内存支持得以实现，使维护简单化。

　　图1为卷边机PLC控制系统硬件接线图。输入0000 0011和0100～0111为按钮、选择开关和限位开关等信号。输出1000～1007和1100～1107分别控制电磁阀、继电器和灯。输入信号主要是夹紧汽缸上下限，托板汽缸上下限，刀具汽缸上下限；四个选择开关手动／自动，夹紧汽缸手动前进／后退，托板汽缸前进／后退，刀具进给汽缸前进／后退，便于在手动状态下完成各动作状态的选择；启动按钮主要是通过PLC实现启动电机的功能；其他输入点非常停止按钮和各继电器常开点报警点、压力正常以及报警复位实现在故障状态下安全连锁的功能。输出信号主要是控制电磁阀接通与断开，完成夹紧汽缸前进，托板汽缸前进以及两个刀具进给汽缸1和2前进的动作；输出点Y1006控制继电器KAl的得电与失电，实现电机的启动和停止动作；Y1007表征工件装夹完毕，各状态良好，准备实现卷边动作；Y1100卷边时间过长进行报警，提醒该工序可以结束。

图1卷边机PLC原理接线图

3 PLC控制系统的软件部分

　　首先PLC系统启动，各汽缸在原始位置，观察控制面板无各种报警情况发生。

　　在手动状态，拨动夹紧汽缸手动开关为推进，将工件夹紧好，如果位置不合适，拨动夹紧汽缸后退开关，使汽缸退回原位，进行位置校正，再进行推进，直至工件被夹紧好。准备就绪灯亮，按启动按钮，电机开始旋转。拨动托板汽缸推进开关，直到托板汽缸上限亮后，再拨动刀具进给汽缸推进开关，使刀具逐渐进给靠近工具，将叶片卷起。卷动时间有15秒后，电机停止转动。拨动刀具进给汽缸后退开关，刀具进给汽缸下限亮后，再拨动托板汽缸后退开关，直到托板汽缸下限亮，拨动夹紧汽缸后退开关，将加工好的工件退下。

　　在自动状态，为安全可靠各汽缸在原始位置，拨动夹紧汽缸推进开关，将工件夹紧好。如果位置不合适，打到手动状态，进行调整尾座使之对齐。准备就绪灯亮后，按启动按钮，电机自动旋转，托板汽缸前进，刀具进给汽缸前进，工件卷边15秒后，电机自动停止，刀具进给汽缸后退到下限，托板汽缸后退至下限，随之夹紧汽缸后退在原始位置。

　　工件加工过程中，如有异常情况发生，按非常停止按钮，各汽缸迅速退回原位，进行必要检查人为故障处理。完毕按动报警恢复按钮，开始工件正常加工。

　　PLC控制系统软件采用梯形图语言设计，由图1的系统硬件结构输入输出信号点的分配。由于篇幅所限只给出了部分梯形图如图2所示。电机启动时需要满足夹紧汽缸在上限位置，表明准备就绪，按动启动按钮，电机开始旋转，并且保持，直到电机停止转动或有异常情况发生非常停止按钮被按时，电机停止转动。在手动模式下，需拨动托板汽缸前进开关。在自动模式下，需要满足电机启动条件。托板汽缸前进后并保持，且到托板汽缸后退条件满足，或非常停止按钮被按，托板汽缸才停止前进。

图2电机启动和拖板进给部分梯形图

4 结论

　　经过长期生产运行调试，采用PLC技术设计的卷边机控制系统具有优良特性，运行可靠，操作方便，不仅满足工艺要求，而且达到每分钟加工一个工件，提高了生产效率。目前该系统运行良好，得到了厂家和用户的肯定，使得该设备市场前景很好。