plc在切割机中的应用.docVIP

PLC和触摸屏在Q-300切割机中的应用 沈于林，孙维连,李昕 （河北农业大学 机电工程学院，河北 保定 071001） 摘要：本文以河北农大机电新技术公司Q-300金相切割机控制系统的改造为例，介绍了该控制系统的组成。在系统改造中，以PLC作为控制系统的核心，以触摸屏作为人机界面，系统界面友好，简单直观，易于操作，并着重介绍了PLC和触摸屏的硬件和软件设计。系统试用表明PLC的使用提高了控制系统的稳定性和抗干扰能力，触摸屏的使用减少了大量的硬件设施以及由此而带来的故障。 关键词：金相切割机； PLC； 触摸屏 ；人机界面 中图分类号：TP273 Application of PLC and touch screen in Q-300 metallographic cutter SHEN Yu-lin, SUN Wei-lian (College of Mechanical and Electronic Engineering, Agricultural University of Hebei, Baoding 071001，ChinaAbstract: This paper introduced the composition of control system for Q-300 metallographic cutter of electromechanical new technology company. In the modification, the control system was based on PLC, as the man-machine interface, the touch screen made the interface friendly and the system easily operated and handled, then the design of hardware and software was described in details. This initial test shows the use of PLC enhances the stability and anti- jamming ability of the system, and the use of touch screen reduces many facilities of hardware and fault which bring. Key words: metallographic cutter; PLC; touch screen; man-machine interface 1. 引言 Q-300切割机是用于金相试样切割的专用机床，是自动化程度和可靠性要求较高的一类机械加工设备。因此，Q-300金相切割机采用可编程控制器（PLC）作为控制系统的核心。由于生产对工艺要求的不断提高，PLC控制设备操作面板上的各种按钮和LED显示越来越复杂，工位指示也很多，这就增加了操作难度和设备的故障点。为了解决上述问题，本系统采用了触摸屏，其主要功能和特点有： （1）可代替按钮和指示灯等元件，节约PLC的I/O点。 （2）触摸屏画面制作方便，有丰富的部件库，可以简化PLC的控制程序。 （3）与PLC结合可对控制参数和数据进行实时监控，用动画显示机床工作工程。 （4）连线方便。 2. 切割机控制系统要求及系统组成 Q-300切割机控制系统的任务主要是控制一台主电机（7.5KW的三相异步电机）和三台步进电机（X向、Y向、Z向各一台），PLC需要同时控制主电机和三台步进电机协调工作，完成切割工作。主电机的控制由PLC对一台变频器的控制来实现，人机界面由触摸屏来实现。控制系统结构图见图1： 图1 控制系统结构图 3. 切割机控制系统硬件选型和设计 3.1 PLC的选型 PLC的选择一般从基本性能、特殊功能和通信联网三方面考虑。选择的基本原则是在满足控制要求的前提下力争最好的性价比。对于大型金相试样切割机的控制系统而言，工艺切割过程固定、环境条件一般，维修量比较小等，所以选用整体式结构的PLC机型比较合适。具体满足条件如下： （1） I/O点的估算：变频器与触摸屏占用串口通信输入2个；三台步进电机占用开关量输入3个、脉冲输出3个和高速计数器输入3个；冷却系统（水泵）占用开关量输出1个；行程开关占用开关量输入8个；控制按钮占用开关量输入2个。总计I/O点共22个。 （2） PLC性能和控制任务相适应：Q-300切割机控制系统多数是开关量控制的，多是顺序控制和多模式的自动控制，对控制速度要求不是很高。 根据上面的控制要求，本设计选用日本OMRO