基于plc数控卷板机自动控制系统研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第1期(总第164期)机械工程与自动化NO．1201t年2月MECHANICALENGINEERING&AUTOMAT10NFeb．文章编号：1672—6413(2011)01—0133—02基于PLC的数控卷板机自动控制系统研究于海龙，石东东，赵秀美(海洋石油工程股份有限公司，天津300452)摘要：阐述了一种由西门子S7—300PLC、I／0模块、计数器模块、力控HMI软件、位置传感器以及其他电气控制元件组成的卷板机控制系统。该系统自动化程度高、稳定性好、操作维护方便。关键词：卷板机；自动控制；PLC中图分类号：TP273文献标识码：A0引

2、言转编码器、磁栅编码器及其他辅助元件组成。可编程逻辑控制器(PIC)是一种通用的工业自动此控制系统选用的是一种特殊的开环控制方式，控制装置。它以顺序控制为主，回路调节为辅，能完如图2所示。这种控制系统中最后输出的位置由编码成逻辑判断、定时、计数、记忆和运算等功能，既能器或线型磁尺反馈回控制器PIC，但这种反馈量只是控制开关量，也能控制模拟量，还能够与计算机进行控制输入信号的通断，而不是参与控制。从外部形式通信，构成由计算机集中管理、用可编程控制器进行上看，是闭环控制，但从其原理上看又是开环控制。这分散控制的分布式控制管理系统。由于PLC具有控制种结构线路简单，成本低，便于维修，并

3、且能够达到灵活方便、抗干扰能力强、运行稳定可靠等优点，现卷板精度的要求J。在的机械设备、生产流水线和生产过程的自动控制多采用PIC来实现_1j。卷板机钢结构生产行业的重要基础装备多采用强上辊电控制、手动操作的方式进行生产，这种控制方式效率低，难以保证加工精度。近年来，随着数控技术的钢板飞速发展，国内外已有基于工控机加板卡形式的数控卷板机投入使用。卷板作业现场环境恶劣，往往存在左下辊着冲击、振动、粉尘等不利因素。数控系统对环境要求高，在恶劣环境下经常出现各种各样的问题，系统不稳定，使用效果不好。为了解决上述问题，我们开发了一套基于PIC的数控卷板机自动控制系统。图1三辊卷板机组成图

4、1控制系统工作原理该三辊卷板机机械系统主要由上辊、左下辊、右下辊和其他辅助部件组成，如图1所示。图1中上辊为主驱动辊，上辊垂直方向的运动及图2控制系统原理图水平方向的运动分别由两个液压缸带动，液压缸由电2控制系统硬件设计磁阀控制。上辊的垂直、水平方向装有精密的磁栅尺，基于PIC的数控卷板机自动控制系统的核心是用来采集上辊的位移量并反馈给控制系统。下辊尾部S7—300PIC，通过PROFIBUS—DP总线实现从站和装有旋转编码器可准确测量出下辊旋转的弧长并反馈工控机的数据通信，完成对整个系统的自动控制，实给控制系统，以便对板料准确定位。上辊及下辊的旋现数控卷板机的控制过程，其系统框

5、图如图3所示。转运动由电机带动。数控卷板机自动控制系统以PIC为核心，以工控控制系统主要由PIc控制器、触摸屏、控制柜、旋机为平台，构成上、下位机分层递阶控制框架。工控收稿日期：2Olo-06—07；修回日期：2Olo-l0一l1作者简介：于海龙(1976一)，男，天津人，工程师，本科。学兔兔www.xuetutu.com·134·机械工程与自动化2011年第1期机为上位机，负责各种资源管理、对下位机的程序调板参数输入界面、卷板参数调用界面、计算界面、验度与控制、与下位机实时通信，上位机运行力控HMI算界面、中间参数修改界面、手动卷制界面、自动卷软件，实现人机交互功能。PLC为下

6、位机，完成对卷制界面及主监控界面。图5为主监控界面。板机运动部件的位置控制和各种辅助操作的动作控4结束语基于PLC的数控卷板机自动控制系统经过精心制。上位机与下位机通过OPC协议进行数据的通信共的设计、严格的选型、合理的硬件配置及最优化的程享。这种设计采用工业通用的控制方式，结构简单明序设计，简化了现场操作，提高了控制程序和人工界了，方便维护和升级，系统稳定性高E。面的灵活性，并提供了完善的实时监控功能，使系统lPLC更加稳定可靠。该系统采用西门子的计数模块代替了摄模拟像量输传统的控制方式，使系统更加简单，易于维护。该系监入模控块统投入使用至今，运转良好，得到了使用者的肯定。互通

7、信模块电源PROFIBUS工控CPU机通信一模块Il计O1乙ILlⅢl一沌，J＼lL1y瞄1J删，＼，∞r抖／-IIil口—一数IF显器02_llJ砒7I-娟隐转僦1册八栅口模lL柑工LF殳l器不块03上砒／f阿1伸侣／-h-．坤t口04下辊旋转编码器上辊油缸开关量输伺—+I下辊油缸出模服块阀—_．J下辊油缸液压设备l控开关一l-rtL-'ffI7制量输面入输-限流器板出模块_摄像控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯一一．1rh，L々图4控制软件结构图图3系统框图3控制系统软件设计3．1程序设计数控