PLC和觸摸屏在大型刀庫上的應(yīng)用
馬艷妮
(哈爾濱量具刃具集團(tuán)有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱150040)
摘要：介紹了歐姆龍可編程控制器和Easy View觸摸屏組成的控制系統(tǒng)。利用Ea姆View組態(tài)軟件制作人機(jī)對(duì)話界面，實(shí)現(xiàn)與PLC的連接。實(shí)踐證明，PLC可編程控制器和觸摸屏的結(jié)合提高了PLC控制系統(tǒng)的可操作性。具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：可編程控制器 觸摸屏 大型刀庫
可編程控制器PLC(Programmable Losic Control—ler)是一種通用控制裝置，是采用微電腦技術(shù)制造的自動(dòng)控制設(shè)備。它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，以順序控制為主，回路調(diào)節(jié)為輔，能實(shí)現(xiàn)邏輯判斷、定時(shí)、記憶和算術(shù)運(yùn)算等功能。PLC及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛地應(yīng)用到工業(yè)自動(dòng)化控制之中，集三電于一體，具有較好的控制精度和高可靠性，成為現(xiàn)代工業(yè)工業(yè)自動(dòng)化的支柱。機(jī)床功能部件刀庫隨著國(guó)內(nèi)機(jī)床行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。國(guó)外的大型刀庫雖然功能強(qiáng)大但是價(jià)格昂貴，因此我公司投入了大型刀庫的研制。由于研制的大型刀庫比普通刀庫的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了節(jié)約設(shè)計(jì)成本，采用PLC和觸摸屏來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。
l 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
該換刀裝置屬于大型的換刀系統(tǒng)，單臂抓刀量達(dá)到65 kg，容量為60把刀，所以注定了其機(jī)械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。該刀庫采用油壓為動(dòng)力源，因此由油壓系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)部件兩部分組成。運(yùn)動(dòng)部件包括刀庫體(即刀套承載體)和機(jī)械手(負(fù)責(zé)抓刀、換刀)兩部分。刀庫體的轉(zhuǎn)動(dòng)、刀號(hào)的轉(zhuǎn)換和機(jī)械手的整體運(yùn)動(dòng)由伺服電動(dòng)機(jī)來控制，以保證其較高的精度。運(yùn)用電磁閥來控制機(jī)械手的動(dòng)作，比如張開、閉合、伸、縮等。控制系統(tǒng)采用了歐姆龍PLC。可以實(shí)現(xiàn)與外部計(jì)算機(jī)的連接，擁有RS232等通訊接口。PLC擁有自己獨(dú)立的電源和CPU，通過CPU上的RS232端口可以和觸摸屏、計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接。運(yùn)用位置控制單元通過脈沖輸出來帶動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，達(dá)到了較高的定位精度。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
(1)觸摸屏采用MTS09 Easy View、32位RISC微處理器，畫面展示迅捷。可與PLC直接通訊，無需PLC運(yùn)行任何的附加程序。通過連接PLC，可在PC上模擬MTS09的操作，直接從PLC獲取數(shù)據(jù)，通過地址來實(shí)現(xiàn)觸摸屏與PLC的互動(dòng)。
(2)計(jì)算機(jī)通過計(jì)算機(jī)使PLC的編程簡(jiǎn)單化，通過RS232接口將編制好的程序直接下傳到PLC的存儲(chǔ)器，運(yùn)行的時(shí)候無需再連接計(jì)算機(jī)。當(dāng)然也可以使用編程器來手動(dòng)編程。通過計(jì)算機(jī)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視、程序的打印等一系列功能。
(3)CPU和電源為PLC提供單獨(dú)的電源和運(yùn)算處理單元。
(4)位置控制單元和伺服系統(tǒng)位置控制單元提供脈沖輸出口，可按要求向輸出口發(fā)送預(yù)定頻率及一定數(shù)量的脈沖；從PLC的工作區(qū)接收指令并向不同的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出脈沖序列，用于實(shí)現(xiàn)位置控制；可對(duì)CPU單元的指令在2 m8內(nèi)做出響應(yīng)。定位可以在一1073 741 823一l 073 741 823個(gè)脈沖內(nèi)被執(zhí)行，速度在1—500 000脈沖／s范圍內(nèi)。這一系列的數(shù)據(jù)意味著在大范圍內(nèi)以精確的速度定位是可能的，因此兩個(gè)電動(dòng)機(jī)所連接的刀庫體和機(jī)械手的定位精度也是非常高的。
(5)輸入在此刀庫中，大量地使用了接近開關(guān)來監(jiān)視機(jī)械部件的機(jī)械位置，及時(shí)通過PLC程序的處理，對(duì)下一步的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視。
(6)輸出動(dòng)力源采用油壓，系統(tǒng)通過PLC發(fā)送指令給電磁閥，通過電磁閥的通斷電實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的給油、回油，控制機(jī)械手的伸縮、手爪的張合等等。
2 控制原理
大型刀庫有著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、定位要求高等特點(diǎn)。在刀庫回零之后，首先選擇要替換刀的刀號(hào)比如10，在PLC程序中進(jìn)行計(jì)算伺服電動(dòng)機(jī)所需要的脈沖數(shù)，然后通過位置控制單元將脈沖數(shù)傳輸給驅(qū)動(dòng)器控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。若10號(hào)刀到達(dá)預(yù)定等待位置，此時(shí)機(jī)械手手爪松開，到達(dá)指定的換刀位置(伺服電動(dòng)機(jī)的控制與上同)，抓刀，將刀套松開，機(jī)械手伸出離開換刀位置，即完成了換刀過程。在整個(gè)過程中每一個(gè)動(dòng)作的都要受到接近開關(guān)的監(jiān)視，只有動(dòng)作完成才可進(jìn)行下一步的動(dòng)作。
3 結(jié)語
通過PLC在大型換刀系統(tǒng)的推廣運(yùn)用，展現(xiàn)了PLC和觸摸屏的完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話，驗(yàn)證了PLC系統(tǒng)的可靠性特點(diǎn)，保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
