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)軟件制作人機對話界面，實現(xiàn)與PLC的連接。實踐證明，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)制造的自動控制設(shè)備。它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計算機控制技術(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，能實現(xiàn)邏輯判斷、定時、記憶和算術(shù)運算等功能。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)自動化的支柱。機床功能部件刀庫隨著國內(nèi)機床行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。國外的大型刀庫雖然功能強大但是價格昂貴，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)計成本，采用PLC和觸摸屏來對系統(tǒng)進行控制。
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)，單臂抓刀量達到65 kg，容量為60把刀，所以注定了其機械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。該刀庫采用油壓為動力源，因此由油壓系統(tǒng)和運動部件兩部分組成。運動部件包括刀庫體(即刀套承載體)和機械手(負責(zé)抓刀、換刀)兩部分。刀庫體的轉(zhuǎn)動、刀號的轉(zhuǎn)換和機械手的整體運動由伺服電動機來控制，以保證其較高的精度。運用電磁閥來控制機械手的動作，比如張開、閉合、伸、縮等。控制系統(tǒng)采用了歐姆龍PLC。可以實現(xiàn)與外部計算機的連接，擁有RS232等通訊接口。PLC擁有自己獨立的電源和CPU，通過CPU上的RS232端口可以和觸摸屏、計算機進行連接。運用位置控制單元通過脈沖輸出來帶動伺服電動機，達到了較高的定位精度。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 大星刀厙的拄倒系統(tǒng)
(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)，通過地址來實現(xiàn)觸摸屏與PLC的互動。
(2)計算機通過計算機使PLC的編程簡單化，通過RS232接口將編制好的程序直接下傳到PLC的存儲器，運行的時候無需再連接計算機。當然也可以使用編程器來手動編程。通過計算機還可實現(xiàn)對PLC的運行狀況進行監(jiān)視、程序的打印等一系列功能。
(3)CPU和電源為PLC提供單獨的電源和運算處理單元。
(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機驅(qū)動器輸出脈沖序列，用于實現(xiàn)位置控制；可對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，因此兩個電動機所連接的刀庫體和機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)視機械部件的機械位置，及時通過PLC程序的處理，對下一步的運動進行監(jiān)視。
(6)輸出動力源采用油壓，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現(xiàn)機械結(jié)構(gòu)的給油、回油，控制機械手的伸縮、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。在刀庫回零之后，首先選擇要替換刀的刀號比如10，在PLC程序中進行計算伺服電動機所需要的脈沖數(shù)，然后通過位置控制單元將脈沖數(shù)傳輸給驅(qū)動器控制電動機的運轉(zhuǎn)。若10號刀到達預(yù)定等待位置，此時機械手手爪松開，到達指定的換刀位置(伺服電動機的控制與上同)，抓刀，將刀套松開，機械手伸出離開換刀位置，即完成了換刀過程。在整個過程中每一個動作的都要受到接近開關(guān)的監(jiān)視，只有動作完成才可進行下一步的動作。
3 結(jié)語
通過PLC在大型換刀系統(tǒng)的推廣運用，展現(xiàn)了PLC和觸摸屏的完美結(jié)合，實現(xiàn)了人機對話，驗證了PLC系統(tǒng)的可靠性特點，保證了系統(tǒng)的安全運行。
