基于PLC的折弯机自动控制系统的研制.pdf

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1、2013年2月机械设计与制造工程Feb．2013第42卷第2期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．42No．2DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2013．02．014基于PLC的折弯机自动控制系统的研制鞠青辰，王海祥，梁雅婷，王鹏飞(金陵科技学院机电工程系，江苏南京211169)摘要：为提高伺服电机的定位精准性，充分利用了PLC作为逻辑控制器可靠性高的特点，设计了一种能够精确控制折弯角度的折弯机控制系统。介绍了折弯机的工作原理，提出了基于PLC、伺服系统、文本显示器的控制系统的解决方案。详细阐述了折弯

2、机的工作流程，给出了硬件接线原理图以及折弯机控制系统的算法。通过一个程序实例，进行了折弯机的自动控制系统的模拟实验。实验结果表明，设计满足了系统的要求。关键词：折弯机；PLC；伺服电机；EM253；文本显示器中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：2095—509X(2013)02—0052—06折弯机在包括飞机、船舶、铁塔、集装箱以及家用轴将会运动到设定的位置。然后，用户再按下z电器、建筑构件、金属橱柜等行业得到广泛应用。工轴启动按钮，z轴将会以设定的速度运动到设定的件的加工质量主要体现在角度及直线精度上，而折弯距离，完成一次折弯操作。一次折弯完成后，迅速上机的折弯精

3、度是决定板件折弯质量的首要因素。⋯物料。当设定的间隔时间到后，z轴回到零点位置，目前，液压型折弯机数控系统在国内占据着绝进行第二次折弯操作，与第一次相同。如此循环运对的优势，但该系统具有易污染环境、液压缸响应动，直到达到用户设定的折弯次数。慢、生产效率低、结构较为复杂、维修成本较高等缺1．2折弯机的机械结构点，且自20世纪80年代以来再无重大技术改进。设计折弯机的机械结构组成如图1所示。折基于单片机的折弯机控制器性价比较高，但其抗干弯机所做的运动是二维的运动，分为轴和z轴，扰能力较弱，在较为恶劣的工作环境下对折弯精度由伺服电机控制的轴负责物料后档板的水平运有一定的影响；基于嵌

4、入式技术的数控系统，控制动，z轴负责其垂直方向的运动。精度高，系统稳定可靠，但其开发周期长，对软硬件技术要求较高；基于伺服电机直接驱动的折弯机数控技术是一门新兴的技术，更加适合现代工业技术的发展。本系统采用西门子公司型号为s7_200的PLC和型号为TD400C的文本显示器共同控制伺服电机。系统机械结构组成简单，响应速度快，抗干扰能力强，折弯精度高，软件程序可读性高，可移植性强，文本显示器可以为系统提供良好的人机交互界面，弥补了其他类型折弯机的不足，能更好地完成用户的任务。图1机械结构组成1折弯机的工作2折弯机系统设计1．1流程分析2．1系统结构组成根据用户需求和机械要求，设

5、计折弯流程如根据工艺和用户需求，设计此系统由PLC、伺度、折弯次数等变量之后，随即按下轴启动按钮，服系统、EM253定位模块和文本显示器组成，如图收稿日期：2012一lO一26作者简介：鞠青辰(1991一)，男，江苏泰兴人，金陵科技学院本科生，主要研究方向为电气工程及其自动化。·52·2013年第2期鞠青辰，等：基于PLC的折弯机自动控制系统的研制2所示。用，可以对伺服电机的速度、正反转、给定距离、定位反馈以及故障信号等参数进行控制。2．4定位模块的选用根据系统定位精度的需要，采用EM253位控模块。EM253集成有5个数字量输入点(STP，停止；RPS，参考点开关；ZP，零

6、脉冲信号；LMT+，正方向硬极限位置开关；LMT一，负方向硬极限位置开关)和6个数字量输出点(4个信号：DIS，CLR，图2系统结构图P0，P1，或者Po+、P0一、P1+、P1一)，用于s7—200的PLC定位控制系统中j。2．2控制器的选用2．5文本显示器简介’根据系统自动控制的要求，采用型号为s7—由于输入界面较为简单，所以采用低成本的人200的PLC。S7—200系列是一种可编程序逻辑控机界面(HMI)——TD400C文本显示器，使操作员制器(MicroPLC)，它能够控制各种设备以满足自或用户能够与应用程序进行交互。此系统的用户动化控制需求。s700的用户程序中包括

7、了位界面如图3所示。逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及与其他智能模块通讯等指令内容，从而使它能够监视输入状态、改变输出状态，以达到控制目的J。2．3伺服驱动器的选用根据系统驱动电机的需要，采用伺服驱动器图3用户界面ESDA15B—CB301C27F。伺服驱动器通过自身带有的CNI端口与PLC系统中的伺服控制单元连2．6硬件设计接，相互传送信号。伺服驱动器带有的CNI、CN2轴伺服系统与PLC的硬件接线图如图4所端口设有多个输入输出端子，通过对这些端子的引不。[=_=置0言⑤伺服脉jrf『信09④④=