YDL-1A自动应力断料机PLC控制系统的设计与实现

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1、PLC断料机控制系统的设计与应用丁守成毛晓辉吕克强(兰州理工大学电气工程与信息工程学院，兰州730050)摘要：介绍了一种基于PLC的断料机控制系统的设计与应用。详细论述了生产工艺控制要求及系统设计，着重论述了几个关键技术的设计与实现方法。关键词：控制系统断料机PLC关键技术TheDesignandImplementationofPLCMaterialCutterControlSystemDingShou-chengMaoXiao-huiLuKe-qiang(LanzhouUniversityofTechnology

2、,Lanzhou730050,China)Abstract:ThisarticleintroducesthePLC’sapplicationcontrollingsystemofmaterialcutter.Discussingtechnicalprocessofproductionandcontrolrequirementsoftechnologyindetails.Stressingseveralkeytechnicaldesignsandrealizedmethods.Keyword:Controlsystem

3、MaterialCutterPLCsystemkeyTechnology可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心的一种新型、通用的自动控制装置。具有体积小、结构简单、性能优越、可靠性强、灵活通用、易于编程、使用方便等优点。YDL-1A断料机是断料专用机床，其电气控制系统采用日本三菱公司FXon-40M可编程控制器作为控制主机。1工艺流程简介全程工艺流程分三个阶段进行：1）切槽阶段工艺流程启动→Ⅰ夹头紧→Ⅱ夹头松→送料→Ⅱ夹头紧→切槽→Ⅰ夹头松，退回2）料头进入冲断区，工艺流程转为：切槽→冲头预紧及辅助压紧→Ⅰ夹头松，

4、Ⅱ夹头松→拔销冲料→辅助定位Ⅰ夹头紧，Ⅱ夹头紧←辅助定位复位←辅助送料←冲头复位3）当检测到Ⅱ夹头脱料时，工艺流程转为断料工序：辅助送料→辅助定位复位→冲头预紧及辅助压紧→Ⅰ、Ⅱ夹头松→拔销冲断冲头预紧及辅助压紧复位←辅助定位2控制系统设计2.1生产工艺要求该断料机电气控制系统设有自动和手动两种工作方式。在自动工作状态下，由PLC输出端口驱动中间继电器，再由中间继电器驱动液压电磁阀工作，实现对机械动作的控制。在手动工作状态下，PLC输出端口被禁止，机床工作通过手动操作各相应作按钮，驱动中间继电器，进而驱动液压电磁阀。

5、为防止在自动工作状态下，按动手动操作按钮而发生机械冲突，电路必须保证在自动工作程序启动运行时，确保任何手动操作无效。其电气控制还需满足以下要求：（1）拔销冲断时，Ⅰ夹头、Ⅱ夹头必须释放。（2）送料时，Ⅱ夹头必须释放且拔销操作无效。（3）辅助送料时，Ⅰ、Ⅱ夹头必须释放。（4）Ⅰ夹头未夹紧，送料操作无效。（5）Ⅱ夹头未夹紧，切槽操作无效。（6）拔销冲断时，辅助送料必须停止，反之拔销操作无效。（7）拔销冲断时，辅助定位必须复位，反之拔销操作无效。（8）冲头尚未预紧，辅助压紧尚未压紧，拔销操作无效。2.2系统结构框图电机拖动

6、电源和电磁阀电源由接触器控制通断，液压泵电机M1、飞轮电机M2、切槽电机M3、辅助送料滚轮拖动电机M4均可单独启动、停止，但液压电机尚未启动时，其它电机的启动操作无效。其系统结构框图如下图1所示。控制操作PLC接口电路机械装置状态检测液压站电源供给及拖动电机控制操作+12V+12VM1M1M1M1图1系统结构框图2.3状态转换流程图T3辅助定位复位M8002初始化S10Y0启动X3Ⅰ夹头Ⅰ夹头原位检测X7S11Y2送料Ⅰ夹头送料限位X10S12SY1Ⅱ夹头夹持定时T0切槽M2X15料头进入冲断区检测M2S0手动程序切

7、槽S13Y5切槽限位X12S14SY4冲头预紧辅助压紧T1S15RY0RY1Ⅰ、Ⅱ夹头松开T2S16Y7拔销冲断冲头复位检测X11S17Y6辅助定位S18RY4冲头预紧复位T4S19Y3辅助送料辅助送料限位X13S20RY4S21SY0SY1Ⅰ、Ⅱ夹头紧Ⅱ夹头脱料检测X14切槽M2X14为防止在自动工作状态与手动操作发生机械冲突，电路必须保证在自动工作程序启动运行时，确保任何手动操作无效，因此，本设计采用了步序指令。例如：在夹持输出Y1置位后，保持夹持，直到夹持输出复位才能松开，这种顺序控制过程，使用继电器符号程序是

8、很难设计的，但使用状态器和步序指令就十分容易，程序简单，系统可靠。如图2所示状态转换图中，在按下启动按钮时，工作状态由S0转换为S1，此后随着机器工作的进展，依次进行转换。在依次操作期间，即使误按了启动按钮，由于步序指令控制的特点，也不可能作另一次启动，因为此时S0已处于不工作状态。图2状态转换流程图4几个关键技术的设计与实现4.1工作状态选择