基于RX3iPAC的工件剪切系統的設計與研究

林偉

（江蘇財經職業技術學院，江蘇 淮安223003）

1 引 言

近年來，可編程控制器（PLC）的應用有了飛速發展，它以可靠性高、性價比高，能經受惡劣環境的考驗等優點逐漸占領了順序、邏輯控制領域［1］。隨著PLC 的廣泛應用，當前的各種控制場合對自動控制系統提出了更高的要求，PAC 的概念應運而生，它克服了PLC 由于長期的封閉化、專有化而導致技術發展緩慢的缺點，成為了近年來自動控制領域最為重要的發展趨勢之一［2］。

本文以GE FANUC RX3i PAC system 為控制平臺，設計研究了一種用于工件剪切的控制系統。

2 系統總體設計

本文以GE FANUC RX3i PAC 為控制器，設計了一種用于工業場合的工件剪切系統。該系統能夠對工件進行準確的剪切落料。剪切裝置結構如圖1 所示。

該剪切系統是基于工業場合而設計，用于在生產線中將工件裁剪成需要的長度，以進行后續的加工。系統的主要工作過程為：當輸送帶上有工件時，傳感器檢測到工件信號，將信號傳給PAC，PAC 控制電機轉動帶動傳輸帶運動，工件被輸送到剪切裝置端，當工件碰到右側的行程開關時，PAC 控制電機使輸送帶停止運動，同時通過電磁閥來控制剪切刀具將工件剪切并且落料，當工件落下時，行程開關恢復原始狀態，PAC 控制剪切刀具回到初始位置。

圖1 剪切裝置結構圖

3 系統組態

3.1 系統模塊的組成

根據系統的功能要求，本系統由電源模塊、以太網通信模塊、CPU 模塊、數字量輸入和輸出模塊組成。通過分析，模塊選擇如下：電源選用IC695PSD040 模塊，CPU 選用IC695CPU310 模塊，以太網選用IC695ETM001 模塊，數字量輸入選用IC694MDL645 模塊，數字量輸出選用IC694MDL754 模塊。

3.2 基于ME 軟件平臺的系統組態

在ME 軟件平臺上進行PAC 系統的組態，新建一個項目，將其命名為JQ，進入ME 界面，然后添加任務target，選擇PACSystems RX3i，將target 命名為PAC，如圖2 所示。

在Hardware Configuration 中進行系統的組態，把前面選定的各模塊添加到對應的槽中。

點擊IC695ETM001以太網通信模塊，設置好PAC 與電腦的通信IP，這兩個IP 地址必須在同一個網段中。然后設定臨時IP，臨時IP 要和以太網通信模塊的IP地址一樣。設置好IP 后，就可以把組態的內容下載到CPU 中，完成系統的組態。

圖2 ME 軟件下創建的新項目

4 系統硬件設計

4.1 傳感器的選定

根據系統的工作原理，本系統應用了兩種傳感器，一種是光電開關，用來檢測傳送帶上是否有工件，另一種是行程開關，用來確定工件的剪切長度。

（1）光電開關

本系統選用漫射式光電開關來檢查輸送帶上的工件，漫射式光電開關廣泛應用于自動、半自動控制系統中作定位換向、距離控制、轉速測試等。它的光發射器與光接收器處于同一側位置，為一體化結構［3］，如圖3 所示。

圖3 漫射式光電開關工作原理圖

（2）行程開關

行程開關的主要作用是實現順序控制、定位控制和位置狀態的檢測，用于控制機械設備的行程及限位保護。本系統中采用直動式行程開關，其作用是控制工件的剪切長度，當工件碰到行程開關時，行程開關發出信號給PAC，PAC 實現后續控制，如圖4 所示。

4.2 氣動系統設計

根據對剪切氣缸的控制要求，設計的氣動原理圖如圖5 所示。

壓縮空氣通過空氣過濾器和減壓閥流向電磁閥，本系統選用單電控二位五通電磁閥。

電磁閥在PAC 的控制下使剪切氣缸帶動刀具實現工件的剪切和復位。單向節流閥在本系統中主要起到調節剪切氣缸運動速度的作用，系統采用排氣節流法來調節氣缸動作速度。

4.3 PAC 系統硬件設計

根據以上的原理闡述和控制要求，設計的系統硬件結構原理圖如圖6 所示。

圖6 系統硬件結構框圖

4 系統軟件設計

系統接收各種傳感器的信號并對其進行分析和計算，再通過輸出模塊控制輸送帶運動和氣缸動作。根據控制要求，設計的軟件流程圖如圖7 所示。

圖7 系統軟件流程圖

5 結 論

本文設計了一種用于工業場合的工件剪切系統。對系統的工作原理進行了詳細闡述，完成了系統的組態，根據系統的控制要求設計了氣壓傳動系統，并對硬件和軟件進行了設計。實踐表明，設計的系統自動化程度高，性能穩定，達到了設定的功能要求，具有一定的研究價值。

［1］ 劉正友，孫玉祥.PLC 在制鹽包裝供料系統中的應用探討［J］.中國井礦鹽，2002，33（3）：41－42.

［2］ 劉博，曲偉，曲宙.基于GE FANUC Rx3i PAC System 系列電動機正反轉的控制［J］.數字技術與應用，2010（9）：86-90.

［3］ 魏剛，王謙.光電開關在石油鉆桿內涂層設備改造中的應用［J］.涂料工業，2008，38（9）：47-48.