自動壓蠟機PLC控制系統設計及組態聯機的實現

摘 要：本設計是自動壓蠟機PLC控制系統設計及組態聯機的實現，使用PLC作為下位機控制器，控制自動壓蠟機的運行，使用組態王軟件作為上位機監控，實現對下位機控制狀態的監控，通過上位機和下位機之間的配合與調試，達到工業設計的要求，實現壓蠟的自動化控制。

關鍵詞：自動壓蠟機；PLC；自動化控制；組態監控

1 引言

自動壓蠟機是生產精密鑄造蠟型的自動化生產設備。全機分為組合模具（上模、下模、三孔模和頂模）、取蠟型機械手、注蠟系統、冷卻系統等部分。各部件動作為氣動。全機共有八個氣缸，由電磁閥控制。采用PLC作為自動壓蠟系統的控制器，是充分考慮到PLC硬件柔性化、抗干擾能力強、控制能力強、構成控制系統簡單、設計周期短以及可維護性好等特點，使得自動壓蠟控制系統功能強、可靠性高，和硬件結合即可應用于工業現場。

2 自動壓蠟機控制系統分析

2.1 自動壓蠟機的工藝流程

自動壓臘型機的工藝流程為上模和頂模下降到底后，三孔模伸進模具，當模具結合好之后向模具之中注入溶融的蠟液，經過30S穩壓冷卻后，停止注蠟，再經過5S冷卻后，三孔模退出，上模抬起頂模上升將蠟型頂出，取蠟型機械手前伸，抓緊蠟型后（經2S延時）退回原位，將蠟型放落水槽中。然后再重復以上過程。

根據上述工藝流程可繪出它的動作順序圖，如圖1所示。圖中J（1）為得電，J（0）為斷電。為了限制各運動部件的行程設有XK1～XK7行程開關。其中XK1，XK7，為上模下降、上升限位開關；XK2、XK3，為三孔模前進、后退開關；XK5、XK6，為機械手前進、后退行程開關。行程開關的狀態反映了壓蠟型機各運動部件所處的位置，它們的動作情況通過輸入繼電器XK1～XK7，送入順序控制器。

2.2 自動壓蠟型機的順序控制器

順序控制器中選用輸入繼電器X1--X7共七個，輸出繼電器J1-J6共六個，延時元件SJ1-SJ3共三個，其延時整定時間分為30S、5S、2S。繼電器均選用DZ-144型，開關放大用的晶體管選用3CG27B，二極管為2CP14型。

2.3 自動壓蠟機控制系統控制要求

根據表1所示自動壓蠟機的I/O分配表，設計出PLC部分程序如圖所示：首先上電復位，按下開始按鈕后，上模I0.2下降，上模下降到底后，三孔模前進I0.3。三孔模前進到底后，注蠟，延時30秒后停止注蠟。延時5秒后，三孔模后退I0.4。三孔模后退到頭后，上模上升。上模上升到頂后，機械手前進。機械手前進到頭后，抓緊，延時5秒，機械手后退。機械手后退到頭后，放松。按下停止按鈕后，所有動作停止。

3 PLC程序設計

4 組態軟件對現場監控的實現

現場運行界面以動畫和圖像的方式顯示了自動壓蠟現場的各種動作。將包括：上模和頂模下降到底后，三孔模伸進模具，當模具結合好之后向模具之中注入溶融的蠟液，經過30S穩壓冷卻后，停止注蠟，再經過5S冷卻后，三孔模退出，上模抬起頂模上升將蠟型頂出，取蠟型機械手前伸，抓緊蠟型后（經2S延時）退回原位，將蠟型放落水槽中等動作，通過組態軟件中豐富的動畫連接定義和通過I/O變量采集來的現場數據聯接起來，編寫各個模擬現場動作的動畫程序，實現了對自動壓蠟系統運行狀況的監視。

5 結束語

本文利用西門子S7-200系列PLC與組態軟件實現了自動壓蠟機控制系統的設計。實踐結果表明：控制系統運行穩定、可靠、功能要求全部實現，尤其安全功能控制優異；觸摸屏程序運行穩定，可靠，數據監測全面及時，實現控制要求。

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作者簡介：周皓（1981-），男，江蘇徐州人，工程師，主要研究工業自動化控制。