剪板機(jī)的PLC控制

徐鐵

【摘要】剪板機(jī)作為冶金企業(yè)板材生產(chǎn)線上的主要設(shè)備之一，在板材生產(chǎn)中占有重要的地位。隨著冶金工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，PLC、編碼器在冶金設(shè)備控制系統(tǒng)中被廣泛使用，本文主要是應(yīng)用PLC與編碼器配合實(shí)現(xiàn)對(duì)剪板機(jī)控制系統(tǒng)的改造。

【關(guān)鍵詞】剪板機(jī)控制系統(tǒng)；高速計(jì)數(shù)器；中斷

【中圖分類號(hào)】TG333.21 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）34-0286-02

剪板機(jī)控制系統(tǒng)采用高速計(jì)數(shù)器控制板料的長(zhǎng)度。導(dǎo)輪按照逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)放料，有高、低速放料兩種運(yùn)動(dòng)方式。放料時(shí)，編碼器隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，將按放料的長(zhǎng)度進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，PLC高速計(jì)數(shù)器采集此脈沖，從而控制板料的長(zhǎng)度。其工作過(guò)程是：按下啟動(dòng)按鈕，先快速放料；快到板料的長(zhǎng)度尺寸時(shí)，再慢速放料；直到要求的長(zhǎng)度后，停止放料；電磁閥得電，開(kāi)動(dòng)剪刀切料，剪刀的行程由位置開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2控制。剪板機(jī)控制系統(tǒng)的組成及具體控制指標(biāo)如圖1所示：

如圖1所示，工作開(kāi)始后，先使導(dǎo)輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)，高速計(jì)數(shù)器計(jì)950個(gè)脈沖當(dāng)量。接著導(dǎo)輪停止并延時(shí)1s后，繼續(xù)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，高速計(jì)數(shù)器計(jì)50個(gè)脈沖當(dāng)量，然后導(dǎo)輪停止開(kāi)始切料。分析上述控制過(guò)程，需要使用高速計(jì)數(shù)器指令和中斷指令編制PLC程序完成控制要求。

一、高速計(jì)數(shù)器

PLC中普通計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)過(guò)程與掃描工作方式有關(guān)，CPU通過(guò)每一掃描周期讀取一次被測(cè)信號(hào)的方法來(lái)捕捉被測(cè)信號(hào)的上升沿，被測(cè)信號(hào)的頻率較高時(shí)，會(huì)丟失計(jì)數(shù)脈沖。因此，普通計(jì)數(shù)器的工作頻率很低，一般僅有幾十赫茲。高速計(jì)數(shù)器可以對(duì)普通計(jì)數(shù)器無(wú)能為力的事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，CPU221和CPU222有4個(gè)高速計(jì)數(shù)器，其余型號(hào)的CPU有6個(gè)高速計(jì)數(shù)器，最高計(jì)數(shù)頻率為30kHz，可設(shè)置多達(dá)12種不同的工作模式。

高速計(jì)數(shù)器有一組預(yù)置值（PV），開(kāi)始運(yùn)行時(shí)裝入第一個(gè)預(yù)置值，當(dāng)前計(jì)數(shù)值（CV）小于預(yù)置值時(shí)，設(shè)置的輸出有效。當(dāng)前計(jì)數(shù)值等于預(yù)置值或有外部復(fù)位信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生中斷。發(fā)生當(dāng)前計(jì)數(shù)值等于預(yù)置值的中斷時(shí)，裝載入新的預(yù)置值，并設(shè)置下一階段的輸出。有外部復(fù)位中斷事件發(fā)生時(shí)，設(shè)置第一個(gè)預(yù)置值和第一個(gè)輸出狀態(tài)，循環(huán)又重新開(kāi)始。

因?yàn)橹袛嗍录a(chǎn)生的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖的速率，用高速計(jì)數(shù)器可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的精確控制，并且與PLC的掃描周期的關(guān)系不大。

1.高速計(jì)數(shù)器定義指令（HDEF）

HDEF指令為指定的高速計(jì)數(shù)器（HSC）設(shè)置一種工作模式（MODE）。每個(gè)高速計(jì)數(shù)器只能用一條HDEF指令，可以用SM0.1調(diào)用包含HDEF指令的子程序來(lái)定義高速計(jì)數(shù)器。

2.高速計(jì)數(shù)器啟動(dòng)指令（HSC）

HSC指令用于啟動(dòng)編號(hào)為N的高速計(jì)數(shù)器。高速計(jì)數(shù)器指令中，參數(shù)HSC與MODE為字節(jié)型常數(shù)，N為字型常數(shù)。

二、中斷

在PLC中，中斷是指CPU對(duì)系統(tǒng)發(fā)生的某個(gè)事件做出的一種反應(yīng)。CPU在正常運(yùn)行程序時(shí)，由于內(nèi)部、外部事件或由程序預(yù)先安排的事件，引起CPU暫時(shí)停止正在運(yùn)行的程序，轉(zhuǎn)到為該內(nèi)部、外部事件或預(yù)先安排的事件服務(wù)程序中去，服務(wù)程序運(yùn)行完畢，再返回繼續(xù)運(yùn)行被暫時(shí)停止的程序，這個(gè)過(guò)程稱為中斷。

中斷是CPU處理外部突發(fā)事件的一個(gè)重要手段。它能使CPU在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)外部事件發(fā)出的中斷請(qǐng)求及時(shí)地進(jìn)行處理，處理完成后又立即返回?cái)帱c(diǎn)，繼續(xù)進(jìn)行CPU原來(lái)的工作。

1.中斷服務(wù)程序

當(dāng)中斷事件發(fā)生時(shí)，處理該中斷事件的程序稱為中斷服務(wù)程序。

中斷處理提供了對(duì)特殊的內(nèi)部或外部事件的響應(yīng)，用戶應(yīng)當(dāng)優(yōu)化中斷程序，以執(zhí)行一個(gè)特殊的任務(wù)，然后返回主程序。對(duì)中斷服務(wù)程序而言，其經(jīng)驗(yàn)是“越短越好”。如果做不到這些，意外的情況可能會(huì)引起由主程序控制的設(shè)備動(dòng)作異常。

2.中斷指令

（1）中斷允許指令（ENI）

ENI指令也稱為開(kāi)中斷指令，即全局地允許所有被連接的中斷事件。

（2）中斷禁止指令（DISI）

DISI指令也稱為關(guān)中斷指令，即全局地禁止處理所有中斷事件。

PLC在運(yùn)行狀態(tài)下，可以執(zhí)行ENI指令允許所有中斷。DISI指令不允許處理中斷服務(wù)程序，但中斷事件仍然會(huì)排隊(duì)等候。

（3）中斷返回指令（CRETI）

若想控制中斷程序讓其不再執(zhí)行，可以應(yīng)用CRETI指令從中斷服務(wù)程序返回主程序的斷點(diǎn)處。

（4）中斷連接指令（ATCH）

ATCH指令是將中斷事件（EVNT）與中斷服務(wù)程序號(hào)（INT）相關(guān)聯(lián)，并使該中斷事件滿足條件時(shí)可以執(zhí)行。

（5）中斷分離指令（DTCH）

DTCH指令是將中斷事件（EVNT）與中斷服務(wù)程序之間的關(guān)聯(lián)切斷，并禁止該中斷事件執(zhí)行。

三、剪板機(jī)控制系統(tǒng)梯形圖程序

四、結(jié)論

經(jīng)過(guò)PLC、編碼器改造后的剪板機(jī)控制系統(tǒng)完全滿足板材帶鋼產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝要求，控制系統(tǒng)精度高、故障率極低、維護(hù)保養(yǎng)更加便捷，提高了冶金企業(yè)板材生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[2]李增權(quán).基于變頻和PLC技術(shù)的自動(dòng)剪板機(jī)控制系統(tǒng)[J].機(jī)電工程技術(shù).2016（10）.