利用PLC對FILM整形機控制電路的改造

趙超能 吳春華 莊里華

摘要：通過對FILM整形機的PLC改造，改變了傳統的控制模式，操作更加簡單化和人性化，而且效率也相應提升。本文著眼于對FILM整形機的PLC改造，使其在控制上更加人性化，更適應于現代化產品的多元化的發展趨勢。

關鍵詞：FILM整形機；PLC；觸摸屏控制

引言

FILM整形機主要用于電容器制造的附屬設備；由于電控部分采用工控板結構，加之在隨后的設備維護、技術進步和系統更迭等因素，傳統的工控板和繼電器控制方式使得維護和操作上已不能適應產品多元化的發展要求。

一、FILM整形機的概述

FILM整形機為是將不同規格的FILM盤通過整形機配合整形平整后，將配合整形后的治具再投用到生產設備上再利用的專用設備。

（一）工作原理簡述

FILM整形機的工作原理是將FLIM盤放置于專用的定位平臺的定位治具上，由送料氣缸將FILM盤推送至預壓位置；傳感器感應到指定位置后，止動氣缸向上頂出、襯托住FILM盤定位治具，然后整形氣缸向下動作直至對FILM盤預壓，整型氣缸下限位傳感器感應到進行保壓延時；如果一次循化沒有完成FILM盤的整形后，將重新開始如上操作，直至FILM盤達到平整度要求再進行下一個產品的生產。

（二）現有設備存在的問題

由于產品系列的變更和原有的工控板電路采用接觸器、輔助繼電器和定時器等線路凌亂，維護更加困難；不能滿足快速維修的需要。同時原有的電氣控制部分主要在操作過程中呈現出如下的不足之處（見下圖）。

為了適應產品FILM盤不同規格的要求，需要經常調整整形氣缸的下限位感應的傳感器，給操作和調機帶來極大地不便；同時換型號調機的時間太長，設備利用率低下。

二、技術改造

針對以上的操作方面的不足，和維護方面的需要，亟需對電控系統的改造，優化電控結構；并針對改造方案前后進行了對比：

從經濟實用性、技術難度、維修頻次、成本改善綜合因數考量，采用PLC的改造更加有利：適應產品變更的需求；解決現有電控部分的不足；操作簡便、便于維護。

（一）氣路原理圖

由于整型氣缸采用SGC250×100-S的圓形氣缸，用氣量較大、壓力高，氣動原理圖見下圖。

1、安全要求：由于整形氣缸氣量消耗較大，所以在進氣端增裝了0.08m3的儲氣罐，和整定壓力為0.8MPa的安全閥。

2、氣缸同步：兩個止動氣缸由同一個電磁閥輸出，需要用單向節流閥調節兩個氣缸同時動作，平穩運行，防止氣缸動作的爬行現象。

3、噪音控制：整形氣缸的用氣量消耗較多，在電磁閥方向切換的中噪音較大、采用消音器和消音棉消除嘯鳴聲。

（二）PLC程序及說明

FILM整形機的控制要求：

根FILM整形機的機械原理和氣動原理圖所示，YV0、YV1和YV2電磁閥分別控制送料氣缸、止動氣缸和整形氣缸，X5為送料氣缸后限位接近開關、X6為止動氣缸上限位接近開關、X7為整形氣缸下限位接近開關，控制要求如下：

1、初始狀態要求：系統只要通氣的、但未得電的狀態下，送料氣缸處于伸出位置、止動氣缸處于縮回位置、整形氣缸處于縮回狀態；

2、系統可以設置“自動”模式和“手動”模式；

3、在“手動”模式下，為防止誤動作而造成機械部件損壞，要求各氣缸按順序控制的方式動作；在送料氣缸未達到預定位置時，止動氣缸和整形氣缸不能動作；止動氣缸未達到預定位置時，整形氣缸不能動作；在“手動模式”下可以對產品預壓處理，以便于設定整形氣缸的重復整形次數；并將其參數設定到PLC中，為“自動模式”設置重復整形次數作依據；

4、在“自動”模式下，確認放置好需要整形的產品于專用治具上，按下“啟動”按鈕，YV0電磁閥得電，送料氣缸縮回至后限位接近開關；感應延時后YV1電磁閥得電，止動氣缸頂出；然后YV2電磁閥得電，整形氣缸壓下整形，并且整形次數可以按照要求進行設定。達到整形次數后YV2電磁閥首先失電，整形氣缸上升；延時后YV1電磁閥失電，止動氣缸縮回；再YV0電磁閥失電，送料氣缸將產品伸出至起始位置，將產品從治具上取出完成一個運動周期，下一個周期需要再次放置需要整形產品，并進行啟動操作才能繼續生產。

5、在“自動模式”下，確認需要整形的產品放置于專用治具上，按下“停止”按鈕時，一直要到一個運動周期完成后才能停止，中途不能停止運行。

6、當安全門異常開啟式，系統處于“急停”狀態，蜂鳴器會秒脈沖進行報警；當按下“急停”按鈕時，YV0、YV1和YV2電磁閥均失電，各氣缸處于初始狀態。

7、具有對產品進行計數的功能。

8、針對不同的產品規格，無需使用調整X7（整形氣缸下限位接近開關）來針對不同的產品。

（三）編制I/O分配表和PLC選型：

1、根據控制要求，現對I/O分配表編制如下：

2、由I/O分配表可知：輸入點數：8個，輸出點數：4個；PLC控制的總點數為12點，可以采用FX1s系列的FX1s-20MR-001的PLC可以滿足要求。

（四）根據控制要求，編制狀態流程圖：