HOLLiAS-LEC G3小型PLC系統(tǒng)在木工帶鋸機(jī)中的應(yīng)用

       將HOLLiAS-LECG3小型一體化PLC應(yīng)用于木工帶鋸機(jī)的控制，并給出了PLC端子接線圖和控制系統(tǒng)流程圖。

         在木工機(jī)械中，例如木工帶鋸機(jī)，往往通過(guò)PLC或單片機(jī)來(lái)控制送料部分進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行。由于單片機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾能力差，容易產(chǎn)生誤動(dòng)作和誤數(shù)據(jù)，使操作人員判斷錯(cuò)誤，從而誤操作。而PLC具備良好的抗干擾性和通用性，從而解決了這一問(wèn)題。

       1 木工帶鋸機(jī)的工作原理

       用來(lái)鋸切原木或成材的木工機(jī)床分為木工帶鋸機(jī)﹑木工圓鋸機(jī)和木工框鋸機(jī)等。所謂木工帶鋸機(jī)是環(huán)狀帶鋸條張緊在兩個(gè)鋸輪上，環(huán)狀帶鋸條由電動(dòng)機(jī)通過(guò)鋸輪帶動(dòng)，作連續(xù)切削運(yùn)動(dòng)。木料的進(jìn)給可以采用手動(dòng)，也可以采用跑車或滾筒進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)給。按照用途分類，帶鋸機(jī)可以分為鋸切原木的跑車帶鋸機(jī)和剖分板材或方材的再剖帶鋸機(jī)。

       本項(xiàng)目所使用的帶鋸機(jī)為跑車帶鋸機(jī)。所謂跑車，是指夾持原木向帶鋸條作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的送材車。PLC需要完成的動(dòng)作是對(duì)跑車進(jìn)行定位控制。跑車的動(dòng)力設(shè)備是裝配在底盤上的電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)跑車的主軸進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。跑車前進(jìn)為工作行程，跑車后退為返回行程。其工作過(guò)程是，首先跑車工作臺(tái)以一定的速度運(yùn)行一段距離，當(dāng)系統(tǒng)再次收到前進(jìn)指令時(shí)，又以同樣的速度運(yùn)行同樣的距離，并且此距離可以被修改。當(dāng)系統(tǒng)收到后退指令時(shí)，進(jìn)行返回行程，直到此指令被取消。電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制跑車工作臺(tái)的前進(jìn)和后退。通過(guò)PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)方向的控制。

        2 PLC選型與I/O點(diǎn)分配

       為了保證系統(tǒng)的控制精度，跑車帶鋸機(jī)控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制。根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器反饋回來(lái)的脈沖信號(hào)計(jì)算跑車工作臺(tái)的實(shí)際距離。當(dāng)跑車工作臺(tái)到達(dá)設(shè)定距離后，PLC輸出制動(dòng)信號(hào)，停止跑車的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)跑車的定位。PLC控制系統(tǒng)需要配置1路高速脈沖信號(hào)輸入。跑車工作臺(tái)還需要1個(gè)定點(diǎn)位置來(lái)進(jìn)行進(jìn)尺和余尺的計(jì)算，可以利用安裝在跑車支架上的接近開關(guān)確定跑車經(jīng)過(guò)的定點(diǎn)位置，因此系統(tǒng)還需要配置1個(gè)接近開關(guān)輸入點(diǎn)。最后，系統(tǒng)還需要配置啟動(dòng)、停止、進(jìn)車、退車、點(diǎn)動(dòng)等按鈕。因此，系統(tǒng)的開關(guān)量輸入點(diǎn)為8個(gè)。系統(tǒng)的開關(guān)量輸出點(diǎn)只有制動(dòng)接觸器和后退繼電器等2個(gè)點(diǎn)，分別控制跑車的停止和跑車運(yùn)動(dòng)的方向。PLC控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)分配如表1所示。

       綜上所述，根據(jù)輸入和輸出的要求，我們選用和利時(shí)公司具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的HOLLiAS-LECG3小型一體化PLC。考慮到此系統(tǒng)需要一定的備用I/O點(diǎn)，CPU模塊選擇帶有24點(diǎn)開關(guān)量的LM3107，其中開關(guān)量輸入14點(diǎn)，開關(guān)量輸出10點(diǎn)。CPU模塊LM3107自帶3路獨(dú)立的高速脈沖輸入，其繼電器輸出的電流容量最大為2A，可以直接控制制動(dòng)接觸器，不需要中間繼電器。這些配置完全能夠滿足系統(tǒng)的要求。

         3 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

        跑車工作臺(tái)運(yùn)行的啟動(dòng)、停止開關(guān)SB1、SB2分別接到PLC的輸入端口%IX0.1和%IX0.2。當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)SB1接通時(shí)，跑車工作臺(tái)啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)停止開關(guān)SB2閉合時(shí)，跑車工作臺(tái)停止運(yùn)行。

        旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)接到內(nèi)部計(jì)數(shù)器HD_CTUD_T4的輸入端口%IX0.4和%IX0.5。利用PLC計(jì)數(shù)器HD_CTUD_T4的脈沖計(jì)數(shù)功能，控制系統(tǒng)可以定位跑車工作臺(tái)當(dāng)前的運(yùn)行距離，將當(dāng)前距離與設(shè)定距離進(jìn)行比較，從而控制工作臺(tái)的進(jìn)給位置。PLC的輸出端口%QX0.0接制動(dòng)接觸器，用來(lái)控制跑車工作臺(tái)運(yùn)行和停止。當(dāng)%QX0.0=0時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)前進(jìn)。當(dāng)%QX0.0=1時(shí)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)后退。
   

        根據(jù)跑車工作臺(tái)運(yùn)行過(guò)程的要求，控制系統(tǒng)的流程圖如圖1所示。PLC根據(jù)HD_CTUD_T4的當(dāng)前脈沖值和觸摸屏的設(shè)定值進(jìn)行比較。如果當(dāng)前值小于設(shè)定值，跑車工作臺(tái)繼續(xù)運(yùn)行。如果當(dāng)前值大于設(shè)定值，系統(tǒng)立即輸出制動(dòng)信號(hào)，然后等待下一次前進(jìn)信號(hào)的輸入。當(dāng)系統(tǒng)需要鋸路補(bǔ)償時(shí)，程序會(huì)根據(jù)用戶選擇的補(bǔ)償量進(jìn)行鋸路補(bǔ)償。

        4結(jié)論

       以PLC為控制核心的木工帶鋸機(jī)，實(shí)現(xiàn)了位置閉環(huán)控制。利用PLC的高速計(jì)數(shù)功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)跑車工作臺(tái)運(yùn)行的定位控制。PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)，提高了木工帶鋸機(jī)的加工精度。因此，PLC控制系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于家具﹑門窗和木模等制造行業(yè)。

        參考文獻(xiàn)

       [1]杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司.HOLLiAS-LECG3小型一體化PLC硬件手冊(cè)，2006

      [2]杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司.HOLLiAS-LECG3小型一體化PLC軟件手冊(cè)，2006

      [3]杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司.HOLLiAS-LECG3小型一體化PLC指令與功能塊手冊(cè)，2006