摘　要: 本文主要介紹了臺達(dá)自動化產(chǎn)品在木工機(jī)械設(shè)備——高速往復(fù)裁板鋸電氣控制系統(tǒng)上的整合應(yīng)用，該設(shè)備能夠根據(jù)用戶預(yù)設(shè)裁板長度進(jìn)行快速定長裁板，實(shí)現(xiàn)高效率生產(chǎn)加工，操作直觀、靈活。整合應(yīng)用體現(xiàn)了臺達(dá)自動化產(chǎn)品較高的性價比，也是機(jī)械設(shè)備制造類OEM客戶首選工控品牌。

    關(guān)鍵詞：HMI  RS485通訊  編碼器高速計(jì)數(shù)

    近年來隨著國家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，居民生活水平逐步提高，房地產(chǎn)行業(yè)異常繁榮昌盛，商業(yè)寫字間和居民住宅裝飾裝修均具有廣闊的市場發(fā)展空間，房屋室內(nèi)外裝修均需要大量木板或者木材成型產(chǎn)品，在這種背景下，包括地板生產(chǎn)企業(yè)、家具生產(chǎn)企業(yè)等等相關(guān)木材加工企業(yè)勢必需要大量木工機(jī)械設(shè)備，以滿足產(chǎn)品生產(chǎn)加工所需。而且隨著國際貿(mào)易日趨成熟完善，木工機(jī)械出口量也會有穩(wěn)步增長，經(jīng)濟(jì)觸底反彈，國內(nèi)需求日趨旺盛，對木工機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)廠家提供了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。由于傳統(tǒng)的電氣控制設(shè)備存在精度低、安全性差及故障率高等缺點(diǎn)已經(jīng)逐漸為現(xiàn)代化自動控制設(shè)備所代替。現(xiàn)今木工機(jī)械設(shè)備的自動化程度愈來愈高，根據(jù)設(shè)備不同會應(yīng)用到不同種類的工業(yè)自動化產(chǎn)品，如：人機(jī)界面、PLC、變頻器、伺服系統(tǒng)、編碼器、溫控儀表等各類產(chǎn)品。客戶往往可以根據(jù)控制對象的不同選擇相應(yīng)的設(shè)備來進(jìn)行控制系統(tǒng)的構(gòu)建。

    本文論述的高速裁板鋸控制系統(tǒng)是一個很好的臺達(dá)自動化產(chǎn)品整合應(yīng)用案例。基于臺達(dá)的DVP系列 PLC和變頻器等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的高速往復(fù)裁板鋸電氣控制系統(tǒng)，值得同行借鑒

    高速裁板鋸是一種通用木工機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品，顧名思義，設(shè)備主要功能就是按照用戶設(shè)定的剪裁長度，快速實(shí)現(xiàn)裁板過程，設(shè)備要求往復(fù)運(yùn)動，動作效率高，可以實(shí)現(xiàn)高效率加工定長木板。具體來說，待加工的木板快速送入鋸片下面，床身上面，電機(jī)拖動鋸片快速退回原點(diǎn)，然后鋸片下降，電機(jī)迅速前進(jìn)實(shí)現(xiàn)切板，到達(dá)目標(biāo)長度位置之后，電機(jī)停止前進(jìn)，鋸片上升，電機(jī)拖動鋸片快速退回原點(diǎn)，等待下一次木板加工動作指令。由于其設(shè)備工藝動作相對簡單，電氣控制系統(tǒng)程序相應(yīng)較容易實(shí)現(xiàn)。

3.1控制系統(tǒng)框圖
控制系統(tǒng)框圖如圖1所示

控制系統(tǒng)技術(shù)方案配置如表1所示：

 

上述表格僅僅羅列出了控制系統(tǒng)主要電氣元件，此外還包括低壓電器（低壓斷路器、交流接觸器、中間繼電器、主令按鈕、指示燈等）、位置傳感器（光電傳感器、行程開關(guān)等），此處不予贅述。

系統(tǒng)具有手動、自動和調(diào)試三種工作方式。

（1）       手動方式用于按鈕操作設(shè)備運(yùn)行，這通常是在主控室上位機(jī)上進(jìn)行；

（2）       自動方式用于按照設(shè)定的參數(shù)自動運(yùn)行工作循環(huán)，正常自動運(yùn)行時通常采用此方式；

（3）       調(diào)試方式用于調(diào)試設(shè)備、長度測量等工藝動作，此操作是在檢修或者調(diào)試新設(shè)備時采用。

注意：參數(shù)一旦設(shè)定，不得隨意更改，以免發(fā)生意外；現(xiàn)場的手動方式操作必須由經(jīng)過培訓(xùn)的操作員才可進(jìn)行。調(diào)試方式只有在設(shè)備空閑且不影響生產(chǎn)時才可進(jìn)行，注意必須是專業(yè)工程師才可進(jìn)行操作。

下面介紹上位機(jī)人機(jī)界面畫面及其工藝動作。

（1）       程序主界面

人機(jī)畫面程序主畫面如圖2所示：選擇設(shè)備工作方式，工藝參數(shù)設(shè)定，系統(tǒng)報(bào)警畫面切換。

（2）       程序自動運(yùn)行

人機(jī)畫面程序自動畫面如圖3所示：設(shè)定剪裁長度，顯示鋸片當(dāng)前位置等。

 

（3）手動運(yùn)行

手動運(yùn)行畫面如圖4所示：顯示當(dāng)前鋸片位置，可以手動控制壓料氣缸，鋸片運(yùn)行，鋸片升降氣缸，鋸片前進(jìn)、后退等等工藝動作。

 

（4）程序調(diào)機(jī)

人機(jī)畫面程序調(diào)機(jī)畫面如圖5所示：按照不同的床身有效行程，設(shè)定鋸片行程，將鋸片退回原點(diǎn)，按下清零按鈕，PLC程序中高速計(jì)數(shù)器清零，按下測量啟動按鈕，準(zhǔn)備測量鋸片行程對應(yīng)的編碼器計(jì)數(shù)值，按下前進(jìn)按鈕不松手，鋸片到達(dá)行程開關(guān)位置停止，此時復(fù)位測量啟動按鈕，完成鋸片行程學(xué)習(xí)過程。按下后退按鈕，鋸片重新回到原點(diǎn)位置，設(shè)備可以進(jìn)行自動加工動作，按照設(shè)定的長度和鋸片行程的比例關(guān)系，PLC推算出對應(yīng)的編碼器計(jì)數(shù)值，當(dāng)鋸片自動前進(jìn)運(yùn)行到達(dá)計(jì)數(shù)值后，鋸片停止，然后快速退回原位。

 

（5）程序參數(shù)設(shè)定

人機(jī)畫面程序參數(shù)設(shè)定畫面如圖6所示：設(shè)定自動運(yùn)行各個工藝動作之間的延時時間，還可以設(shè)定變頻器運(yùn)行頻率，改變鋸片前進(jìn)和后退的電機(jī)轉(zhuǎn)速，此時，變頻器通過RS485通訊接口直接和人機(jī)界面COM2相連，采用人機(jī)界面宏指令編程功能實(shí)現(xiàn)判斷變頻器正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)命令，再分別把正轉(zhuǎn)頻率值和反轉(zhuǎn)頻率值傳送給變頻器。

（6）宏指令程序

關(guān)鍵宏指令程序如圖7所示：靈活運(yùn)用宏指令編程可以有效提高系統(tǒng)執(zhí)行效率。

 

 

    根據(jù)客戶設(shè)備技術(shù)要求，基于臺達(dá)自動化產(chǎn)品，成功提供給客戶一套成熟可靠的系統(tǒng)控制方案，加上提供給客戶完善的現(xiàn)場調(diào)試等技術(shù)服務(wù)，高速往復(fù)裁板鋸設(shè)備整個系統(tǒng)獲得完滿成功，得到客戶的充分認(rèn)可。運(yùn)行實(shí)踐表明，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，安全可靠，性價比高，值得業(yè)界同行借鑒和推廣。

[1] 臺達(dá)全系列可編程序控制器  臺達(dá)內(nèi)部資料  2008

[2] 郭宗仁等. 可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù). 人民郵電出版社，2002

[3] 變頻器在工業(yè)中的選擇與應(yīng)用 劉繼黨等 科技信息    2009年第23期