PLC自动冲压机控制系统

河南科技大学机电工程学院 李永攀 毛玺

PLC自动冲压机控制系统

河南科技大学机电工程学院 李永攀 毛玺

基于PLC技术设计的冲压机控制，体现了当今时代电机控制的特色，即控制简单、灵活、性能稳定、环境适应能力强。可编程控制器（PLC）巧妙地将传统的继电器控制技术与计算机技术融为一体，具有结构简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程和使用方便的优点。

一、PLC的组成和基本工作原理

1.PLC组成。PLC采用典型的计算机结构，由中央处理单元、存储器、输入输出接口电路和其他一些电路组成。其逻辑结构示意图如图1所示。

图1 逻辑结构

2.基本工作原理。可编程控制器(PLC)采用周期性的循环扫描工作方式。其工作过程可分为3段：输入采样、程序执行和输出刷新。

二、自动冲压机PLC控制系统

1.自动冲压机PLC控制系统的原理如图2所示。

图2 自动冲压机控制原理

其中，D1为开卷电动机，3相380V，1.2KW；D2为喂料电动机，3相380V，1.2KW，双速电机；D3为飞轮电动机，3相380V，30KW；D4为运料电动机，3相380V，1.1KW；D5为小车上轨道电动机，3相380V，1.1KW；PL为光电脉冲发生器，1mm/puise；1K为运料小车左极限限位开关；2K为运料小车右极限限位开关；3K为钢板通过开关；4K为冲头落下检测开关，采用光电接近开关；DT为电磁离合器，单相220V，200VA。

整个系统动作过程简述如下。在自动工作方式下，按下自动启动按钮，飞轮电动机D3通电运转，延时30秒后，自动循环开始。首先判断运料小车是否在原位，若在则行程开关1K压合，开卷电动机D1和喂料电动机D2通电运转，把钢板送入冲压处。此时通过光电脉冲发生器PL测量钢板长度，钢板每通过1mm就产生一个脉冲。当测量总长达到1500mm时，开卷电动机D1和喂料电动机D2断电停转，同时电磁离合器DT得电吸合，冲头落下进行冲压板。当冲头落下时，光电接近开关4K压合，输出一个脉冲，并使计数器加1。同时电磁离合器DT失电，冲头抬起回原位，开卷电动机D1和喂料电动机D2再次通电运转，把钢板送入冲压处再次进行冲压。当冲压的钢板数达到预定张数50张（最大极限99张）时，开卷电动机D1和喂料电动机D2停转，剪刀回原位，运料小车电动机D4运转使小车右行行至右端时压合右极限限位开关2K，运料小车电动机D4停止运转，同时小车上轨道电动机D5通电运转，把车上的钢板向右传输到下一道工序的平台上。当钢板通过平台时压合钢板通过开关3K，小车上轨道电动机D5断电停转，同时运料小车电动机D4得电停转，小车左行回原位。小车回到原位时压合左极限限位开关1K，小车电动机D4断电停转，小车停止。这时开卷电动机D1和喂料电动机D2再次通电运转，进行下一次冲压。

2.自动冲压机PLC控制系统硬件电路设计。该电路是主控电机的运行过程，从图3中可以看出各个电机的控制方式及继电器的用途。其中，D1和D5采用直接控制方式。D2是双速电机，用继电器改变电机绕组的接线方式可以达到调速的目的。D3采用星三角降压启动，减小了启动电流对电网的影响，待启动后期按预先设定的时间换成三角形接法，使电机额定电压下正常运转。如图3所示。

图3 电器控制主电路

计数器选择十进制减法计数器74LS191，它除了能做十进制减法外，还有一些附加功能。LD非端为预置数控制端，当其输入为1时不起作用，计数器照常计数。当其输入为0时电路处于预置数状态，D3—D0的数据立刻被置入计数器中，不受时钟信号CP的控制。电路采用74LS191作为计数器，74LS47作为显示译码器，BS201A作为数码显示管，张数计数的原理与长度计数的原理类似，通过限位开关控制脉冲输入和置数端，显示电路将进行预置数的减法计数。