基于欧姆龙CP1HPLC及组态王设计的泡沫自动切片机控制系统设计

刘俭

摘 要：现在工业切片机的应用非常广泛，为了提高效率很多使用者都在采用自动切片机来进行对物体的切割。下面文章就以泡沫自动切片机为例简要阐述基于欧姆龙CP1HPLC及组态王设计下的系统设计和实现过程，同时简要探讨了泡沫自动切片机的控制系统硬件配置和硬件设计。

关键词：欧姆龙CP1HPLC；组态王设计；泡沫自动切片机；控制系统

1 泡沫自动切片机系统基本结构及控制要求

1.1 泡沫自动切片机的系统生产结构和工作过程

现在市面上的泡沫自动切片机主要包括三个部分，和其他系统系统一样有硬件的电路也有软件的控制程序，当然也有一定的监测系统。在自动泡沫切片中是可以设置其切割的厚度的，厚度一般有小数点、个位、十位、百位这几个进制，所以切割的厚度也是有000.0到199.9mm的范围。为了实现对物体的切割，在刀架上安装了可以调整速度的齿轮，它还可以比较刀架和实际设计的参数的差别，在电机转动过程中会向其内部的PC发送信号例如电机转一圈会有5个脉冲的变化，等到电机旋转两圈时刀架会自动变化1mm，这时候PC会有是个脉冲变化，所以可以通过对厚度的设定来推算出PC的脉冲数量。

切片机的目的就是将物体切割成各种形状，但是要求物体要与设定的一样特别是对厚度的要求。泡沫切片机的工作原理是：先将需要切割的泡沫放到工作台上，在切割时台面会不停的向后移动直到达设定的位置，这时候切割刀片会在以前的基础上下降一定的位置然后锁死，之后台面会再次带动泡沫向前运动直到回到原来的位置，当这个过程进行的时候旋转地刀片会将整块泡沫切割成相应厚度的切片，重复以上动作就可以完成对泡沫的切割了。

1.2 系统要实现的控制要求

在工作工程中可以实现手动和自动两种形式；带电电机工作后磨刀才能启动；不管是手动还是自动工作模式按下总开关按下带锯和磨刀都要继续工作，而刀架和台面要停止运动；在给整个机器上电后，它里面的线圈也要同时上电，不能有任何的迟疑，同时台面的刹车系统也要及时的工作以配合整个机器的正常运转；在任何情况下带锯的电机都要在台面先前或是向后运动时提前启动，当带锯电机停止转动后，台面的向前或向后运动也必须停止；机器在自动工作模式的情况下落下的刀片一旦遇到下限为开关，就要停止下移立即转为向上的运动直到上限位。

2 泡沫自动切片机系统设计

2.1 系统的硬件电路设计

在硬件上系统主要被分为主电路还有对整个系统的控制电路最后还要有一个辅助的电路系统。他们实现的方法各不相同主电路是有控制电路来完成其控制，而辅助电路的目的是显示辅助信号的。

泡沫自动切片机的主电路系统其实就是在控制几个重要电机的线路，这几个电机就是磨刀、台面运动控制、刀架上下运动控制、带锯控制电机。带锯一定是安装在刀架上的，要想其电机工作就要采取三相电控制，一般情况下就是三相异步电机；刀架电机也是三相异步电机控制，但是它的具体上下工作是由蜗杆传动机构来完成，其工作过程比较复杂需要间接性性的驱动左右丝杆进行正反方向的运动，才能实现刀架在滑套上下自由的运动，遇到紧急情况是时刀架需要急刹车而这个构成是采用制动电磁铁来实现的；磨刀电机实际上是由两个单相交流电机组成的可以用来调整刀片的切割角度，同时在利用砂轮对刀片有周期的进行打磨，目的是使得刀片时刻保持锋利；直流电机控制着台面的前后运动。这些电机的通电和断开是有交流接触器来实现的，而交流接触器又要通过系统程序来驱动，最终完成对以上几个电机的控制。同时在设计过程中还充分的考虑到重要电机的电路保护措施，来时刻保护着带锯和磨刀的电机，这个保护电路的设计可以保证设备能进行安全可靠的工作。

2.2 系统的控制电路设计

系统的控制电路主要是采取了欧姆龙CP1HPLC控制系统。这种控制系统可以对其内部的存储器进行程序编辑，但是在出厂时大部分能容已经被设定好了，我们只需要对其进行运用就可以了，这个控制器的体积比较小，在切片机应用上也比较的广泛，有很高的可靠性，不仅有强大的功能，而且价格也不高，所以将这个系统应用到泡沫自动切片机的控制上。

2.3 组态监控设计

态监控系统主要采取的是组态王6.53的系统。在最开始一定要选择相应的设备的运行模式，即是手动模式还是自动模式。拿手动模式为例对泡沫的切割时，要先按下道具的下降按钮，同时也要启动能使得泡沫运动的运动台，要求的是泡沫向左运动，随着刀架的带动使得切片刀片下降到开始设置的位置上，泡沫就开始向右运动，随着整个过程的结束泡沫的第一次切割也会完成。然后再次按下道具的下降按钮，当刀片下降到的设定的高度时，再按下泡沫向左运动的按钮，继而就完成了第二次切割过程，只要重复以上两个动作就可以完成对泡沫的切割。但实际上泡沫的切割不会一直进行下去，在组态王系统下我们设定的是让切片机完成三次切割后就不在继续运行。其实现实中当泡沫被切到最后一层时，道具的下降值一般都会超过泡沫的厚度，这时的道具也会触到刀架下限为，不可能对剩下的泡沫进行切割，刀片也不会停留在当下的位置，而是再次回到道具的上限值，整个切割过程就完成了。泡沫切片机的自动模式和手动模式完成的动作时一样的。在设备运行过程中，这两种模式可以任意的调换。

在想让机器暂停工作时暂停按钮是不起作用的，必须在一开始选择工作模式，不然整个的组态的系统对任何操作都不能够识别；当然在设备工作中按了停止按钮，那么组态系统就会回到最开始的设置状态，在自动的方式下按了停止键，当刀具正在对泡沫进行切割道具和泡沫的运动都不会立即停止，而是等到这个切割过程完成后，才会停止运动。

3 系统的运行与调试

要想实现上面的工作系统就要将编写好的程序通过0MRON CX-0NE软件传输到CX-Program软件中，然后是通过不停的仿真实验，找出问题然后调整测试，直到整个系统正确无误时才可以被应用实际的泡沫自动控制上。最后是将欧姆龙CP1HPLC和組态王连接起来组成一个完整的系统。

4 结束语

基于欧姆龙CP1HPLC及组态王设计的泡沫自动切片机控制在使用中有很好的效果，在操作中也更加的安全可靠。但是对前期的组建要求比较高，需要有一定的专业技术。所以在对基于欧姆龙CP1HPLC及组态王设计的泡沫自动切片机控制时，要充分的考虑到各个方面的因素，加强学习，使得欧姆龙CP1HPLC及组态王设计能在泡沫自动切片机控制上有更好的应用和作用。

参考文献

[1]魏静敏，赵亚峰.基于PLC的自动泡沫切片机控制系统设计与实现[J].河南科技，2013（23）：88-89.

[2]吕玲，陈国平，阮德超.基于欧姆龙CP1HPLC和组态王的射流泵测试系统[J].电子设计工程，2012（22）：89-91.