钢帘线排线的PLC控制

苗青甫

摘要：在钢帘线企业，自动化控制在许多公司的装配车间得到广泛的运用。排线往返的PLC控制系统，它的控制过程属于双向控制，排线器由一台三相异步电动机拖动，电机正转，排线器向右行，电机反转，排线器向左行，在每一个停靠点安装一个行程开关以监视排线器是否到达该站点。该控制系统利用三菱公司生产的FX2N系列的可编程序控制器运行主要的控制装置，编写软件指令来实现其具体的控制要求，在设计程序部分利用了PLC的辅助继电器来实现控制具有互锁的功能，在工作台上的工人通过按钮达到实现控制排线器的运行方向。

关键词：可编程序控制器、自动化、辅助继电器、PLC技术

一.排線角度的实时检测

根据排线器的排线原理，控制系统首先必须完成排线角度的实时检测。设计采用1000线增量式编码器与PLC程序的结合实现的数字角度传感器进行排线角度的实时检测，传感器的分辨率0.09°，满足最小线径为0.8mm的钢丝丝在主轴上层绕一圈角度检测的要求；通过接近开关的动作来实现直线单元正常区域和换向区域的跟踪；通过PLC的输出脉冲控制伺服电机驱动直线单元的运行。

二.直线单元的工作原理

直线单元的行进速度应与主轴转速相匹配。通过主轴上安装的速度传感器，测算出主轴的旋转角速度N（转/秒）。工字轮上焊丝沿轴向的移动速度为：V=N×Φ，其中Φ为钢丝线径，单位mm，V的单位为mm/s。为保持排线机构与主轴上焊丝移动速度的同步，即保持固定的滞后角，直线单元的推进速度应等于V。为确保滞后角的精确同步，直线单元的行进速度应等于V加上角度回路输出值（偏移量），V转换成伺服电机的转速（脉冲数/秒）为：

脉冲速率=M×N×Φ/d（个/秒）

其中，N为主轴的旋转角速度（转/秒），Φ为钢丝线径（毫米），M为伺服电机的码盘的每圈线数，d为滚轴丝杠的导程（毫米/转）。

根据伺服电机给定脉冲速率的计算公式，其取值范围为0～25000 P/S，故MV的输出饱和上限值应设为2500P/S。

三.基于角度控制的程序编制

（1）排线角度检测 硬件高速计数器采用4倍频的工作模式，在中断服务程序中实现角度传感器的回零功能。如程序1所示。

（2）主轴速度检测 采用M测速法，以固定时间中断（不受PLC程序扫描时间的影响）的方式测算主轴速度，即由每0.4秒光电码盘的计数脉冲值测算出主轴速度。如程序2所示

总结：随着科技的发展，技术的进步，工业生产更趋向于半自动化、自动化、无人工厂的方向发展，未来PLC技术的应用必将更加广泛。

参考文献：

[1]殷建国 可编程序设计控制及其应用 2006.8

[2]高钟毓 机电控制工程（第二版） 2002

[3]现代电气控制及PLC应用技术 2005

[4]图解PLC与电气控制入门 2008