PLC在上辊万能式卷板机中的应用

魏斌

摘要：为了减少上辊万能式卷板机事故的发生及控制方便，把传统按钮全部换成触摸屏输入，改造原继电器控制线路中的硬件接线，改为PLC编程实现，主电路及原控制系统电气操作方法实现全自动控制，不需要手动控制，电气控制系统控制元件（包括热继电器、接触器），作用与原电气线路相同，为了使系统更加完美，行程开关数量增加，行程开关改换为传感器，加入指示灯，使得系统运行状态更加清晰。使上辊万能式卷板机生产效率得到提高，也使产品精度得到提高。

关键词：上辊万能式卷板机；高精度；触摸屏；PLC

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）22-0233-03

上辊万能式卷板机是目前比较典型的一种高精度的卷板机，采用上辊升降液压传动和水平移动（机械传动），由下辊驱动，电气集中控制操作系统，能一次完成上料对板材两端的预弯及卷制筒形、弧形工件的工作，还可以对金属板料进行一定的整形校平，有直接预弯、省事、省料之功效。该设备广泛应用于控制精度要求高的场合，如：航空、核电等金属结构件制作业及化工机械、海洋石油平台、输油气管道、压力容器等行业。

老式上辊万能式卷板机由于其操作方式（全手动控制）需要更多人力资源，大大降低了生产效率且维修不便，给企业带来诸多不便。PLC可靠性高、抗干扰能力强、灵活性好，用它实现卷板机的控制，使原来的系统变得简单，易于维修，可以弥补人力资源浪费带来的缺憾，在保持原上辊万能式卷板机工作流程不变的情况下，实现了全自动控制，使电气故障降低，可靠性大幅度提高，使用更为方便，不需要适应期。该系统还使用了触摸屏来控制卷板机的运行，使得卷板机的操作更加直观，运行状态更加清晰可见。

1 系统硬件设计

1.1 PLC选型

由于本设备输入输出点数不多，应选用50点以下的小型PLC，所以选择三菱FX3U-48MR系列的PLC，其I/O点数方面它有24个输入点，24个输出点，可以适用本系统的设计要求。

1.2 PLC的硬件接线图

1.3 触摸屏的选型

由于本设备触摸屏安装位置有限，所以选用GT10系列的GT1050（5.7寸）触摸屏。GT10系列HMI虽然机身小巧，但功能十分强大。它的标准内置配方功能，方便存储加工数据。支持FA透明功能，GT10与三菱PLC连接时，通过GT10即可进行PLC程序的读取、写入、监控等。使用Unicode2.1编码，显示各国文字，面向全球用户，并且语言切换画面制作简单。使用Windows字体时，可对文字进行斜体、下划线、斜体下划线等修饰，表现力丰富。

此外，GT10支持多台连接，两台GT10只需通过电缆即可连接。采用LED背光灯，免除您的维护烦恼。还可纵置显示，方便安装于狭小空间。

GT10与PLC通讯接口按机型不同分为RS232、RS422两种，传输速率可达115.2Kbps。

2 软件设计

2.1 系统流程图

2.2 重要程序分析

1） 初始化程序

设备上电后特殊辅助继电器M8002得电一次断开，同时置位S0进入初始状态，初始状态中对程序中使用的状态继电器（S10-S30，Y0-Y30，T0-T30）进行复位操作，其中M0-M30需要接在M8002之后，否则M一直处于复位状态程序无法使用。

2） 手自动切换程序

当翻倒架处于原位位置时，按下触摸屏上的手/自动切换按钮（单数次为自动，双数次为手动）进入状态S10（自动）或S30（手动）。

3） 翻倒架程序

翻倒架程序为纯手动控制，既不在自动状态里，又不在手动状态里。按下触摸屏翻倒架翻倒或翻倒架复位按鈕则接通Y16或Y17进行翻倒或复位操作，X25，X26，Y16常闭，Y17常闭为电气系统联锁保护。

4） 手动Y-△启动程序

手动状态下按下触摸屏油泵启动按钮M1，线圈Y0，Y6，定时器T5同时得电进入低压运行状态，当T5延时时间到，T5常开接通线圈Y7，断开线圈Y6进入全压运行状态。

5） 油泵优先启动程序（手动和自动）

自动状态当Y0常开闭合且进入△型运行后才可进入S13状态。

手动状态下只有当油泵电动机△型运行后其他程序才可接通，当Y7常开失电时后续程序均无法启动。2.3 触摸屏的操作界面原件清单

2.3 触摸屏的显示界面原件清单

3 结束语

本设计主要讲述了PLC对上辊万能式卷板机电气系统的改造。此外还用到了传感器和触摸屏，这些控制技术使上辊万能式卷板机生产效率得到提高，也使产品精度得到提高。

参考文献：

[1] 王国海，周荣俊，沈蓬.《可编程控制器及其应用（第二版）》[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.

[2] 常斗南.可编程控制器原理应用实验[M].北京：机械工业出版社，2003.

[3] 何希才.传感器及其应用[M].北京：国防工业出版社，2001.

[4] 三菱FX 系列PLC使用手册，三菱公司.

[5] 三菱GT系列触摸屏使用手册，三菱公司.

【通联编辑：梁书】