利用PLC对FILM整形机控制电路的改造

赵超能 吴春华 庄里华

摘要：通过对FILM整形机的PLC改造，改变了传统的控制模式，操作更加简单化和人性化，而且效率也相应提升。本文着眼于對FILM整形机的PLC改造，使其在控制上更加人性化，更适应于现代化产品的多元化的发展趋势。

关键词：FILM整形机；PLC；触摸屏控制

引言

FILM整形机主要用于电容器制造的附属设备；由于电控部分采用工控板结构，加之在随后的设备维护、技术进步和系统更迭等因素，传统的工控板和继电器控制方式使得维护和操作上已不能适应产品多元化的发展要求。

一、FILM整形机的概述

FILM整形机为是将不同规格的FILM盘通过整形机配合整形平整后，将配合整形后的治具再投用到生产设备上再利用的专用设备。

（一）工作原理简述

FILM整形机的工作原理是将FLIM盘放置于专用的定位平台的定位治具上，由送料气缸将FILM盘推送至预压位置；传感器感应到指定位置后，止动气缸向上顶出、衬托住FILM盘定位治具，然后整形气缸向下动作直至对FILM盘预压，整型气缸下限位传感器感应到进行保压延时；如果一次循化没有完成FILM盘的整形后，将重新开始如上操作，直至FILM盘达到平整度要求再进行下一个产品的生产。

（二）现有设备存在的问题

由于产品系列的变更和原有的工控板电路采用接触器、辅助继电器和定时器等线路凌乱，维护更加困难；不能满足快速维修的需要。同时原有的电气控制部分主要在操作过程中呈现出如下的不足之处（见下图）。

为了适应产品FILM盘不同规格的要求，需要经常调整整形气缸的下限位感应的传感器，给操作和调机带来极大地不便；同时换型号调机的时间太长，设备利用率低下。

二、技术改造

针对以上的操作方面的不足，和维护方面的需要，亟需对电控系统的改造，优化电控结构；并针对改造方案前后进行了对比：

从经济实用性、技术难度、维修频次、成本改善综合因数考量，采用PLC的改造更加有利：适应产品变更的需求；解决现有电控部分的不足；操作简便、便于维护。

（一）气路原理图

由于整型气缸采用SGC250×100-S的圆形气缸，用气量较大、压力高，气动原理图见下图。

1、安全要求：由于整形气缸气量消耗较大，所以在进气端增装了0.08m3的储气罐，和整定压力为0.8MPa的安全阀。

2、气缸同步：两个止动气缸由同一个电磁阀输出，需要用单向节流阀调节两个气缸同时动作，平稳运行，防止气缸动作的爬行现象。

3、噪音控制：整形气缸的用气量消耗较多，在电磁阀方向切换的中噪音较大、采用消音器和消音棉消除啸鸣声。

（二）PLC程序及说明

FILM整形机的控制要求：

根FILM整形机的机械原理和气动原理图所示，YV0、YV1和YV2电磁阀分别控制送料气缸、止动气缸和整形气缸，X5为送料气缸后限位接近开关、X6为止动气缸上限位接近开关、X7为整形气缸下限位接近开关，控制要求如下：

1、初始状态要求：系统只要通气的、但未得电的状态下，送料气缸处于伸出位置、止动气缸处于缩回位置、整形气缸处于缩回状态；

2、系统可以设置“自动”模式和“手动”模式；

3、在“手动”模式下，为防止误动作而造成机械部件损坏，要求各气缸按顺序控制的方式动作；在送料气缸未达到预定位置时，止动气缸和整形气缸不能动作；止动气缸未达到预定位置时，整形气缸不能动作；在“手动模式”下可以对产品预压处理，以便于设定整形气缸的重复整形次数；并将其参数设定到PLC中，为“自动模式”设置重复整形次数作依据；

4、在“自动”模式下，确认放置好需要整形的产品于专用治具上，按下“启动”按钮，YV0电磁阀得电，送料气缸缩回至后限位接近开关；感应延时后YV1电磁阀得电，止动气缸顶出；然后YV2电磁阀得电，整形气缸压下整形，并且整形次数可以按照要求进行设定。达到整形次数后YV2电磁阀首先失电，整形气缸上升；延时后YV1电磁阀失电，止动气缸缩回；再YV0电磁阀失电，送料气缸将产品伸出至起始位置，将产品从治具上取出完成一个运动周期，下一个周期需要再次放置需要整形产品，并进行启动操作才能继续生产。

5、在“自动模式”下，确认需要整形的产品放置于专用治具上，按下“停止”按钮时，一直要到一个运动周期完成后才能停止，中途不能停止运行。

6、当安全门异常开启式，系统处于“急停”状态，蜂鸣器会秒脉冲进行报警；当按下“急停”按钮时，YV0、YV1和YV2电磁阀均失电，各气缸处于初始状态。

7、具有对产品进行计数的功能。

8、针对不同的产品规格，无需使用调整X7（整形气缸下限位接近开关）来针对不同的产品。

（三）编制I/O分配表和PLC选型：

1、根据控制要求，现对I/O分配表编制如下：

2、由I/O分配表可知：输入点数：8个，输出点数：4个；PLC控制的总点数为12点，可以采用FX1s系列的FX1s-20MR-001的PLC可以满足要求。

（四）根据控制要求，编制状态流程图：