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台达自动化产品在往复裁板锯上整合应用

中达电通股份有限公司
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    摘 要: 本文主要介绍了台达自动化产品在木工机械设备——高速往复裁板锯电气控制系统上的整合应用,该设备能够根据用户预设裁板长度进行快速定长裁板,实现高效率生产加工,操作直观、灵活。整合应用体现了台达自动化产品较高的性价比,也是机械设备制造类OEM客户首选工控品牌。

    关键词
:HMI  RS485通讯  编码器高速计数

1
前言

    近年来随着国家经济快速发展,居民生活水平逐步提高,房地产行业异常繁荣昌盛,商业写字间和居民住宅装饰装修均具有广阔的市场发展空间,房屋室内外装修均需要大量木板或者木材成型产品,在这种背景下,包括地板生产企业、家具生产企业等等相关木材加工企业势必需要大量木工机械设备,以满足产品生产加工所需。而且随着国际贸易日趋成熟完善,木工机械出口量也会有稳步增长,经济触底反弹,国内需求日趋旺盛,对木工机械设备生产厂家提供了前所未有的发展机遇。由于传统的电气控制设备存在精度低、安全性差及故障率高等缺点已经逐渐为现代化自动控制设备所代替。现今木工机械设备的自动化程度愈来愈高,根据设备不同会应用到不同种类的工业自动化产品,如:人机界面、PLC、变频器、伺服系统、编码器、温控仪表等各类产品。客户往往可以根据控制对象的不同选择相应的设备来进行控制系统的构建。

    本文论述的高速裁板锯控制系统是一个很好的台达自动化产品整合应用案例。基于台达的DVP系列 PLC和变频器等产品,实现先进的高速往复裁板锯电气控制系统,值得同行借鉴

2
 工艺分析

    高速裁板锯是一种通用木工机械设备产品,顾名思义,设备主要功能就是按照用户设定的剪裁长度,快速实现裁板过程,设备要求往复运动,动作效率高,可以实现高效率加工定长木板。具体来说,待加工的木板快速送入锯片下面,床身上面,电机拖动锯片快速退回原点,然后锯片下降,电机迅速前进实现切板,到达目标长度位置之后,电机停止前进,锯片上升,电机拖动锯片快速退回原点,等待下一次木板加工动作指令。由于其设备工艺动作相对简单,电气控制系统程序相应较容易实现。

3
 控制系统
3.1控制系统框图
控制系统框图如图1所示

图1 控制系统框图
3.2控制系统配置表
控制系统技术方案配置如表1所示:

序号
元件名称
型号规格
数量(台)
备 注
1
人机界面
DOP-B07S201
1
7”,65536色
2
PLC主机
DVP14ES00R
1
 
3
变频器
VFD022E43A
1
2.2KW
4
编码器
ES310CG6941
1
1000PPR

表1 控制系统技术方案配置
 
上述表格仅仅罗列出了控制系统主要电气元件,此外还包括低压电器(低压断路器、交流接触器、中间继电器、主令按钮、指示灯等)、位置传感器(光电传感器、行程开关等),此处不予赘述。
3.3设备工作方式
系统具有手动、自动和调试三种工作方式。
(1)       手动方式用于按钮操作设备运行,这通常是在主控室上位机上进行;
(2)       自动方式用于按照设定的参数自动运行工作循环,正常自动运行时通常采用此方式;
(3)       调试方式用于调试设备、长度测量等工艺动作,此操作是在检修或者调试新设备时采用。
注意:参数一旦设定,不得随意更改,以免发生意外;现场的手动方式操作必须由经过培训的操作员才可进行。调试方式只有在设备空闲且不影响生产时才可进行,注意必须是专业工程师才可进行操作。
4 人机界面
下面介绍上位机人机界面画面及其工艺动作。
(1)       程序主界面
人机画面程序主画面如图2所示:选择设备工作方式,工艺参数设定,系统报警画面切换。

图2 程序主界面
(2)       程序自动运行
人机画面程序自动画面如图3所示:设定剪裁长度,显示锯片当前位置等。

图3  程序自动运行画面
 
(3)手动运行
手动运行画面如图4所示:显示当前锯片位置,可以手动控制压料气缸,锯片运行,锯片升降气缸,锯片前进、后退等等工艺动作。

图4  手动运行画面
 
(4)程序调机
人机画面程序调机画面如图5所示:按照不同的床身有效行程,设定锯片行程,将锯片退回原点,按下清零按钮,PLC程序中高速计数器清零,按下测量启动按钮,准备测量锯片行程对应的编码器计数值,按下前进按钮不松手,锯片到达行程开关位置停止,此时复位测量启动按钮,完成锯片行程学习过程。按下后退按钮,锯片重新回到原点位置,设备可以进行自动加工动作,按照设定的长度和锯片行程的比例关系,PLC推算出对应的编码器计数值,当锯片自动前进运行到达计数值后,锯片停止,然后快速退回原位。

图5   调机画面
 
(5)程序参数设定
人机画面程序参数设定画面如图6所示:设定自动运行各个工艺动作之间的延时时间,还可以设定变频器运行频率,改变锯片前进和后退的电机转速,此时,变频器通过RS485通讯接口直接和人机界面COM2相连,采用人机界面宏指令编程功能实现判断变频器正转和反转命令,再分别把正转频率值和反转频率值传送给变频器。

图6   程序参数设定画面
(6)宏指令程序
关键宏指令程序如图7所示:灵活运用宏指令编程可以有效提高系统执行效率。

图7 关键宏指令程序
 
 
5 结语

    根据客户设备技术要求,基于台达自动化产品,成功提供给客户一套成熟可靠的系统控制方案,加上提供给客户完善的现场调试等技术服务,高速往复裁板锯设备整个系统获得完满成功,得到客户的充分认可。运行实践表明,系统性能稳定,安全可靠,性价比高,值得业界同行借鉴和推广。

【参考文献】
[1] 台达全系列可编程序控制器  台达内部资料  2008
[2] 郭宗仁等. 可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术. 人民邮电出版社,2002
[3] 变频器在工业中的选择与应用 刘继党等 科技信息    2009年第23期
 

 
 
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