摘要：本文主要介紹了西門(mén)子LOGO！在自動(dòng)調(diào)直切斷機(jī)中的應(yīng)用，借以闡示西門(mén)子LOGO！雖體積小巧，但功能齊全，諸多控制領(lǐng)域中，西門(mén)子LOGO！在滿足電氣控制功能，降低成本，提升產(chǎn)品檔次方面擁有不可替代的優(yōu)勢(shì)。
一、應(yīng)用簡(jiǎn)介
我公司是主要以生產(chǎn)、研制、開(kāi)發(fā)建材機(jī)械產(chǎn)品為主兼M74系列立軸圓臺(tái)平面磨床產(chǎn)品的企業(yè)。應(yīng)客戶及市場(chǎng)需求，我公司采用西門(mén)子LOGO！230RC智能邏輯控制器對(duì)目前正在生產(chǎn)的自動(dòng)鋼筋調(diào)直切斷機(jī)進(jìn)行電氣技術(shù)改造。
鋼筋調(diào)直切斷機(jī)可用于調(diào)直Φ4-Φ14盤(pán)圓鋼筋與Φ4-Φ12級(jí)螺紋鋼筋，適用于各種建筑工地的鋼筋加工，市場(chǎng)廣大。該機(jī)調(diào)直速度快，定置靈活，可根據(jù)用戶數(shù)量、長(zhǎng)短等不同要求進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。該機(jī)電氣控制以前一直采用繼電器—接觸器控制，然而由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，分立元件多，元器件質(zhì)量參差不齊等原因，導(dǎo)致切斷機(jī)電氣故障頻出，嚴(yán)重影響了公司聲譽(yù)及客戶效益。2013年中華工控網(wǎng)掀起西門(mén)子LOGO！智能邏輯控制器免費(fèi)體驗(yàn)熱潮，于是萌生了用西門(mén)子LOGO！改造調(diào)直切斷機(jī)電氣控制系統(tǒng)的想法。
二、應(yīng)用說(shuō)明
自動(dòng)調(diào)直切斷機(jī)大體由導(dǎo)入裝置、送料裝置、調(diào)直裝置、牽引裝置、切斷裝置、傳動(dòng)裝置、機(jī)架、承料架和電控系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
鋼筋由牽引機(jī)構(gòu)帶動(dòng)由盤(pán)料架進(jìn)入調(diào)直筒進(jìn)行調(diào)直。調(diào)直筒內(nèi)用螺釘固定著五個(gè)不在一條軸線上的位置可以調(diào)整的調(diào)直模。調(diào)直筒高速旋轉(zhuǎn)，穿過(guò)調(diào)直筒的曲折鋼筋，經(jīng)反復(fù)彎曲變形而被調(diào)直，同時(shí)也清除了鋼筋表面的銹皮。
鋼筋經(jīng)過(guò)調(diào)直后進(jìn)入切斷機(jī)構(gòu)。切斷機(jī)構(gòu)主要由錘頭和方刀臺(tái)組成，錘頭上下運(yùn)動(dòng)，方刀臺(tái)水平運(yùn)動(dòng)，內(nèi)裝上下切刀，當(dāng)方刀臺(tái)移動(dòng)至錘頭下面時(shí)，上切刀被錘頭砸下與下切刀形成剪刀，鋼筋被切斷。承料架的上部裝有拉桿定尺機(jī)構(gòu)，保證被切鋼筋定尺切斷，承料架下部可承接被切斷的鋼筋。系統(tǒng)運(yùn)行流程圖如圖2所示。
圖2 自動(dòng)調(diào)直切斷機(jī)系統(tǒng)流程圖
無(wú)論哪種控制，自動(dòng)調(diào)直切斷機(jī)都必需接觸器及必要的保護(hù)元件，然而為實(shí)現(xiàn)落料延時(shí)和計(jì)數(shù)控制，在以前的傳統(tǒng)解決方案中還需要在控制板上安裝一個(gè)中間繼電器、一個(gè)時(shí)間繼電器和一個(gè)計(jì)數(shù)器，這將導(dǎo)致額外的花費(fèi)。本次改造關(guān)鍵就在于，西門(mén)子LOGO！能否集這些元器件的功能？如是，本次改造將在成本、體積以及檔次上的優(yōu)勢(shì)特別是憑借德國(guó)老牌西門(mén)子產(chǎn)品較同行業(yè)極佳的可靠性方面那都是非常可觀的。
三、應(yīng)用的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
1. 系統(tǒng)組成
利用西門(mén)子LOGO！設(shè)計(jì)原理圖，主電路原理圖如圖3所示，包含一臺(tái)調(diào)直電機(jī)、一臺(tái)切斷電機(jī)、一落料電磁鐵以及一運(yùn)行指示燈和一電源指示燈。本LOGO！控制方案共有8個(gè)輸入點(diǎn)，4個(gè)輸出點(diǎn)，且輸入輸出量全部為開(kāi)關(guān)量信號(hào)，所以選用一塊8入4出的230RC本機(jī)模塊。LOGO！控制接線圖如圖4所示，I/O分配表如表1所示。
圖3 主電路圖
圖4 LOGO！控制接線圖
數(shù)字量輸入地址 符號(hào) 定義 數(shù)字量輸出地址 符號(hào) 定義
I1 SB0 急停（常閉） Q1 KM1 校直正
I2 SB1 校直停（常閉） Q2 KM2 校直反
I3 SB2 校直正 Q3 KM3 切斷
I4 SB3 校直反 Q4 KM4 落料
I5 SB4 切斷停（常閉）
I6 SB5 切斷啟
I7 SQ1 計(jì)數(shù)觸發(fā)
I8 SB6 計(jì)數(shù)復(fù)位
表1 數(shù)字量輸入/輸出地址表
2. 利用LOGO！對(duì)自動(dòng)調(diào)直切斷機(jī)控制方案分析
1) 校直程序：按下SB2按鈕，校直正運(yùn)行開(kāi)關(guān)I3閉合，Q1置位，接觸器KM1得電自鎖，調(diào)直電機(jī)正轉(zhuǎn)；同理需要調(diào)直電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，按下SB3按鈕，校直反運(yùn)行開(kāi)關(guān)I4閉合，Q2輸出，接觸器KM2得電自鎖。為安全考慮，I3與I4之間，Q1與Q2之間都加有軟件互鎖，并在輸出Q1與Q2上加有硬件互鎖。無(wú)論何時(shí)當(dāng)按下急停按鈕SB0時(shí)，使輸入I1閉合， Q1與Q2立即停止輸出，調(diào)直電機(jī)M1停止運(yùn)行。
圖5 校直程序
2) 切斷程序：按下SB5切斷啟按鈕，輸入I6閉合，Q3置位，接觸器KM3得電自鎖，切斷電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行。按下SB4切斷停止按鈕，輸入I5閉合，Q3復(fù)位，接觸器KM3失電斷開(kāi)，切斷電機(jī)停止運(yùn)行。無(wú)論何時(shí)當(dāng)按下急停按鈕SB0時(shí)，使輸入I1閉合， Q3立即復(fù)位，切斷電機(jī)M2停止運(yùn)行。
圖6 切斷程序
3) 落料程序： Q4輸出驅(qū)動(dòng)接觸器KM4控制落料電磁鐵的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)受料架翻轉(zhuǎn)落料。在切斷電機(jī)M2運(yùn)行的情況下，Q4的置位端是由計(jì)數(shù)觸發(fā)標(biāo)志位M2觸發(fā)的。計(jì)數(shù)到標(biāo)志位M3、急停I1或落料延時(shí)時(shí)間到標(biāo)志位M1(落料動(dòng)作需預(yù)留一定的時(shí)間，一般設(shè)置在3～4秒)都可使Q4復(fù)位。
圖7 落料程序
4) 計(jì)數(shù)程序：計(jì)數(shù)觸發(fā)標(biāo)志位M2由接在輸入端I7的接近開(kāi)關(guān)SQ1觸發(fā)。在切斷電機(jī)M2運(yùn)行前，需對(duì)調(diào)直的鋼筋的尺寸和數(shù)目進(jìn)行一個(gè)預(yù)置，切成預(yù)置尺寸的鋼筋達(dá)到預(yù)置數(shù)目時(shí)，觸發(fā)標(biāo)志位M3，進(jìn)而使系統(tǒng)全線停車(chē)。
圖8 計(jì)數(shù)程序
3. 系統(tǒng)離線仿真與在線測(cè)試
西門(mén)子LOGO！兼具離線仿真與在線測(cè)試功能。程序在PC機(jī)里編寫(xiě)好后，點(diǎn)擊左側(cè)工具欄中的離線仿真按鈕，或按下F3功能鍵進(jìn)行離線仿真，如圖9所示。在確認(rèn)程序離線仿真無(wú)誤后，還可打開(kāi)工具/在線測(cè)試功能進(jìn)行在線測(cè)試。如圖10所示。在執(zhí)行在線測(cè)試前需首先將在PC機(jī)里編寫(xiě)好的程序下載到LOGO！，隨后將下載到LOGO！的程序上傳至PC機(jī)里，當(dāng)然 只有這個(gè)上傳至PC機(jī)里的程序才可以進(jìn)行在線測(cè)試的哦！
圖9 離線仿真
圖10 在線測(cè)試
四、應(yīng)用體會(huì)
此次體驗(yàn)雖然與西門(mén)子LOGO！還只是短暫的親密接觸，但已讓我感到它神奇之處了。它體積小巧，但功能齊全。它集成了8種基本功能和30多種特殊功能，進(jìn)而可以替代從時(shí)間繼電器一直到接觸器數(shù)以百計(jì)的開(kāi)關(guān)設(shè)備，另外它還集成有可用來(lái)編程和顯示用的顯示器。這些不但為我們縮短了開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間，省去了大量的電柜空間，更省去了各種繼電器、計(jì)數(shù)器，以至于各種信號(hào)指示燈、文本顯示器等的成本費(fèi)用。本例用西門(mén)子LOGO！本體實(shí)現(xiàn)鋼筋切斷計(jì)數(shù)設(shè)置與顯示如圖11所示。不僅如此，LOGO! 還有很強(qiáng)的可靠性，有很好的抗振性和很強(qiáng)的電磁兼容性（EMC），完全符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，能夠應(yīng)用于各種氣候條件。所有這些都有效地提高了產(chǎn)品的檔次，提升了產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
圖11 西門(mén)子LOGO！計(jì)數(shù)顯示設(shè)置及現(xiàn)場(chǎng)示例
綜上所述，我們坦言，應(yīng)用在目前各個(gè)領(lǐng)域，西門(mén)子LOGO!在繼電器與PLC之間是一個(gè)功能強(qiáng)大且價(jià)格實(shí)惠的最佳解決方案。自動(dòng)調(diào)直切斷機(jī)自改造投入使用至今已有兩月余，運(yùn)行情況穩(wěn)定良好，屢屢受到用戶以及同仁們的廣泛好評(píng)。
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